一种磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统的制作方法

1.本发明属于废水和污水净化工艺技术领域，具体涉及一种磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统。


背景技术：

2.铁碳微电解技术将铁作为阳极，将碳作为阴极，当铁屑与活性炭混合浸入污水或者废水中时，在水中形成大量的微小原电池。该技术的作用机理包括还原反应、氧化反应、吸附、絮凝沉淀、电场效应等，但填料会发生严重的钝化板结现象，这类问题会导致废水处理的效果降低还会导致反应器内水流的阻塞，处理效果随着时间的延长逐渐变差。


技术实现要素：

3.本发明的目的是解决传统铁碳电解材料在长期净水过程中产生钝化的问题。
4.为达上述目的，本发明提供了一种磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统，包括微电解反应器，其特殊之处在于，还包括设置在所述微电解反应器底部的磁悬浮底座、悬浮在所述微电解反应器内的磁悬浮悬浮盘、撑托在该磁悬浮悬浮盘上的铁碳微电解材料及用以根据所述铁碳微电解材料的重量、调控所述磁悬浮底座的电流电压的电源控制模块，以给所述磁悬浮底座产生与所述磁悬浮悬浮盘的载荷重力相抵消的浮力。
5.前述微电解反应器的底部设置有进气口和进水口，微电解反应器的顶部设置有出水口；所述进气口外接鼓风机，以调节曝气量使所述磁悬浮悬浮盘在所述微电解反应器内产生振幅为1cm的上下震动。
6.前述微电解反应器的内径比所述磁悬浮悬浮盘的直径至少大1cm。
7.前述浮力使得所述磁悬浮悬浮盘距离微电解反应器的底部至少5cm。
8.本发明的优点是：利用电磁场产生的上浮力可以使铁碳微电解材料悬浮于微电解反应器内，电磁场产生的洛伦兹力抑制了铁氧化物钝化膜在材料表面的形成。解决了传统铁碳微电解材料在长期处理废水产生钝化的问题，大大提高了材料的使用寿命和更换周期，且该系统结构简单，成本低，高效。
附图说明
9.图1是一种磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统。
10.附图标记说明：1、微电解反应器；2、磁悬浮底座；3、磁悬浮悬浮盘；4、进气口；5、进水口；6、出水口；7、铁碳微电解材料。
实施方式
11.为了解决传统铁碳电解材料在长期净水过程中产生钝化的问题，本实施例提供了
一种图1所示的磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统，包括微电解反应器1、设置在微电解反应器1底部的磁悬浮底座2、悬浮在微电解反应器1内的磁悬浮悬浮盘3、撑托在该磁悬浮悬浮盘3上的铁碳微电解材料7及用以根据铁碳微电解材料的重量、调控磁悬浮底座2的电流电压的电源控制模块，以给磁悬浮底座2产生与磁悬浮悬浮盘3的载荷重力相抵消的浮力即把磁悬浮底座2通上电，通过调节电流电压，输出可以使磁悬浮悬浮盘3和铁碳微电解材料悬浮起来的浮力，使得磁悬浮悬浮盘3距离微电解反应器1底部高于5cm以上。
12.其中，铁碳微电解材料与微电解反应器1的体积比是200g/l。微电解反应器1的底部设置有进气口4和进水口5，微电解反应器1的顶部设置有出水口6；进气口4外接鼓风机，用以在微电解反应器1内产生振幅为1cm左右的曝气，使得沉积物不能沉积在铁碳微电解材料表面。微电解反应器1的内径比磁悬浮悬浮盘3的直径至少大1cm。
13.该磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统，具体实施如下：步骤1、将磁悬浮悬浮盘放入微电解反应器内，微电解反应器的直径比磁悬浮悬浮盘直径需要大1cm以上。
14.步骤2、将铁碳微电解材料放置于磁悬浮悬浮盘上，根据反应器体积计算添加铁碳微电解材料的量为200g/l。
15.步骤3、把磁悬浮底座通上电，通过调节电流电压，输出可以使磁悬浮悬浮盘和铁碳微电解材料悬浮起来的浮力，使得磁悬浮悬浮盘距离反应器底部高于5cm以上。
16.步骤4、用曝气泵通过微电解反应底部的曝气口进行曝气，可以使得磁悬浮悬浮盘和铁碳微电解材料在产生幅度为1cm左右的振动，使得沉积物不能沉积在铁碳微电解材料表面。
17.步骤5、用泵将要净化的污水或者废水，从微电解反应器进水口通入反应器内，通过进水流量调节水力停留时间，需要控制水力停留时间在6小时以上，经过处理后的污水或者废水从反应器上部出水口流出反应器。
18.通过对比物理磁悬浮（即前述实施例提供的磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统）、物理悬浮和固定床微电解反应系统处理工业废水，连续运行3个月，处理工业废水，磁悬浮微电解装置cod去除率稳定在80%左右，钝化率为20%；物理悬浮装置去除率稳定在65%左右，钝化率为50%；固定床去除率稳定在40%左右，钝化率为80%。钝化膜主要由铁的金属氧化物组成，覆盖在铁碳材料表面，阻碍微电解细小原电池的形成，降低微电解作用强度甚至失活。磁悬浮装置中由于磁场力的存在及悬浮状态的原因，在洛仑磁力的作用下，废水中fe
2+
可顺磁场梯度在材料表面移动，提高材料表面的活性，抑制钝化膜的形成，同时能促进更多fe
2+
的析出，实现抗钝化的目标。
19.三组反应器(物理磁悬浮、物理悬浮和固定床微电解反应系统)连续运行3个月之后，三种不同系统处理效果及钝化数据见表1：
实施例
20.将用磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统净化高硬度污水，经过上述5个步骤后，净化效果如表2所示
21.从上表可知，磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统净化高硬度污水后，水的硬度大幅减小，得到了理想的cod、总氮和氨氮去除效果。并且该系统内的铁碳微电解材料没有发现明显的钝化现象。
22.以上实施例提供的磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统，利用电磁场产生的上浮力可以使铁碳微电解材料悬浮于微电解反应器内，电磁场产生的洛伦兹力抑制了铁氧化物钝化膜在材料表面的形成。解决了传统铁碳微电解材料在长期处理废水产生钝化的问题，大大提高了材料的使用寿命和更换周期，且该系统结构简单，成本低，高效。
23.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统，包括微电解反应器（1），其特征在于：还包括设置在所述微电解反应器（1）底部的磁悬浮底座（2）、悬浮在所述微电解反应器（1）内的磁悬浮悬浮盘（3）、撑托在该磁悬浮悬浮盘（3）上的铁碳微电解材料及用以根据所述铁碳微电解材料的重量、调控所述磁悬浮底座（2）的电流电压的电源控制模块，以给所述磁悬浮底座（2）产生与所述磁悬浮悬浮盘（3）的载荷重力相抵消的浮力。2.根据权利要求1所述的磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统，其特征在于，所述微电解反应器（1）的底部设置有进气口（4）和进水口（5），微电解反应器（1）的顶部设置有出水口（6）；所述进气口（4）外接鼓风机，以调节曝气量使所述磁悬浮悬浮盘（3）在所述微电解反应器（1）产生振幅为1cm的上下震动。3.根据权利要求1或2所述的磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统，其特征在于，所述微电解反应器（1）的内径比所述磁悬浮悬浮盘（3）的直径至少大1cm。4.根据权利要求1或2所述的磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统，其特征在于，所述浮力使得所述磁悬浮悬浮盘（3）距离所述微电解反应器（1）的底部至少5cm。

技术总结
本发明涉及一种磁悬浮抗钝化铁碳微电解净水系统，包括微电解反应器、设置在微电解反应器底部的磁悬浮底座、悬浮在微电解反应器内的磁悬浮悬浮盘、撑托在该磁悬浮悬浮盘上的铁碳微电解材料及用以根据铁碳微电解材料的重量、调控磁悬浮底座的电流电压的电源控制模块，以给磁悬浮底座产生与磁悬浮悬浮盘的载荷重力相抵消的浮力。利用电磁场产生的上浮力可以使铁碳微电解材料悬浮于微电解反应器内，电磁场产生的洛伦兹力抑制了铁氧化物钝化膜在材料表面的形成。解决了传统铁碳微电解材料在长期处理废水产生钝化的问题，大大提高了材料的使用寿命和更换周期，且该系统结构简单，成本低，处理效率高。处理效率高。处理效率高。


技术研发人员：李伟 魏超 陈洋洋 王泰斗 贾昭鑫 卜文杰 刘成国 王毅博
受保护的技术使用者：中化学城市投资有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/9/7