本发明涉及一种磁力净水装置，属于废水处理技术领域。
背景技术：
现有技术中提供了一种磁力分离净化装置，其以固液分离等为目的，作为透水分离膜使用细金属网或由高分子纤维编成的网或膜，向含有污浊微粒(污泥)的原水中添加凝集剂和磁性粉，生成磁性絮凝物，使用膜来分离所述磁性絮凝物，并通过具有磁性的旋转机构对使用膜收集到的磁性絮凝物进行磁力分离并去除，来回收高浓度淤渣。该膜分离净化装置使用不锈钢细线或聚酯纤维等构成网，例如具有几十微米的网眼的开口部。为了分离比开口部的投影面积或投影直径小的细微污浊物质，例如，预先向原水中添加作为凝集剂的聚合硫酸铝或聚氯化铝或聚硫酸铁以及磁性粉并进行搅拌，通过凝缩剂，使原水中的细微的固体浮游物或藻类、菌类、微生物形成结合为数百微米左右的大小的磁性絮凝物。该磁性絮凝物无法通过具有数十微米的网眼的开口部，以较高的去除率被捕捉分离，透过膜之后的水成为水质更高的净化水。
用清洗水从膜上将膜上收集到的磁性絮凝物冲洗下后，停留在水面附近的磁性絮凝物受到静止设置在所述水面附近的磁铁的磁性吸引被磁力分离，并通过淤渣移送单元移送到淤渣回收槽而被排除。最终，通常用卡车将淤渣运送到处置场或焚烧场，或者堆制成肥料。
但现有技术提供的这种磁力分离净化装置在具有磁性的旋转机构和回收槽之间另外设置一个刮擦板，如此不仅增加了设备的复杂度而且也增加了体积。
技术实现要素：
为克服现有技术中存在的缺点，本发明的发明目的是提供一种磁力净水装置，其结构简单且体积小。
为实现所述发明目的，本发明的一方面提供一种磁力净水装置，其包括储水槽、吸附柱和磁性物质收集器，其特征在于，所述储水槽至少包括两部分，第一部分水槽至少设置有凹槽，凹槽的侧面为曲率半径相同的圆弧面以容纳吸附柱的侧面，且与吸附柱的侧面保持一定的间隔从而形成供液体流过的间隙；吸附柱旋转经过凹槽的部分被磁化以将凹槽中的磁性物质吸附于吸附柱上；吸附柱离开凹槽的部分失去磁性以将粘附的磁性物质掉落到磁性物质收集器内，磁性物质收集器的侧壁设置有开口，开口上方的侧壁的形状与吸附柱相配合以形成刮擦片，以将吸附柱吸附的磁性物质被壁刮擦下来，并掉入磁性物质收集器中。
优选地，第二部分水槽用于容纳经过吸附柱吸附了磁性物质以后剩下的溶液和/或水。
优选地，所述吸附柱包括轴、旋转筒和电磁铁，所述电磁铁设置于旋转筒内，且置于凹槽上方，且其形成的磁场能够覆盖所述间隙，电磁铁包括截面为弧形且沿筒的轴向延伸的线圈架，线圈架上等间隔设置有n个截面为扇形的软磁芯，在软磁芯上分别设置有一个线圈，相邻两个线圈施加的电能正负极性相反从而使相邻两块电磁铁的相接近的端的极性相反，所述n大于或者等于3；所述电磁铁通过支撑件固定于轴上；所述旋转筒通过驱动机构驱动绕轴旋转。
优选地，线圈架上相邻两个软磁芯之间设置有磁通分隔槽。
优选地，磁性物质收集器中设置第一螺杆运行机构，将收集的磁性絮凝物运输到排出口。
优选地，磁力净水装置还包括非磁性絮凝物收集器，其设置在凹槽的排水口处，并至少设置有滤网和第二螺杆运行机构，当从凹槽到第二部分水槽排水时，收集了非磁性絮凝物，所述非磁性絮凝物通过第二螺杆运行机构运输到排出口。
优选地，磁力净水装置可以净化含有亚铁离子的废水，含有亚铁离子的废水与碱在无氧条件下进行反应，从而生成的包括四氧化三铁的磁性物，含有四氧化三铁的液体流过凹槽时被吸附柱吸附。
优选地，在待净化的原水中加入絮凝济和磁性粉末以生成磁性絮凝物，含有磁性絮凝物的液体流过凹槽时被吸附柱吸附。
优选地，第一部分水槽、磁性物质收集器和非磁性絮凝物收集器设置在第二部分水槽之上方。
优选地，第二部分水槽的底部通过支撑机构固定于支撑面上，而吸附柱的轴固定于第二部分水槽相于两壁向上延伸形成的第一部分水槽相对两壁上。
与现有技术相比，本发明提供的磁力净水装置结构简单且所占体积相对比较小。
附图说明
图1是本发明提供的磁力净水装置的组成示意图；
图2是本发明提供的含有亚铁离子废水处理系统的组成示意图；
图3是本发明提供的以废治废的废水处理系统的组成示意图；
图4是本发明提供的电源电路图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是电连接，也可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1是本发明提供的磁力净化装置的组成示意图，如图1所示，根据本发明一个实施例提供的磁力净水装置包括储水槽、吸附柱和磁性物质收集器311，所述储水槽至少包括两部分，第一部分水槽至少设置有凹槽302，凹槽302的侧面为曲率半径相同的圆弧面以与吸附柱的侧面相配合，且与吸附柱的侧面保持一定的间隔从而形成供液体流过的间隙；吸附柱旋转经过凹槽302的部分被磁化以将凹槽302中的磁性物质吸附于吸附柱上；吸附柱离开凹槽302的部分失去磁性以将粘附的磁性物质313掉落到磁性物质收集器311内，磁性物质收集器311的侧壁设置有开口，开口上方的侧壁312的形状与吸附柱相配合以形成刮擦片，以将吸附柱吸附的磁性物质被壁刮擦下来，并掉入磁性物质收集器311中,所述配合为侧壁312曲率为与吸附柱的曲率相同,侧壁312半径略比吸附柱的半径大。磁性物质收集器311收集的磁性物质可以从排出口排出，优选地，磁性物质收集器中设置第一螺杆运行机构318，第一将螺杆运行机构318在电动机的驱动下旋转，以将收集的磁性絮凝物运输到排出口，所述排出口设置在图1所示的磁性物质收集器的前后两壁之一上。根据本发明一个实施例，第二部分水槽301用于容纳经过吸附柱吸附了磁性物质以后剩下的溶液和/或水。
根据本发明一个实施例，所述吸附柱包括轴317、旋转筒306和电磁铁，所述电磁铁设置于旋转筒317内，且置于凹槽302上方，且其形成的磁场能够覆盖所述间隙，电磁铁包括截面为弧形且沿筒的轴向延伸的线圈架308，线圈架308上等间隔设置有n个截面为扇形的软磁芯，优选地，线圈架上相邻两个软磁芯之间设置有磁通分隔槽。在软磁芯上分别设置有一个线圈，相邻两个线圈施加的电能正负极性相反从而使相邻两块电磁铁的相接近的端的极性相反，所述n大于或者等于3；所述电磁铁通过支撑件316固定于轴316上；所述旋转筒306通过驱动机构驱动绕轴317旋转。根据本发明一个实施例，旋转筒306包括与凹槽302的曲率相同，半径比凹槽302的半径小的筒体、两个轴套316、两个连接件318，筒体的两端分别通过两个连接件连接于两个轴套316上，两个轴套316上设置于轴317的靠近两端的位置，轴固定于第二部分水槽相于两壁并向上延伸形成的第一部分水槽相对两壁上。驱动轮317固定于两个连接件318之一上，连接件318包括多根呈辐射状排列的连接杆以将筒体的内壁与轴套固定连接。
磁力净水装置还包括非磁性絮凝物收集器314，其设置在凹槽302的排水口处，并至少设置有滤网和第二螺杆运行机构315，当从凹槽302到第二部分水槽排水时，收集了非磁性絮凝物，所述非磁性絮凝物通过第二螺杆运行机构315运输到排出口。第二将螺杆运行机构315在电动机的驱动下旋转，以将收集的非磁性絮凝物运输到排出口，所述排出口设置在图1所示的非磁性物质收集器的前后两壁之一上。该滤网是通过不锈钢细线或铜细线或聚酯纤维等形成具有网眼的过滤器，所述网眼的直径从数微米至数十微米的。
根据本本发明，第一部分水槽、磁性物质收集器311和非磁性絮凝物收集器314设置在第二部分水槽301之上方,以进一步减小所占体积。第二部分水槽301的底部通过支撑机构固定于支撑面上。
本发明中，为利用磁性物质收集器的侧壁的至少部分作为刮擦片，以从吸附柱上刮擦下所吸附物质，并落入到磁性物质收集器中，需要磁性物质收集器和吸附柱从上到下的投影重叠，即，吸附柱总是有部分置入在磁性物质收集器所成的空腔中，而用于容纳需要净化的具有磁性凝絮物的污水的凹槽302处于吸附柱从下到下的投影之中。另外，由于吸附柱一直在旋转，其上吸附的磁性凝絮物也一同做旋转运动，当吸附柱由于部分失去磁性后，磁性凝絮物从旋转柱上掉落时，会做抛物运动，因此磁性凝絮物会直接落入到磁性物质收集器中。刮擦片从旋转柱上刮擦下的磁性凝絮物也会做抛物运动，也会直接落入到磁性物质收集器中。
本发明提供的磁力净水装置的工作过程如下：当包含了磁性物质的液体从水管305中排入到储第二部分水槽301上面的第一部分水槽中时，给电磁铁的线圈接通直流电，
使相邻两个线圈施加的电能的正负极性相反，因此使相邻两个电磁铁呈n极性、s极性、s极性、n极性布置，即相邻两块电磁铁的极性相同，且相邻两块电磁铁之间的线圈架上设置有磁通分割槽，如此使吸附柱对外呈现的磁场增强。图1中所示的磁力净化装置包括3个电磁铁，但是，该构成仅是一例，电磁铁的个数只要是至少3个即可。
吸附柱在驱动机构的作用下逆时针旋转，进入到凹槽302部分被磁化，吸附凹槽302中液本的包含四氧化三铁的物质，吸附了包含四氧化三铁的物质的部分移动到磁性物质收集器处时，失去磁性，吸附的物质掉入磁性物质收集器中，没掉干净的磁性物质由壁313刮擦下来。重复上述过程，就可将废水中的重金属等有害物质去除。
磁力净水装置可以净化含有亚铁离子的废水，含有亚铁离子的废水与从碱在无氧条件下进行反应，从而生成的包括四氧化三铁的磁性物，含有四氧化三铁的液体流过凹槽时被吸附柱吸附。下面结合附图2进行说明。
图2是本发明提供的含有亚铁离子废水处理系统的组成示意图，如图2所示，根据本发明一个实施例，含有亚铁离子废水处理系统包括废水储存槽1、密闭反应槽2、磁力净化装置3、碱添加槽4，其中，在密闭反应槽2中使废水储存槽1导入的含有亚铁离子的废水与从碱添加槽4中导入的碱性浆料进行反应以生成包含有铁的氧化物浆料，所述含有亚铁离子的废水包括但不限于硫酸亚铁(feso4)、氯化亚铁(fecl2)，fe2+离子浓度优选为400～1000mg/l，碱包括下列物质之一：消石灰、生石灰和氢氧化钠；将含有铁的氧化物浆料导入到磁力净化装置3中进行固液分离，以将包含有铁的氧化物和分离出来。
根据本发明一个实施例，废水的处理系统还包括真空泵，其连接于密闭反应槽2，用于将密闭反应槽2中空气抽出以使亚铁离子的废水与碱性桨料在无氧条件下进行反应，从而生成的铁的氧化物沉淀，其颜色为蓝绿色；铁的氧化物沉淀包含有四氧化三铁。在形成铁的氧化物沉淀时，废水中的铅、锌、镉等重金属进入到铁的氧化物沉淀的层间并沉淀。
根据本发明一个实施例，废水处理系统还包括惰性气体存储罐，其连接于密闭反应槽2，以在真空泵将密闭反应槽2中的空气抽出后充入惰性气体，使亚铁离子的废水与碱性桨料在惰性气氛下进行反应，从而生成的铁的氧化物包括四氧化三铁，四氧化三铁具有磁性便于用物理的方法进行分离，本发明利用磁力净化装置进行分离。
为了生成上述包含有四氧化三铁的铁的化合物，废水处理系统还包括控制子系统10、设置在反应槽中的ph传感器8和温度探测传感器，ph传感器8用于测量密闭反应槽2中的浆料的ph，控制系统10控制由碱添加槽所输送的浆料的量，碱添加槽给反应槽2输送包含有碱性物质的路径中至少设置有称量装置和由电控开关6控制的电控装置，称量装置用于称量添加到反应槽中的碱性物质的量，当给反应槽2添加碱性物质时，控制系统10控制电控开关6以使电控制装置打开，添加完以后，使电控装置关闭。图2中虽然未示，但在由废水储存槽1给反应槽2添加包含二价铁离的重金属离子的溶液的通路中也设置有电控阀，当给反应槽2添加包含二价铁离的重金属离子的溶液时，控制系统10控制电控阀，使反应槽添加包含二价铁离的重金属离子的溶液的通道打开，添加完以后，使反应槽添加包含二价铁离的重金属离子的溶液的通道关闭。从反应槽2给磁力净化装置3输送包含有四氧化三铁的凝状物（沉淀物）的通路中也设置有由电控制开关7控制的控制阀，当需要将反应槽2中的物质导入到磁力净化装置3时，控制系统10控制电控开关7，使通道打开，输送完以后，使通道关闭。本明通过在反应槽2的导入物质和导出物质的通路中均设置电控装置，在加入或者导出物质时，使电控装置打开，否则，关闭，因此切断由外部给反应槽2中导入空气，如此在真空泵抽出反应槽2中的空气时，工作负担会降低，并提高了工作效率。
从反应槽2排出的浆液导入到磁力净化装置3，使四氧化三铁磁性物质被磁力净化装置磁性分离。
温度探测传感器用于监测反应槽2内的反应温度，在非氧化性气氛下并在ph8.5～11、优选ph9.0～10的碱性下进行反应。液温为10℃～30℃左右即可，不需要加热。反应时间为30分钟～3小时左右即可。另外，反应槽未被密闭，不是在非氧化性气氛下，或者碱的程度弱时，不生成上述包含四氧化三铁的铁的化合物。
为了在反应槽2中生成包含四氧化三铁的铁的化合物使该沉淀的二价铁离子与全部铁离子之比为0.4～0.8，优选上述铁离子比为0.55～0.65即可。如果该比在上述范围之外，则重金属类的还原不充分，或者沉淀物的沉降性劣化。
另外，在反应槽2中，通过使含有亚铁离子的溶液与碱进行沉定，从而形成包含有四氧化三铁的沉淀，最初为深蓝绿色的沉淀逐渐变化为黑色。另外，由于维持污泥(凝状物)的还原性的同时进行铁化，进而沉淀物的浓度显著升高，从而重金属类的去除效果提高。
如果废水中不含有亚铁离子，则在待净化的废水中加入絮凝济和磁性粉末以生成磁性絮凝物，含有磁性絮凝物的液体流过凹槽302时被吸附柱吸附。所述磁性粉末可以通过含有亚铁离子与碱在缺氧条件下反应制备。下面结合附图3进行说明。
图3是本发明提供的以废治废的废水处理系统的组成示意图。待处理的废水有包含有亚铁离子的废水和不包含亚铁离子的废水，使包含亚铁离子的废水与碱接触，调整ph值，在缺氧条件下进行反应生成四氧化三铁磁性物，其过程已结合图2进行了详细说明，这里不再重复。下面详细说明图3所示的处理系统中与图2所示的处理系统不同的部分。以废治废的废水处理系统还包括搅拌槽4，将生成的四氧化三铁磁性物与不包含亚铁离子的废水均通过路管导入到反应槽4中，并添入ph调整剂、聚氯化铝或氯化铁或硫酸亚铁等的水溶液凝集剂或高分子增强剂，在搅拌槽4中通过由电动机旋转驱动的搅拌叶片进行高速搅拌，生成数百微米的磁性微絮凝物(磁性絮凝物)。
根据一个实施例，还可在搅拌槽4和分离器之间再设置第二搅拌槽，将前述的包含数百微米的磁性微絮凝物的固液混合物导入到第二搅拌槽中，并加入高分子增强剂等，通过由电动机旋转驱动的搅拌叶片低速、缓慢地进行搅拌，生成包含数毫米左右大小的磁性絮凝物。将数百微米或者数毫米左右大小的磁性絮凝物通过磁力净水装置进行分离。
本发明中给电磁铁的n个线圈提供的电能可以由太阳能光伏电池供电，也可以由市电、发电机辅助电源供电，下面结合图4进行详细说明。
图4是本发明提供的电源电路图，如图4所示，所述电源包括：控制器611、光伏电池601、逆变器、整流器d601、电开关s6和变压器t1，其中，光伏电池601设置在室外或者屋顶，其输出的能源存储于超级电容c601中，所述逆变器用于将光伏电池输出的直流电能转换为交流电能，其包括场效应管t61到t64，其中，场效应管管t61和场效应管管t62相串联，场效应管管t63和场效应管管t64相串联，而后两支路相并联，每个场效应管管的控制端连接于相位控制器（图4中未示），所述相位控制器控制四只场效应管管工作状态，以使光伏电池601输出的直流电能转换为交变电能。所述整流器d601用于将交流电转换为脉动直流电；变器包t2包括第一初级线圈l65、第二初级线圈l64第三初级线圈l67和n个次级线圈l66-1,…,l66-n，控制器611控制电开关s5以将脉动直流电施加于第一初级线圈上，控制器控制辅助电源612连接于第三初级线圈l67，ｎ个次级线圈输出的交流电能经整流和滤波分别提供给吸附柱的ｎ个线圈以产生磁场。太阳能电源还包括输入电压检测器602、输出电压检测器和输出信号周期检测电路，所述输出信号周期检测电路包括过零检测电路603、比较器608、移位寄存器609、锁存器607、时钟信号产生器606、第一与门605、第二与门610和反相器604，电压检测器602用于检测输入到整流器d601的电压，其第一输入端经电感l61连接于电开关t61和电开关t62相连接的中间节点，第二输入端连接于电开关t63和电开关t64相连接的中间节点，输出端连接于比较器608的反相端；过零检测电路603的两信号入端连接于第二初级线圈l64，用于检测输出电压的周期以产生周期与输出电压的周期相一致的方波；所述反相器604的输入端连接于过零检测器603的信号输出端，输出端分别连接于第一与门605的第一输入端和第二与门610的第一输入端；时钟信号产生器606的信号输出端分别连接于第一与门605的第二信号输入端和移位寄存器609的时钟端；比较器608的反相端连接于电压检测器602的信号输出端，同相端连接于第二初级线圈l64的一端，第二初级线圈l64为输出电压检测器；比较器608的输出端连接于移位寄存器609的信号输入端；移位寄存器609的信号输出端连接于锁存器607的信号输入端，锁存器607优选d触发器；d触发器的信号输出端连接于第二与门610的第二信号输入端，第二与门610的信号输出端经驱动器s5连接于控制器611，控制器611根据输入的信号控制电开关s5的工作状态。
电源还包括第二变压器t2，其包括初级线圈l62和n个次级线圈l63-1，…，l63-n，第二变压器t2的初级线圈与第一变压器t1的第一初级线圈相并联，第二变压器t2的初级线圈的同相端与第一变压器t1的第一初级线圈反相端之间设置相串联的电容c602和二极管d602。第二变压器的ｎ个次级线圈与第一变压器的ｎ个次级线圈分别相串联后给吸附柱的ｎ个线圈提供电能。第二变压器t2的初级线圈的同相端经电阻r61向控制器611提供信号，以检测输入到变电压t1和t2的电压值。变压器t2的n个次级线圈分别和变压器t1的n个次级线圈相串联并通过整流电路整流形成脉动直流电，通过滤波电路滤波形成直流并分别给吸附柱的n个线圈提供电能,所述整流器如d603-1,…,d603-n,所述滤波器如c61-1,…,c61-n。
本发明如此设置的电源，在阳光充足时时由光伏电池供电，在阳光不充足时由辅助电源供电，同时该电源由于采用了输出信号周期检测电路，控制器611根据输出信号周期检测电路提供的信号控制电开关s5的通断时间，从而稳定了电源的输出，进一步提高了电源的稳定性。
以上结合附图，详细说明了本发明的工作原理。但是本领域的普通技术人员应当明白，说明书仅是用于解释权利要求书。但本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明批露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。