公布日：2023.09.01
申請日：2023.08.01
分類號：C02F9/00(2023.01)I;B01F29/83(2022.01)I;B01F29/85(2022.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/36(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F101
/30(2006.01)N
摘要
本發明涉及有機廢水處理技術領域，具體是指一種有機廢水處理系統，包括超聲單元，超聲單元前端連接有混料單元，后端連接有脫水單元，脫水單元還連接有蒸發單元，混料單元上設置有投放單元，脫水單元、蒸發單元還與混料單元連通；其中，脫水單元內分離的催化劑通過投放單元回用至混料單元內，蒸發單元內蒸發回流的母液通過投放單元連同回用的催化劑同時回流至混料單元內。通過混料單元的持續攪拌來進行攪拌作業，并且催化劑的投放過程與攪拌過程能夠進行聯合作業，即攪拌運動與催化劑回用投放過程是一個聯動過程，在此基礎上，回用的催化劑還伴隨著回流的蒸發母液，能夠將投放單元內淤積的催化劑帶入混料單元內。
權利要求書
1.一種有機廢水處理系統，包括超聲單元（2），其特征在于：所述超聲單元（2）前端連接有混料單元（1），后端連接有脫水單元（3），所述脫水單元（3）還連接有蒸發單元（4），所述混料單元（1）上設置有投放單元（5），所述脫水單元（3）、蒸發單元（4）還與所述混料單元（1）連通；其中，所述脫水單元（3）內分離的催化劑通過所述投放單元（5）回用至所述混料單元（1）內，所述蒸發單元（4）內蒸發回流的母液通過所述投放單元（5）連同回用的催化劑同時回流至所述混料單元（1）內；所述混料單元（1）包括：混料支架（11）、攪拌組件（12）以及混料罐（13），所述混料罐（13）轉動設置在所述混料支架（11）上，所述混料罐（13）下方設置有用于帶動所述混料罐（13）轉動的轉動組件（14），所述攪拌組件（12）設置在所述混料罐（13）上且用于對混料罐（13）內部的廢水進行攪拌催化作業；所述攪拌組件（12）包括：攪拌電機（121）、傳動件（122）以及攪拌葉片（123），所述攪拌電機（121）的輸出端與所述傳動件（122）內行星輪組的太陽齒輪（1221）連接，所述行星輪組的行星齒輪（1222）、行星架（1223）均與所述傳動件（122）的殼體轉動設置，所述行星架（1223）的外周面上間隔均布有若干凸起（1224），所述太陽齒輪（1221）的下端還鍵接有攪拌軸（124），所述攪拌葉片（123）固定在所述攪拌軸（124）上；所述攪拌組件（12）還包括混流件（125），所述混流件（125）包括活動套設在所述攪拌軸（124）上的混流環（1251），所述混流環（1251）外周間隔均布有若干混流桿（1252），所述攪拌軸（124）的上端開設有移動槽（1253），所述混流桿（1252）的端部延伸至所述移動槽（1253）內，所述攪拌軸（124）轉動時，通過所述移動槽（1253）能夠帶動所述混流桿（1252）上下移動或轉動；所述移動槽（1253）在所述攪拌軸（124）外周面上呈正弦或余弦排布；所述轉動組件（14）包括：轉動電機（142）、底座（141）、蝸桿（143）以及齒帶（144），所述混料罐（13）設置在所述底座（141）上，所述底座（141）能夠相對轉動，轉動電機（142）與所述蝸桿（143）的轉動軸帶傳動，所述底座（141）的外周面設置有齒帶（144），所述齒帶（144）與所述蝸桿（143）嚙合，當所述轉動電機（142）轉動時，能夠帶動所述底座（141）進行轉動，進而實現混料罐（13）的轉動，所述攪拌葉片（123）為雙螺旋結構且直徑由上至下依次遞增；所述投放單元（5）包括：容納器（51）、投放管道（52）以及若干投放件（53），所述投放管道（52）設置在所述混料罐（13）上，所述容納器（51）用于放置催化劑，若干所述投放件（53）、容納器（51）、蒸發單元（4）均與所述投放管道（52）連通，所述投放件（53）包括：壓力筒（531）、壓力桿（532）以及復位彈簧（533），所述壓力筒（531）通過單向閥與所述投放管道（52）連通，所述壓力桿（532）的一端套設在所述壓力筒（531）內，另一端與所述行星架（1223）的外周面抵接，所述復位彈簧（533）套設在所述壓力桿（532）的另一端上，所述攪拌電機（121）轉動進行攪拌作業時，能夠通過帶動行星架（1223）轉動來實現壓力桿（532）的往復運動，進而聯合實現容納器（51）內的催化劑投放作業。
2.根據權利要求1所述的一種有機廢水處理系統，其特征在于：所述脫水單元（3）包括脫料筒（31）、一級旋流器（32）、二級旋流器（33）、氣室（34）以及分離室（35），所述氣室（34）與所述超聲單元（2）的出水端連通，所述一級旋流器（32）、二級旋流器（33）連通并置于所述脫料筒（31）內，所述氣室（34）還與所述一級旋流器（32）連通，所述分離室（35）設置在所述脫料筒（31）的底部，所述二級旋流器（33）的出水端設置有翼閥并置于所述分離室（35）內。
3.根據權利要求2所述的一種有機廢水處理系統，其特征在于：所述脫料筒（31）的底部設置有用于分離催化劑的第一出口（37），所述脫料筒（31）的底部還設置有用于分離廢水的第二出口（38），所述分離室（35）的底部與所述第二出口（38）連通。
發明內容
本發明目的在于提供一種有機廢水處理系統，針對目前蒸發器進水水質中高濃度有機物影響蒸發效果的問題，用于解決大分子有機物造成的蒸發器發生堵塞、高沸點有機物造成蒸發過程中易起泡爆沸、高沸點有機物在蒸發后期粘度增大影響傳熱效率、蒸發母液量多的問題。
本發明通過下述技術方案實現：
一種有機廢水處理系統，包括超聲單元，所述超聲單元前端連接有混料單元，后端連接有脫水單元，所述脫水單元還連接有蒸發單元，所述混料單元上設置有投放單元，所述脫水單元、蒸發單元還與所述混料單元連通；其中，所述脫水單元內分離的催化劑通過所述投放單元回用至所述混料單元內，所述蒸發單元內蒸發回流的母液通過所述投放單元連同回用的催化劑同時回流至所述混料單元內。需要說明的是，現有技術中，對于不同廢水處理技術所提供的電極電勢不同，其能夠處理的有機物種類也不同，因此，在蒸發器進水的水質處理工序中，主要存在著蒸發效果差的問題，具體地，其主要原因包括：大分子有機物造成蒸發器堵塞、高沸點有機物造成蒸發過程起泡爆沸、高沸點有機物在蒸發后期粘度增大影響傳熱效率以及蒸發母液量過度的問題。
針對上述問題，申請人提出了一種有機廢水處理系統，通過將含有高濃度有機物的廢水通過過濾器進行過濾，并保證進水ss（懸浮固體物質）小于5mg/L，若進水沒有懸浮物可以省略該步驟，并投加含量在0.8‰至1.2‰范圍的催化劑，在混料單元內攪拌混合均勻，再送入超聲單元進行超聲，并設定超聲時間為15分鐘，超聲頻率為20KHz與40KHz交變；再送入脫水單元進行固液分離，分離后的固體主要為催化劑，并且分離后的催化劑能夠進行回用，脫水單元分離后的清液進入蒸發單元，并經過蒸發作業后將部分母液回流至混料單元循環處理。在上述的有機廢水處理過程中，通過混料單元的持續攪拌來進行攪拌作業，并且催化劑的投放過程與攪拌過程能夠進行聯合作業，即攪拌運動與催化劑回用投放過程是一個聯動過程，在此基礎上，回用的催化劑還伴隨著回流的蒸發母液，能夠將投放單元內淤積的催化劑帶入混料單元內。在上述過程中，攪拌有助于催化劑的壓電催化過程，并且往復加入的催化劑和蒸發母液能夠緩解混料單元內的大分子有機物堵塞問題，進而提高反應過程，減少蒸發過程中起泡爆沸等問題。
進一步地，所述混料單元包括：混料支架、攪拌組件以及混料罐，所述混料罐轉動設置在所述混料支架上，所述混料罐下方設置有用于帶動所述混料罐轉動的轉動組件，所述攪拌組件設置在所述混料罐上且用于對混料罐內部的廢水進行攪拌催化作業。需要說明的是，現有技術中的廢水攪拌作業過程均為對罐體內部的廢水進行攪拌作業，而在本申請中，不僅利用混料罐內的攪拌組件進行攪拌作業，而且混料罐自身還能夠在轉動組件的作用下進行轉動。更進一步地，混料罐的轉動方向與攪拌組件的轉動方向相反，并且在混料過程中，混料罐先進行轉動一定時間后，待內部的廢水具有一定的離心力之后再啟動攪拌組件，使得攪拌組件使得混料罐內部的廢水反向轉動，在此過程中，攪拌效果更為明顯，能夠保證催化劑與廢水的充分反應。
進一步地，所述攪拌組件包括：攪拌電機、傳動件以及攪拌葉片，所述攪拌電機的輸出端與所述傳動件內行星輪組的太陽齒輪連接，所述行星輪組的行星齒輪、行星架均與所述傳動件的殼體轉動設置，所述行星架的外周面上間隔均布有若干凸起，所述太陽齒輪的下端還鍵接有攪拌軸，所述攪拌葉片固定在所述攪拌軸上。需要說明的是，對于攪拌組件，攪拌組件利用傳動件內的行星輪組實現對混料罐內的混合過程，具體地，攪拌電機還能夠通過減速箱等結構與太陽齒輪連接，太陽齒輪還鍵接有攪拌軸，攪拌軸上固定有攪拌葉片，攪拌電機啟動時，通過帶動太陽齒輪旋轉來使得攪拌葉片進行旋轉，繼而實現混料罐內廢水與催化劑的混合反應過程。
進一步地，所述投放單元包括：容納器、投放管道以及若干投放件，所述投放管道設置在所述混料罐上，所述容納器用于放置催化劑，若干所述投放件、容納器、蒸發單元均與所述投放管道連通，所述投放件包括：壓力筒、壓力桿以及復位彈簧，所述壓力筒通過單向閥與所述投放管道連通，所述壓力桿的一端套設在所述壓力筒內，另一端與所述行星架的外周面抵接，所述復位彈簧套設在所述壓力桿的另一端上，所述攪拌電機轉動進行攪拌作業時，能夠通過帶動行星架轉動來實現壓力桿的往復運動，進而聯合實現容納器內的催化劑投放作業。需要說明的是，由于傳動件內設有行星輪組，可以理解的是，行星輪組必然包括了太陽齒輪、行星齒輪以及行星架，在本申請的行星輪組結構中，太陽齒輪作為動力輸入與動力輸出，行星齒輪作為動力傳動，而行星架也作為動力輸出。具體地，太陽齒輪進行轉動時，帶動行星齒輪進行轉動，再帶動行星架進行轉動，而行星架的外周設置有若干的凸起，并且凸起與壓力桿的另一端抵接，凸起的轉動對壓力桿具有往復的壓力作用，并且在復位彈簧的作用下能夠持續對壓力筒進行壓力遞送，最終實現對容納器內催化劑的投放。還需要說明的是，容納器與脫水單元的第一出口連通，對于投放管道而言，其閥門控制過程較為常規，且不涉及相應的技術改進，此處便不再贅述。
進一步地，所述攪拌組件還包括混流件，所述混流件包括活動套設在所述攪拌軸上的混流環，所述混流環外周間隔均布有若干混流桿，所述攪拌軸的上端開設有移動槽，所述混流桿的端部延伸至所述移動槽內，所述攪拌軸轉動時，通過所述移動槽能夠帶動所述混流桿上下移動或轉動。需要說明的是，基于上述結構，當攪拌軸進行轉動時，其必然帶動著混料罐內部的廢水進行相應的攪拌運動，而與廢水接觸的混流件也必然具有產生相對運動的趨勢，此時的移動槽起到導向和限位的作用，使得混流桿在轉動的同時能夠進行上下移動。
作為優選，所述移動槽在所述攪拌軸外周面上呈正弦或余弦排布。為了實現混流桿轉動與上下移動的運動過程，移動槽的優選形狀為波浪形，更為具體地，移動槽的排布滿足正弦線或余弦線。
作為優選，所述脫水單元包括脫料筒、一級旋流器、二級旋流器、氣室以及分離室，所述氣室與所述超聲單元的出水端連通，所述一級旋流器、二級旋流器連通并置于所述脫料筒內，所述氣室還與所述一級旋流器連通，所述分離室設置在所述脫料筒的底部，所述二級旋流器的出水端設置有翼閥并置于所述分離室內。需要說明的是，對于脫水單元，脫料筒內的上部為稀相區，下部為密相區，稀相區的流速不能太高，對堆積密度較小的催化劑一般采用0.6m/s至0.7m/s，對堆積密度較大的催化劑則可采用0.8m/s至0.9m/s。即使如此，稀相空間仍有一定的催化劑濃度，為了減少催化劑的損耗，脫料筒內裝有兩級串聯的旋流器，其回收催化劑固體顆粒的效率應在99.5%以上。
作為優選，所述脫料筒的底部設置有用于分離催化劑的第一出口，所述脫料筒的底部還設置有用于分離廢水的第二出口，所述分離室的底部與所述第二出口連通。脫料筒內分離催化劑通過第一出口輸送這容納器內；脫料筒內的廢水通過第二出口與蒸發單元或投放管道連通。
本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：
1、本發明通過混料單元的持續攪拌來進行攪拌作業，并且催化劑的投放過程與攪拌過程能夠進行聯合作業，即攪拌運動與催化劑回用投放過程是一個聯動過程，在此基礎上，回用的催化劑還伴隨著回流的蒸發母液，能夠將投放單元內淤積的催化劑帶入混料單元內；
2、本發明在超聲波的技術基礎上，通過催化劑的壓電增強效應，能夠顯著降低體系反應活化能，從而形成更多的·OH自由基，將大分子高沸點有機物斷鏈生成小分子低沸點的有機物，部分有機物可直接降解成H2O和CO2，以改善蒸發進水的水質；
3、本發明的混料罐自身能夠在轉動組件的作用下進行轉動，此外，混料罐的轉動方向與攪拌組件的轉動方向相反，并且在混料過程中，混料罐先進行轉動一定時間后，待內部的廢水具有一定的離心力之后再啟動攪拌組件，使得攪拌組件使得混料罐內部的廢水反向轉動，在此過程中，攪拌效果更為明顯，能夠保證催化劑與廢水的充分反應。
（發明人：羅興中;廖義勇）
