[發明專利]一種超導磁分離廢水處理裝置

無效

• 申請號: 200910077284.3
• 申請日: 2009-01-21
• 公開（公告）號: CN101781003A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 李來風;張浩;黃榮進;徐向東;龔領會;徐冬;周遠
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C02F1/48
• 分類號: C02F1/48;C02F1/52
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

技術領域

本發明屬于資源環境保護領域，具體地說，本發明涉及一種用于廢水處理的超導磁分離裝置。

背景技術

目前國內廣泛采用的工業廢水處理方法主要有化學法和生物化學法。化學法主要包括沉淀法、過濾法、中和法和脫色法等。生物化學法主要包括生物接觸氧化-混凝沉淀法、生物濾池-氧化溝及活性污泥法、純氧活性污泥法、氧化池法等。然而，目前實用的化學法和生物化學法存在投資大、運行成本高、反應時間長、占地面積大、工藝復雜、效率低、能耗高等問題。尤其是在造紙廠廢水處理中，這些問題更加突出。因此開展新型、高效、低成本工業廢水處理技術的研究越來越重要。

磁分離是一種通過磁體提供的磁場來實現物質分離的技術，屬于物理分離法。高梯度磁分離(High?gradient?magnetic?separation，簡稱HGMS)是20世紀70年代初在美國發展起來的一種新的磁分離技術。它能快速地分離混合物中的磁性雜質。磁場強度是影響磁分離的效率的主要參數，以往的磁體大多為普通電磁體或永久磁體，所提供的磁場在1特斯拉左右，磁分離效果不是很明顯，隨著超導技術的發展，超導磁體可提供高磁場，磁場強度可達14T(特斯拉)甚至更高，它能在較大的空間范圍內提供強磁場及高梯度磁場，因而可提高處理量。采用超導磁體用于分離礦石、煤、高嶺土等固體物質中磁性雜質在國內外已得到廣泛應用，但用于廢水分離凈化尚少涉及。近幾年有人采用超導磁分離技術分離凈化鋼廠、鋁廠等廢水中磁性金屬雜質顆粒，分離效果明顯，但還是局限在分離廢水中磁性金屬污染物，對于廢水中的有機、無機污染物，由于這些污染物本身沒有磁性，靠磁場產生的磁吸引力無法分離。超導磁分離法與傳統的化學法、生物法以及普通電磁體磁分離不同，不僅具有投資小、占地少、處理周期短、處理效果好等優點，還可以達到普通電磁體3倍以上的磁場強度，從而提高磁分離能力，是未來極具潛在應用價值的技術。本發明針對造紙、化工、制藥、食品等工業廢水以及城市垃圾場滲出污水特點，設計出可以分離廢水中無磁性的有機、無機污染物的超導磁分離裝置，最高磁場達到5T。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠廣泛應用于工業和生活廢水處理的低成本高效超導磁分離廢水處理裝置。

為實現上述發明目的，本發明提供的超導磁分離廢水處理裝置包括磁種和絮凝劑投放器、混合器和超導磁分離器；所述磁種和絮凝劑投放器用于向混合器投放磁種和絮凝劑；所述混合器接有入水管，用于將所述磁種和絮凝劑與廢水充分混合；所述磁分離器的一端與所述混合器通過管道連接，另一端接出水管，所述磁分離器中具有鐵素體不銹鋼材料制作的過濾裝置。

上述技術方案中，還包括與所述磁分離器連接的回收器，用于將磁種從污泥中分離并回收磁種供循環使用。

上述技術方案中，所述磁分離器包括超導磁體和制冷機，超導磁體線圈由NbTi或Nb₃Sn超導線材繞制，最高磁場可達5T，制冷機用于冷卻超導磁體，制冷機最低冷卻溫度為4K。

上述技術方案中，所述磁分離器還包括置于磁場中的廢水處理管道，所述廢水處理管道中放置篩板或鋼毛，所述篩板和鋼毛的制作材料為鐵素體不銹鋼。過濾裝置即為所述篩板或鋼毛。

上述技術方案中，所述篩板為盤狀，所述篩板的孔徑從中心到邊緣逐步減小。

上述技術方案中，所述篩板孔徑從中心到邊緣變化的范圍是從10目到80目。目是衡量孔徑大小的常用單位，表征一平方英寸所具有的孔數。

上述技術方案中，所述廢水處理管道中平行地放置多個篩板。

上述技術方案中，所述磁分離器包括置于磁場中的廢水處理管道，所述廢水處理管道中填充有鋼毛，所述鋼毛由鐵素體不銹鋼材料的鋼絲扭曲纏繞而成。

上述技術方案中，所述鋼毛的鋼絲直徑為0.05～1毫米。

上述技術方案中，磁分離器還包括傳送機構，用于將清潔篩板/鋼毛不斷傳送進磁分離器，并且將吸附了污染物絮團的篩板/鋼毛不斷從磁分離器中取出。

上述技術方案中，所述磁分離器還包括清洗機構，所述清洗機構用于采用超聲振動并輔以少量出水沖刷的方法將篩板/鋼毛上的絮團洗下。

上述技術方案中，所述磁種為經過表面有機覆膜活化的Fe₃O₄或γ-Fe₂O₃，粒徑10～1000nm。

上述技術方案中，所述絮凝劑為聚合氯化鋁(PAC)、聚合氯化鐵(PFC)、聚合硫酸鋁(PAS)或聚合硫酸鐵(PFS)。

與現有技術相比，本發明具有如下技術效果：