一种用于磁性生物膜载体生产的球磨混合反应设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于磁性生物膜载体生产的球磨混合反应设备，包括支架、通过转轴架设在支架上筒体、驱动筒体转动的驱动机构、连接至筒体内的真空抽滤系和统液体物料喷射系统，还包括位于筒体外的热风供给装置；由所述筒体一端的轴心处伸入筒体内的热风管，该热风管的进风口外接所述热风供给装置，出风口位于筒体内。本设备实现了粉状物料在筒体内球磨混合时与雾化态的液体改性剂进行固液表面反应，热风进入筒体后经真空抽滤系统排出，能控制物料反应温度。本实用新型适用于粉状磁铁矿物料和液体改性剂为原料，通过球磨混合固液表面反应直接生产得到微米级磁性生物膜载体，其生产工艺流程短、生产成本低、设备能耗低，便于自动化控制。
【专利说明】
一种用于磁性生物膜载体生产的球磨混合反应设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种环保设备，具体涉及一种用于磁性生物膜载体生产的球磨混合反应设备。
【背景技术】
[0002]磁活性污泥法(Magnetic activated sludge process)是传统活性污泥法的改良工艺，通过在普通的活性污泥法工艺的曝气池内投加磁性介质，包括磁铁矿粉或各类改性的磁性载体，使得活性污泥生长到磁性介质表面，能使絮体结构更加密实，污泥沉降性大大提尚，能提尚反应池内污泥量，有利于提尚对污染物的去除率。
[0003]申请号为201010543408.5的发明专利公开了一种用于污水处理的改进的磁粉高浓度活性污泥法，针对比重较大的磁粉进入生化系统引起的沉积问题，其利用磁分离器回收磁粉循环投加到混合池和沉淀池，维持了生化系统的高浓度活性污泥，但其采用未经改性磁粉，与活性污泥中菌胶团的吸附结合力较弱，不能高效地固定和催化微生物活性。
[0004]申请号为200810102920.9的发明专利公开了一种将磁性物质和高分子聚合物复合作为污水曝气池中生物膜载体，采用永磁分离设备对磁性载体的脱膜和高效回收，但其生产成本高，不利于污水处理行业的大规模推广。
[0005]申请号为200920297594.1的实用新型专利公开了用于处理有机废水的磁生物反应分离装置，由磁生物反应器和稀土磁盘分离设备组成，磁生物反应器投加可负载微生物磁种，磁种为磁性活性炭、磁性聚苯乙烯球或磁性聚乙烯醇，通过稀土磁盘分离设备实现泥水固液分离，具有分离效率高、构筑物占地面积小和脱氮除磷效果好的特点。
[0006]用于污水处理活性污泥中的磁性生物膜载体的粒径、密度、表面带电特性均对微生物在载体表面的附着和活性有较大影响。理想的生物膜载体应满足以下几个条件:(I)具有良好的磁响应性，载体可回收后循环利用；(2)载体价格低廉、机械强度高；(3)载体对微生物无毒，抗微生物分解。
[0007]对磁铁矿粉等细小颗粒物通过酸活化表面改性可改善与活性污泥的生物相容性，授权公告号为CN2766956Y的实用新型专利公开了一种可以避免固液反应物料凝结的球磨装置，其在普通卧式球磨机筒体内增设了一反向旋转搅拌装置，增加了球与球之间的有效粉碎区和物料与球之间相互碰撞几率，不足之处是不能实现改性物料的连续投加和反应温度的控制。授权公告号为CN201052468Y的实用新型专利公开了一种制备粉体的立式机械化学球磨机，桶内外层设有冷却夹套，筒体上固定有搅拌杆、反应气体通入口和温度传感器，能实现固气反应和物料细化的同步进行，不足之处物料混合不均匀，存在死角，卸料复杂。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型提供了一种用于磁性生物膜载体生产的球磨混合反应设备，解决了现有混动球磨设备反应温度不便控制的技术问题，还解决了不能在混合过程中外加反应物料的缺陷。
[0009]—种用于磁性生物膜载体生产的球磨混合反应设备，包括支架、通过转轴架设在支架上且带有进料口的筒体、驱动所述筒体转动的驱动机构、连接至筒体内的真空抽滤系统和液体物料喷射系统，还包括对所述筒体内部升温的热风系统，所述热风系统包括:
[0010]位于筒体外的热风供给装置；
[0011 ]以及由所述筒体一端的轴心处伸入筒体内的热风管，该热风管的进风口外接所述热风供给装置、出风口位于筒体内。
[0012]本发明中的热风供给装置可以采用多种方式，优选地，所述热风供给装置包括:设置于所述筒体外的加热炉以及与所述加热炉的进风口连接的鼓风机，所述加热炉的出风口和所述热风管的进风口相连。
[0013]工作时，转动筒体，使进料口位于筒体上方，从进料口向筒体中投加固体物料(磁粉和球磨介质)，投加完后用盖板将进料口密封，真空抽滤栗对筒体内进行抽真空，驱动筒体转动进行球磨混合，球磨混合过程中，通过液体物料喷射系统向筒体内喷射改性剂，改性剂与磁粉在颗粒表面发生固液反应，制备得到磁性生物膜载体，反应结束后将筒体进料口盖板更换为栅格盖板，转动筒体将粉状产品移除。
[0014]本实用新型增设对筒体内部升温的热风系统，加热炉中的热风由热风管连续送入筒体内，对筒体内部进行升温，有利于反应的进行。
[0015]为进一步方便筒体内的温度的控制，优选地，所述热风管的出风口处设有第一温度传感器，所述加热炉的出风口处设有第二温度传感器。通过设定第一温度传感器和第二温度传感器的目标温差来调节加热炉的加热频度使得筒体内温度控制在60?100°C，有利于提尚广品的质量。
[0016]进一步优选地，所述热风管的出风口开口朝下；热风管的出风口为多孔结构且外设出风罩网。出风口朝下可有效防止筒体内的物料进入热风管内。多孔结构和出风罩网的设置可进一步防止物料进入热风管内。
[0017]第一温度传感器用于检测筒体内的反应温度，优选地，所述第一温度传感器安装在热风管的端头处，其温感探头伸出热风管外，所述第一温度传感器与出风口之间设置隔热石棉。
[0018]更进一步地，为了方便第一温度传感器的安装，可在所述热风管的端头处连接一个三通管，三通管一端连接热风管、一端连接第一温度传感器、第三个端口朝下作为出风
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[0019]液体物料喷射系统用于将改性剂等反应液连续送入筒体内，优选地，所述液体物料喷射系统包括:
[0020]设置在所述筒体外的高压计量栗和料筒；
[0021]以及由所述筒体另一端的轴心处伸入筒体内的喷雾管，该喷雾管的入口端外接所述高压计量栗、出口端位于筒体内且带有液压型雾化喷嘴。
[0022]喷射物料时，高压计量栗的入口管路置于料筒内，料筒内的液体反应物料通过高压计量栗、喷雾管和液压型雾化喷嘴计量定量均匀加入喷入筒体内，在磁铁矿粉与雾化的改性剂在球磨混合分散作用下发生固液表面反应。
[0023]喷嘴的喷射方向为球磨转动时粉料集聚区，优选地，所述液压型雾化喷嘴位于筒体内的上半部，喷射方向朝下。
[0024]为便于安装，优选地，所述真空抽滤系统包括:
[0025]设置在所述筒体外的真空抽滤栗；
[0026]套设在所述喷雾管外的真空抽滤管，该真空抽滤管外接所述真空抽滤栗、位于筒体内的末端设有粉尘过滤器。
[0027]优选地，所述转轴为中空转轴，所述热风管和喷雾管均通过该中空转轴伸入筒体内且连接处均用轴封密封。
[0028]优选地，所述驱动机构为变频减速电机，变频减速电机的输出轴与中空转轴之间通过齿轮传动连接。
[0029]为方便对筒体中物料的收集，优选地，所述筒体外还设有带投料口和卸料口的卸料罩壳。进一步优选，所述卸料口处设置闸阀，所述卸料罩壳的底部为倒锥形。当反应结束后，将筒体进料口上的盖板打开，更换成栅格板，转动筒体使进料口位于筒体的下方，转动筒体将粉状产品转移到卸料罩壳的锥形罩壳，通过闸阀放料得到表面改性的微米级磁性生物膜载体。
[0030]本实用新型实现了粉状物料在筒体内球磨混合时与雾化态的酸液改性剂进行固液表面反应，热风进入筒体后经真空抽滤系统排出，能控制物料反应温度，反应结束后物料经格栅盖板分离后进入罩壳得到产品。本实用新型适用于粉状磁铁矿物料和酸液改性剂为原料，通过球磨混合固液表面反应直接生产得到微米级磁性生物膜载体，其生产工艺流程短、生产成本低、设备能耗低，便于自动化控制。
[0031]本实用新型公开的卧式球磨混合反应设备还可用于水处理活性污泥的磁性生物膜载体的生产，磁性生物膜载体用于活性污泥法水处理工艺中具有良好的生物亲和性、机械强度和粒径范围，产生的磁性絮体有良好的磁响应性。本设备还可用于粉状物料在球磨的机械力化学作用力下与液体改性剂的表面反应，能提高产物中颗粒的分散性、润湿性、化学吸附容量和反应活性。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:
[0032](I)本实用新型为实现固体粉状物料在球磨混合过程中与液体改性剂进行均匀表面反应，在通用的卧式球磨机结构基础上，通过采用空心轴作为筒体支撑，利用空心轴作为筒体外部物料和气体进出的通道，能够使得卧式球磨混合反应保持在一定反应温度范围，液体改性剂能根据物料反应的需要以雾化状态连续均匀投加；
[0033](2)通过卧式球磨混合能使得物料均匀分散，无死角，在筒体转动中利用筒体外的罩壳能将表面改性后的粉状产品直接收集后进行包装，具有生产工艺短、设备能耗低和生产效率高的优势。
[0034](3)本实用新型增设对筒体内部升温的热风系统，加热炉中的热风由热风管连续送入筒体内，对筒体内部进行升温，通过设定第一温度传感器和第二温度传感器的目标温差来调节加热炉的加热频度使得筒体内温度控制在60?1000C，有利于提高产品的质量。
【附图说明】
[0035]图1是本实用新型的结构不意图。
[0036]图中所示附图标记如下:
[0037]1-支架2-筒体3-热风管
[0038]4-出风罩网 5-第一温度传感器6-加热炉
[0039]7-鼓风机8-喷雾管9-液压型雾化喷嘴
[0040]10-高压计量栗11-真空抽滤管12-真空抽滤栗
[0041]13-粉尘过滤器14-变频减速电机15-卸料罩壳
[0042]16-闸阀17-投料口18-第二温度传感器
[0043]19-料筒。
【具体实施方式】
[0044]如图1所示，一种球磨混合反应设备，包括支架I，两端通过转轴且水平架设在支架I上的筒体2，其喷头伸入筒体2内的液体物料喷射系统、对筒体2内升温的热风系统、将筒体2内热风抽出筒体外的真空抽滤系统、驱动筒体2转动的驱动装置(变频减速电机14)和罩设在筒体2外的卸料罩壳15。
[0045]筒体2水平放置，其两端的转轴通过轴承固定在支架I上，转轴为中空转轴，筒体2上设有进料口，该进料口配有法兰固定盖板或者栅格板，投料时将该进料口转动至筒体2的上方，投料结束后进行反应时该进料口用法兰固定盖板密封，反应结束需要卸料时，将进料口的盖板更换为栅格板进行卸料，将该进料口转动至筒体2下方。
[0046]热风系统包括热风管3、加热炉6和鼓风机7。热风管3从筒体2—端(本实施方式中从图1中的左端)的中空转轴中伸入筒体内，热风管3在筒体外的末端连接加热炉6的出风口，热风管3在筒体内的末端向下弯折并在弯折部的底部安装多孔出风口，多孔出风口外罩设一个出风罩网4，热风管3位于筒体内的末端处还安装第一温度传感器5。
[0047]为方便多孔出风口和第一温度传感器的安装，本实用新型中在热风管3位于筒体内的末端连接一个三通管，三通管的一端连接热风管3、一端用于安装第一温度传感器、第3个端口朝下并在其出口处安装多孔出风口，出风罩网4罩设在多孔出风口外，第一温度传感器的温感探头伸出三通连接管外，用于检测筒体内的反应温度。
[0048]热风管3贯穿中空转轴伸入筒体内，热风管在筒体内外与中空转轴的固定处均采用轴封密封连接，热风管3伸入筒体内的长度以物料研磨过程中不影响热风系统的正常运行为宜，在热风系统正常运行不受影响的前提下，热风管尽量往筒体内的中心处延伸，有利于筒体内升温效果的均一性。
[0049]加热炉6为本领域常规加热炉，鼓风机7的出风口与加热炉6的进风口连接，向加热炉内鼓入冷风并为热风系统提供输送动力。
[0050]液体物料喷射系统包括喷雾管8、高压计量栗10、料筒19和连接管路。喷雾管8从筒体另一端(本实施方式中从图1的右端)的中空转轴中伸入筒体2内，喷雾管8伸入筒体内的末端带有液压型雾化喷嘴9，喷雾管8在筒体内弯折伸入筒体内的上半部的中心处，喷嘴喷射方向朝下。
[0051]真空抽滤系统包括真空抽滤栗12、真空抽滤管11及连接管路。真空抽滤管11套设在喷雾管8外，真空抽滤管11与喷雾管8之间的间隙为抽气通道，真空抽滤管伸入筒体内的端头设有粉尘过滤器13，真空抽滤管11和喷雾管8在筒体2右端空心轴处交汇并焊接法兰，同筒体2外的管道以法兰连接，真空抽滤管11在筒体内外与中空转轴的固定处均采用轴封密封连接。
[0052]筒体外罩设有带卸料口的卸料罩壳15，卸料口处设置闸阀16，所述卸料罩15的底部为倒锥形，倒锥形的底部设置闸阀16，卸料罩壳15的顶部设置投料口 17，筒体2的进料口转动至上方进行投料时与该投料口 17对正。当反应结束后，转动筒体使进料口位于筒体的下方，将进料口上的盖板打开，更换成栅格板，转动筒体将粉状产品转移到卸料罩壳的锥形罩内，通过闸阀放料得到表面改性的微米级磁性生物膜载体。
[0053 ]变频减速电机14的输出轴与中空转轴之间通过齿轮传动连接，本实施方式中连接位于喷雾管8安装侧的中空转轴。
[0054]本实用新型生产磁性生物膜载体的工作方式如下:
[0055]首先将质量比为1:2磁铁矿粉和球磨介质从进料口投加到筒体2内，盖上进料口盖板后启动变频减速电机14带动筒体2的转速为30?40转/分钟，启动加热炉6和鼓风机7，并开启真空栗，在热风加热下使得筒体2内温度从室温升到60°C左右后，开启高压计量栗12经喷雾管8和液压型雾化喷嘴9向筒体内定量均匀喷入酸液改性剂，在磁铁矿粉与雾化的改性剂在球磨混合分散作用下发生固液表面反应，通过设定第一温度传感器5和第二温度传感器18的温差来调节加热炉6的加热频度使得筒体2内温度控制在60?100 °C，物料反应1.5?4小时。反应结束后将筒体2进料口盖板更换为栅格盖板，转动筒体2将粉状产品转移到锥形罩壳内，通过闸阀16放料得到表面改性的微米级磁性生物膜载体。
[0056]以上所述仅为本实用新型专利的具体实施案例，但本实用新型专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。
【主权项】
1.一种用于磁性生物膜载体生产的球磨混合反应设备，包括支架、通过转轴架设在支架上且带有进料口的筒体、驱动所述筒体转动的驱动机构、连接至筒体内的真空抽滤系统和液体物料喷射系统，其特征在于，还包括对所述筒体内部升温的热风系统，所述热风系统包括: 位于筒体外的热风供给装置； 以及由所述筒体一端的轴心处伸入筒体内的热风管，该热风管的进风口外接所述热风供给装置、出风口位于筒体内。2.根据权利要求1所述球磨混合反应设备，其特征在于，所述热风供给装置包括:设置于所述筒体外的加热炉以及与所述加热炉的进风口连接的鼓风机，所述加热炉的出风口和所述热风管的进风口相连。3.根据权利要求2所述球磨混合反应设备，其特征在于，所述热风管的出风口处设有第一温度传感器，所述加热炉的出风口处设有第二温度传感器。4.根据权利要求3所述球磨混合反应设备，其特征在于，所述热风管的出风口开口朝下;热风管的出风口为多孔结构且外设出风罩网。5.根据权利要求3所述球磨混合反应设备，其特征在于，所述第一温度传感器安装在热风管的端头处，其温感探头伸出热风管外，所述第一温度传感器与出风口之间设置隔热石棉。6.根据权利要求1所述球磨混合反应设备，其特征在于，所述液体物料喷射系统包括: 设置在所述筒体外的高压计量栗和料筒； 以及由所述筒体另一端的轴心处伸入筒体内的喷雾管，该喷雾管的入口端外接所述高压计量栗、出口端位于筒体内且带有液压型雾化喷嘴。7.根据权利要求6所述球磨混合反应设备，其特征在于，所述液压型雾化喷嘴位于筒体内的上半部，喷射方向朝下。8.根据权利要求6所述球磨混合反应设备，其特征在于，所述真空抽滤系统包括: 设置在所述筒体外的真空抽滤栗； 套设在所述喷雾管外的真空抽滤管，该真空抽滤管外接所述真空抽滤栗、位于筒体内的末端设有粉尘过滤器。9.根据权利要求6所述球磨混合反应设备，其特征在于，所述转轴为中空转轴，所述热风管和喷雾管均通过该中空转轴伸入筒体内且连接处均用轴封密封。10.根据权利要求1所述球磨混合反应设备，其特征在于，所述筒体外还设有带投料口和卸料口的卸料罩壳。
【文档编号】B01J19/28GK205435879SQ201521047384
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月15日
【发明人】王长智, 梅荣武, 韦彦斐, 任旭锋
【申请人】浙江省环境保护科学设计研究院