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(fā)明涉及一種低溫超導(dǎo)磁分離深度處理焦化廢水的方法及裝置，屬于廢水環(huán)保處理方法及裝置技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案是：焦化廢水進(jìn)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(jìn)入低溫超導(dǎo)磁分離單元進(jìn)行分離處理，清洗箱內(nèi)清洗下來的磁性絮凝物自流進(jìn)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(jìn)入混凝沉淀單元進(jìn)行循環(huán)使用，在破碎箱分離的絮凝污染物質(zhì)送往污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。本發(fā)明的有益效果是：設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行成本低廉、設(shè)備操作簡單、處理效果穩(wěn)定。

權(quán)利要求書

1.一種低溫超導(dǎo)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(jìn)入混凝沉淀單元，在混凝沉淀單元中廢水中的有機(jī)物和無機(jī)鹽等污染物質(zhì)分別與混凝劑、磁種和絮凝劑進(jìn)行充分混合，在此過程中焦化廢水中的污染物質(zhì)與磁種絮凝抱團(tuán)，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(jīng)混凝沉淀單元處理后沒有沉降的磁性絮凝物進(jìn)入低溫超導(dǎo)磁分離單元進(jìn)行分離處理，低溫超導(dǎo)磁分離單元在運(yùn)行過程中產(chǎn)生強(qiáng)磁場，焦化廢水中的磁性絮凝物受到強(qiáng)磁場作用后吸附至圓形不銹鋼篩網(wǎng)上，圓形不銹鋼篩網(wǎng)由鏈條驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)入清洗箱內(nèi)進(jìn)行清洗，將篩網(wǎng)上的磁種絮凝物進(jìn)行清除，清洗干凈的圓形不銹鋼篩網(wǎng)繼續(xù)進(jìn)行磁性絮凝物的吸附工作，清洗箱內(nèi)清洗下來的磁性絮凝物自流進(jìn)入磁種投加及回收單元；從混凝沉淀單元和低溫超導(dǎo)磁分離單元清洗箱來的磁性絮凝物進(jìn)入磁種回收及投加單元的破碎箱，在破碎箱內(nèi)磁性絮凝物經(jīng)過攪拌使磁種與絮凝污染物質(zhì)進(jìn)行分離，含有磁性物質(zhì)的磁種吸附至破碎箱上部的磁種吸附滾筒，經(jīng)滾筒表面的磁種刮板裝置分離后，磁種重新進(jìn)入混凝沉淀單元進(jìn)行循環(huán)使用，在破碎箱分離的絮凝污染物質(zhì)送往污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫超導(dǎo)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(jìn)行；所述步驟（2）中，低溫超導(dǎo)磁分離單元的進(jìn)出口管道外設(shè)有超導(dǎo)線圈裝置，氦氣制冷機(jī)與超導(dǎo)勵(lì)磁單元通過為超導(dǎo)線圈裝置提供直流電及運(yùn)行所需的低溫環(huán)境，使超導(dǎo)線圈裝置在進(jìn)出口管道內(nèi)產(chǎn)生高強(qiáng)度的磁場環(huán)境。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫超導(dǎo)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(nèi)將磁種與絮凝污染物質(zhì)進(jìn)行分離，為保證分離效果，采用機(jī)械攪拌的方式進(jìn)行。

4.一種低溫超導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)磁分離單元和磁種回收及投加單元，低溫超導(dǎo)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(dǎo)磁分離單元包含進(jìn)出口管道（10）、鏈條（14）、清洗箱（16）和圓形不銹鋼篩網(wǎng)（17），進(jìn)出口管道（10）與沉淀池（4）的出口上部連通，清洗箱（16）設(shè)置在進(jìn)出口管道（10）的上部，鏈條（14）穿過進(jìn)出口管道（10）和清洗箱（16），鏈條（14）由鏈條牽引電機(jī)（15）帶動(dòng)在進(jìn)出口管道（10）和清洗箱（16）內(nèi)循環(huán)傳動(dòng)，圓形不銹鋼篩網(wǎng)（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(zhì)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(zhì)收集箱（31）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫超導(dǎo)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(nèi)，混凝劑為聚合氯化鋁；磁種輸送泵（29）設(shè)置在磁種回收及投加箱（30）的底部，磁種經(jīng)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(nèi)，絮凝劑為聚丙烯酰胺。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫超導(dǎo)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(shè)置有第一導(dǎo)流板，磁種池（2）和絮凝池（3）之間設(shè)置有第二導(dǎo)流板，絮凝池（3）和沉淀池（4）之間設(shè)有第三導(dǎo)流板，第一導(dǎo)流板、第二導(dǎo)流板和第三導(dǎo)流板與混凝沉淀單元的側(cè)壁固定連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫超導(dǎo)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(jī)（6）、磁種攪拌電機(jī)（7）和絮凝攪拌電機(jī)（9），所述混凝攪拌電機(jī)（6）為槳葉式，設(shè)置在混凝池（1）的上部；磁種攪拌電機(jī)（7）為框式，設(shè)置在磁種池（2）的上部；絮凝攪拌電機(jī)（9）為螺旋式，設(shè)置在絮凝池（3）的上部；混凝攪拌電機(jī)（6）、磁種攪拌電機(jī)（7）和絮凝攪拌電機(jī)（9）均為變頻電機(jī)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫超導(dǎo)磁分離深度處理焦化廢水的裝置，其特征在于：所述進(jìn)出口管道（10）外側(cè)安裝有超導(dǎo)線圈裝置（11），超導(dǎo)線圈裝置（11）由高精度超導(dǎo)勵(lì)磁電源（12）供電，在超導(dǎo)線圈裝置（11）外部設(shè)有氦氣制冷機(jī)（13），氦氣制冷機(jī)（13）外部設(shè)有循環(huán)水系統(tǒng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫超導(dǎo)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(huán)狀結(jié)構(gòu)，圓形不銹鋼篩網(wǎng)（17）的數(shù)量為一個(gè)以上，在鏈條（14）上均勻設(shè)置，圓形不銹鋼篩網(wǎng)（17）的直徑小于進(jìn)出口管道（10）的直徑。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫超導(dǎo)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(shè)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(wǎng)（17）相匹配；清洗水出口（20）設(shè)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(shè)有傾斜角度。

11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫超導(dǎo)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(nèi)設(shè)有攪拌裝置（24），攪拌裝置（24）通過破碎箱攪拌電機(jī)（23）帶動(dòng)；所述磁種吸附箱（25）頂部設(shè)有磁種吸附滾筒（26），磁種吸附滾筒（26）由磁種吸附滾筒電機(jī)（27）帶動(dòng)，在磁種吸附滾筒（26）側(cè)上部設(shè)有磁種刮板（28），磁種刮板（28）傾斜覆蓋在污染物質(zhì)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(shè)有觀察口。

12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫超導(dǎo)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(zhì)輸送泵（32），污染物質(zhì)收集箱（31）經(jīng)過底部管路與污染物質(zhì)輸送泵（32）相連，污染物質(zhì)輸送泵（32）連接至污泥處理系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種低溫超導(dǎo)磁分離深度處理焦化廢水的方法及裝置，通過將Fe3O4表面進(jìn)行有機(jī)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(jīng)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(zhì)結(jié)合，最終生成磁性絮凝物，磁性絮凝物在低溫超導(dǎo)磁分離單元產(chǎn)生的強(qiáng)磁場的作用下實(shí)現(xiàn)磁性絮凝物與焦化廢水的分離，用以實(shí)現(xiàn)焦化廢水的處理，設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行成本低廉、設(shè)備操作簡單、處理效果穩(wěn)定，有效地解決了背景技術(shù)中存在的上述問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種低溫超導(dǎo)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(jìn)入混凝沉淀單元，在混凝沉淀單元中廢水中的有機(jī)物和無機(jī)鹽等污染物質(zhì)分別與混凝劑、磁種和絮凝劑進(jìn)行充分混合，在此過程中焦化廢水中的污染物質(zhì)與磁種絮凝抱團(tuán)，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(jīng)混凝沉淀單元處理后沒有沉降的磁性絮凝物進(jìn)入低溫超導(dǎo)磁分離單元進(jìn)行分離處理，低溫超導(dǎo)磁分離單元在運(yùn)行過程中產(chǎn)生強(qiáng)磁場，焦化廢水中的磁性絮凝物受到強(qiáng)磁場作用后吸附至圓形不銹鋼篩網(wǎng)上，圓形不銹鋼篩網(wǎng)由鏈條驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)入清洗箱內(nèi)進(jìn)行清洗，將篩網(wǎng)上的磁種絮凝物進(jìn)行清除，清洗干凈的圓形不銹鋼篩網(wǎng)繼續(xù)進(jìn)行磁性絮凝物的吸附工作，清洗箱內(nèi)清洗下來的磁性絮凝物自流進(jìn)入磁種投加及回收單元；（3）從混凝沉淀單元和低溫超導(dǎo)磁分離單元清洗箱來的磁性絮凝物進(jìn)入磁種回收及投加單元的破碎箱，在破碎箱內(nèi)磁性絮凝物經(jīng)過攪拌使磁種與絮凝污染物質(zhì)進(jìn)行分離，含有磁性物質(zhì)的磁種吸附至破碎箱上部的磁種吸附滾筒，經(jīng)滾筒表面的磁種刮板裝置分離后，磁種重新進(jìn)入混凝沉淀單元進(jìn)行循環(huán)使用，在破碎箱分離的絮凝污染物質(zhì)送往污泥處理系統(tǒng)進(jìn)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(jìn)行。

所述步驟（2）中，低溫超導(dǎo)磁分離單元的進(jìn)出口管道外設(shè)有超導(dǎo)線圈裝置，氦氣制冷機(jī)與超導(dǎo)勵(lì)磁單元通過為超導(dǎo)線圈裝置提供直流電及運(yùn)行所需的低溫環(huán)境，使超導(dǎo)線圈裝置在進(jìn)出口管道內(nèi)產(chǎn)生高強(qiáng)度的磁場環(huán)境。

所述步驟（3）中，破碎箱內(nèi)將磁種與絮凝污染物質(zhì)進(jìn)行分離，為保證分離效果，采用機(jī)械攪拌的方式進(jìn)行。

一種低溫超導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)磁分離單元和磁種回收及投加單元，低溫超導(dǎo)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(dǎo)磁分離單元包含進(jìn)出口管道、鏈條、清洗箱和圓形不銹鋼篩網(wǎng)，進(jìn)出口管道與沉淀池的出口上部連通，清洗箱設(shè)置在進(jìn)出口管道的上部，鏈條穿過進(jìn)出口管道和清洗箱，鏈條由鏈條牽引電機(jī)帶動(dòng)在進(jìn)出口管道和清洗箱內(nèi)循環(huán)傳動(dòng)，圓形不銹鋼篩網(wǎng)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(nèi)，混凝劑為聚合氯化鋁；磁種輸送泵設(shè)置在磁種回收及投加箱的底部，磁種經(jīng)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(nèi)，絮凝劑為聚丙烯酰胺。

所述的混凝池和磁種池之間設(shè)置有第一導(dǎo)流板，磁種池和絮凝池之間設(shè)置有第二導(dǎo)流板，絮凝池和沉淀池之間設(shè)有第三導(dǎo)流板，第一導(dǎo)流板、第二導(dǎo)流板和第三導(dǎo)流板與混凝沉淀單元的側(cè)壁固定連接。

還包含混凝攪拌電機(jī)、磁種攪拌電機(jī)和絮凝攪拌電機(jī)，所述混凝攪拌電機(jī)為槳葉式，設(shè)置在混凝池的上部；磁種攪拌電機(jī)為框式，設(shè)置在磁種池的上部；絮凝攪拌電機(jī)為螺旋式，設(shè)置在絮凝池的上部；混凝攪拌電機(jī)、磁種攪拌電機(jī)和絮凝攪拌電機(jī)均為變頻電機(jī)。

所述進(jìn)出口管道外側(cè)安裝有超導(dǎo)線圈裝置，超導(dǎo)線圈裝置由高精度超導(dǎo)勵(lì)磁電源供電，在超導(dǎo)線圈裝置外部設(shè)有氦氣制冷機(jī)，氦氣制冷機(jī)外部設(shè)有循環(huán)水系統(tǒng)。

所述鏈條首尾連接形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，圓形不銹鋼篩網(wǎng)的數(shù)量為一個(gè)以上，在鏈條上均勻設(shè)置，圓形不銹鋼篩網(wǎng)的直徑小于進(jìn)出口管道的直徑。

所述清洗箱上設(shè)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(wǎng)相匹配；清洗水出口設(shè)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(shè)有傾斜角度。

所述破碎箱內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，攪拌裝置通過破碎箱攪拌電機(jī)帶動(dòng)。

所述磁種吸附箱頂部設(shè)有磁種吸附滾筒，磁種吸附滾筒由磁種吸附滾筒電機(jī)帶動(dòng)，在磁種吸附滾筒側(cè)上部設(shè)有磁種刮板，磁種刮板傾斜覆蓋在污染物質(zhì)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(zhì)輸送泵，污染物質(zhì)收集箱經(jīng)過底部管路與污染物質(zhì)輸送泵相連，污染物質(zhì)輸送泵連接至污泥處理系統(tǒng)。

所述磁種回收及投加箱頂部設(shè)有觀察口。

本發(fā)明的有益效果是：通過將Fe3O4表面進(jìn)行有機(jī)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(jīng)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(zhì)結(jié)合，最終生成磁性絮凝物，磁性絮凝物在低溫超導(dǎo)磁分離單元產(chǎn)生的強(qiáng)磁場的作用下實(shí)現(xiàn)磁性絮凝物與焦化廢水的分離，用以實(shí)現(xiàn)焦化廢水的處理，設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行成本低廉、設(shè)備操作簡單、處理效果穩(wěn)定。

（發(fā)明人：李斌;孫曉明;李紅博;潘東山;靳偉光;張龍;梁成忠;劉衛(wèi)杰;喇建青;孫軻）