公布日：2024.12.31
申请日：2024.09.25
分类号：C02F1/48(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的方法及装置，属于废水环保处理方法及装置技术领域。本发明的技术方案是：焦化废水进入混凝沉淀单元形成磁性絮凝物，沉降至底部的磁性絮凝物输送至磁种回收及投加单元；没有沉降的磁性絮凝物进入低温超导磁分离单元进行分离处理，清洗箱内清洗下来的磁性絮凝物自流进入磁种投加及回收单元；磁种投加及回收单元处理后，磁种重新进入混凝沉淀单元进行循环使用，在破碎箱分离的絮凝污染物质送往污泥处理系统进行处理。本发明的有益效果是：设计合理、运行成本低廉、设备操作简单、处理效果稳定。
权利要求书
1.一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的方法，其特征在于包含以下步骤：A/O生物处理后的焦化废水进入混凝沉淀单元，在混凝沉淀单元中废水中的有机物和无机盐等污染物质分别与混凝剂、磁种和絮凝剂进行充分混合，在此过程中焦化废水中的污染物质与磁种絮凝抱团，并与磁种吸附，最终形成磁性絮凝物，部分磁性絮凝物在重力作用下沉降至混凝沉淀装置底部，沉降至底部的磁性絮凝物不间断的输送至磁种回收及投加单元；经混凝沉淀单元处理后没有沉降的磁性絮凝物进入低温超导磁分离单元进行分离处理，低温超导磁分离单元在运行过程中产生强磁场，焦化废水中的磁性絮凝物受到强磁场作用后吸附至圆形不锈钢筛网上，圆形不锈钢筛网由链条驱动电机带动进入清洗箱内进行清洗，将筛网上的磁种絮凝物进行清除，清洗干净的圆形不锈钢筛网继续进行磁性絮凝物的吸附工作，清洗箱内清洗下来的磁性絮凝物自流进入磁种投加及回收单元；从混凝沉淀单元和低温超导磁分离单元清洗箱来的磁性絮凝物进入磁种回收及投加单元的破碎箱，在破碎箱内磁性絮凝物经过搅拌使磁种与絮凝污染物质进行分离，含有磁性物质的磁种吸附至破碎箱上部的磁种吸附滚筒，经滚筒表面的磁种刮板装置分离后，磁种重新进入混凝沉淀单元进行循环使用，在破碎箱分离的絮凝污染物质送往污泥处理系统进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的方法，其特征在于：所述步骤（1）中，混凝剂、磁种和絮凝剂采用边搅拌边投加的方式进行；所述步骤（2）中，低温超导磁分离单元的进出口管道外设有超导线圈装置，氦气制冷机与超导励磁单元通过为超导线圈装置提供直流电及运行所需的低温环境，使超导线圈装置在进出口管道内产生高强度的磁场环境。
3.根据权利要求1所述的一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的方法，其特征在于：所述步骤（3）中，破碎箱内将磁种与絮凝污染物质进行分离，为保证分离效果，采用机械搅拌的方式进行。
4.一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的装置，其特征在于：包含混凝沉淀单元、低温超导磁分离单元和磁种回收及投加单元，所述混凝沉淀单元的输出端分别连接低温超导磁分离单元和磁种回收及投加单元，低温超导磁分离单元连接磁种回收及投加单元；混凝沉淀单元包含混凝池（1）、磁种池（2）、絮凝池（3）和沉淀池（4），四者从左至右依次排列，混凝池（1）和磁种池（2）的底部通过管道连通，磁种池（2）和絮凝池（3）上部连通，絮凝池（3）和沉淀池（4）的底部通过管道连通；低温超导磁分离单元包含进出口管道（10）、链条（14）、清洗箱（16）和圆形不锈钢筛网（17），进出口管道（10）与沉淀池（4）的出口上部连通，清洗箱（16）设置在进出口管道（10）的上部，链条（14）穿过进出口管道（10）和清洗箱（16），链条（14）由链条牵引电机（15）带动在进出口管道（10）和清洗箱（16）内循环传动，圆形不锈钢筛网（17）安装在链条（14）上；磁种回收及投加单元包含缓冲箱体（21）、破碎箱（22）、磁种吸附箱（25）、磁种回收及投加箱（30）和污染物质收集箱（31），沉淀池（4）和清洗箱（16）的底部连接缓冲箱体（21），缓冲箱体（21）的顶部连通破碎箱（22），破碎箱（22）的顶部连通磁种吸附箱（25），磁种吸附箱（25）分别连接磁种回收及投加箱（30）和污染物质收集箱（31）。
5.根据权利要求4所述的一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的装置，其特征在于：还包含混凝加药装置（5）、絮凝加药装置（8）和磁种输送泵（29），所述混凝剂通过混凝加药装置（5）输送至混凝池（1）内，混凝剂为聚合氯化铝；磁种输送泵（29）设置在磁种回收及投加箱（30）的底部，磁种经磁种输送泵（29）加入磁种池（2），磁种材料为表面带羧基薄膜的Fe3O4磁种材料，粒径范围是2μm～75μm；絮凝剂通过絮凝加药装置（8）输送至絮凝池（3）内，絮凝剂为聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求4所述的一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的装置，其特征在于：所述的混凝池（1）和磁种池（2）之间设置有第一导流板，磁种池（2）和絮凝池（3）之间设置有第二导流板，絮凝池（3）和沉淀池（4）之间设有第三导流板，第一导流板、第二导流板和第三导流板与混凝沉淀单元的侧壁固定连接。
7.根据权利要求4所述的一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的装置，其特征在于：还包含混凝搅拌电机（6）、磁种搅拌电机（7）和絮凝搅拌电机（9），所述混凝搅拌电机（6）为桨叶式，设置在混凝池（1）的上部；磁种搅拌电机（7）为框式，设置在磁种池（2）的上部；絮凝搅拌电机（9）为螺旋式，设置在絮凝池（3）的上部；混凝搅拌电机（6）、磁种搅拌电机（7）和絮凝搅拌电机（9）均为变频电机。
8.根据权利要求4所述的一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的装置，其特征在于：所述进出口管道（10）外侧安装有超导线圈装置（11），超导线圈装置（11）由高精度超导励磁电源（12）供电，在超导线圈装置（11）外部设有氦气制冷机（13），氦气制冷机（13）外部设有循环水系统。
9.根据权利要求4所述的一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的装置，其特征在于：所述链条（14）首尾连接形成环状结构，圆形不锈钢筛网（17）的数量为一个以上，在链条（14）上均匀设置，圆形不锈钢筛网（17）的直径小于进出口管道（10）的直径。
10.根据权利要求4所述的一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的装置，其特征在于：所述清洗箱（16）上设有清洗水入口（18）、清洗水喷头（19）和清洗水出口（20），清洗水入口（18）引入清洗水，清洗水喷头（19）的位置与圆形不锈钢筛网（17）相匹配；清洗水出口（20）设置在清洗箱（16）的底部，清洗箱（16）通过清洗水出口（20）连通缓冲箱体（21），清洗箱（16）设有倾斜角度。
11.根据权利要求4所述的一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的装置，其特征在于：所述破碎箱（22）内设有搅拌装置（24），搅拌装置（24）通过破碎箱搅拌电机（23）带动；所述磁种吸附箱（25）顶部设有磁种吸附滚筒（26），磁种吸附滚筒（26）由磁种吸附滚筒电机（27）带动，在磁种吸附滚筒（26）侧上部设有磁种刮板（28），磁种刮板（28）倾斜覆盖在污染物质收集箱（31）上方，磁种刮板（28）终端连接磁种回收及投加箱（30）；所述磁种回收及投加箱（30）顶部设有观察口。
12.根据权利要求4所述的一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的装置，其特征在于：还包含污染物质输送泵（32），污染物质收集箱（31）经过底部管路与污染物质输送泵（32）相连，污染物质输送泵（32）连接至污泥处理系统。
发明内容
本发明目的是提供一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的方法及装置，通过将Fe3O4表面进行有机功能化处理，形成具有磁性又有絮凝效果的“磁种”颗粒材料，在混凝剂、絮凝剂的作用下将经过表面处理的带电极性的“磁种”颗粒材料与焦化废水中的污染物质结合，最终生成磁性絮凝物，磁性絮凝物在低温超导磁分离单元产生的强磁场的作用下实现磁性絮凝物与焦化废水的分离，用以实现焦化废水的处理，设计合理、运行成本低廉、设备操作简单、处理效果稳定，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的方法，包含以下步骤：（1）A/O生物处理后的焦化废水进入混凝沉淀单元，在混凝沉淀单元中废水中的有机物和无机盐等污染物质分别与混凝剂、磁种和絮凝剂进行充分混合，在此过程中焦化废水中的污染物质与磁种絮凝抱团，并与磁种吸附，最终形成磁性絮凝物，部分磁性絮凝物在重力作用下沉降至混凝沉淀装置底部，沉降至底部的磁性絮凝物不间断的输送至磁种回收及投加单元；（2）经混凝沉淀单元处理后没有沉降的磁性絮凝物进入低温超导磁分离单元进行分离处理，低温超导磁分离单元在运行过程中产生强磁场，焦化废水中的磁性絮凝物受到强磁场作用后吸附至圆形不锈钢筛网上，圆形不锈钢筛网由链条驱动电机带动进入清洗箱内进行清洗，将筛网上的磁种絮凝物进行清除，清洗干净的圆形不锈钢筛网继续进行磁性絮凝物的吸附工作，清洗箱内清洗下来的磁性絮凝物自流进入磁种投加及回收单元；（3）从混凝沉淀单元和低温超导磁分离单元清洗箱来的磁性絮凝物进入磁种回收及投加单元的破碎箱，在破碎箱内磁性絮凝物经过搅拌使磁种与絮凝污染物质进行分离，含有磁性物质的磁种吸附至破碎箱上部的磁种吸附滚筒，经滚筒表面的磁种刮板装置分离后，磁种重新进入混凝沉淀单元进行循环使用，在破碎箱分离的絮凝污染物质送往污泥处理系统进行处理。
所述步骤（1）中，混凝剂、磁种和絮凝剂采用边搅拌边投加的方式进行。
所述步骤（2）中，低温超导磁分离单元的进出口管道外设有超导线圈装置，氦气制冷机与超导励磁单元通过为超导线圈装置提供直流电及运行所需的低温环境，使超导线圈装置在进出口管道内产生高强度的磁场环境。
所述步骤（3）中，破碎箱内将磁种与絮凝污染物质进行分离，为保证分离效果，采用机械搅拌的方式进行。
一种低温超导磁分离深度处理焦化废水的装置，包含混凝沉淀单元、低温超导磁分离单元和磁种回收及投加单元，所述混凝沉淀单元的输出端分别连接低温超导磁分离单元和磁种回收及投加单元，低温超导磁分离单元连接磁种回收及投加单元；混凝沉淀单元包含混凝池、磁种池、絮凝池和沉淀池，四者从左至右依次排列，混凝池和磁种池的底部通过管道连通，磁种池和絮凝池上部连通，絮凝池和沉淀池的底部通过管道连通；低温超导磁分离单元包含进出口管道、链条、清洗箱和圆形不锈钢筛网，进出口管道与沉淀池的出口上部连通，清洗箱设置在进出口管道的上部，链条穿过进出口管道和清洗箱，链条由链条牵引电机带动在进出口管道和清洗箱内循环传动，圆形不锈钢筛网安装在链条上；磁种回收及投加单元包含缓冲箱体、破碎箱、磁种吸附箱、磁种回收及投加箱和污染物质收集箱，沉淀池和清洗箱的底部连接缓冲箱体，缓冲箱体的顶部连通破碎箱，破碎箱的顶部连通磁种吸附箱，磁种吸附箱分别连接磁种回收及投加箱和污染物质收集箱。
所述混凝沉淀单元由混凝土或者金属中的一种材质建造。
还包含混凝加药装置、絮凝加药装置和磁种输送泵，所述混凝剂通过混凝加药装置输送至混凝池内，混凝剂为聚合氯化铝；磁种输送泵设置在磁种回收及投加箱的底部，磁种经磁种输送泵加入磁种池，磁种材料为表面带羧基薄膜的Fe3O4磁种材料，粒径范围是2μm～75μm；絮凝剂通过絮凝加药装置输送至絮凝池内，絮凝剂为聚丙烯酰胺。
所述的混凝池和磁种池之间设置有第一导流板，磁种池和絮凝池之间设置有第二导流板，絮凝池和沉淀池之间设有第三导流板，第一导流板、第二导流板和第三导流板与混凝沉淀单元的侧壁固定连接。
还包含混凝搅拌电机、磁种搅拌电机和絮凝搅拌电机，所述混凝搅拌电机为桨叶式，设置在混凝池的上部；磁种搅拌电机为框式，设置在磁种池的上部；絮凝搅拌电机为螺旋式，设置在絮凝池的上部；混凝搅拌电机、磁种搅拌电机和絮凝搅拌电机均为变频电机。
所述进出口管道外侧安装有超导线圈装置，超导线圈装置由高精度超导励磁电源供电，在超导线圈装置外部设有氦气制冷机，氦气制冷机外部设有循环水系统。
所述链条首尾连接形成环状结构，圆形不锈钢筛网的数量为一个以上，在链条上均匀设置，圆形不锈钢筛网的直径小于进出口管道的直径。
所述清洗箱上设有清洗水入口、清洗水喷头和清洗水出口，清洗水入口引入清洗水，清洗水喷头的位置与圆形不锈钢筛网相匹配；清洗水出口设置在清洗箱的底部，清洗箱通过清洗水出口连通缓冲箱体，清洗箱设有倾斜角度。
所述破碎箱内设有搅拌装置，搅拌装置通过破碎箱搅拌电机带动。
所述磁种吸附箱顶部设有磁种吸附滚筒，磁种吸附滚筒由磁种吸附滚筒电机带动，在磁种吸附滚筒侧上部设有磁种刮板，磁种刮板倾斜覆盖在污染物质收集箱上方，磁种刮板终端连接磁种回收及投加箱。
还包含污染物质输送泵，污染物质收集箱经过底部管路与污染物质输送泵相连，污染物质输送泵连接至污泥处理系统。
所述磁种回收及投加箱顶部设有观察口。
本发明的有益效果是：通过将Fe3O4表面进行有机功能化处理，形成具有磁性又有絮凝效果的“磁种”颗粒材料，在混凝剂、絮凝剂的作用下将经过表面处理的带电极性的“磁种”颗粒材料与焦化废水中的污染物质结合，最终生成磁性絮凝物，磁性絮凝物在低温超导磁分离单元产生的强磁场的作用下实现磁性絮凝物与焦化废水的分离，用以实现焦化废水的处理，设计合理、运行成本低廉、设备操作简单、处理效果稳定。
（发明人：李斌;孙晓明;李红博;潘东山;靳伟光;张龙;梁成忠;刘卫杰;喇建青;孙轲）