一种超导磁分离水处理系统的制作方法

1.本发明属于磁分离技术领域，涉及一种超导磁分离水处理系统，特别是一种在超导磁场中实现待分离物质和非磁性水体分离的超导磁分离水处理系统，可用于农业除磷等领域的强磁分离系统。


背景技术：

2.目前我国水体富营养化问题日益严重，磷污染是其重要成因。另一方面，磷在自然界中几乎不存在自然循环途径，导致陆地磷资源日益缺乏。因此，研究如何从废水中回收磷元素具有重要的实际意义。目前常用的污水除磷技术强调污染处理，而忽视了磷的资源化，导致大量含磷污泥产生，不仅增加了处理成本，而且造成磷资源浪费。
3.磁分离技术是将物质进行磁场处理的一种技术，该技术的应用已经渗透到各个领域。磁分离利用废水中杂质颗粒的磁性进行分离，对于水中非磁性或弱磁性的颗粒，利用磁性接种技术可使它们具有磁性。借助外力磁场的作用，将废水中有磁性的悬浮固体分离出来，从而达到净化水的目的。
4.目前根据高梯度磁场产生方式可分为永磁、传统电磁和超导磁选设备。永磁和传统电磁体一般仅能提供 1.5 t 以内的磁场强度，其较难实现微细弱磁性羟基氧化铁与水的分离。超导磁体可产生高于 5 t磁场强度，为弱磁性功能材料实际工程化应用提供了可能。与此同时，超导磁体具有零电阻特性，并可提供数个立方米的有效分离区域，超导磁分离过程的运行成本远低于常规磁分离系统。
5.本发明与现有技术相比，提供一种高效水处理及产物回收系统。兼具便于清洗、处理速度快等优点，且具有回收分离物质，回收吸附剂的功能，可以自主选择精度及循环次数，达到理想效果。


技术实现要素：

6.本实用新型目的提供一种稳定的分离回收系统，对超导磁吸附分离除磷领域现有技术问题清洗不变、清洗需中断、不能循环持续分离，精度低等问题做出改进。
7.本实用新型的实施例是这样实现的：一种超导磁分离水处理系统，由预过滤系统、加磁系统、磁分离动力系统、超导磁体系统、物料清洗系统及解吸回收系统组成，所述超导磁体系统包括超导磁体、分选腔以及散移装置，所述散移装置能够将水体分散并沿着超导磁体轴线方向平行穿过超导磁场，所述分选腔置于所述超导磁体之间，所述预过滤系统由进水管道和粗过滤器组成，所述分选腔内包含至少一个单极磁过滤器，所述单极磁过滤器有磁性细丝和/或钢毛组成，所述磁分离动力系统包括进水泵和转子流量计，所述解吸回收系统包括物料解吸分离装置及物料回收装置。
8.待分离水体通过所述预过滤系统进入加磁系统，与吸附剂复合而成磁力物质，而后所述待分离水体通过所述散移装置均匀进入所述分选腔，水体经过所述分选腔，所述磁力物质附着于所述分选腔，所述分选腔吸附饱和后，附着所述磁力物质的所述分选腔通过
机械控制移出磁场，通过端口处物料清洗系统进行清洗，处理完成水体在出水口排出，所述磁力物质通过所述解吸分离装置进行解吸，解吸后的吸附剂可以加入到加磁系统中重复使用，解吸后分离物质通过所述回收装置进行回收。
9.在本实施例中，所述超导磁体外设有隔磁装置，可以实现磁场迅速衰减、隔磁作用，在超导磁体运行过程中磁过滤器被固定在由超导电磁体产生的磁场的中心，因此在其运行时难于将磁过滤器拿到磁体的腔外，因此，超导磁体必须停运一段时间以移开、清洗。隔磁装置的设置能够解决这一技术问题。
10.在本实施例中，所述分离水处理系统可以多次重复运行，即所述水体分离完成后可重复进入加磁系统中，进而重复超导磁分离步骤。
11.在本实施例中，所述粗过滤器可以根据需回收分离物质尺寸属性进行调节。
12.在本实施例中，所述加磁系统中的吸附剂为磁力吸附剂，采用胶体磁接种法、机械化学磁接种法、电化学磁接种法中的一种或多种组合可预先将磁接种到吸附剂上，然后通过磁种与吸附剂间的吸引作用将磁施加到待分离的物质上，所述吸附剂可包括磁铁矿、陶瓷多孔物质、沸石多孔物质、活性炭、塑料载体等。
13.在本实施例中，所述磁种为羟基氧化铁，羟基氧化铁属于弱磁性矿物，在强背景磁场下，理论上其可直接通过磁分离与水分离，进而避免制备强磁性吸附剂的复杂工艺流程，大幅降低吸附材料的制备成本。
14.在本实施例中，所述物料清洗系统可任选抽吸式清洗、喷射式清洗法、超声波清洗法、泡沫清洗法中的一种或多种组合。
15.在本实施例中，所述解吸分离装置采用离心、压滤、超声波分离、超导磁分离中的一种或多种结合，本实施例采用naoh混合解吸，再通过cacl2离心回收磷等待分离物质。
16.在另一实施例中，所述分选腔设置为可移动式多级磁过滤器，所述多级磁过滤器由多个单极磁过滤器组成。在前一实施例超导磁分离系统中，为了去掉磁体中吸附的待分离物质，运行中的超导磁体必须停运一段时间以除去所述物质，然后再重新激活，这样做的缺点就是效率极低。此外，可以在超导磁体系统中设置配合可移动式多级磁过滤器使用的移动清洗装置。
17.在本实施例中，所述可移动式多级磁过滤器的长度大于等于超导磁体的长度，这样设置为了替换单级磁过滤器逐个清洗。
18.通过上述技术内容，本实用新型至少具有下列有益效果：
19.(1)利用羟基氧化铁处理含磷废水；大幅降低吸附材料的制备成本。
20.(2)利用超导磁分离技术实现吸附剂与水的固液分离；吸附剂的重复使用。
21.(3)重复持续式过滤，提高过滤精度以及过滤效率。
22.(4)清洗不需要停运超导磁体，超导磁体可持续式运行。
附图说明
23.以下借助附图对本实用新型的实施例进行更详尽的阐述。在附图中：
24.图1示出本实用新型一个实施例超导磁分离水处理系统
25.图2示出本实用新型另一实施例便于清洁超导磁分离水处理系统
26.附图标记列表：
27.1预过滤系统，11进水管道，12粗过滤器，2加磁系统，3磁分离动力系统，31进水泵，32，转子流量计，4超导磁体系统，41超导磁体，42分选腔，43散移装置，44可移动式多级磁过滤器，5物料清洗系统，6解吸回收系统，61物料回收装置，62物料解吸分离装置。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.传统吸附等分离设备受到固液分离方法的限制。虽然可以通过造粒解决，但势必造成处理成本的增加和运行复杂性的上升。磁分离技术操作简单，可以实现高效固液分离，因而可以很好地解决上述问题。但传统磁分离技术仅适用于强磁性吸附剂分离，有一定局限性。本发明提供一种超导磁分离设备可以实现弱磁性小颗粒与水的高效分离，吸附剂可选择性更大。本实施例提供一种超导磁分离水处理系统以消除现有的超导磁分离技术普遍存在运行复杂、效率低、成本高等缺点。
32.本实施例的超导磁分离水处理系统，由预过滤系统1、加磁系统2、磁分离动力系统3、超导磁体系统4、物料清洗系统5及解吸回收系统6组成，其中，超导磁体系统4包括超导磁体41、分选腔42以及散移装置43，分选腔42置于超导磁体41之间，预过滤系统1由进水管道11和粗过滤器12组成，分选腔42内包含至少一个单极磁过滤器，磁分离动力系统3包括进水泵31和转子流量计32，解吸回收系统6包括物料解吸分离装置62及物料回收装置61。
33.工作时，待分离水体通过预过滤系统1进入加磁系统2，与吸附剂复合而成磁力物质，而后待分离水体通过散移装置43均匀进入分选腔42，水体经过分选腔42，磁力物质附着于分选腔42，分选腔42吸附饱和后，附着磁力物质的分选腔42通过机械控制移出磁场，通过端口处物料清洗系统5进行清洗，处理完成水体在出水口排出，磁力物质通过解吸分离装置62进行解吸，解吸后的吸附剂可以加入到加磁系统中重复使用，解吸后分离物质通过回收装置61进行回收。
34.为实现磁场迅速衰减、隔磁作用，本实施例的超导磁体41外可以设有隔磁装置。
35.为提高超到磁分离水处理系统工作效率及精度，本实施例的分离水处理系统可以多次重复运行，即水体分离完成后可重复进入加磁系统中，进而重复超导磁分离步骤，此设置有效提高工作效率，若配合持续式工作状态效率将大幅提升。
36.本实施例的粗过滤器12可以根据需回收分离物质尺寸属性进行调节，根据待分离物质的属性可以进行调节处理，有针对性的设置。
37.本实施例的加磁系统中的吸附剂为磁力吸附剂，采用胶体磁接种法、机械化学磁
接种法、电化学磁接种法中的一种或多种组合可预先将磁接种到吸附剂上，然后通过磁种与吸附剂间的吸引作用将磁施加到待分离的物质上，吸附剂可包括磁铁矿、陶瓷多孔物质、沸石多孔物质、活性炭、塑料载体等。本实施例的磁种为羟基氧化铁，羟基氧化铁属于弱磁性矿物，在强背景磁场下，理论上其可直接通过磁分离与水分离，进而避免制备强磁性吸附剂的复杂工艺流程，大幅降低吸附材料的制备成本。
38.根据本实用新型提供的超到磁分离水处理设备的清洗方法，可以采用现有技术中的清洗技术或优选组合，故本实施例的物料清洗系统5可任选抽吸式清洗、喷射式清洗法、超声波清洗法、泡沫清洗法中的一种或多种组合。本实施例中解吸分离装置62采用离心、压滤、超声波分离、超导磁分离中的一种或多种结合。解吸分离设备技术相对比较成熟，这里不做赘述。
39.本实用新型为解决现有技术中，超导磁分离技术中不能连续运行的缺陷，提供另一实施例，可持续运行不停机、便捷式清洗的超导磁分离水处理系统：本实施例分选腔42设置为可移动式多级磁过滤器44，多级磁过滤器由多个单极磁过滤器组成，可移动式多级磁过滤器44的长度大于等于超导磁体的长度。这种结构具有如下优点，易于通过从下游侧依次清洗单级磁过滤器，而连续地使单级磁过滤器从上游侧加入，所述单极磁过滤器依次向后顺延进行清洗，这甚至在超导磁体激活状态下，在磁场中也可进行。该操作原理如上所述。这使得在不间断磁分离操作的情况下连续进行单级磁过滤器的冲洗处理。
40.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。