一种高通量磁性固液分离装置及其用于净化废水中磁性颗粒物的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高通量磁性固液分离装置及其用于净化废水中磁性颗粒物的方法，该装置包括激磁系统和离心分选系统，离心分选系统主体为倒置圆台型且具有内腔和外腔双层结构的分选腔；分选腔顶部设有给料口和净化水出口，底部设有磁性物料出口和传动装置；分选腔的内腔侧壁内表面设有磁介质；激磁系统包括至少两组激磁器，激磁器均匀分布在分选腔的外腔外部侧面；该装置将高梯度磁场、离心力场和重力场有机结合，应用于净化废水中磁性颗粒物，能实现超细固体悬浮物的快速、高效分离；且利用该装置处理废水的方法过程简单、操作方便，满足工业化生产。

High flux magnetic solid liquid separation device and method for purifying magnetic particles in waste water

The invention discloses a high throughput magnetic solid-liquid separation device and method for purifying magnetic particles in wastewater, which comprises the excitation system and centrifugal separation system, centrifugal separation system for the main body of inverted cone type and separation cavity with an inner cavity and an outer cavity of the double-layer structure; the separating chamber is arranged on the top of a material inlet and a purified water outlet at the bottom of a magnetic material, export and transmission device; a magnetic medium surface of the side wall of the inner cavity separation cavity inside; excitation system includes at least two groups of exciter exciter, evenly distributed on the external side of the external cavity separation cavity; the device of the high gradient magnetic field, centrifugal force field and gravity field combination used in purifying the magnetic particles in the wastewater, to achieve fast and efficient separation of ultrafine suspended solids; process method and apparatus for treating wastewater using the simple and convenient operation, meet Industrialized production.

【技术实现步骤摘要】
一种高通量磁性固液分离装置及其用于净化废水中磁性颗粒物的方法
本专利技术涉及一种固液分离装置，特别涉及一种高通量磁性固液分离设备及其在净化废水中磁性颗粒物中的应用方法，属于污水资源综合利用

技术介绍
自从2007年国家发改委提出节能减排的法案以后，越来越多的人们提出了节能减排的金点子。加上近年来频频发生的自然灾害和气候变化大的现象，国家又于2008年提出了“低碳”的概念，到了今年也越来越多的人宣扬低碳生活了。随着经济的快速发展，我国的城市污水和工业废水的处理率也在逐年地提高，同时也伴随着处理污废水中也产生了大量的污泥，据了解，2009年，我国城镇污水处理厂统计有1992座，全年污水处理量达280亿m3，相比“十五”初期增加一倍，产生含水率80％的污泥约2005万吨。水处理过程中必然面临固液高效分离问题，传统的固液分离技术主要集中在过滤、压滤、重力沉降等方面。首先对于过滤技术，工业上基本使用圆盘过滤机，利用真空使固液分离，形成滤饼，滤液循环再用，但是其对于粘性物料脱水效果差。沉降技术应用范围广，在选矿厂、水厂中随处可见，如各式各样的沉淀池、澄清池、浓缩池等。沉降过程以及所用的设备比较简单，使得重力沉降在各种固液分离技术中最便宜。有些难于过滤的物料能够借助沉降法有效地分离，但是其分离效率低、占地面积大，对于超细颗粒处理效果不理想。而干燥分离技术多用于寒冷地区的精矿脱水，以防冻车。筛分分离技术主要应用于大块物料的脱水。传统的固液分离技术虽然对世界各国的工矿业发展起过非常重要的作用，但是时代的发展要求有更为先进、更为精确的固液分离技术应用于现代工矿企业、乃至家庭生活中。水处理固体悬浮物具有固体含量低、粒度细、比重低等特点，传统的固液分离难以达到理想效果。磁分离技术是借助磁场力的作用，对磁性不同的物质进行分离的一种物理分离方法。磁分离技术可以说是一门比较古老、较成熟的技术，最早应用于选矿和瓷土工业。1845年，美国发表了工业磁选机的专利。磁分离技术作为有磁性差异的两种及多种物质的选别手段，在矿石的精选、煤的脱硫、玻璃及水泥等的除铁、高岭土的提纯、生物工程中的细胞分离、石化行业的催化剂回收等领域得到了广泛的应用[1-6]。磁分离技术用于水处理工程，它又可以称得上是一门新兴技术。从上世纪60年代开始，苏联用磁凝聚法处理钢厂除尘废水，60年代末，美国MIT教授科姆专利技术高梯度磁过滤器，70年代美国应用磁絮凝法和高梯度磁分离法处理钢铁、食品、化工、造纸等废水。1974年瑞典开始用磁盘法处理轧钢废水，随后的75年日本开发盘式“两秒分离机”。我国从70年代中期到80年代初，将磁聚凝法、磁盘法、高梯度磁分离法用于炼钢、轧钢废水的处理。近年来，磁分离技术在电镀废水、含酚废水、湖泊水、食品发酵废水、市政废水、钢铁废水、厨房污水、屠宰废水、石油采出水等处理方面都取得了一定的研究成果，有的已经在实际废水处理中得到了很好的应用。利用磁分离技术处理污水，其前提是污水中的颗粒需具有一定的磁性。对于非磁性或弱磁性污染物污水，一般通过投加磁种，然后利用絮凝技术使非磁性物质与磁种结合在一起，然后单独利用磁分离技术或絮凝沉降联合高梯度磁分离技术分离净化废水。这类技术被人们称为“磁种混凝磁分离”或者“磁加载磁分离”技术。磁种接种技术在矿物磁选领域得到了深入的研究，用于分离不同磁性的矿物，科技人员合成了大量的可选择性的磁性载体。在废水处理领域，磁种没有选择性的要求，一般只要求其：①具有比较强的磁性；②易于回收重复利用。在应用方面，利用Fe3O4磁粉，采用2秒分离机和混凝技术处理玻璃研磨废水，ss去除率达到99％以上，还能同时去除Pb、F，COD以及BOD。郑必胜等将Fe2O3磁粉进行硅烷化处理，得到具有特殊吸附功能的磁粉，通过投加磁种用于强化处理糖蜜酒精废水。另外，郑必胜等还根据食品发酵废水的特征，采用磁种混凝和高梯度磁分离技术对其进行处理，处理后废水的浊度、色度和COD都大幅度降低。熊仁军等采用磁种絮凝高梯度磁分离处理城镇污水，实验结果表明，该工艺对去除污水中的磷、重金属有特效，并能同时去除其中的CODCr、BOD、SS，出水水质达到或接近国家一级排放标准。赵红花等利用磁絮凝法处理城市污水，实验表明悬浮颗粒在15min之内，ss去除率达到80％以上，可以显著减少沉淀池体积。青岛剑桥水务公司采用Comag技术，处理污水厂出水作为再生水原水使用，实验结果表明，在ss、TP指标方面都达到了较好效果。北京市政院开展的“高梯度磁分离水处理技术的研究”，通过在污渠水中投加磁铁粉和混凝剂，大大提高沉降速度，出水对总磷、色度、浊度、细菌等有明显改善，比传统方式有很大优势，目前正在进行深入研究。采用磁种混凝磁分离技术或磁加载混凝沉降技术，还可以对湖泊水、江河水、厨房含油废水、含重金属废水、电厂冷凝水等进行处理，有着广阔的应用前景。近二十年来，高梯度磁过滤技术的研究十分活跃，已用于解决许多环境和工业问题，例如：核反应堆冷却水的过滤、水中磷酸盐的脱除、赤铁矿和铬铁矿粉及超细粉末的回收，废水中金属的脱除等。磁分离设备的进步带动了相关的应用研究，磁分离技术与其他技术的结合，扩大了其在水处理工程的应用领域。磁分离设备主要为HGMS和圆盘式磁分离器两大类。HGMS以高梯度为特征，圆盘式磁分离器中的ReMagdiscTM以高场强为特征，都已发展成熟。超导磁分离机兼有二者特点，但实际应用还不成熟。自20世纪60年代末Kolm等成功研发第1台高梯度磁选实验装置以来，高梯度磁选机的研发得到了迅速发展。目前，国内外已研制了多种高梯度磁选机，如Sala型高梯度磁选机、VMS型高梯度磁选机、仿琼斯SHP系列湿式强磁选机、Slon型脉动高梯度立环磁选机、SSS-Ⅱ双频脉冲双立环高梯度磁选机、DMG型立环脉动高梯度磁选机，这些高梯度磁选机均为电磁磁系，因而结构复杂、造价高、能耗大。随着高性能稀土永磁材料的发展和超导技术的进步以及节能的需要，高梯度磁选机在磁系选择上尝试使用永磁体和超导体，如铁轮式永磁高梯度磁选机、CRIMM型双箱往复式永磁高梯度磁选机和超导高梯度磁选机。高梯度磁选机的强磁场依赖于磁性介质，磁性介质的密布限制了分选空间。对于电磁高梯度磁选机其较高的磁场对应较高的能耗，同时其空间小易堵塞，严重限制了其处理能力。因此，如何改善高梯度磁选机的结构、提高处理能力、降低能耗，对于解决我国乃至世界水处理问题具有重大意义。
技术实现思路
针对现有技术中高梯度磁选机使用在固液分离技术存在在能耗高、成本高、效率低等缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种能快速、高效，低成本实现固液分离的高通量磁性固液分离装置，该装置可以实现液固的连续分离，操作方便，有利于工业应用。本专利技术的另一个目的是在于提供一种高通量磁性固液分离装置在净化废水中磁性颗粒物中的应用方法，能够能快速、高效，低成本实现固液分离，且过程简单、操作方便，满足工业化生产。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种高通量磁性固液分离装置，该装置包括激磁系统和离心分选系统；所述离心分选系统主体为倒置圆台型且具有内腔和外腔双层结构的分选腔；所述分选腔顶部设有给料口和净化水出口，底部设有磁性物料出口和传动装置；所述分选腔的内腔侧壁内表面设有磁介质；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高通量磁性固液分离装置，其特征在于：包括激磁系统和离心分选系统；所述离心分选系统主体为倒置圆台型且具有内腔和外腔双层结构的分选腔；所述分选腔顶部设有给料口和净化水出口，底部设有磁性物料出口和传动装置；所述分选腔的内腔侧壁内表面设有磁介质；所述激磁系统包括至少两组激磁器，所述激磁器包括激磁线圈、磁轭和磁极组合套件；所述激磁器均匀分布在分选腔的外腔外部侧面。

【技术特征摘要】
1.一种高通量磁性固液分离装置，其特征在于：包括激磁系统和离心分选系统；所述离心分选系统主体为倒置圆台型且具有内腔和外腔双层结构的分选腔；所述分选腔顶部设有给料口和净化水出口，底部设有磁性物料出口和传动装置；所述分选腔的内腔侧壁内表面设有磁介质；所述激磁系统包括至少两组激磁器，所述激磁器包括激磁线圈、磁轭和磁极组合套件；所述激磁器均匀分布在分选腔的外腔外部侧面。2.根据权利要求1所述的高通量磁性固液分离装置，其特征在于：所述分选腔的内腔和外腔侧壁的倾斜角均为10°～30°。3.根据权利要求1或2所述的高通量磁性固液分离装置，其特征在于：所述分选腔的内腔和外腔侧壁与激磁器的磁极断面平行设置；所述磁极断面呈梯形，且下部比上部要宽。4.根据权利要求1所述的高通量磁性固液分离装置，其特征在于：所述的磁性介质呈棒状，其垂直于分选腔的内腔侧壁内表面设置；所述磁性介质的长度为分选腔的内腔内径的1/8～1/12，截面半径不大于5.5mm。5.根据权利要求1或4所述的高通量磁性固液分离装置，其特征在于：沿分选腔底部至顶部，内腔侧壁内表面的上下相邻的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，胡岳华，韩海生，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43