高梯度磁分離處理飲用水工藝及設備的製作方法

2023-08-09 07:13:21 1

專利名稱：高梯度磁分離處理飲用水工藝及設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於給水工程中給水處理系統。
已有的給水處理工藝存在反應和沉澱時間長(大約為2小時)、過濾速度慢(一般為8～12米/時)，尤其在寒冷地區的冬天對低溫低濁的水處理往往達不到飲用水標準，對有機物的去除效率低，設備佔地面積大，基建費用高等缺點。
本發明的目的提供一種具有反應快、濾速快、生產效率高、適應範圍廣、出水水質優良，並且設備佔地面積小的淨水工藝流程及其設備。
本發明的內容高梯度磁分離處理飲用水工藝分為壓力系統和重力系統。當處理水量較小時，採用壓力系統，處理水量較大時，採用重力系統。這兩個系統都由磁助凝，沉澱、高梯度磁性分離器和消毒等工序組成。在磁助凝工序前要加做為磁種的磁鐵粉及混凝劑硫酸鋁，磁鐵粉可用四氧化三鐵粉末或用精磁鐵礦石磨細至320目以下磁鐵粉的投加量視原水濁度而定，當原水濁度小於100度時，投加量為100mg～200mg/l，當原水濁度超過100度時，投加量為200mg～300mg/l。用高梯度磁分離器取代砂濾工序，高梯度磁分離器內濾料吸附飽和後進行反衝洗，反衝洗下來的磁鐵粉可重複使用，反衝洗時採用水-氣混合脈衝式反衝洗，衝洗強度為200米/時，衝洗水量為淨水量的1～2%，衝洗水由淨水槽供給，壓縮空氣由空壓機供給。高梯度磁分離器淨水時，磁分離器的磁通密度為0.8～15千高斯，濾速為150～270米/時;冬季低溫低濁期間磁通密度為1.0～1.5千高斯，濾速可控制在150～200米/時;水溫超過8℃時，濾速可控制在150～270米/時，磁通密度為0.8～1.2千高斯。高梯度磁分離器內濾料吸附飽和後進行反衝洗，反衝下來的磁性鐵泥可直接回用五次以上，當泥鐵比超過2.5倍時，可在鐵粉回收池內攪拌10～20分鐘，使泥和鐵粉分離，靜止20～30分鐘左右排出上部泥漿，下部的磁鐵粉可重複使用，或經攪拌後用泵將鐵泥送入高梯度磁分離器，使磁鐵粉和泥分離，分離後的磁鐵粉可重複使用。壓力系統中在混合器和反應器之間及反應器和沉澱池之間加預磁器，重力系統中在進水槽和磁助凝反應池之間加預磁器，預磁器是由數塊永久磁鐵排在一段塑料管兩側組成。
本發明的積極效果1、處理給水效率高，水質優良，出水濁度為0～3度，一年四季都能達到飲用水標準。對濁度、色度、細菌都有很高的去除率;對磷酸鹽、重金屬、氨氮及放射性物質等均有一定的去除率。
2、去除水中有機物效果顯著，比傳統工藝高50%～70%。耗氧量去除率為50%以上。
3、本發明實現了低磁場(磁通密度為0.8～1.5千高斯)、高流速(150～270米/時)運行。降低了電耗、節約了能源。
4、本發明適用性強，無論是高濁度(1000度)原水，或低溫(0℃)低濁(20度)以下原水，處理後出水均能達到飲用水標準。
5、本發明採用磁助凝技術，這是水處理技術中一項開拓性發明，它大大提高了混凝過程，提高預沉效果(反應和沉澱時間約為10～15分鐘，從而減輕了高梯度磁分離器的負荷，提高了生產效率，而且出水水質更好。
6、本發明高梯度磁分離器內的填料吸附飽和後，採用水-氣混合脈衝式反衝洗，以恢復鋼毛的捕獲能力，反衝效率可達到95%左右。
7、反衝洗下來的磁性鐵泥可直接回用5次以上，當泥鐵比超過2.5倍時可進行脫泥處理，處理後的磁鐵粉可重複使用，每運轉一周期磁鐵粉平均損耗2～3克/米3水，這就解決了高梯度磁分離淨水工藝的關鍵性經濟問題。
8、本發明生產1米3水的總成本比已有工藝約高1分錢左右，但生產效率高，佔地面積小，佔地面積為已有工藝的1/3～1/2，因此基建費可節約30%。
9、本發明生產出的水除水質優良外，還是磁化水。磁化水用於醫療可以治療婦女病、膽結石、腎結石、高血壓等多種疾病。磁化水做為鍋爐的上水可使老垢脫落，新垢生長慢，這對提高鍋爐的熱交換效率有重要意義。磁化水用於農業還可以使疏菜和糧食作物早熟和增產。
10、採用本發明可製成大型設備為大中城市供水還可製成中小型設備為小成市和企事業單位供水，尤其可製成給水車為地質、建築、部隊等流動部門供水。


圖1為高梯度磁分離處理飲用水工藝及設備的壓力系統流程圖;
圖2為高梯度磁分離處理飲用水工藝及設備的重力系統流程圖;
圖3為高梯度磁分離處理飲用水工藝及設備中的預磁器的結構示意圖。
實施例本發明的工藝流程如下

磁助凝→沉澱→高梯度磁分離→消毒→清水。
和已有給水處理工藝相比，高梯度磁分離處理飲用水工藝流程用高梯度磁分離取代砂濾工序，並增加投放磁鐵粉和採用了磁助凝等措施，大大縮短了反應和沉澱時間。
實施例一壓力系統的工藝流程如圖1。原水由水泵1輸入到進水槽2，磁鐵粉由鐵粉桶3投加到進水槽2中，磁鐵粉的投加量是隨原水的濁度不同而變化，濁度在100度以下時，磁鐵粉投加量為100～200mg/l;濁度大於100度時，投加量為200～300mg/l。混凝劑硫酸鋁由混凝劑桶4經流量計5，投加到泵6和進水槽2之間的吸水管中，混凝劑投加量在50～80mg/l範圍內。然後原水由泵6送到管式混合器7中，混合後的水經預磁器8輸入到反應器9。反應器9是下部為圓錐形，上部為圓柱形的渦流壓力式反應器。水從反應器9上部流出，流經另一預磁器後進入沉澱池10，沉澱池為壓力式斜板沉澱池，下部有排泥鬥，清水由上部流出進入高梯度磁分離器11。高梯度磁分離器中間走水內徑為290mm，間隙高度為260mm，內填430＃不鏽導磁鋼毛，填充率為4～5%。鋼毛捕獲量為0.2～0.3克/克。高梯度磁分離器所需的直流電是由整流櫃15供給的。經高梯度磁分離器淨化後的水，經流量計13注入清水池12，消毒後供用戶使用，也可不消毒直接供用戶使用。
高梯度磁分離器飽和後需進行反衝洗，衝洗水由清水槽12供給，壓縮空氣由空壓機16供給。反衝洗採用氣-水混合脈衝式反衝方法，反衝效率為95%，反衝時間為2～3分鐘。反衝下來的磁性鐵泥被衝到鐵粉回收池17中，磁性鐵泥可直接用泵4打回鐵粉槽3重複用。當泥鐵比超過2.5倍時，可用泵14把鐵粉回收池17中的磁性鐵泥漿循環攪拌10～20分鐘，然後靜止20～30分鐘，排掉上部泥漿，下部磁鐵粉可繼續使用;也可用泵14把磁性鐵泥送入高梯度磁分離器11，使磁鐵粉和泥漿分離，分離後將磁鐵粉反衝到鐵粉回收池17中繼續使用。
此實施例的操作參數如下磁鐵粉投加量100～300mg/l硫酸鋁投加量50～80mg/l處理水量 200～300米3/日水的停留時間15～20分鐘運轉周期1～6小時鐵粉損失量 2～3克/米3水反衝洗強度200米/時反衝洗水氣比(3～4)100反衝洗時間2～3分鐘反衝洗用水量淨水量的1～2%實施例二重力系統的工藝流程如圖2。原水由水泵1打入進水混合池22，同時由鐵粉桶3將磁鐵粉也加入到進水混合池22中，混凝劑硫酸鋁由混凝劑桶4經流量計5加入到進水混合池22中。混合後的水經預磁器8進入反應池23，反應後的水依靠重力壓差流入沉澱池24，在沉澱池中含磁鐵粉的大塊絮凝沉澱到池底部，沉澱到池底部的鐵泥定期排放到鐵粉回收池17中。沉澱池上部出水依靠重力壓差從下部進入到高梯度磁分離器11，從高梯度磁分離器11出來的淨水經流量計13流入清水貯存池25，清水用泵26打入清水槽12，也可直接供給用戶。高梯度磁分離器的反衝工序和壓力系統相同，直流電是由整流櫃15供給的;壓縮空氣是由空壓機16供給的;反衝洗水是由清水槽12供給的。鐵粉回收池17內脫泥後的磁鐵粉用泵14打回鐵粉桶3繼續使用。
實施例一、二中的預磁器8的結構如圖3。水經過中間的方形塑料管19，在管19的兩側排列數塊永久磁鐵21，永久磁鐵21由塑料箱18支撐，20為連接管通的法蘭盤。
權利要求
1.高梯度磁分離處理飲用水工藝及設備屬於給水工程中給水處理系統，它是由磁助劑、沉澱、高梯度磁分離和消毒等工序組成，其特徵在於磁助凝工序前要投加做為磁種的磁鐵粉及混凝劑，用高梯度磁分離器取代砂濾，增加預磁器以提高反應和沉澱的效果。
2.根據權利要求1所述的高梯度磁分離處理飲用水工藝及設備，其特徵在於做為磁種的磁鐵粉是四氧化三鐵粉末或用精磁鐵礦石磨細至320目以下的粉末;磁鐵粉的投加量視原水濁度而定，當原水濁度小於100度時，投加量為100mg～200mg/l;當原水濁度超過100度時，投加量為200mg～300mg/l。
3.根據權利要求1所述的高梯度磁分離處理飲用水工藝及設備，其特徵在於高梯度磁分離器內的濾料吸附飽和後要進行反衝洗，反衝洗下來的磁鐵粉可重複使用，反衝洗時採用水-氣混合脈衝式反衝洗，衝洗水由淨水槽供給，壓縮空氣由空壓機供給。
4.根據權利要求1所述的高梯度磁分離處理飲用水工藝及設備，其特徵在於高梯度磁分離淨水時，磁分離器的磁通密度為0.8～1.5千高斯，濾速控制在150米～200米/時;水溫超過8℃時，濾速控制在150米～270米/時，磁通密度為0.8～1.2千高斯。
5.根據權利要求3所述的高梯度磁分離處理飲用水工藝及設備，其特徵在於高梯度磁分離器內的濾料吸附飽和後進行反衝洗，反衝下來的磁性鐵泥可直接回用五次以上，當泥鐵比超過2.5倍時，可在鐵粉回收池內攪拌10～20分鐘，使泥和磁鐵粉分離，靜止20～30分鐘左右排出上部泥漿，下部的磁鐵粉可重複使用，或經過攪拌後用泵將鐵泥送入高梯度磁分離器，使磁鐵粉和泥分離，分離後的磁鐵粉可重複使用。
6.根據權利要求1所述的高梯度磁分離處理飲用水工藝及設備，其特徵在於壓力系統中在混合器和反應器之間及反應器和沉澱池之間加預磁器，重力系統中在進水槽和磁助凝反應池之間加預磁器，預磁器是由數塊永久磁鐵排在一段塑料管兩側組成。
全文摘要
高梯度磁分離處理飲用水工藝及設備屬於給水工程中給水處理系統。已有給水處理工藝存在反應和沉澱時間長、過濾速度慢，尤其在寒冷地區的冬天對低溫低濁的水處理往往達不到飲用水標準，設備佔地面積大，基建費用高等缺點。本發明採用的高梯度磁分離處理飲用水工藝，分為壓力系統和重力系統，這兩個系統都由磁助凝、沉澱、高梯度磁性分離和消毒等工序組成。
文檔編號C02F1/48GK1039399SQ89106210
公開日1990年2月7日 申請日期1989年7月24日 優先權日1989年7月24日
發明者金承基, 陳風罔, 宋金璞, 潘桂珉, 曲善慈, 孔慶瑾, 揚豔玲 申請人:哈爾濱建築工程學院