旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备及方法与流程

本申请涉及水处理资源回收，具体涉及一种应用于磁混凝沉淀工艺中，用于磁泥絮体破碎、磁粉释放与介质回收的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备及方法。

背景技术：

1、在磁混凝沉淀水处理工艺中，通过投加磁粉作为絮凝核心，使其与水体中的污染物结合形成磁性絮体（磁泥），进而通过沉淀实现高效固液分离。为降低运行成本，沉淀产生的磁泥需进行处理，回收其中的磁粉以循环使用，而磁泥破碎是磁粉回收的核心前置工序，破碎效果直接决定磁粉释放率与最终回收效率。

2、现有磁泥破碎设备多采用单一机械搅拌或简单水力旋流结构，存在诸多技术缺陷：

3、其一，剪切强度不足且作用不均匀，无法彻底打破磁泥的团聚包裹结构，大量磁粉被污泥裹挟无法释放，导致后续回收效率低下；

4、其二，功能单一，仅具备破碎作用，无法对释放后的磁粉进行分选回收，需配套额外磁分离设备，系统集成度低、占地大；

5、其三，物料进入破碎腔前无预加速结构，剪切叶轮需同时承担物料加速与剪切破碎功能，驱动功率需求大，运行能耗高；

6、其四，设备内部流态无序，破碎效率低，难以适配规模化连续运行的水处理系统。

7、因此，亟需开发一种集分级、破碎、磁回收功能于一体，且能耗更低、磁粉回收更彻底的专业处理设备，提升磁粉回收效率，降低系统运行成本，保障磁粉回收系统的稳定高效运行。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：

2、旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备，包括设备主体，设备主体自上至下依次设置有：

3、第一腔室，第一腔室上部侧壁设置有切向进泥口；

4、第二腔室，第二腔室的中轴线上安装有驱动装置带动的剪切叶轮，驱动装置安装在设备主体的顶部，第二腔室的内部中心设置有隔离罩，隔离罩的顶部进入到第一腔室内并与第一腔室的内壁之间预留有通道间隙，第二腔室的内壁上设置有环状导流肋，环状导流肋内缘和剪切叶轮外缘之间形成剪切间隙，通道间隙和剪切间隙呈上下分布，剪切间隙用以剪切叶轮对旋流下落的磁泥絮体剪切破碎；

5、第三腔室，第三腔室呈嵌套锥形，第三腔室的上部侧壁设置有溢流口，溢流口通过导流通道进入到第四腔室内，第三腔室的底部设置有排磁口一；

6、第四腔室，第四腔室内安装有磁回收结构用以溢流磁选回收，侧部设置有排泥口和排磁口二。

7、在所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备中，所述环状导流肋自上至下设置有多组，相邻两组环状导流肋呈交错分布，每个导流肋截面呈梯形或三角形。

8、在所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备中，所述剪切间隙的宽度为15-20mm，通道间隙的宽度为15-30mm。

9、在所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备中，所述磁回收结构包括设置在第四腔室的内侧且位于排磁口一外侧的电磁磁极，电磁磁极的外侧包覆防水护套，电磁磁极周向设置有豁口部，豁口部朝向排磁口二设置，排泥口背对排磁口二设置。

10、在所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备中，所述第四腔室的底部安装有驱动电机组，驱动电机组的输出端连接有回转盘，电磁磁极安装于回转盘上，回转盘转动安装在第四腔室内，用以调整电磁磁极的豁口部的朝向。

11、在所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备中，所述第四腔室的顶部罩设在第三腔室的外侧，第四腔室和第三腔室之间预留有布置区域，布置区域内设置有磁速降结构。

12、在所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备中，所述磁速降结构包括内置电机组，第三腔室外侧周向分布有的辊组一和辊组二，辊组一和辊组二呈上下分布，辊组一和辊组二上绕装有输送链，输送链上安装有安装板，安装板上安装有永久磁极，内置电机组的输出端和辊组一或辊组二相连，输送链的运行方向和第三腔室的溢流方向相反。

13、在所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备中，所述安装板包括两组对称分布的安装体，两组安装体上均经转轴转动安装有开闭板，转轴位于开闭板背对移动方向的一侧且其上安装有扭簧，开闭板上安装有活动安装有l形补偿板，l形补偿板上安装有导向杆，开闭板上设置有供导向杆穿插的导向孔，导向杆的外侧套装有弹簧，弹簧的两端分别与开闭板和l形补偿板抵接。

14、在所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备中，所述l形补偿板迎着运动方向的一侧安装有耐磨体；

15、永久磁极为分体结构，安装在安装体和l形补偿板朝向第三腔室的一侧。旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备的使用方法，包括以下步骤：

16、步骤1，含磁污泥以预设压力从切向进泥口进入第一腔室内，磁泥在离心力的作用下会沿第一腔室的内壁形成高速旋流，使得磁泥获得初始旋流动能；

17、步骤2，旋流状态下的磁泥向下进入到第二腔室内，高速转动的剪切叶轮与固定的环状导流肋在剪切间隙内形成强力剪切场，打散磁泥絮体，释放被污泥包裹的磁粉；

18、步骤3，破碎后的混合液在第三腔室内，在旋流离心力与重力的共同作用下，大颗粒、高密度的磁粉向锥形底部沉降，直接由排磁口一回流至磁介质加载池内，含细粒磁粉与污泥的轻混合液从第三腔室的溢流口流出，经导流通道进入到第四腔室内；

19、步骤4，第四腔室内的电磁磁极保持通电状态，吸附流经电磁磁极的混合液中的细粒磁粉，混合液被脱磁后从侧壁的排泥口排出；

20、达到设定吸附周期后，电磁磁极被断电磁力消失，吸附的磁粉在水流冲刷下脱落，经排磁口二回流至磁介质加载池中循环使用。

21、与现有技术相比，本申请具备以下有益效果：

22、1、本发明通过设置第一腔室实现磁泥的切向旋流预加速，使物料在进入剪切区前已具备较高动能，有效降低剪切叶轮的驱动负载，减少系统能耗。

23、2、本申请在第二腔室内采用剪切叶轮与多组交错分布的环状导流肋配合，形成均匀且强力的剪切场，能够有效打散磁泥絮体，释放被污泥包裹的磁粉，提高磁粉释放率。

24、3、本申请的第三腔室采用锥形结构设计，结合旋流离心力与重力沉降作用，实现大颗粒磁粉的初步分离与回收，减轻后续磁选单元的处理负荷。

25、4、本申请在第四腔室内集成电磁磁极与可调回转结构，可灵活调整磁极朝向，优化磁选路径，同时便于清洗排磁，减少磁粉流失，提升回收效率。

26、5、本申请在第四腔室与第三腔室之间设置磁速降结构，通过永久磁极逆向运行，进一步回收轻混合相中的磁粉，适用于大流量、高压力工况，增强系统的适应性和稳定性。

27、6、本申请的整体结构紧凑，功能集成度高，减少了辅助设备占用空间，便于工程化应用，显著降低系统投资与运行成本，具有良好的推广前景。

1.旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备，其特征在于，包括设备主体（100），设备主体（100）自上至下依次设置有：

2.根据权利要求1所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备，其特征在于，所述环状导流肋（123）自上至下设置有多组，相邻两组环状导流肋（123）呈交错分布，每个导流肋截面呈梯形或三角形。

3.根据权利要求2所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备，其特征在于，所述剪切间隙的宽度为15-20mm，通道间隙的宽度为15-30mm。

4.根据权利要求1所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备，其特征在于，所述磁回收结构（141）包括设置在第四腔室（140）的内侧且位于排磁口一（132）外侧的电磁磁极（1411），电磁磁极（1411）的外侧包覆防水护套（1412），电磁磁极（1411）周向设置有豁口部（1413），豁口部（1413）朝向排磁口二（143）设置，排泥口（142）背对排磁口二（143）设置。

5.根据权利要求4所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备，其特征在于，所述第四腔室（140）的底部安装有驱动电机组（1414），驱动电机组（1414）的输出端连接有回转盘（1415），电磁磁极（1411）安装于回转盘（1415）上，回转盘（1415）转动安装在第四腔室（140）内，用以调整电磁磁极（1411）的豁口部（1413）的朝向。

6.根据权利要求1所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备，其特征在于，所述第四腔室（140）的顶部罩设在第三腔室（130）的外侧，第四腔室（140）和第三腔室（130）之间预留有布置区域，布置区域内设置有磁速降结构。

7.根据权利要求6所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备，其特征在于，所述磁速降结构包括内置电机组（144），第三腔室（130）外侧周向分布有的辊组一（145）和辊组二（146），辊组一（145）和辊组二（146）呈上下分布，辊组一（145）和辊组二（146）上绕装有输送链（149），输送链（149）上安装有安装板（148），安装板（148）上安装有永久磁极（147），内置电机组（144）的输出端和辊组一（145）或辊组二（146）相连，输送链（149）的运行方向和第三腔室（130）的溢流方向相反。

8.根据权利要求7所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备，其特征在于，所述安装板（148）包括两组对称分布的安装体（1481），两组安装体（1481）上均经转轴转动安装有开闭板（1482），转轴位于开闭板（1482）背对移动方向的一侧且其上安装有扭簧，开闭板（1482）上安装有活动安装有l形补偿板（1483），l形补偿板（1483）上安装有导向杆，开闭板（1482）上设设置有供导向杆穿插的导向孔，导向杆的外侧套装有弹簧，弹簧的两端分别与开闭板（1482）和l形补偿板（1483）抵接。

9.根据权利要求8所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备，其特征在于，所述l形补偿板（1483）迎着运动方向的一侧安装有耐磨体（1484）；

10.根据权利要求1-9任一项所述的旋流式磁泥高效剪切破碎回收设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：