CN205313310U - 一种含石墨工业废水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种含石墨工业废水处理设备，包括集成在箱体内的磁絮凝区、分流区、静置沉淀区、斜板沉淀区和磁化分离区，所述磁絮凝区底部设有进水口，中部设磁絮凝箱，上部通过分流区与静置沉淀区相连；静置沉淀区、斜板沉淀区和磁化分离区自下而上依次设置，磁化分离区位于箱体顶部位置沿箱体宽向均匀设有一排稀土盘，稀土盘由中心圆盘轴支撑并可转动，稀土盘对应位置设刮料装置和螺旋输送机；斜板沉淀区一侧箱体上设出水口，静置沉淀区箱体底部设排污口。本实用新型利用磁分离技术处理废水中的石墨，同时通过磁絮凝原理将氧化铁及油脂去除，从而实现对含石墨轧钢废水的有效处理；其设备体积小、结构简单、操作方便、处理效率高、运行费用低。

Description

一种含石墨工业废水处理设备

技术领域

本实用新型涉及一种废水处理设备，尤其涉及一种可对含有石墨的废水进行处理的设备。

背景技术

无缝钢管厂生产热轧无缝钢管时需加入石墨乳作为无缝钢管穿管的润滑剂，含有大量石墨的工艺废水被用于作为喷淋冷却轧辊的冷却水重复使用。于是在生产废水回用过程中便积累了大量的润滑剂石墨及机械设备上的油类物质及细微的氧化铁粒子，这些杂质会很快堵塞喷嘴，导致冷却水无法喷淋。如不对含石墨的轧钢废水进行及时处理，将会严重腐蚀、堵塞轧钢冷却设备，影响正常生产。

对含石墨轧钢废水的处理的主要工作是分离石墨、油脂及金属氧化物，如果采用传统工业废水处理方法即加药絮凝法对其进行处理，不仅存在加药絮凝反应时间较长，搅拌效果不十分理想，而且对石墨的去除效果不明显，并会产生二次污染，因此处理后的水质很难达标。

发明内容

本实用新型提供了一种含石墨工业废水处理设备，利用磁分离技术处理废水中的石墨，同时通过磁絮凝原理将氧化铁及油脂去除，从而实现对含石墨轧钢废水的有效处理；其设备体积小、结构简单、操作方便、处理效率高、运行费用低。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种含石墨工业废水处理设备，包括集成在一个箱体内的磁絮凝区、分流区、静置沉淀区、斜板沉淀区和磁化分离区，所述磁絮凝区设于箱体一侧，底部设有进水口，中部设内置磁盘的磁絮凝箱，上部通过分流区与静置沉淀区相连；静置沉淀区、斜板沉淀区和磁化分离区自下而上依次设置在箱体内，磁化分离区位于箱体顶部位置沿箱体宽向均匀设有一排稀土盘，稀土盘由中心圆盘轴支撑并可转动，稀土盘对应位置设刮料装置和螺旋输送机；斜板沉淀区一侧箱体上设出水口，静置沉淀区箱体底部设排污口。

所述磁絮凝箱至少为2个，沿水流方向依次设置，由磁盘支撑架固定支撑；每个磁絮凝箱均包括多个竖直设置的磁盘，且磁盘间距为30～80mm；每个磁盘由多个均匀设置于不锈钢外壳中的方形磁铁组成，方形磁铁间由隔板隔开。

所述分流区与磁絮凝区并列设置，上部与磁絮凝区的出水口连通，下部通过侧向分流口连通静置沉淀区。

所述静置沉淀区的箱体向下收窄，位于磁絮凝区相对一侧的箱体侧面设排污口。

所述斜板沉淀区设有多块并排且倾斜设置的斜板，斜板与水平线的夹角为45o，斜板的材质为PVC。

所述中心圆盘轴上均匀设置一排支撑架，支撑架由多个均匀设置的径向支撑杆组成，多个强磁钕铁硼磁铁磁铁设置在支撑杆之间的扇形区域中形成稀土盘；相邻稀土盘之间的距离为80～100mm。

所述刮料装置中的刮料条由聚氨酯材料制成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)可处理废水中的石墨，且处理效率高；

本实用新型所述设备的废水处理速度可达到1000吨/h，其处理能力大，且不受自然温度的影响，对其他分离方法难以除去的极细悬浮物及低浓度废水具有很强的分离能力；采用稀土盘的过滤速度是一般高速过滤机的10～30倍，相当于沉淀池的100倍。

2)设备体积小、结构简单、操作方便、维护容易、费用低、占地少；

工艺控制简单、工作可靠稳定、设备维修量小、减少了人工维护成本；设备尺寸通常为6m×6m×6m，占地面积仅为普通过滤池的1/6，可以大大缩短建设周期；特别适合钢铁冶炼及轧钢企业使用。

3)利用高梯度强磁过滤法，可去除耐药性和毒性很强的病原微生物、细菌以及一些难降解的有机物等；在磁场力的作用下，可使病原微生物、细菌等细胞内的水和酶钝化或失活，再通过磁滤达到去除的目的，不产生有害的副产品。

4)运行费用相对较低；

对于中小型水处理厂而言，采用本实用新型对水中石墨及有机物的去除效率远高于传统工艺设备，且能去除藻类，出水水质优于砂滤池出水。

附图说明

图1是本实用新型主视剖面图。

图2是本实用新型的外形图。

图中：1.磁絮凝箱2.分流区3.分流口4.排污口5.静置沉淀区6.斜板沉淀区7.传动电机一8.稀土盘9.传动电机二10.刮料装置11.螺旋输送机12.出水口13.磁盘支撑架14.进水口15.中心圆盘轴16.支撑杆

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

见图1-图2，是本实用新型的结构示意图，本实用新型一种含石墨工业废水处理设备，包括集成在一个箱体内的磁絮凝区、分流区2、静置沉淀区5、斜板沉淀区6和磁化分离区，所述磁絮凝区设于箱体一侧，底部设有进水口14，中部设内置磁盘的磁絮凝箱1，上部通过分流区2与静置沉淀区5相连；静置沉淀区5、斜板沉淀区6和磁化分离区自下而上依次设置在箱体内，磁化分离区位于箱体顶部位置沿箱体宽向均匀设有一排稀土盘8，稀土盘8由中心圆盘轴15支撑并可转动，稀土盘8对应位置设刮料装置10和螺旋输送机11；斜板沉淀区6一侧箱体上设出水口12，静置沉淀区5箱体底部设排污口4。

所述磁絮凝箱1至少为2个，沿水流方向依次设置，由磁盘支撑架13固定支撑；每个磁絮凝箱1均包括多个竖直设置的磁盘，且磁盘间距为30～80mm；每个磁盘由多个均匀设置于不锈钢外壳中的方形磁铁组成，方形磁铁间由隔板隔开。

所述分流区2与磁絮凝区1并列设置，上部与磁絮凝区1的出水口连通，下部通过侧向分流口3连通静置沉淀区5。

所述静置沉淀区5的箱体向下收窄，位于磁絮凝区1相对一侧的箱体侧面设排污口4。

所述斜板沉淀区6设有多块并排且倾斜设置的斜板，斜板与水平线的夹角为45o，斜板的材质为PVC。

所述中心圆盘轴15上均匀设置一排支撑架，支撑架由多个均匀设置的径向支撑杆16组成，多个强磁钕铁硼磁铁交替设置支撑杆16之间的扇形区域中形成稀土盘8；相邻稀土盘8之间的距离为80～100mm。

所述刮料装置10中的刮料条由聚氨酯材料制成。

一切宏观的物体，在某种程度上都具有磁性，尤其是冶金轧钢废水，含有大量铁磁性粒子，利用各种物质磁性差异正是本实用新型所采用石墨分离技术的理论基础，即利用污染物的凝聚性和对污染物的加种性实现分离的目的。其中，凝聚性是指具有铁磁性或顺磁性的污染物,在磁场作用下由于磁力作用凝聚成表面直径增大的粒子而后除去。加种性是指借助于外加磁性种子以增强弱顺磁性或非磁性污染物的磁性而便于用磁分离法除去，或借助外加微生物来吸附废水中顺磁性离子,再用磁分离法除去离子态顺磁性污染物。

本实用新型的工作原理是将工业废水中的微小铁磁性粒子磁化后聚集成有一定磁感应强度的大颗粒，大颗粒之间由于磁场的相互吸引再相互凝结，最终形成絮凝性沉淀物质；同时，利用稀土永磁材料的高强磁能磁积，通过稀土盘8的聚磁组合，实现工作区间的高磁场强度和高磁场梯度；使轧钢废水中铁磁性微粒及絮凝在磁场力作用下，克服流体阻力和微粒重力等机械外力，产生快速定向运动，吸附在稀土盘8表面，从而将废水中的悬浮物和油吸附分离出来；然后通过刮料装置10将稀土盘8表面的吸附物分离脱落，再由螺旋输送机11带入螺旋槽，经非磁性的输渣装置输出，实现废水的净化和循环使用。

本实用新型一种含石墨工业废水处理设备的工作过程如下：

工业废水在水泵的带动下从磁絮凝区底部的进水口14按箭头方向进入设备箱体内，箱体为一体式结构，主要材料为钢板，板间连接均为刚性连接，箱体按功能分为磁絮凝区、分流区2、静置沉淀区5、斜板沉淀区6和磁化分离区。磁絮凝区在进水口14上方设磁盘支撑架13，在磁盘支撑架13上并排安装有多个磁盘；磁盘内部装有多块方形磁铁，方形磁铁之间由隔板间隔，磁盘外部设不锈钢外壳。图1中，每个磁絮凝箱1中设有6块磁盘，磁盘之间的距离为50mm，水流从磁盘之间流过。

磁盘的不锈钢外壳通过干扰内部方形磁铁的磁力线，将方形磁铁的磁力线重新分布，形成顺时针走向的规则磁力线分布形式，多块磁盘的磁力线汇合成一个整体磁力线走向，大大增强了磁性能力，有效的消除磁力盲区，提高了设备的处理能力。

磁絮凝箱1对水的磁化处理机理，相关理论中比较集中的一种观点是洛伦兹力作用于带电粒子运动的规律:F＝g·V·B，式中F为洛伦兹力,g为带电粒子的电荷,V为带电粒子的移动速度,B为磁感应强度。根据右手定则，带电粒子在磁场中运动产生向心力，这就是洛伦兹力。从式中可以看出,B磁感应强度越大，洛伦兹力的作用也就越大。由于水溶解空气中的CO₂在磁化处理时有一系列化学反应，最后沉淀的固相起到胶体核的作用，在磁场的作用下，较大的水分子集团链中的氢键被切断，这些水分子有较强的自由能。这部分能量由水的动能转化而来，经过磁处理引起核磁共振激活了水中的溶解氧，促使部分有机物氧化分解。根据法阳斯法则，在疏液体表面优先吸附和胶体共有的化学元素的离子，胶体核会优先只吸附Fe++、C+、HCO3、H+,形成带负电的碳酸钙粒子。磁处理过的水，丁达尔现象明显，成为水的结晶中心。因胶粒带负电而加热，水流在磁盘之间的缝隙中流过，利用磁盘中方形磁铁的磁性将工业废水中的铁氧化物磁化，使其形成絮状物结构，水流中的微生物有害物质也在磁化作用下逐一消除，同时利用磁场作用下铁氧化物的磁性变化，在絮凝的过程中石墨被氧化物粘连，从而将石墨从工业废水分离出来。

当水流上升到磁絮凝箱1的顶部时，会沿着箱体顶部的通道按箭头方向垂直向下进入分流区2中，由于水流重力及流量较大，进入分离区2的水流迅速从分流口3平稳的进入静置沉淀区5中；在静置沉淀区5内，水流迅速上升并到达上方的斜板沉淀区6，水流与45°设置的斜板发成碰撞，在转角产生的离心力作用下使工业废水中已经聚集的较大沉淀物分离出来，并掉落至静置沉淀区5底部，斜板由PVC材料制成，不会因为工业废水中沉淀物的腐蚀而变形。凝结后的石墨、油污及氧化铁聚集在箱底，并通过排污阀4抽出箱体之外。

流过斜板沉淀区6的水流按照箭头方向进入磁化分离区的稀土盘8处，钕铁硼磁铁是一种超强磁铁，本实用新型将其作为稀土盘8的主要功能材料，使稀土盘8具有强大的吸附能力。在中心圆盘轴15上安装有作为磁铁固定框架的支撑杆16，每个支撑杆16之间形成的扇形空间安装磁铁后形成稀土盘8；每个稀土盘8之间留有一定间距，当水流经过时，通过稀土盘8的聚磁组合，实现工作区间的高磁场强度和高磁场梯度，使水流中的铁磁性微粒及絮凝物附在非磁性物质微粒和渣油上，在磁场作用下克服流体阻力和微粒重力等机械外力，产生快速定向运动，将流经斜板沉淀区6后的含有细小颗粒的工业废水吸附在稀土盘8上。

在传动电机一7的带动下稀土盘8沿固定方向旋转，工业废水中已絮凝的石墨团聚物被吸附在稀土盘8的强磁扇区，当稀土盘8旋转至刮料装置处时，由传动电机二9带动的刮料装置10开始对稀土盘8上的吸附物进行剥离处理，刮料装置10上的刮料条将吸附在强磁扇区的石墨团刮离从稀土盘8分离后落入集料槽，由螺旋输送机11排出；刮料装置10的刮料条由耐磨、柔性好的聚氨酯材料制成，为隔磁材料，即保证了刮刀硬度，也保护了稀土盘8表面不会被刮伤。刮料后重新与水流相接触的稀土盘8表面清洁没有吸附物，提高了工作效率，并确保了废水处理质量。

被分离过滤的工业废水经出水口12流出，经过处理后，水流清澈见底，仅存肉眼可见的极少沉淀物。本实用新型在实际应用中，经鞍钢技术中心水处理研究所对所处理废水进行连续8天抽样检验，抽取不同水样及工艺条件下的样品，最后得出技术参数如下：

1)捕捉微粒的粒径最小达到2μm；

2)进口水质SS：300～400mg/l的情况下，出口水质SS≤10mg/l；

3)进口TP2～4mg/l的情况下，出水TP小于0.05～0.5mg/l；

4)进口水质油≤50mg/l的情况下，出口油≤5mg/l；

5)COD的去除率>50％；

6)石墨去除率85-95％。

根据污水综合排放标准DB21/1627-2008，结合不同水质、工况及相同水平下反复取样认证得出，该数据指标达到污水排放水平，符合排放标准。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种含石墨工业废水处理设备，其特征在于，包括集成在一个箱体内的磁絮凝区、分流区、静置沉淀区、斜板沉淀区和磁化分离区，所述磁絮凝区设于箱体一侧，底部设有进水口，中部设内置磁盘的磁絮凝箱，上部通过分流区与静置沉淀区相连；静置沉淀区、斜板沉淀区和磁化分离区自下而上依次设置在箱体内，磁化分离区位于箱体顶部位置沿箱体宽向均匀设有一排稀土盘，稀土盘由中心圆盘轴支撑并可转动，稀土盘对应位置设刮料装置和螺旋输送机；斜板沉淀区一侧箱体上设出水口，静置沉淀区箱体底部设排污口。

2.根据权利要求1所述的一种含石墨工业废水处理设备，其特征在于，所述磁絮凝箱至少为2个，沿水流方向依次设置，由磁盘支撑架固定支撑；每个磁絮凝箱均包括多个竖直设置的磁盘，且磁盘间距为30～80mm；每个磁盘由多个均匀设置于不锈钢外壳中的方形磁铁组成，方形磁铁间由隔板隔开。

3.根据权利要求1所述的一种含石墨工业废水处理设备，其特征在于，所述分流区与磁絮凝区并列设置，上部与磁絮凝区的出水口连通，下部通过侧向分流口连通静置沉淀区。

4.根据权利要求1所述的一种含石墨工业废水处理设备，其特征在于，所述静置沉淀区的箱体向下收窄，位于磁絮凝区相对一侧的箱体侧面设排污口。

5.根据权利要求1所述的一种含石墨工业废水处理设备，其特征在于，所述斜板沉淀区设有多块并排且倾斜设置的斜板，斜板与水平线的夹角为45°，斜板的材质为PVC。

6.根据权利要求1所述的一种含石墨工业废水处理设备，其特征在于，所述中心圆盘轴上均匀设置一排支撑架，支撑架由多个均匀设置的径向支撑杆组成，多个强磁钕铁硼磁铁交替设置支撑杆之间的扇形区域中形成稀土盘；相邻稀土盘之间的距离为80～100mm。

7.根据权利要求1所述的一种含石墨工业废水处理设备，其特征在于，所述刮料装置中的刮料条由聚氨酯材料制成。