一种磁絮凝水体净化设备的制作方法

本发明涉及污水净化处理设备领域，具体的是一种磁絮凝水体净化设备。

背景技术：

随着近年来经济的快速发展，水环境污染造成的水资源危机已经成为社会经济发展的重要制约因素，为了解决水资源日益短缺的问题，各种先进的水处理设备和技术也不断涌现。含磷洗涤剂可使城市污水中正磷酸盐的含量大大增加，而处理正磷酸盐污水比较困难，并且由于其沉淀性能不佳而需要大量投加絮凝剂助其沉淀，且沉淀时间较长。采用磁分离技术能够很好的解决上述问题，原理是在投加絮凝剂的同时，向污水中投加磁粉等磁性加载物，使之与沉淀絮凝物结合形成污染物絮体，然后通过高效沉淀和磁过滤除去水中的污染物絮体，再将污染物絮体中磁性加载物回收循环使用，但在分离的过程中无法一次性分离，其缺点是分离和处理效率较低。

技术实现要素：

为了提高污水处理的效率。本发明提供了一种磁絮凝水体净化设备，该磁絮凝水体净化设备中含有第一分离单元和第二分离单元，该第一分离单元能够将絮绒状污泥混合液一次性的分离为磁性污染物絮体和处理后的水，该第二分离单元能够将所述磁性污染物絮体一次性的分离为污泥和磁性载体，从而具有污水处理效率高的优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术发明是：

一种磁絮凝水体净化设备，包括：

混合澄清单元，污水、磁性载体和絮凝药剂能够在混合澄清单元中混合并生成絮绒状污泥混合液；

第一分离单元，能够将所述絮绒状污泥混合液一次性的分离为磁性污染物絮体和处理后的水；

第二分离单元，能够将所述磁性污染物絮体一次性的分离为污泥和磁性载体。

混合澄清单元含有混凝室、絮凝室和多功能室，絮凝室位于混凝室和多功能室之间，混凝室的底部与絮凝室的底部连通，絮凝室的顶部与多功能室的顶部连通，混合澄清单元的物料入口位于絮凝室，混合澄清单元的混合物出口位于多功能室。

第一分离单元内含有磁分离机，该磁分离机包括磁系架、磁系板、第一托辊、第二托辊和支架，磁系架能够支撑磁系板、第一托辊和第二托辊，第一托辊和第二托辊之间通过传送带连接，第一托辊与第二托辊平行，第一托辊位于第二托辊的上方，磁系板位于传送带的上层带面和下层带面之间，传送带的上层带面和磁系板均呈倾斜状态，支架的上端与磁系架连接，该磁分离机还包括驱动传送带运行的驱动机构。

沿传送带的传送方向，磁系板含有交替排列的第一磁体单元和第二磁体单元；第一磁体单元含有第一主磁极、第一斥磁极和第一铝合金垫块，第一主磁极与第一斥磁极左右相邻设置，第一斥磁极与第一铝合金垫块上下层叠设置，第一主磁极的s极位于第一主磁极的上部，第一主磁极的n极位于第一主磁极的下部，第一斥磁极的s极位于第一斥磁极左侧，第一斥磁极的n极位于第一斥磁极右侧；第二磁体单元含有第二主磁极、第二斥磁极和第二铝合金垫块，第二主磁极与第二斥磁极左右相邻设置，第二斥磁极与第二铝合金垫块上下层叠设置，第二主磁极的s极位于第二主磁极的下部，第二主磁极的n极位于第二主磁极的上部，第二斥磁极的s极位于第二斥磁极右侧，第二斥磁极的n极位于第二斥磁极左侧。

第二分离单元内含有磁性絮体破解分离一体化装置，该磁性絮体破解分离一体化装置包括外套筒、磁系筒和主动辊，磁系筒呈筒状结构，磁系筒套设于外套筒内，磁系筒连接有磁系筒旋转驱动机构，主动辊连接有套筒旋转驱动机构，外套筒与主动辊之间通过输送带连接，当所述套筒旋转驱动机构驱动主动辊正向转动时，主动辊通过输送带带动外套筒正向转动，该磁系筒旋转驱动机构驱动磁系筒反向转动。

沿磁系筒的周向，磁系筒含有交替排列的第三磁体单元和第四磁体单元；第三磁体单元含有第三主磁极、第三斥磁极和第三铝合金垫块，第三主磁极与第三斥磁极沿磁系筒的周向相邻设置，第三斥磁极与第三铝合金垫块沿磁系筒的径向层叠设置，第三主磁极的s极位于第三主磁极的内侧，第三主磁极的n极位于第三主磁极的外侧；第四磁体单元含有第四主磁极、第四斥磁极和第四铝合金垫块，第四主磁极与第四斥磁极沿磁系筒的周向相邻设置，第四斥磁极与第四铝合金垫块沿磁系筒的径向层叠设置，第四主磁极的s极位于第四主磁极的外侧，第四主磁极的n极位于第四主磁极的内侧；第三斥磁极的n极朝向最近的第三主磁极，第三斥磁极的s极朝向最近的第四主磁极；第四斥磁极的n极朝向最近的第三主磁极，第四斥磁极的s极朝向最近的第四主磁极；第三斥磁极位于第三磁体单元的外侧，第三铝合金垫块位于第三磁体单元的内侧；第四斥磁极位于第四磁体单元的外侧，第四铝合金垫块位于第四磁体单元的内侧。

混合澄清单元含有物料入口和混合物出口，第一分离单元含有混合物入口、絮体出口和处理水出口，第二分离单元含有絮体入口、污泥出口和磁性载体出口，混合澄清单元的混合物出口与第一分离单元的混合物入口通过管道连接，第一分离单元的絮体出口与第二分离单元的絮体入口通过管道连接，第二分离单元的磁性载体出口与混合澄清单元的物料入口通过管道连接。

本发明的有益效果是：该第一分离单元能够将絮绒状污泥混合液一次性的分离为磁性污染物絮体和处理后的水，该第二分离单元能够将所述磁性污染物絮体一次性的分离为污泥和磁性载体，从而具有污水处理效率高的优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明所述磁絮凝水体净化设备的总体示意图。

图2是磁分离机的主视图。

图3是磁分离机的俯视图。

图4是图2中磁系板的磁极结构示意图。

图5是图4中c部位的放大示意图。

图6是磁性絮体破解分离一体化装置的主视图。

图7是磁性絮体破解分离一体化装置的右视图。

图8是磁性絮体破解分离一体化装置的工作状态示意图。

图9是外套筒内部结构示意图。

图10是图9中磁系筒的磁系结构示意图。

10、磁分离机；11、减速电机；12、弹性套柱销联轴器；13、磁系架；14、第二托辊；15、传送带；16、磁系板；17、第一托辊；18、支架；19、调整板；110、磁系板固定座；111、可调节升降杆；112、倾斜支撑杆；113、水平支撑杆；

21、第一磁体单元；22、第二磁体单元；23、第一主磁极；24、第一斥磁极；25、第一铝合金垫块；26、第二主磁极；27、第二斥磁极；28、第二铝合金垫块；

30、磁性絮体破解分离一体化装置；31、轴承及轴承座；32、输送带；33、外套筒；34、联轴器；35、变频电机；36、主动辊；37、机座；38、给料槽；39、分料板；310、磁系筒；311、驱动轴；312、左侧顶板；313、右侧顶板；314、污泥出口；315、磁性载体出口；

41、第三磁体单元；42、第四磁体单元；43、第三主磁极；44、第三斥磁极；45、第三铝合金垫块；46、第四主磁极；47、第四斥磁极；48、第四铝合金垫块；

51、混合澄清单元；52、第一分离单元；53、第二分离单元；

61、混凝室；62、絮凝室；63、多功能室。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种磁絮凝水体净化设备包括：

混合澄清单元51，污水、磁性载体和絮凝药剂能够在混合澄清单元51中混合并生成絮绒状污泥混合液；

第一分离单元52，能够将所述絮绒状污泥混合液一次性的分离为磁性污染物絮体和处理后的水；

第二分离单元53，能够将所述磁性污染物絮体一次性的分离为污泥和磁性载体，如图1所示。

在本实施例中，混合澄清单元51含有物料入口和混合物出口，第一分离单元52含有混合物入口、絮体出口和处理水出口，第二分离单元53含有絮体入口、污泥出口314和磁性载体出口315，混合澄清单元51的混合物出口与第一分离单元52的混合物入口通过管道连接，第一分离单元52的絮体出口与第二分离单元53的絮体入口通过管道连接，第二分离单元53的磁性载体出口315与混合澄清单元51的物料入口通过管道连接。

在本实施例中，混合澄清单元51内设有容纳空腔，混合澄清单元51含有混凝室61、絮凝室62和多功能室63，絮凝室62位于混凝室61和多功能室63之间，即该容纳空腔内被分为依次排列的混凝室61、絮凝室62和多功能室63。混凝室61的底部与絮凝室62的底部连通，絮凝室62的顶部与多功能室63的顶部连通，混合澄清单元51的物料入口位于絮凝室62，混合澄清单元51的混合物出口位于多功能室63，如图1所示。

在本实施例中，第一分离单元52内设有磁分离机10，该磁分离机10包括磁系架13、磁系板16、第一托辊17、第二托辊14和支架18，磁系板16为平板式结构，磁系架13能够支撑磁系板16、第一托辊17和第二托辊14，第一托辊17和第二托辊14之间通过传送带15连接，第一托辊17与第二托辊14平行，第一托辊17位于第二托辊14的上方，磁系板16位于传送带15的上层带面和下层带面之间，传送带15的上层带面和磁系板16均呈倾斜状态，支架18的上端与磁系架13连接，支架18含有能够使磁系架13升降的可调节升降杆111，所述可伸缩式的磁分离机10还包括驱动传送带15运行的驱动机构，如图2和图3所示。

在本实施例中，磁系板16为长方形结构，磁系板16与传送带15的上层带面平行，磁系板16与第一托辊17之间的距离为10mm～50mm，磁系板16与第二托辊14之间的距离10mm～50mm。磁系板16的上表面与传送带15的上层带面之间的距离为1mm～10mm，磁系板16的宽度等于传送带15的宽度。由于含有可调节升降杆111，则磁系架13和磁系板16的高度可以方便的调节，可以针对不同高度的应用环境，适应不同配套设备的使用。

在本实施例中，磁系架13含有水平支撑杆113和倾斜支撑杆112，水平支撑杆113和倾斜支撑杆112连接形成矩形框架，倾斜支撑杆112与磁系板16的长度方向平行，水平支撑杆113与磁系板16的宽度方向平行。倾斜支撑杆112能够伸缩，从而可以根据需要插入或撤下磁系板16中的磁系模块，使磁系板16延长或缩短，以调节磁系板16的长度，磁系板16的长度方向为图3中的上下方向，磁系板16的宽度方向为图3中的左右方向。

在本实施例中，磁系板16通过磁系板固定座110与倾斜支撑杆112连接固定，磁系板16与倾斜支撑杆112之间的距离为50mm～100mm。第一托辊17的直径等于第二托辊14的直径，传送带15为裙边传送带，该裙边传送带的宽度为0.3m～5m。该裙边传送带的上层带面和下层带面平行，该裙边传送带的裙边高度为20mm～100mm，该裙边传送带的裙边褶皱宽度为20mm～80mm。

在本实施例中，所述磁分离机10还包括调整板19，支架18的上端与磁系架13连接，磁系架13的下部通过调整板19与磁系架13连接，调整板19能够调整磁系架13的倾斜角度，如图2和图3所示。

在本实施例中，磁系板16相对于水平面的倾斜为20°～90°，即磁系架13相对于水平面可以在20°～90°的范围内调节，以适应分选物料的要求，磁系板16的上表面的磁场强度为0.6t。该驱动机构含有与第一托辊17依次连接的弹性套柱销联轴器12和减速电机11，如图2所示。

磁系板16为斥磁系结构，即在主磁极n极和s极之间横置1个斥磁极，斥磁极高度是主磁极高度的1/4～1/2，斥磁极宽度是主磁极宽度的1/10～1，斥磁极长度与主磁极长度相同，斥磁极上表面与主磁极工作表面在同一个平面，主磁极n极和s极交替排列，主磁极n极和s极宽度方向与传送带15的运行方向一致，主磁极n极和s极长度方向与传送带5的运行方向垂直，由主磁极和斥磁极构成磁系，主磁极和斥磁极组合面积占磁系总面积的50％～95％，磁系板16由0.5mm～3mm不导磁不锈钢包裹。

在本实施例中，沿传送带15的传送方向，即传送带15的上层带面的传送方向b，磁系板16含有交替排列的第一磁体单元21和第二磁体单元22，第一磁体单元21和第二磁体单元22的大小和形状相同，第一磁体单元21和第二磁体单元22均为长条形，如图4和图5所示。

第一磁体单元21含有第一主磁极23、第一斥磁极24和第一铝合金垫块25，第一主磁极23与第一斥磁极24左右相邻设置，第一斥磁极24与第一铝合金垫块25上下层叠设置，第一主磁极23的s极位于第一主磁极23的上部，第一主磁极23的n极位于第一主磁极23的下部，第一斥磁极24的s极位于第一斥磁极24左侧，第一斥磁极24的n极位于第一斥磁极24右侧；第一主磁极23的体积大于第一斥磁极24与第一铝合金垫块25的体积之和，如图4和图5所示。

第二磁体单元22含有第二主磁极26、第二斥磁极27和第二铝合金垫块28，第二主磁极26与第二斥磁极27左右相邻设置，第二斥磁极27与第二铝合金垫块28上下层叠设置，第二主磁极26的s极位于第二主磁极26的下部，第二主磁极26的n极位于第二主磁极26的上部，第二斥磁极27的s极位于第二斥磁极27右侧，第二斥磁极27的n极位于第二斥磁极27左侧；第二主磁极26的体积大于第二斥磁极27与第二铝合金垫块28的体积之和，如图4和图5所示。

下面介绍该磁分离机10的工作过程。

如图2所示，混合澄清单元51排出的絮绒状污泥混合液从第一分离单元52的混合物入口进入第一分离单元52内，如从箭头a处流出，然后落在传送带15(裙边传送带)的上层带面上，由于重力作用，絮绒状污泥混合液顺传送带15的上层带面倾斜下滑，絮绒状污泥混合液中的磁性絮团被磁系板16吸附到传送带15的上表面，而传送带15的上层带面在减速电机11驱动下自下而上运转(即传送带15的上层带面沿图2中b方向运动)，继而使得该絮绒状污泥混合液中的磁性絮团和清水有效分离为截然不同的两组成分(即磁性污染物絮体和处理后的水)。

该磁性污染物絮体所受重力与水流冲击力远小于所受磁场力和皮带之间形成的摩擦力，因此其中的该磁性污染物絮体将顺着传送带15运转到第一托辊17后继续向右脱离磁场室域，进而该磁性污染物絮体在重力作用下掉落到第一分离单元52内下部右侧的磁性絮团收集槽；其中处理后的水由于重力作用顺传送带15倾斜向下流动到第二托辊14后下落，进入第一分离单元52内下部左侧的出水收集槽，实现泥水分离。第一分离单元52的絮体出口与该磁性絮团收集槽连通，第一分离单元52的处理水出口与该出水收集槽连通。

根据现场实际给入污/废水的分选效果和应用场地，可通过调节支架18的可调节升降杆111有效地调节磁系架13的高度；通过调节磁系架13的倾斜支撑杆112和模块化的磁系板16，进行磁系板16的总长度调节；结合调整板19，对磁选分离机进行角度、高度、磁性长度三位一体的整体调整，以达到对污/废水磁性絮凝载体混合液彻底净化处理，并实现对磁性载体的高效回收。

在本实施例中，第二分离单元53内设有磁性絮体破解分离一体化装置30，该磁性絮体破解分离一体化装置30包括外套筒33、磁系筒310和主动辊36，磁系筒310呈筒状结构，磁系筒310套设于外套筒33内，磁系筒310连接有磁系筒旋转驱动机构，主动辊36连接有套筒旋转驱动机构，外套筒33与主动辊36之间通过输送带32连接，当所述套筒旋转驱动机构驱动主动辊36正向转动时，主动辊36通过输送带32带动外套筒33正向转动，所述磁系筒旋转驱动机构驱动磁系筒310反向转动，如图6至图10所示。

其中，所述正向可以为图6中的逆时针方向，即外套筒33在图6中逆时针转动，此时反向为图6中的顺时针方向，即外套筒3在图6中顺时针转动。所述正向也可以为图6中的顺时针方向，即外套筒33在图6中顺时针转动，此时反向为图6中的逆时针方向，即外套筒33在图6中逆时针转动。只要外套筒33与磁系筒310的转动方向相反即可。

在本实施例中，外套筒33的中心线与磁系筒310的中心线重合，外套筒33的中心线与主动辊36的中心线平行，外套筒33、主动辊36和磁系筒310均呈圆筒状结构，外套筒33的内径比磁系筒310外径大1％～10％，外套筒33与磁系筒310之间形成隔离空间。

在本实施例中，所述磁性絮体破解分离一体化装置30还包括分料板39，主动辊36位于外套筒33的右侧，主动辊36的中心线与分料板39的板面平行，分料板39的顶端位于外套筒33的左半侧的正下方，如图7和图8所示。

优选分料板39的顶部的断面呈等腰三角形结构，分料板39的顶部含有左侧顶板312和右侧顶板313，外套筒33的中心线与左侧顶板312和右侧顶板313均平行，外套筒33的外表面与分料板39的顶端之间的距离为50mm～100mm。分料板39的左侧为污泥出口314，分料板39的右侧为磁性载体出口315，如图7所示。

在本实施例中，所述磁性絮体破解分离一体化装置30还包括给料槽38，给料槽38与第二分离单元53的絮体入口连通，给料槽38的出料口位于外套筒33的左半侧的正上方。在左右方向上，给料槽38的出料口到外套筒33的中心线的距离小于分料板39的顶端到外套筒33的中心线的距离，即如图7所示，分料板39的顶端位于给料槽38的出料口的左侧。

在本实施例中，外套筒33的直径大于主动辊36的直径，输送带32为裙边输送带，该裙边输送带的宽度为0.3m～3m。该裙边输送带的裙边高度为20mm～100mm，该裙边输送带32的裙边褶皱宽度为50mm～60mm。外套筒33的内径大于磁系筒310的外径，如图9所示，外套筒33的外表面的磁场强度为0.5t。

在本实施例中，磁系筒310内含有驱动轴311，外套筒33的中心线、磁系筒310的中心线和驱动轴311的中心线重合，外套筒33和磁系筒310共用该驱动轴311，外套筒33依次通过套筒端盖和轴承与驱动轴311连接，磁系筒310与驱动轴311通过磁系筒端盖连接固定。所示磁系筒旋转驱动机构含有依次连接的联轴器34和变频电机35，驱动轴311通过联轴器34与变频电机35的输出轴连接，所述套筒旋转驱动机构含有驱动电机。该磁性絮体破解分离一体化装置30还含有轴承及轴承座31、机座37等。

在本实施例中，沿磁系筒310的周向，磁系筒310含有交替排列的第三磁体单元41和第四磁体单元42，第三磁体单元41和第四磁体单元42的大小和形状相同，第三磁体单元41和第四磁体单元42均为长条形，如图10所示。

第三磁体单元41含有第三主磁极43、第三斥磁极44和第三铝合金垫块45，第三主磁极43与第三斥磁极44沿磁系筒310的周向相邻设置，第三斥磁极44与第三铝合金垫块45沿磁系筒310的径向层叠设置，第三主磁极43的s极位于第三主磁极43的内侧，第三主磁极43的n极位于第三主磁极43的外侧。

第四磁体单元42含有第四主磁极46、第四斥磁极47和第四铝合金垫块48，第四主磁极46与第四斥磁极47沿磁系筒310的周向相邻设置，第四斥磁极47与第四铝合金垫块48沿磁系筒310的径向层叠设置，第四主磁极46的s极位于第四主磁极46的外侧，第四主磁极46的n极位于第四主磁极46的内侧。

第三斥磁极44的n极朝向最近的第三主磁极43，第三斥磁极44的s极朝向最近的第四主磁极46；第四斥磁极47的n极朝向最近的第三主磁极43，第四斥磁极47的s极朝向最近的第四主磁极46。

第三斥磁极44位于第三磁体单元41的外侧，第三铝合金垫块45位于第三磁体单元41的内侧；第四斥磁极47位于第四磁体单元42的外侧，第四铝合金垫块48位于第四磁体单元42的内侧。

第一分离单元52分离出磁性污染物絮体

下面介绍该磁性絮体破解分离一体化装置30的工作过程。

如图8所示，优选在变频电机35的驱动下，磁系筒310顺时针运转，外套筒33、输送带32和主动辊36均做逆时针旋转。

第一分离单元52分离出磁性污染物絮体由第二分离单元53的絮体入口进入给料槽38内，给料槽38由非导磁材料制成，该磁性污染物絮体从给料槽38下部的出料口落在外套筒33左上部的对应的输送带32上，在重力、皮带摩擦力、磁场力作用下，该磁性污染物絮体中的污泥、絮凝剂链、磁性载体形成分层效应。即在此过程中，该磁性污染物絮体中的污泥、絮凝剂链、磁性载体发生揉搓离散，磁性载体与絮凝剂和污泥之间的连接作用力由于污水对絮凝剂和污泥拉力、磁场对磁性载体拉力而断裂，从而形成磁性污染物絮体的破解分离。破解分离后磁性污染物絮体形成污泥絮凝剂层和磁性载体层，由于磁场力作用，磁性载体附着在输送带32的带面运转，污泥絮凝剂将远离传送带带面。

这样，在重力和离心力的作用下，污泥絮凝剂层运行到外套筒33的前端(图8中外套筒33的左侧)即发生下落，落到外套筒33的左下侧的分料板39的前端(图8中分料板39的左侧)形成污泥；磁性载体附着在输送带32的带面上，被带到分料板39的后端(图8中分料板39的右侧)，远离磁场区域后才在重力作用下掉落形成磁性载体单一物料，进而完成磁性污染物絮体的一次性破解分离工作，实现对磁性载体的回收循环再利用。

根据实际运行条件，如图7所示，可通过主动辊36对输送带32的速度进行调节，调节速度从0.3m/s～3.5m/s；外套筒33的速度与输送带32速度保持一致，内筒体磁系筒转速通过调节变频电机来进行磁系筒转速的控制，磁系筒310的转速调节范围为50r/min～120r/min。

下面介绍该磁絮凝水体净化设备的总体工作过程。

首先，污水、磁性载体和絮凝药剂进入混合澄清单元51充分反应混合，并转化生成为絮绒状污泥混合液。

其次，该絮绒状污泥混合液进入第一分离单元52，在第一分离单元52内，絮绒状污泥混合液被所述磁分离机10一次性的分离为磁性污染物絮体和处理后的清水，清水将排出该磁絮凝水体净化设备。

再次，该磁性污染物絮体进入第二分离单元53，在第二分离单元53内，磁性污染物絮体被该磁性絮体破解分离一体化装置30一次性的分离为污泥和磁性载体，污泥将排出该磁絮凝水体净化设备。

根据需要，第二分离单元53分离出的磁性载体可以返回至混合澄清单元51中循环利用。

为了便于理解和描述，本发明中的部分内容采用了绝对位置关系进行表述，如其中的方位词“上”、“下”、“左”、“右”等。本发明采用了使用者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本发明保护范围的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。