专利名称：多功能旋流磁分离器的制作方法
技术领域：
本发明属于污水处理设备，具体地说，它涉及一种多功能旋流磁分 离器，特别适用于对负载磁催化剂、磁絮凝剂等有用成分的磁分离回收。
背景技术：
在水处理工艺中，为了加快水处理的反应速率和提高反应效率，常 向水中投加催化剂或絮凝剂，为了进一步提高净水效率，通常采用具有 较大比表面积的催化剂和絮凝剂，尤其近年来纳米材料的引入，虽然取 得了良好的净水效果，但这种材料的难以回收，为此将超细微粒的催化 剂、絮凝剂设计成具有超顺磁性之后通过磁分离来解决其回收利用问题。 近几年磁力分离法已成为一门新兴的水处理技术。磁分离作为物理处理 技术在水处理中获得了许多成功应用，显示出许多优点，在分离流体中 磁性物质的同时还可以达到净化水的目的。目前，涉及磁分离技术的装 置有很多,如单国彬、安振涛等申请的夹套式永磁分离装置(公开号为
CN1504266)、樊福生申请的催化剂在线磁分离回用装置(公开号为 CN2611040)、株式会社日立制作所申请的磁分离过滤净化装置(公开号 为CN101301637)等。这类些装置结构都比较繁琐、操作复杂、运行成 本高、处理速度慢，且对低浓度的极细微的粒子分离效率不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能旋流磁分离装置，利用磁场作用 加强流体中磁性颗粒在装置中的所受的离心作用，使之达到更好的分离 效率。该装置结构简单、节省能耗、分离速度快，且对分子粒径在10 u m上以及10 30ti m之间的固体磁性颗粒具有很高的分离效率，特别适用 于对磁性絮凝剂或磁性催化剂的回收。同时，还可作为净水反应器使用。 为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下 多功能旋流磁分离器，其特征在于包括分离器外壳、旋流管、进 料管、圆锥形挡板和排泥管，旋流管位于分离器外壳内部上端的中心位置，进料管与旋流管的上端相连，在旋流管的中间部位设有永磁铁，在 旋流管的下部缠绕有螺线圈，圆锥形挡板位于旋流管出口下部，圆锥形 挡板下部为污泥沉淀区，排泥管设在分离器外壳底部。 上述的分离器，旋流管为两端粗中间细。 上述的分离器，进料管与旋流管上端呈切线方向连通。 上述的分离器，设有与进料管相连的冲洗管。
上述的分离器，设有气液分离器，气液分离器呈倒槽环绕在分离器 内，位于旋流管出口以上部分。
上述的气液分离器通过排气管与固定在分离器外壳顶部的集气箱相连。
上述的分离器，有出水槽和出水口，位于气液分离器的上端。 所述的旋流管，设计为两端粗中间细，可有效的增加溶液在旋流管 中的螺旋速度。进料管与旋流管上部呈切线方向相连通，通过控制进料 流速控制流体在旋流管内的螺旋速度。在进料管上连有冲洗管，分离作 业结束后，可对容器进行清洗；当此旋流磁分离器用作反应器时，冲洗 管可用作加药管，如液体絮凝剂的投加等。旋流管中部设置永磁铁，可 增强流体中磁性颗粒所受的离心作用，磁铁布置为与流体流动方向平行， 使流体垂直通过磁力线；在旋流管下部设置有电磁线圈，产生竖直方向 的磁场，加快磁性颗粒的沉淀；在旋流管出口下部，安装有圆锥形挡板， 防治沉淀去污泥上涌堵塞旋流管。经旋流磁分离的污泥含水率大大降低， 在沉淀区沉积，后经排泥管排出。因污泥沉积过程中会伴随有气体产生， 所以本装置中设有气液分离装置，环绕固定在装置内部，气体经排气管 积聚到集气箱，分离的上清液经过装置上部的出水槽从出水口排出。
由于本发明采用旋流磁分离技术，当带有磁性颗粒的流体经过旋流 管时，由于受到磁场的作用使其所受离心力增强，从而实现对流体中磁 性颗粒磁的分离，尤其是对磁性光催化剂和磁絮凝剂的分离回收。另外， 本发明可作为反应器使用，通过旋流，起到搅拌作用，就节省了搅拌系 统的投入，另外在磁场作用下达到更好的净水效果。本发明具有功能多样、处理量大、能耗低、对细磁性微粒的分离效果及性价比高、占地面 积小、操作简便、成本低等优点，因此具有广泛的推广前景。
图1为磁絮凝反应器的结构示意图。
其中，l一分离器外壳，2—进料管，3—冲洗管(加药管)，4一旋流 管，401—永磁铁，402—螺线圈，5—圆锥形挡板，6—沉淀区，7—气液 分离器，8—出水槽，9—出水口， IO—排气管，11—集气箱，12—排气 口， 13—排泥管。
具体实施例方式
如图1所示，本发明主要由分离器外壳1，竖立在分离器中心的旋流 管4、与旋流管4相切的进料管2、与进料管相连的冲洗管路3 (当用作 废水处理反应器时为加药管路)、固定在旋流管中间部位的永磁铁磁铁 401、缠绕在旋流管下部的螺线圈402和安置在旋流管出口下部的圆锥形 挡板5、挡板下部污泥沉淀区6、气液分离器7和气体收集箱11组成。
实施例1用作磁分离器
带有磁性颗粒的液体从进料管2沿旋流管4切线方向进入旋流管， 在旋流管4中形成旋转流场，之后进入永磁铁401产生的磁场，在离心 力，磁力作用下，液体中的磁性颗粒就会向旋转流畅的边沿移动，从而 达到与溶液的分离。下部通电螺线圈402产生竖直方向的磁场，可加快 磁性物质的沉降速度。磁性物质沉降在沉淀区6沉积，通过磁旋流管后 的分离沉淀物，含水率大大降低，之后从排泥管13排出。由于在污泥沉 降的同时会伴随气体产生，设有气液分离器7，气液分离器7呈倒槽环绕 在分离器内，气体被固定在气液分离器7中经排气管IO排入集气箱11， 再经过出气口 12排出，对于沼气等有用的气体要进行收集利用。经分离 后的上清液在从分离器上部经出水槽8从排水口 9排出。当装置停止工 作时，关上进料管2阀门，接通冲洗管路3对装置进行清洗。
实施例2用作反应器本发明还可用作净水反应器，其流体流动过程同上，所不同的是进
料口2通入的是处理废水，管路3为加药管，如通入絮凝剂、催化剂等。 所加药剂同废水在旋流管4中形成旋转流场而充分混合，同时在磁场作 用下对水进行磁化，使废水净化率提高。另外又节省了安装搅拌装置的 花费，减少了投入。
权利要求
1、多功能旋流磁分离器，其特征在于包括分离器外壳(1)、旋流管(2)、进料管(4)、圆锥形挡板(5)和排泥管(13)，旋流管(2)位于分离器外壳(1)内部上端的中心位置，进料管(4)与旋流管(2)的上端相连，在旋流管(2)的中间部位设有永磁铁(401)，在旋流管(2)的下部缠绕有螺线圈(402)，圆锥形挡板(5)位于旋流管(2)出口下部，圆锥形挡板(5)下部为污泥沉淀区，排泥管(13)设在分离器外壳(1)底部。
2、 权利要求1所述的分离器，其特征在于旋流管(2)为两端粗 中间细。
3、 权利要求1所述的分离器，其特征在于进料管(4)与旋流管(2) 上端呈切线方向连通。
4、 权利要求1所述的分离器，其特征在于设有与进料管(4)相 连的冲洗管(3)。
5、 权利要求l所述的分离器，其特征在于设有气液分离器(7)， 气液分离器(7)呈倒槽环绕在分离器内，位于旋流管(2)出口以上部 分。
6、 权利要求5所述的分离器，其特征在于气液分离器(7)通过 排气管(10)与固定在分离器外壳(1)顶部的集气箱(11)相连。
7、 权利要求1所述的分离器，其特征在于设有出水槽(8)和出 水口 (9)，位于气液分离器(7)的上端。
全文摘要
多功能旋流磁分离器，涉及污水处理设备。该分离器包括分离器外壳(1)、旋流管(2)、进料管(4)、圆锥形挡板(5)和排泥管(13)，旋流管(2)位于分离器外壳(1)内部上端的中心位置，进料管(4)与旋流管(2)的上端相连，在旋流管(2)的中间部位设有永磁铁(401)，在旋流管(2)的下部缠绕有螺线圈(402)，圆锥形挡板(5)位于旋流管(2)出口下部，圆锥形挡板(5)下部为污泥沉淀区，排泥管(13)设在分离器外壳(1)底部。本发明功能多、结构简单、分离效果好、节省能耗、分离速度快、占地面积小，能防治废水处理中的二次污染，特别适用于对磁性絮凝剂或磁性催化剂等的回收。
文档编号C02F1/48GK101486504SQ200910024450
公开日2009年7月22日 申请日期2009年2月24日 优先权日2009年2月24日
发明者兴 刘, 吴春笃, 朱国锋, 段明飞, 解清杰 申请人:江苏大学