CN113979590A - 一种车载式超导水处理设备及废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载式超导水处理设备及废水处理方法，该设备包括：药剂投加系统，用于向废水中添加PAC絮凝剂、PAM助凝剂和磁种，进而使颗粒变为磁性絮团；超导磁体分离系统，用于将磁性絮团从废水中分离出来，将处理后的废水排出，将分离出来的磁性絮团进一步输送至磁种回用系统；磁种回用系统，用于回收磁性絮团中的磁种，并将磁种重新输送至药剂投加系统；电控箱，用于对各系统进行控制；车载保护装置将各系统安装至运输设备上，并进行减振防冲击保护。该设备用运输设备运输至需要处理废水的区域，无需设置大量管道，解决了管道铺设复杂的问题，减少占地面积，减少基建费用和后期的维护费用，随着乡村的发展和建设，整套设备可进行二次利用。

Description

一种车载式超导水处理设备及废水处理方法

技术领域

本发明属于废水处理领域，特别涉及车载式超导水处理设备及废水处理方法。

背景技术

我国是世界上十三个贫水国家之一，年排放量持续高达700亿吨以上，然而乡镇一级的废水处理率却还远远不够。农村废水约为废水总量的三分之一，其治理率更是严重不足。农村废水的治理有它独特的难点：农村分布广泛而分散，排放范围广，导致废水难于收集；无基础水处理设施，且排污纳管工作非常困难；村民人口少，生活规律相近，形成间断排放且总量很小；监管困难，偷排漏排现象严重，多伴随周边流域污染问题。

目前，最主要的处理方式有集中式和分散式，集中式处理范围广、水量大，但需要铺设大量的管网，基建费用高昂，甚至能占到项目总投资的70-80％，而分散式处理也需要较高的基建费用。此外，由于水量小，建成后的管道很容易沉积堵塞，导致维护成本比较高。并且随着乡村的发展，后期如果扩容或者并网，整套设备基本无法二次利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载式超导水处理设备及废水处理方法，以解决排放量较小的水污染处理基建费用昂贵、维护成本高、设备无法二次利用等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明涉及一种车载式超导水处理设备，其包括：

药剂投加系统，用于输入待处理废水，并向废水中添加PAC絮凝剂、PAM 助凝剂和磁种，进而使废水中的颗粒变为磁性絮团；

超导磁体分离系统，用于将磁性絮团从废水中分离出来，将处理后的废水排出，将分离出来的磁性絮团进一步输送至磁种回用系统；

磁种回用系统，用于回收磁性絮团中的磁种，并将磁种重新输送至药剂投加系统；

电控箱，用于对药剂投加系统、超导磁体分离系统和磁种回用系统进行控制；

车载保护装置，用于将药剂投加系统、超导磁体分离系统、磁种回用系统和电控箱安装至运输设备上，并进行减振防冲击保护。

优选地，所述的药剂投加系统包括：

PAC加药装置，用于向废水中加入PAC絮凝剂，使得废水中的颗粒变为絮团；

PAM加药装置，用于向废水中加入PAM助凝剂，加速絮团的形成；

磁种加药装置，用于向废水中加入磁种，使絮团与磁种结合，形成磁性絮团。

优选地，所述的PAC加药装置包括PAC加药箱本体和PAC药剂箱，PAC 药剂箱通过PAC加药泵与PAC加药箱本体连接；所述的PAM加药装置包括PAM 加药箱本体和PAM药剂箱，PAM药剂箱通过PAM加药泵与PAM加药箱本体连接。

优选地，所述的磁种加药装置包括磁种加药箱本体和磁种箱，磁种箱通过磁种加药泵与磁种加药箱本体连接；所述的磁种箱还通过回收管道与磁种回用系统连通。

优选地，所述的超导磁体分离系统包括：

沉淀池，用于对含有磁性絮团的废水进行静置，初步分离废水中的磁性絮团，静置后将废水进一步通入磁分离装置，将磁性絮团通入磁种回用系统中；

磁分离装置，用于提供高梯度磁场，完全去除废水中的磁性絮团并将磁性絮团通入磁种回用系统，排出分离出来的废水。

优选地，磁分离装置包括通水管、驱动电机、超导线圈、制冷机、链条和冲洗箱，所述的链条首尾连接形成环状结构，链条穿过通水管和冲洗箱，且链条通过驱动电机和若干滚轮张紧，链条上设有筛网，所述的超导线圈固定在通水管外，用于对筛网进行磁化，制冷机设置在超导线圈的外侧，用于对超导线圈降温；

所述的磁分离装置还配有：

高压清洗机，用于对磁分离装置进行清洗；

氦气压缩机，用于产生超导临界温度；

水冷机，对氦气压缩机进行冷却；

所述的磁分离装置的出水管处连接有柔性接头。

优选地，所述的磁种回用系统包括：

高剪均质机，用于对磁性絮团进行破碎处理；

磁回收机，用于回收磁性絮团中的磁种，并将磁种重新通入至药剂投加系统中。

优选地，所述的车载保护装置包括底座和设置在底座四个边角处的减震装置，药剂投加系统、超导磁体分离系统、磁种回用系统和电控箱均安装在底座上，减震装置包括减震外壳和减震弹簧，减震弹簧设置在减震外壳的内部，减震弹簧的顶部与底板的底面接触。

本发明还涉及一种基于车载式超导水处理设备的废水处理方法，其包括以下步骤：

1)通过车载保护装置将车载式超导水处理设备安装至集装箱中，将集装箱安装至运输设备上，通过运输设备将车载式超导水处理设备运输至废水排放处；

2)通过管道将废水通入药剂投加系统，药剂投加系统依次向废水中加入PAC 絮凝剂、PAM助凝剂和磁种，使得废水中形成磁性絮团；

3)将带有磁性絮团的废水输入到超导磁体分离系统，通过超导磁体分离系统将磁性絮团从废水中分离出来，将废水直接排出；

4)将分离出来的磁性絮团输入到磁种回用系统中，进行破碎处理和磁种回收。

优选地，所述步骤3)具体包括：

3.1)将带有磁性絮团的废水通入沉淀池中静置，部分磁性絮团沉淀；

3.2)将沉淀池中上部的液体通入磁回收机中，通过高梯度磁场进一步将磁性絮团从液体中清除；

3.3)将废水从磁回收机排出，将沉淀池和磁回收机中的磁性絮团输送至磁种回用系统中；

所述的步骤4具体包括：

4.1)将磁性絮团输送至高剪均质机中进行破碎处理；

4.2)利用磁回收机将破碎后的磁性絮团中的磁种回收至药剂投加系统中；

4.3)将磁种回收后剩余的杂质输送至污泥池中进行存储和定期清理。

与现有技术相比，采用本发明提供的技术方案具有以下技术效果：

1.本发明涉及的车载式超导水处理设备将药剂投加系统、超导磁体分离系统、磁种回用系统和电控箱进行集成，并增设了车载保护装置，使用时用车载设备运输至需要进行废水处理的位置即可投入使用，因此，无需设置大量的管道，解决了传统超导技术管道铺设复杂的问题，减少占地面积，减少了基建费用和后期的维护费用，随着乡村的发展和建设，整套设备可进行二次利用。

2.本发明涉及的车载式超导水处理设备由于体积小，又增设了车载保护装置，可用车载设备运输，因此可以用于一些环境较为恶劣的地区使用，也可用于临时需要废水处理的场所使用，比如灾区、河水等。

附图说明

图1为本发明涉及的车载式超导水处理设备的结构示意图；

图2为磁分离装置的结构详图；

图3为高剪均质机的结构详图；

图4为磁回收机的结构详图；

图5为减震装置的结构示意图。

其中：1-磁分离装置，101-通水管，102-驱动电机，103-超导线圈，104-链条，105-冲洗箱，106-筛网，107-制冷机，2-高压清洗机，3-氦气压缩机，4-水冷机，5-磁种加药装置，51-磁种加药泵，6-PAM加药装置，61-PAM加药泵，7-PAC 加药装置，71-PAC加药泵，8-沉淀池，9-磁回收机，91-分选箱，92-磁种回收电机，93-永磁圆筒，94-刮板，10-高剪均质机，1001-污泥进口，1002-搅拌桨，1003- 污泥出口，1004-轴，1005-联轴器，1006-机械密封，1007-油密封，11-电控箱， 12-减震装置，121-减震外壳，122-减震弹簧，13-柔性接头，14-底板。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。

参照附图1所示，本发明涉及的一种车载式超导水处理设备包括药剂投加系统、超导磁体分离系统、磁种回用系统、电控箱11和车载保护装置。

所述的药剂投加系统包括PAC加药装置7、PAM加药装置6和磁种加药装置。所述的PAC加药装置7包括PAC加药箱本体和PAC药剂箱，PAC药剂箱通过PAC加药泵71与PAC加药箱本体连接，电控箱13控制PAC加药泵71进而使得PAC加药装置7向废水中加入PAC絮凝剂；所述的PAM加药装置6包括PAM加药箱本体和PAM药剂箱，PAM药剂箱通过PAM加药泵61与PAM加药箱本体连接，电控箱13控制PAM加药泵61进而使得PAM加药装置6向废水中加入PAM助凝剂；所述的磁种加药装置5包括磁种加药箱本体和磁种箱，磁种箱通过磁种加药泵51与磁种加药箱本体连接，电控箱13控制磁种加药泵 51进而使得磁种加药装置5向废水中加入磁种，进而形成磁性絮团。

所述的超导磁体分离系统包括沉淀池8和磁分离装置1，加入絮凝剂和磁种的废水通入沉淀池8内进行静置，初步分离废水中的磁性絮团，静置后进一步将废水通入超导磁体分离系统中，所述磁分离装置1提供高梯度磁场，进而完全去除磁性絮团，即磁分离装置1包括通水管101、驱动电机102、超导线圈103、链条104和冲洗箱105，所述的链条104首尾连接形成环状结构，链条104穿过通水管101和冲洗箱105，且链条104通过驱动电机102和若干滚轮张紧，链条 104上设有筛网106，所述的超导线圈103固定在通水管101外，用于对筛网106进行磁化，超导线圈103上设有制冷机107，用于对超导线圈103降温，所述的冲洗箱105用于将吸附在筛网106上的磁性絮团冲洗下来，进而使磁性絮团进入下一道工序；所述磁分离装置1还配有高压清洗机2、氦气压缩机3和水冷机4，高压清洗机2用于磁分离装置1进行清洗，氦气压缩机3用于产生超导临界温度，水冷机4对氦气压缩机进行冷却；所述磁分离装置1、高压清洗机2、氦气压缩机3和水冷机4均通过电控箱11控制开关。磁分离装置1的出水管处连接有柔性接头13，抑制管路振动影响。

所述的沉淀池8和磁分离装置1均与磁种回用系统连通，沉淀池8底部的沉淀的磁性絮团以及磁分离装置1分离出来的磁性絮团通入磁种回用系统中，磁种回用系统包括高剪均质机10和磁回收机9，高剪均质机10通过电控箱11控制开关，用于对磁性絮团进行破碎处理，高剪均质机10的结构如图3所示，其包括污泥进口1001、搅拌桨1002、污泥出口1003、轴1004、联轴器1005、机械密封1006和油密封1007，污泥从污泥进口1001进入，经过搅拌桨1002作用后，从污泥出口1003输运到磁种回收机中，轴1004经过联轴器1005和电机相连，从而实现转动；机械密封1006和油密封1007是为了实现高剪均质机下部的密封。磁回收机9通过电控箱13控制开关，用于对磁种进行回收，参照附图4 所示，磁种回收机9包括分选箱91、磁种回收电机92、永磁圆筒93和刮板94，带磁污泥进入分选箱91中，磁种回收电机92带动永磁圆筒93转动，其中的磁种被永磁圆筒93吸附，其它颗粒物不被永磁圆筒93吸附，进而实现磁种与其余污泥颗粒物的分离，被永磁圆筒93吸附的磁种再被刮板94刮落，实现磁种的回收；磁回收机11通过回收管道与磁种加药箱5连通，回收后的磁种直接运回磁种加药箱5内，剩余杂质排入污泥池中，提升至污泥脱水机进行脱水，泥饼外运。

所述的车载保护装置包括底座14和设置在底座四个边角处的减震装置12，药剂投加系统、超导磁体分离系统、磁种回用系统和电控箱11均安装在底座14 上，减震装置12如图5所示，包括减震外壳121和减震弹簧122，减震弹簧122 设置在减震外壳121的内部，减震弹簧122的顶部与底板14的底面接触。

基于上述车载式超导水处理设备的废水处理方法包括以下步骤：

1)通过车载保护装置将车载式超导水处理设备安装至集装箱中，将集装箱安装至运输设备(卡车)上，将车载式超导水处理设备运输至废水排放处；

2)通过管道将废水通入药剂投加系统，药剂投加系统依次向生活废水中加入PAC絮凝剂、PAM助凝剂和磁种，使得废水中形成磁性絮团；

3)将带有磁性絮团的废水输入到超导磁体分离系统，通过超导磁体分离系统将磁性絮团从废水中分离出来，将废水直接排出，具体是：

3.1)将带有磁性絮团的废水通入沉淀池8中静置，部分磁性絮团沉淀；

3.2)将沉淀池8中上部的液体通入磁回收机9中，通过高梯度磁场进一步将磁性絮团从液体中清除；

3.3)将废水从磁回收机9排出，将沉淀池8和磁回收机9中的磁性絮团输送至磁种回用系统中；

4)将分离出来的磁性絮团输入到磁种回用系统中，进行破碎处理和磁种回收，具体是：

4.1)将磁性絮团输送至高剪均质机10中进行破碎处理；

4.2)利用磁回收机9将破碎后的磁性絮团中的磁种回收至药剂投加系统的磁种加药装置5中；

4.3)将磁种回收后剩余的杂质输送至污泥池中进行存储和定期清理。

以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种车载式超导水处理设备，其特征在于：其包括：

药剂投加系统，用于输入待处理废水，并向废水中添加PAC絮凝剂、PAM助凝剂和磁种，进而使废水中的颗粒变为磁性絮团；

超导磁体分离系统，用于将磁性絮团从废水中分离出来，将处理后的废水排出，将分离出来的磁性絮团进一步输送至磁种回用系统；

磁种回用系统，用于回收磁性絮团中的磁种，并将磁种重新输送至药剂投加系统；电控箱，用于对药剂投加系统、超导磁体分离系统和磁种回用系统进行控制；车载保护装置，用于将药剂投加系统、超导磁体分离系统、磁种回用系统和电控箱安装至运输设备上，并进行减振防冲击保护。

2.根据权利要求1所述的车载式超导水处理设备，其特征在于：所述的药剂投加系统包括：

PAC加药装置，用于向废水中加入PAC絮凝剂，使得废水中的颗粒变为絮团；PAM加药装置，用于向废水中加入PAM助凝剂，加速絮团的形成；

磁种加药装置，用于向废水中加入磁种，使絮团与磁种结合，形成磁性絮团。

3.根据权利要求2所述的车载式超导水处理设备，其特征在于：所述的PAC加药装置包括PAC加药箱本体和PAC药剂箱，PAC药剂箱通过PAC加药泵与PAC加药箱本体连接；所述的PAM加药装置包括PAM加药箱本体和PAM药剂箱，PAM药剂箱通过PAM加药泵与PAM加药箱本体连接。

4.根据权利要求2所述的车载式超导水处理设备，其特征在于：所述的磁种加药装置包括磁种加药箱本体和磁种箱，磁种箱通过磁种加药泵与磁种加药箱本体连接；所述的磁种箱还通过回收管道与磁种回用系统连通。

5.根据权利要求1所述的车载式超导水处理设备，其特征在于：所述的超导磁体分离系统包括：

沉淀池，用于对含有磁性絮团的废水进行静置，初步分离废水中的磁性絮团，静置后将废水进一步通入磁分离装置，将磁性絮团通入磁种回用系统中；

磁分离装置，用于提供高梯度磁场，完全去除废水中的磁性絮团并将磁性絮团通入磁种回用系统，排出分离出来的废水。

6.根据权利要求5所述的车载式超导水处理设备，其特征在于：所述的磁分离装置包括通水管、驱动电机、超导线圈、制冷机、链条和冲洗箱，所述的链条首尾连接形成环状结构，链条穿过通水管和冲洗箱，且链条通过驱动电机和若干滚轮张紧，链条上设有筛网，所述的超导线圈固定在通水管外，用于对筛网进行磁化，制冷机设置在超导线圈的外侧，用于对超导线圈降温；

所述的磁分离装置还配有：

高压清洗机，用于对磁分离装置进行清洗；

氦气压缩机，用于产生超导临界温度；

水冷机，对氦气压缩机进行冷却；

所述的磁分离装置的出水管处连接有柔性接头。

7.根据权利要求1所述的车载式超导水处理设备，其特征在于：所述的磁种回用系统包括：

高剪均质机，用于对磁性絮团进行破碎处理；

磁回收机，用于回收磁性絮团中的磁种，并将磁种重新通入至药剂投加系统中。

8.根据权利要求1所述的车载式超导水处理设备，其特征在于：所述的车载保护装置包括底座和设置在底座四个边角处的减震装置，药剂投加系统、超导磁体分离系统、磁种回用系统和电控箱均安装在底座上，减震装置包括减震外壳和减震弹簧，减震弹簧设置在减震外壳的内部，减震弹簧的顶部与底板的底面接触。

9.一种基于权利要求1所述的车载式超导水处理设备的废水处理方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1)通过车载保护装置将车载式超导水处理设备安装至集装箱中，将集装箱安装至运输设备上，通过运输设备将车载式超导水处理设备运输至废水排放处；

2)通过管道将废水通入药剂投加系统，药剂投加系统依次向生活废水中加入PAC絮凝剂、PAM助凝剂和磁种，使得废水中形成磁性絮团；

3)将带有磁性絮团的废水输入到超导磁体分离系统，通过超导磁体分离系统将磁性絮团从废水中分离出来，将废水直接排出；

4)将分离出来的磁性絮团输入到磁种回用系统中，进行破碎处理和磁种回收。

10.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于：所述步骤3)具体包括：

3.1)将带有磁性絮团的废水通入沉淀池中静置，部分磁性絮团沉淀；

3.2)将沉淀池中上部的液体通入磁回收机中，通过高梯度磁场进一步将磁性絮团从液体中清除；

3.3)将废水从磁回收机排出，将沉淀池和磁回收机中的磁性絮团输送至磁种回用系统中；

所述的步骤4具体包括：

4.1)将磁性絮团输送至高剪均质机中进行破碎处理；

4.2)利用磁回收机将破碎后的磁性絮团中的磁种回收至药剂投加系统中；

4.3)将磁种回收后剩余的杂质输送至污泥池中进行存储和定期清理。

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