一種用於水處理的水力雙懸浮層流化床的製作方法

2023-12-04 14:09:46

本發明涉及一種水力雙懸浮層流化床，能夠對低溫低濁水、微汙染水、水庫水等進行淨化，更特別適用於磁性汙染水體的淨化，能高效淨化水體中的膠體類汙染物，提高水體中汙染物淨化效率，用於水處理等領域。

背景技術：

低溫低濁水成為水處理的一個難題，絮凝困難，形成的絮凝體在水力循環澄清池中不容易形成懸浮層，同時微汙染水、建築灰水等也會出現同樣的難題。

採用膜分離技術直接處理低溫低濁水、微汙染水、建築灰水等會造成膜孔堵塞、制水成本較高。

磁分離技術是利用汙廢水中的汙染物的磁性對其進行磁分離，而對於弱磁性或者非磁性的汙染物，則需要投加「磁種」，使其具有更好的磁性，從而達到對水體淨化的目的，其磁性淨化的水質質量有待進一步提高。

本發明構建的水力雙懸浮層流化床，能夠形成雙層過濾層，首先是磁膜過濾層，其次是活性泥渣過濾層。

本發明中，鐵磁性顆粒磁化時，沿著磁力線的方向排列，形成「N」極和「S」極，能夠在去磁場後，也會相互吸引，形成一個整體「磁膜」，在水流自下而上水力的作用下，懸浮於水體之中，能夠對水體中一般汙染物具有攔截作用、對磁性汙染物具有磁性吸附分離作用，對抗磁性汙染物具有排斥通過分離（即抗磁性汙染物不能通過磁場而達到水體淨化的目的）作用，當過濾經過一定時間，鐵磁性顆粒的磁性減弱，相互吸引開始變弱，或者過濾的效果下降，則需要對磁膜進行衝洗再生，此時，鐵磁性顆粒相互之間的吸引力變弱，在水流的衝洗作用下能夠衝洗成「沙」，保證了衝洗的效果，再次添加磁場，鐵磁性顆粒再次磁化後，再次構成磁膜過濾層，從而再次可以對汙染水體進行過濾淨化，該發明只有在對鐵磁性顆粒進行磁化時，消耗額外的能量，因而運行比較經濟，且比現有的磁分離技術具有更高的分離淨化效果。

水體添加絮凝劑和助凝劑後，水體中的汙染物能夠形成絮凝體，雖然絮凝體的體積小，質量輕，但由於磁膜是一個整體，因而該絮凝體在流經磁膜時，被攔截下來，更多的絮凝體聚集，構建成第二個水力懸浮層，即泥渣懸浮層，由於絮凝體具有一定的活性，因而可以對水體中的汙染物具有淨化功能。

對於低溫低濁水，微汙染水、建築灰水等，絮體形成困難，一般的水力循環澄清池很難形成懸浮層，而本發明可以通過過濾把細小的絮凝體攔截下來，能更快地形成懸浮層，且具有磁膜過濾功能，使得水處理效果更好。

水力雙懸浮層流化床針對磁性汙染物或者添加「磁種」的非磁性汙染物，則可以增加過濾的效果和提高出水水質。

技術實現要素：

本發明的目的是獲得一種能夠對低溫低濁水、微汙染水、建築灰水等進行高效淨化的設施，且要求運行成本低，特別是對水體中的磁性汙染物具有較高的淨化效率。

為實現上述目的，本發明包括如下技術方案。

以通電的勵磁線圈構建磁場，對鐵磁性顆粒進行磁化，磁化後的鐵磁性顆粒即使在勵磁線圈斷電後，在自下而上的水流作用下，也能夠構建成磁膜懸浮層，而待處理的水體加藥後會形成絮體，絮體被磁膜懸浮層攔截後，在磁膜過濾前形成活性泥渣過濾層，從而可以構成水力雙懸浮層對水體進行淨化作用，當泥渣過濾層中的絮凝顆粒活性降低時，可以通過排泥管排出流化床，同時，當磁膜懸浮層的過濾效率降低，可以採用氣水等方式對磁膜中的鐵磁性顆粒進行衝洗淨化作用，從而保障較好的過濾效果，而整個技術方案也可以保持較低的經濟運行成本。

如上所述的水力雙懸浮層流化床，優選地以奧氏體不鏽鋼作為流化床本體的製作材料，也可以選擇具有較高強度但沒有磁性的其他材料。

如上所述的水力雙懸浮層流化床，本體結構上部採用中空的圓筒結構，下部採用中空的圓錐結構，中間構設中心體，中心體為密閉的中空結構。

如上所述的水力雙懸浮層流化床，當待處理的流量比較小時，中心柱可以不設置。

如上所述的水力雙懸浮層流化床，採用通電的勵磁線圈構建磁場，也可以採用永磁鐵等構建磁場，也可以採用其他方式構設磁場，包括構建超導磁場。

如上所述的水力雙懸浮層流化床，採用液態水對工作中的勵磁線圈進行冷卻，也可以採用其他方式進行冷卻。

如上所述的水力雙懸浮層流化床，鐵磁性顆粒採用自然界存在的磁鐵礦、赤鐵礦等磁性材料，也可以採用化學等方法製備的磁性材料，鐵磁性顆粒也可以採用包覆改性等。

如上所述的水力雙懸浮層流化床，採用排泥管把失去活性或活性較低的絮凝顆粒排出流化床。

如上所述的水力雙懸浮層流化床，若磁膜懸浮層產生的堵塞現象導致內部壓力過大或者出水水質不能滿足要求時，則需要對磁膜中的鐵磁性顆粒進行衝洗，或者每隔一段時間對磁膜中的鐵磁性顆粒進行衝洗。

如上所述的水力雙懸浮層流化床，可以採用氣水衝洗作用，加藥衝洗作用等，衝洗水從底部進入，從頂部流出。

如上所述的水力雙懸浮層流化床，在進水管處設置加藥裝置，可以對需要處理的水體添加絮凝劑和助凝劑，進而在水體中形成絮凝體。

如上所述的水力雙懸浮層流化床，在衝洗水管處設置充氣裝置，以達到氣水衝洗的目的，也可以設置加藥裝置，進而可以利用加藥的水對鐵磁性顆粒進行衝洗淨化作用。

如上所述的水力雙懸浮層流化床，排泥管和勵磁線圈保持一定的距離，同時排泥管排泥時，勵磁線圈需要通電產生磁場，以防止排泥時吸入鐵磁性顆粒。

附圖說明

圖1是水力雙懸浮層流化床的剖面示意圖。

圖2是水力雙懸浮層流化床的結構示意圖。

圖3是中空的中心柱的結構示意圖。

圖1及圖2中各數字標號所指代的名稱：1-進水管、2-流量控制閥、3-電動閥、4-加藥裝置、5-排空管、6-絮凝顆粒、7-鐵磁性顆粒、8-排泥管、9-冷卻水槽、10-勵磁線圈、11-排水管、12-出水管、13-溢流水槽、14-中心柱、15-流化床主體、16-充氣裝置、17-衝洗水管。

具體實施方式

下面結合圖1、圖2和實施例子對本發明作進一步說明。

關閉出水管（12）、衝洗水管（17）、排空管（5）和排泥管（8），打開排水管（11）和進水管（1）。

從流化床頂部加入鐵磁性顆粒（7），調節進水管（1）的流量調節閥（2），使得所加入的鐵磁性顆粒（7）在自下而上的水流作用下，處於勵磁線圈（10）所設置的區域內。

向冷卻水槽（9）中加入水，以便對勵磁線圈（10）進行冷卻，對勵磁線圈（10）通電，對鐵磁性顆粒（7）進行磁化，磁化後鐵磁性顆粒（7）形成磁膜，勵磁線圈（10）斷電。

打開加藥裝置（4），向流化床中加絮凝劑和助凝劑，以便在磁膜懸浮層前形成泥渣懸浮層，從而對水體形成雙懸浮層過濾功能。

當排水管（11）處的水質滿足要求時，則打開出水管（12），關閉排水管（11），流化床處於對水體的淨化狀態、當泥渣懸浮層過多需要排泥時，則對勵磁線圈（10）進行通電，產生磁場，對鐵磁性顆粒（7）產生吸引力，防止排泥時流失，打開排泥管（8），進行排泥。

排泥結束後，關閉排泥管（8），對勵磁線圈（10）斷電，流化床繼續淨化水體。

當磁膜懸浮層中的鐵磁性顆粒（7）需要衝洗時，打開排水管（11）、關閉出水管（12）、關閉進水管（1）、關閉加藥裝置（4），打開衝洗水管（17），調節衝洗水管（17）上的調節閥（2），使得鐵磁性顆粒（7）處於流化床中合適的位置。

打開充氣裝置（16），可對鐵磁性顆粒（7）進行氣水衝洗。

衝洗結束後，則關閉衝洗水管（17）和充氣裝置（16），打開進水管（1）和加藥裝置（4），對流化床添加絮凝劑和助凝劑，則水體中形成絮凝體，進而再次形成新的泥渣懸浮層，當排水管（11）的出水滿足要求時，則關閉排水管（11），打開出水管（12），則流化床進入水體淨化的工作狀態。