[发明专利]一种超导磁分离废水处理装置

说明书

技术领域

本发明属于资源环境保护领域，具体地说，本发明涉及一种用于废水处理的超导磁分离装置。

背景技术

目前国内广泛采用的工业废水处理方法主要有化学法和生物化学法。化学法主要包括沉淀法、过滤法、中和法和脱色法等。生物化学法主要包括生物接触氧化-混凝沉淀法、生物滤池-氧化沟及活性污泥法、纯氧活性污泥法、氧化池法等。然而，目前实用的化学法和生物化学法存在投资大、运行成本高、反应时间长、占地面积大、工艺复杂、效率低、能耗高等问题。尤其是在造纸厂废水处理中，这些问题更加突出。因此开展新型、高效、低成本工业废水处理技术的研究越来越重要。

磁分离是一种通过磁体提供的磁场来实现物质分离的技术，属于物理分离法。高梯度磁分离(High gradient magnetic separation，简称HGMS)是20世纪70年代初在美国发展起来的一种新的磁分离技术。它能快速地分离混合物中的磁性杂质。磁场强度是影响磁分离的效率的主要参数，以往的磁体大多为普通电磁体或永久磁体，所提供的磁场在1特斯拉左右，磁分离效果不是很明显，随着超导技术的发展，超导磁体可提供高磁场，磁场强度可达14T(特斯拉)甚至更高，它能在较大的空间范围内提供强磁场及高梯度磁场，因而可提高处理量。采用超导磁体用于分离矿石、煤、高岭土等固体物质中磁性杂质在国内外已得到广泛应用，但用于废水分离净化尚少涉及。近几年有人采用超导磁分离技术分离净化钢厂、铝厂等废水中磁性金属杂质颗粒，分离效果明显，但还是局限在分离废水中磁性金属污染物，对于废水中的有机、无机污染物，由于这些污染物本身没有磁性，靠磁场产生的磁吸引力无法分离。超导磁分离法与传统的化学法、生物法以及普通电磁体磁分离不同，不仅具有投资小、占地少、处理周期短、处理效果好等优点，还可以达到普通电磁体3倍以上的磁场强度，从而提高磁分离能力，是未来极具潜在应用价值的技术。本发明针对造纸、化工、制药、食品等工业废水以及城市垃圾场渗出污水特点，设计出可以分离废水中无磁性的有机、无机污染物的超导磁分离装置，最高磁场达到5T。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够广泛应用于工业和生活废水处理的低成本高效超导磁分离废水处理装置。

为实现上述发明目的，本发明提供的超导磁分离废水处理装置包括磁种和絮凝剂投放器、混合器和超导磁分离器；所述磁种和絮凝剂投放器用于向混合器投放磁种和絮凝剂；所述混合器接有入水管，用于将所述磁种和絮凝剂与废水充分混合；所述磁分离器的一端与所述混合器通过管道连接，另一端接出水管，所述磁分离器中具有铁素体不锈钢材料制作的过滤装置。

上述技术方案中，还包括与所述磁分离器连接的回收器，用于将磁种从污泥中分离并回收磁种供循环使用。

上述技术方案中，所述磁分离器包括超导磁体和制冷机，超导磁体线圈由NbTi或Nb₃Sn超导线材绕制，最高磁场可达5T，制冷机用于冷却超导磁体，制冷机最低冷却温度为4K。

上述技术方案中，所述磁分离器还包括置于磁场中的废水处理管道，所述废水处理管道中放置筛板或钢毛，所述筛板和钢毛的制作材料为铁素体不锈钢。过滤装置即为所述筛板或钢毛。

上述技术方案中，所述筛板为盘状，所述筛板的孔径从中心到边缘逐步减小。

上述技术方案中，所述筛板孔径从中心到边缘变化的范围是从10目到80目。目是衡量孔径大小的常用单位，表征一平方英寸所具有的孔数。

上述技术方案中，所述废水处理管道中平行地放置多个筛板。

上述技术方案中，所述磁分离器包括置于磁场中的废水处理管道，所述废水处理管道中填充有钢毛，所述钢毛由铁素体不锈钢材料的钢丝扭曲缠绕而成。

上述技术方案中，所述钢毛的钢丝直径为0.05～1毫米。

上述技术方案中，磁分离器还包括传送机构，用于将清洁筛板/钢毛不断传送进磁分离器，并且将吸附了污染物絮团的筛板/钢毛不断从磁分离器中取出。

上述技术方案中，所述磁分离器还包括清洗机构，所述清洗机构用于采用超声振动并辅以少量出水冲刷的方法将筛板/钢毛上的絮团洗下。

上述技术方案中，所述磁种为经过表面有机覆膜活化的Fe₃O₄或γ-Fe₂O₃，粒径10～1000nm。

上述技术方案中，所述絮凝剂为聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫酸铝(PAS)或聚合硫酸铁(PFS)。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：