公布日：2024.12.31
申請日：2024.09.25
分類號：C02F1/48(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發明涉及一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的方法及裝置，屬于廢水環保處理方法及裝置技術領域。本發明的技術方案是：焦化廢水進入混凝沉淀單元形成磁性絮凝物，沉降至底部的磁性絮凝物輸送至磁種回收及投加單元；沒有沉降的磁性絮凝物進入低溫超導磁分離單元進行分離處理，清洗箱內清洗下來的磁性絮凝物自流進入磁種投加及回收單元；磁種投加及回收單元處理后，磁種重新進入混凝沉淀單元進行循環使用，在破碎箱分離的絮凝污染物質送往污泥處理系統進行處理。本發明的有益效果是：設計合理、運行成本低廉、設備操作簡單、處理效果穩定。
權利要求書
1.一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的方法，其特征在于包含以下步驟：A/O生物處理后的焦化廢水進入混凝沉淀單元，在混凝沉淀單元中廢水中的有機物和無機鹽等污染物質分別與混凝劑、磁種和絮凝劑進行充分混合，在此過程中焦化廢水中的污染物質與磁種絮凝抱團，并與磁種吸附，最終形成磁性絮凝物，部分磁性絮凝物在重力作用下沉降至混凝沉淀裝置底部，沉降至底部的磁性絮凝物不間斷的輸送至磁種回收及投加單元；經混凝沉淀單元處理后沒有沉降的磁性絮凝物進入低溫超導磁分離單元進行分離處理，低溫超導磁分離單元在運行過程中產生強磁場，焦化廢水中的磁性絮凝物受到強磁場作用后吸附至圓形不銹鋼篩網上，圓形不銹鋼篩網由鏈條驅動電機帶動進入清洗箱內進行清洗，將篩網上的磁種絮凝物進行清除，清洗干凈的圓形不銹鋼篩網繼續進行磁性絮凝物的吸附工作，清洗箱內清洗下來的磁性絮凝物自流進入磁種投加及回收單元；從混凝沉淀單元和低溫超導磁分離單元清洗箱來的磁性絮凝物進入磁種回收及投加單元的破碎箱，在破碎箱內磁性絮凝物經過攪拌使磁種與絮凝污染物質進行分離，含有磁性物質的磁種吸附至破碎箱上部的磁種吸附滾筒，經滾筒表面的磁種刮板裝置分離后，磁種重新進入混凝沉淀單元進行循環使用，在破碎箱分離的絮凝污染物質送往污泥處理系統進行處理。
2.根據權利要求1所述的一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的方法，其特征在于：所述步驟（1）中，混凝劑、磁種和絮凝劑采用邊攪拌邊投加的方式進行；所述步驟（2）中，低溫超導磁分離單元的進出口管道外設有超導線圈裝置，氦氣制冷機與超導勵磁單元通過為超導線圈裝置提供直流電及運行所需的低溫環境，使超導線圈裝置在進出口管道內產生高強度的磁場環境。
3.根據權利要求1所述的一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的方法，其特征在于：所述步驟（3）中，破碎箱內將磁種與絮凝污染物質進行分離，為保證分離效果，采用機械攪拌的方式進行。
4.一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的裝置，其特征在于：包含混凝沉淀單元、低溫超導磁分離單元和磁種回收及投加單元，所述混凝沉淀單元的輸出端分別連接低溫超導磁分離單元和磁種回收及投加單元，低溫超導磁分離單元連接磁種回收及投加單元；混凝沉淀單元包含混凝池（1）、磁種池（2）、絮凝池（3）和沉淀池（4），四者從左至右依次排列，混凝池（1）和磁種池（2）的底部通過管道連通，磁種池（2）和絮凝池（3）上部連通，絮凝池（3）和沉淀池（4）的底部通過管道連通；低溫超導磁分離單元包含進出口管道（10）、鏈條（14）、清洗箱（16）和圓形不銹鋼篩網（17），進出口管道（10）與沉淀池（4）的出口上部連通，清洗箱（16）設置在進出口管道（10）的上部，鏈條（14）穿過進出口管道（10）和清洗箱（16），鏈條（14）由鏈條牽引電機（15）帶動在進出口管道（10）和清洗箱（16）內循環傳動，圓形不銹鋼篩網（17）安裝在鏈條（14）上；磁種回收及投加單元包含緩沖箱體（21）、破碎箱（22）、磁種吸附箱（25）、磁種回收及投加箱（30）和污染物質收集箱（31），沉淀池（4）和清洗箱（16）的底部連接緩沖箱體（21），緩沖箱體（21）的頂部連通破碎箱（22），破碎箱（22）的頂部連通磁種吸附箱（25），磁種吸附箱（25）分別連接磁種回收及投加箱（30）和污染物質收集箱（31）。
5.根據權利要求4所述的一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的裝置，其特征在于：還包含混凝加藥裝置（5）、絮凝加藥裝置（8）和磁種輸送泵（29），所述混凝劑通過混凝加藥裝置（5）輸送至混凝池（1）內，混凝劑為聚合氯化鋁；磁種輸送泵（29）設置在磁種回收及投加箱（30）的底部，磁種經磁種輸送泵（29）加入磁種池（2），磁種材料為表面帶羧基薄膜的Fe3O4磁種材料，粒徑范圍是2μm～75μm；絮凝劑通過絮凝加藥裝置（8）輸送至絮凝池（3）內，絮凝劑為聚丙烯酰胺。
6.根據權利要求4所述的一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的裝置，其特征在于：所述的混凝池（1）和磁種池（2）之間設置有第一導流板，磁種池（2）和絮凝池（3）之間設置有第二導流板，絮凝池（3）和沉淀池（4）之間設有第三導流板，第一導流板、第二導流板和第三導流板與混凝沉淀單元的側壁固定連接。
7.根據權利要求4所述的一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的裝置，其特征在于：還包含混凝攪拌電機（6）、磁種攪拌電機（7）和絮凝攪拌電機（9），所述混凝攪拌電機（6）為槳葉式，設置在混凝池（1）的上部；磁種攪拌電機（7）為框式，設置在磁種池（2）的上部；絮凝攪拌電機（9）為螺旋式，設置在絮凝池（3）的上部；混凝攪拌電機（6）、磁種攪拌電機（7）和絮凝攪拌電機（9）均為變頻電機。
8.根據權利要求4所述的一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的裝置，其特征在于：所述進出口管道（10）外側安裝有超導線圈裝置（11），超導線圈裝置（11）由高精度超導勵磁電源（12）供電，在超導線圈裝置（11）外部設有氦氣制冷機（13），氦氣制冷機（13）外部設有循環水系統。
9.根據權利要求4所述的一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的裝置，其特征在于：所述鏈條（14）首尾連接形成環狀結構，圓形不銹鋼篩網（17）的數量為一個以上，在鏈條（14）上均勻設置，圓形不銹鋼篩網（17）的直徑小于進出口管道（10）的直徑。
10.根據權利要求4所述的一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的裝置，其特征在于：所述清洗箱（16）上設有清洗水入口（18）、清洗水噴頭（19）和清洗水出口（20），清洗水入口（18）引入清洗水，清洗水噴頭（19）的位置與圓形不銹鋼篩網（17）相匹配；清洗水出口（20）設置在清洗箱（16）的底部，清洗箱（16）通過清洗水出口（20）連通緩沖箱體（21），清洗箱（16）設有傾斜角度。
11.根據權利要求4所述的一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的裝置，其特征在于：所述破碎箱（22）內設有攪拌裝置（24），攪拌裝置（24）通過破碎箱攪拌電機（23）帶動；所述磁種吸附箱（25）頂部設有磁種吸附滾筒（26），磁種吸附滾筒（26）由磁種吸附滾筒電機（27）帶動，在磁種吸附滾筒（26）側上部設有磁種刮板（28），磁種刮板（28）傾斜覆蓋在污染物質收集箱（31）上方，磁種刮板（28）終端連接磁種回收及投加箱（30）；所述磁種回收及投加箱（30）頂部設有觀察口。
12.根據權利要求4所述的一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的裝置，其特征在于：還包含污染物質輸送泵（32），污染物質收集箱（31）經過底部管路與污染物質輸送泵（32）相連，污染物質輸送泵（32）連接至污泥處理系統。
發明內容
本發明目的是提供一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的方法及裝置，通過將Fe3O4表面進行有機功能化處理，形成具有磁性又有絮凝效果的“磁種”顆粒材料，在混凝劑、絮凝劑的作用下將經過表面處理的帶電極性的“磁種”顆粒材料與焦化廢水中的污染物質結合，最終生成磁性絮凝物，磁性絮凝物在低溫超導磁分離單元產生的強磁場的作用下實現磁性絮凝物與焦化廢水的分離，用以實現焦化廢水的處理，設計合理、運行成本低廉、設備操作簡單、處理效果穩定，有效地解決了背景技術中存在的上述問題。
本發明的技術方案是：一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的方法，包含以下步驟：（1）A/O生物處理后的焦化廢水進入混凝沉淀單元，在混凝沉淀單元中廢水中的有機物和無機鹽等污染物質分別與混凝劑、磁種和絮凝劑進行充分混合，在此過程中焦化廢水中的污染物質與磁種絮凝抱團，并與磁種吸附，最終形成磁性絮凝物，部分磁性絮凝物在重力作用下沉降至混凝沉淀裝置底部，沉降至底部的磁性絮凝物不間斷的輸送至磁種回收及投加單元；（2）經混凝沉淀單元處理后沒有沉降的磁性絮凝物進入低溫超導磁分離單元進行分離處理，低溫超導磁分離單元在運行過程中產生強磁場，焦化廢水中的磁性絮凝物受到強磁場作用后吸附至圓形不銹鋼篩網上，圓形不銹鋼篩網由鏈條驅動電機帶動進入清洗箱內進行清洗，將篩網上的磁種絮凝物進行清除，清洗干凈的圓形不銹鋼篩網繼續進行磁性絮凝物的吸附工作，清洗箱內清洗下來的磁性絮凝物自流進入磁種投加及回收單元；（3）從混凝沉淀單元和低溫超導磁分離單元清洗箱來的磁性絮凝物進入磁種回收及投加單元的破碎箱，在破碎箱內磁性絮凝物經過攪拌使磁種與絮凝污染物質進行分離，含有磁性物質的磁種吸附至破碎箱上部的磁種吸附滾筒，經滾筒表面的磁種刮板裝置分離后，磁種重新進入混凝沉淀單元進行循環使用，在破碎箱分離的絮凝污染物質送往污泥處理系統進行處理。
所述步驟（1）中，混凝劑、磁種和絮凝劑采用邊攪拌邊投加的方式進行。
所述步驟（2）中，低溫超導磁分離單元的進出口管道外設有超導線圈裝置，氦氣制冷機與超導勵磁單元通過為超導線圈裝置提供直流電及運行所需的低溫環境，使超導線圈裝置在進出口管道內產生高強度的磁場環境。
所述步驟（3）中，破碎箱內將磁種與絮凝污染物質進行分離，為保證分離效果，采用機械攪拌的方式進行。
一種低溫超導磁分離深度處理焦化廢水的裝置，包含混凝沉淀單元、低溫超導磁分離單元和磁種回收及投加單元，所述混凝沉淀單元的輸出端分別連接低溫超導磁分離單元和磁種回收及投加單元，低溫超導磁分離單元連接磁種回收及投加單元；混凝沉淀單元包含混凝池、磁種池、絮凝池和沉淀池，四者從左至右依次排列，混凝池和磁種池的底部通過管道連通，磁種池和絮凝池上部連通，絮凝池和沉淀池的底部通過管道連通；低溫超導磁分離單元包含進出口管道、鏈條、清洗箱和圓形不銹鋼篩網，進出口管道與沉淀池的出口上部連通，清洗箱設置在進出口管道的上部，鏈條穿過進出口管道和清洗箱，鏈條由鏈條牽引電機帶動在進出口管道和清洗箱內循環傳動，圓形不銹鋼篩網安裝在鏈條上；磁種回收及投加單元包含緩沖箱體、破碎箱、磁種吸附箱、磁種回收及投加箱和污染物質收集箱，沉淀池和清洗箱的底部連接緩沖箱體，緩沖箱體的頂部連通破碎箱，破碎箱的頂部連通磁種吸附箱，磁種吸附箱分別連接磁種回收及投加箱和污染物質收集箱。
所述混凝沉淀單元由混凝土或者金屬中的一種材質建造。
還包含混凝加藥裝置、絮凝加藥裝置和磁種輸送泵，所述混凝劑通過混凝加藥裝置輸送至混凝池內，混凝劑為聚合氯化鋁；磁種輸送泵設置在磁種回收及投加箱的底部，磁種經磁種輸送泵加入磁種池，磁種材料為表面帶羧基薄膜的Fe3O4磁種材料，粒徑范圍是2μm～75μm；絮凝劑通過絮凝加藥裝置輸送至絮凝池內，絮凝劑為聚丙烯酰胺。
所述的混凝池和磁種池之間設置有第一導流板，磁種池和絮凝池之間設置有第二導流板，絮凝池和沉淀池之間設有第三導流板，第一導流板、第二導流板和第三導流板與混凝沉淀單元的側壁固定連接。
還包含混凝攪拌電機、磁種攪拌電機和絮凝攪拌電機，所述混凝攪拌電機為槳葉式，設置在混凝池的上部；磁種攪拌電機為框式，設置在磁種池的上部；絮凝攪拌電機為螺旋式，設置在絮凝池的上部；混凝攪拌電機、磁種攪拌電機和絮凝攪拌電機均為變頻電機。
所述進出口管道外側安裝有超導線圈裝置，超導線圈裝置由高精度超導勵磁電源供電，在超導線圈裝置外部設有氦氣制冷機，氦氣制冷機外部設有循環水系統。
所述鏈條首尾連接形成環狀結構，圓形不銹鋼篩網的數量為一個以上，在鏈條上均勻設置，圓形不銹鋼篩網的直徑小于進出口管道的直徑。
所述清洗箱上設有清洗水入口、清洗水噴頭和清洗水出口，清洗水入口引入清洗水，清洗水噴頭的位置與圓形不銹鋼篩網相匹配；清洗水出口設置在清洗箱的底部，清洗箱通過清洗水出口連通緩沖箱體，清洗箱設有傾斜角度。
所述破碎箱內設有攪拌裝置，攪拌裝置通過破碎箱攪拌電機帶動。
所述磁種吸附箱頂部設有磁種吸附滾筒，磁種吸附滾筒由磁種吸附滾筒電機帶動，在磁種吸附滾筒側上部設有磁種刮板，磁種刮板傾斜覆蓋在污染物質收集箱上方，磁種刮板終端連接磁種回收及投加箱。
還包含污染物質輸送泵，污染物質收集箱經過底部管路與污染物質輸送泵相連，污染物質輸送泵連接至污泥處理系統。
所述磁種回收及投加箱頂部設有觀察口。
本發明的有益效果是：通過將Fe3O4表面進行有機功能化處理，形成具有磁性又有絮凝效果的“磁種”顆粒材料，在混凝劑、絮凝劑的作用下將經過表面處理的帶電極性的“磁種”顆粒材料與焦化廢水中的污染物質結合，最終生成磁性絮凝物，磁性絮凝物在低溫超導磁分離單元產生的強磁場的作用下實現磁性絮凝物與焦化廢水的分離，用以實現焦化廢水的處理，設計合理、運行成本低廉、設備操作簡單、處理效果穩定。
（發明人：李斌;孫曉明;李紅博;潘東山;靳偉光;張龍;梁成忠;劉衛杰;喇建青;孫軻）
