公布日：2024.12.31
申請日：2024.09.27
分類號：C02F9/00(2023.01)I;B01F33/82(2022.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N
摘要
本發明涉及一種紫外‑芬頓法處理高濃度有毒廢水的處理系統，包括廢水處理系統，所述廢水處理系統包括酸化處理罐、氧化處理罐、中和處理罐、硫酸罐、硫酸亞鐵罐、雙氧水罐、堿水罐、絮凝劑罐、進液口、出液口、加藥口；所述氧化處理罐固定設置于所述酸化處理罐一側，其另一側固定設置有中和處理罐，所述硫酸罐固定設置于所述酸化處理罐一側，所述硫酸亞鐵罐、雙氧水罐固定設置于所述氧化處理罐一側，所述堿水罐、絮凝劑罐固定設置于所述中和處理罐一側，本發明可有效的減輕攪拌死角，獲得大面積的水體交換，提高攪拌均勻性，降低反應時間，提高反應充分性，降低藥劑使用量，降低廢水處理成本。
權利要求書
1.一種紫外-芬頓法處理高濃度有毒廢水的處理系統，其特征在于：包括廢水處理系統（1），所述廢水處理系統（1）包括酸化處理罐（101）、氧化處理罐（102）、中和處理罐（103）、硫酸罐（104）、硫酸亞鐵罐（105）、雙氧水罐（106）、堿水罐（107）、絮凝劑罐（108）、進液口（109）、出液口（110）、加藥口（111）；所述氧化處理罐（102）固定設置于所述酸化處理罐（101）一側，其另一側固定設置有中和處理罐（103），所述硫酸罐（104）固定設置于所述酸化處理罐（101）一側，所述硫酸亞鐵罐（105）、雙氧水罐（106）固定設置于所述氧化處理罐（102）一側，所述堿水罐（107）、絮凝劑罐（108）固定設置于所述中和處理罐（103）一側，所述酸化處理罐（101）、氧化處理罐（102）、中和處理罐（103）側壁下端開設有進液口（109），側壁上端開設有出液口（110），其頂部開設有加藥口（111）；所述酸化處理罐（101）的所述出液口（110）與所述氧化處理罐（102）的所述進液口（109）連接，所述氧化處理罐（102）的所述出液口（110）與中和處理罐（103）的所述進液口（109）連接；所述酸化處理罐（101）上固定設置有酸化廢水的酸化反應機構（2）；所述氧化處理罐（102）上固定設置有氧化廢水的氧化反應機構（3）；所述中和處理罐（103）上固定設置有中和絮凝廢水的中和反應機構（4）；所述酸化反應機構（2）包括酸化罐蓋板（201）、攪拌器支撐架（202）、臥式攪拌電機（203）、第一攪拌桿（204）、錐塔式噴氣攪拌器（205）、弧形攪拌葉（206）、噴氣孔（207）；所述酸化罐蓋板（201）固定設置于所述酸化處理罐（101）頂部，所述攪拌器支撐架（202）固定設置于所述酸化罐蓋板（201）頂部，所述臥式攪拌電機（203）固定設置于所述攪拌器支撐架（202）頂部，其軸端與所述第一攪拌桿（204）固定連接，所述錐塔式噴氣攪拌器（205）固定設置于所述第一攪拌桿（204）遠離所述臥式攪拌電機（203）一端，所述錐塔式噴氣攪拌器（205）上沿其徑向方向均勻設置有多組弧形攪拌葉（206），所述錐塔式噴氣攪拌器（205）上均勻開設有多組噴氣孔（207）；所述第一攪拌桿（204）、錐塔式噴氣攪拌器（205）內部為空芯；所述氧化反應機構（3）包括氧化罐蓋板（301）、立式攪拌電機（302）、第二攪拌桿（303）、螺旋葉片攪拌器（304）；所述氧化罐蓋板（301）固定設置于所述氧化處理罐（102）頂部，所述攪拌器支撐架（202）固定設置于所述氧化罐蓋板（301）頂部，所述立式攪拌電機（302）固定設置于所述攪拌器支撐架（202）頂部，其軸端與所述第二攪拌桿（303）固定連接，所述螺旋葉片攪拌器（304）固定設置于所述第二攪拌桿（303）遠離所述立式攪拌電機（302）一端；所述氧化反應機構（3）還包括反沖攪拌罐（305）、外擴錐形面（306）、導流槽（307）、導流口（308）、固定支架（309）、連接桿（310）、跟隨小齒輪（311）、大齒盤（312）、反轉電機支架（313）、反轉電機（314）、主動齒輪（315）；所述反沖攪拌罐（305）活動設置于所述氧化處理罐（102）內部，所述螺旋葉片攪拌器（304）的底端延伸至所述反沖攪拌罐（305）內，所述反沖攪拌罐（305）頂部開設有外擴錐形面（306），以使液體向中心導流，所述反沖攪拌罐（305）內部均勻分割成多組導流槽（307），每組所述導流槽（307）底部靠近所述反沖攪拌罐（305）側壁上開設有導流口（308），所述固定支架（309）固定設置于所述反沖攪拌罐（305）外側壁上，所述連接桿（310）設置有多組，均勻固定設置于所述固定支架（309）上，所述跟隨小齒輪（311）活動套設于所述連接桿（310）上，所述大齒盤（312）固定設置于所述氧化罐蓋板（301）內部，與多組所述跟隨小齒輪（311）嚙合傳動，所述反轉電機支架（313）固定設置于所述氧化罐蓋板（301）上，所述反轉電機（314）固定設置于所述反轉電機支架（313）上，其軸端與所述主動齒輪（315）固定連接，所述主動齒輪（315）與所述大齒盤（312）嚙合傳動。
2.根據權利要求1所述的一種紫外-芬頓法處理高濃度有毒廢水的處理系統，其特征在于，所述氧化反應機構（3）還包括定位槽（316）、支撐直角座（317）、豎支撐輪（318）、橫支撐輪（319）；所述氧化罐蓋板（301）內部開設有定位槽（316），所述支撐直角座（317）設置有多組，沿所述氧化罐蓋板（301）徑向均勻固定設置于所述定位槽（316）內，所述豎支撐輪（318）、橫支撐輪（319）垂直固定設置于所述支撐直角座（317）上，所述大齒盤（312）活動設置于所述橫支撐輪（319）上，其底部與所述橫支撐輪（319）相切，其外圓面與所述豎支撐輪（318）相切。
3.根據權利要求2所述的一種紫外-芬頓法處理高濃度有毒廢水的處理系統，其特征在于，所述氧化反應機構（3）還包括條式紫外照射燈（320）；所述條式紫外照射燈（320）設置有多組，均勻固定設置于所述氧化處理罐（102）內壁上，與所述導流口（308）等高。
4.根據權利要求3所述的一種紫外-芬頓法處理高濃度有毒廢水的處理系統，其特征在于，所述中和反應機構（4）包括中和罐蓋（401）、第三攪拌桿（402）、柔性螺旋攪拌器（403）；所述中和罐蓋（401）固定設置于所述中和處理罐（103）頂部，所述攪拌器支撐架（202）固定設置于所述中和罐蓋（401）頂部，所述臥式攪拌電機（203）固定設置于所述攪拌器支撐架（202）頂部，其軸端與所述第三攪拌桿（402）固定連接，所述柔性螺旋攪拌器（403）固定設置于所述第三攪拌桿（402）遠離所述臥式攪拌電機（203）一端。
5.根據權利要求4所述的一種紫外-芬頓法處理高濃度有毒廢水的處理系統，其特征在于，所述中和反應機構（4）還包括扇形攪拌葉（404）、鏤孔支撐盤（405）、扇形槽口（406）、升降氣缸（407）、強力噴嘴（408）；所述扇形攪拌葉（404）固定套設于所述第三攪拌桿（402）上部，低于所述進液口（109）；所述鏤孔支撐盤（405）通過所述升降氣缸（407）活動設置于所述中和處理罐（103）內，低于所述進液口（109），所述升降氣缸（407）固定設置于所述中和罐蓋（401）上，所述鏤孔支撐盤（405）上均勻開設有多組扇形槽口（406），所述扇形槽口（406）的形狀與大小與所述扇形攪拌葉（404）的葉片一致，所述強力噴嘴（408）設置有多組，固定設置于所述中和處理罐（103）側壁上，正對所述出液口（110）。
6.根據權利要求5所述的一種紫外-芬頓法處理高濃度有毒廢水的處理系統，其特征在于，所述紫外-芬頓法處理高濃度有毒廢水的處理系統還包括便攜式自動上藥機構（5），所述便攜式自動上藥機構（5）包括藥筒（501）、底架（502）、支撐臂（503）、過渡桿（504）、翻轉氣缸（505）、翻轉連桿（506）、過渡板（507）、夾手臂（508）、夾緊氣缸（509）、支撐立柱（510）、托舉架（511）、托舉抓手（512）；所述藥筒（501）活動設置于所述底架（502）中間位置，所述支撐臂（503）設置有兩組，固定設置于所述底架（502）上，所述過渡桿（504）中間與所述支撐臂（503）活動鉸鏈，其一端與所述翻轉氣缸（505）鉸鏈，另一端與所述翻轉連桿（506）鉸鏈，所述翻轉氣缸（505）另一端與所述底架（502）鉸鏈，所述翻轉連桿（506）另一端拱頂設置于所述過渡板（507）上，所述夾手臂（508）中間與所述過渡板（507）鉸鏈，其一端經所述夾緊氣缸（509）與另一組所述夾手臂（508）固定連接，另一端夾持所述藥筒（501），所述支撐立柱（510）設置有兩組，固定設置于所述底架（502）兩側，所述托舉架（511）活動設置于所述支撐立柱（510）上，沿其上下方向直線運動，所述托舉抓手（512）固定設置于所述托舉架（511）上，受氣缸作用伸縮運動。
7.根據權利要求6所述的一種紫外-芬頓法處理高濃度有毒廢水的處理系統的處理工藝，其特征在于，包括如下步驟：S1、所述臥式攪拌電機（203）帶動所述第一攪拌桿（204）轉動，從而帶動所述錐塔式噴氣攪拌器（205）上的所述弧形攪拌葉（206）轉動，進行液體攪拌；所述第一攪拌桿（204）、錐塔式噴氣攪拌器（205）為中空機構，壓縮空氣經所述第一攪拌桿（204）頂端進入，經所述錐塔式噴氣攪拌器（205）上的所述噴氣孔（207）噴出，形成曝氣；S2、所述立式攪拌電機（302）帶動所述第二攪拌桿（303）轉動，從而帶動所述螺旋葉片攪拌器（304）轉動，進行液體攪拌；S3、所述反轉電機（314）轉動，從而通過所述主動齒輪（315）帶動所述大齒盤（312）轉動，進而帶動所述跟隨小齒輪（311）轉動，通過所述固定支架（309）、連接桿（310）帶動所述反沖攪拌罐（305）轉動；其轉動方向與所述螺旋葉片攪拌器（304）轉動方向相反；S4、氧化反應中的廢水經所述導流口（308）流出時，照射到所述條式紫外照射燈（320）照射的紫外線，對反應進行催化氧化；S5、所述臥式攪拌電機（203）帶動所述第三攪拌桿（402）轉動，從而帶動所述柔性螺旋攪拌器（403）轉動，進行液體攪拌；S6、當正常攪拌時，所述鏤孔支撐盤（405）經所述升降氣缸（407）拉升至頂部，所述扇形攪拌葉（404）隨所述第三攪拌桿（402）轉動，當需要進行絮凝物處理時，所述扇形攪拌葉（404）受所述臥式攪拌電機（203）轉動至與所述扇形槽口（406）相對應位置，所述鏤孔支撐盤（405）經所述升降氣缸（407）下降至扇形攪拌葉（404）出處，阻礙絮凝物質向下運動，所述強力噴嘴（408）工作，將礙絮凝物質通過所述出液口（110）吹出罐外；S7、所述夾緊氣缸（509）推動兩組所述夾手臂（508），受所述過渡板（507）鉸鏈轉角作用，兩組所述夾手臂（508）另一端夾緊所述藥筒（501），所述托舉架（511）下降至所述托舉抓手（512）低于所述底架（502），受氣缸推力作用，兩組所述托舉抓手（512）夾緊所述底架（502），所述托舉架（511）沿所述支撐立柱（510）向上運動至指定位置，所述翻轉氣缸（505）通過所述過渡桿（504）、翻轉連桿（506）、過渡板（507）、夾手臂（508）的鉸接作用，對所述藥筒（501）進行傾斜導入藥液。
發明內容
本發明要解決的技術問題是減輕攪拌死角，獲得大面積的水體交換，提高攪拌均勻性，降低反應時間，提高反應充分性，降低藥劑使用量，降低廢水處理成本，精簡設備機構形式，從而降低投入成本，提高設備自動化程度較低，降低勞動強度。
為解決上述技術問題，本發明提供一種紫外-芬頓法處理高濃度有毒廢水的處理系統，包括廢水處理系統，所述廢水處理系統包括酸化處理罐、氧化處理罐、中和處理罐、硫酸罐、硫酸亞鐵罐、雙氧水罐、堿水罐、絮凝劑罐、進液口、出液口、加藥口；所述氧化處理罐固定設置于所述酸化處理罐一側，其另一側固定設置有中和處理罐，所述硫酸罐固定設置于所述酸化處理罐一側，所述硫酸亞鐵罐、雙氧水罐固定設置于所述氧化處理罐一側，所述堿水罐、絮凝劑罐固定設置于所述中和處理罐一側，所述酸化處理罐、氧化處理罐、中和處理罐側壁下端開設有進液口，側壁上端開設有出液口，其頂部開設有加藥口；所述酸化處理罐的所述出液口與所述氧化處理罐的所述進液口連接，所述氧化處理罐的所述出液口與中和處理罐的所述進液口連接；
所述酸化處理罐上固定設置有酸化廢水的酸化反應機構；
所述氧化處理罐上固定設置有氧化廢水的氧化反應機構；
所述中和處理罐上固定設置有中和絮凝廢水的中和反應機構；
優選的，所述酸化反應機構包括酸化罐蓋板、攪拌器支撐架、臥式攪拌電機、第一攪拌桿、錐塔式噴氣攪拌器、弧形攪拌葉、噴氣孔；所述酸化罐蓋板固定設置于所述酸化處理罐頂部，所述攪拌器支撐架固定設置于所述酸化罐蓋板頂部，所述臥式攪拌電機固定設置于所述攪拌器支撐架頂部，其軸端與所述第一攪拌桿固定連接，所述錐塔式噴氣攪拌器固定設置于所述第一攪拌桿遠離所述臥式攪拌電機一端，所述錐塔式噴氣攪拌器上沿徑向方向均勻設置有多組弧形攪拌葉，所述錐塔式噴氣攪拌器上均勻開設有多組噴氣孔；所述第一攪拌桿、錐塔式噴氣攪拌器內部為空芯；
優選的，所述氧化反應機構包括氧化罐蓋板、立式攪拌電機、第二攪拌桿、螺旋葉片攪拌器；所述氧化罐蓋板固定設置于所述氧化處理罐頂部，所述攪拌器支撐架固定設置于所述氧化罐蓋板頂部，所述立式攪拌電機固定設置于所述攪拌器支撐架頂部，其軸端與所述第二攪拌桿固定連接，所述螺旋葉片攪拌器固定設置于所述第二攪拌桿遠離所述立式攪拌電機一端；
優選的，所述氧化反應機構還包括反沖攪拌罐、外擴錐形面、導流槽、導流口、固定支架、連接桿、跟隨小齒輪、大齒盤、反轉電機支架、反轉電機、主動齒輪；所述反沖攪拌罐活動設置于所述氧化處理罐內部，所述反沖攪拌罐頂部開設有外擴錐形面，以使液體向中心導流，所述反沖攪拌罐內部均勻分割成多組導流槽，每組所述導流槽底部靠近所述反沖攪拌罐側壁上開設有導流口，所述固定支架固定設置于所述反沖攪拌罐外側壁上，所述連接桿設置有多組，均勻固定設置于所述固定支架上，所述跟隨小齒輪活動套設于所述連接桿上，所述大齒盤固定設置于所述氧化罐蓋板內部，與多組所述跟隨小齒輪嚙合傳動，所述反轉電機支架固定設置于所述氧化罐蓋板上，所述反轉電機固定設置于所述反轉電機支架上，其軸端與所述主動齒輪固定連接，所述主動齒輪與所述大齒盤嚙合傳動；
優選的，所述氧化反應機構還包括定位槽、支撐直角座、豎支撐輪、橫支撐輪；所述氧化罐蓋板內部開設有定位槽，所述支撐直角座設置有多組，沿所述氧化罐蓋板徑向均勻固定設置于所述定位槽內，所述豎支撐輪、橫支撐輪垂直固定設置于所述支撐直角座上，所述大齒盤活動設置于所述橫支撐輪上，其底部與所述橫支撐輪相切，其外圓面與所述豎支撐輪相切；
優選的，所述氧化反應機構還包括條式紫外照射燈；所述條式紫外照射燈設置有多組，均勻固定設置于所述氧化處理罐內壁上，與所述導流口等高；
優選的，所述中和反應機構包括中和罐蓋、第三攪拌桿、柔性螺旋攪拌器；所述中和罐蓋固定設置于所述中和處理罐頂部，所述攪拌器支撐架固定設置于所述中和罐蓋頂部，所述臥式攪拌電機固定設置于所述攪拌器支撐架頂部，其軸端與所述第三攪拌桿固定連接，所述柔性螺旋攪拌器固定設置于所述第三攪拌桿遠離所述臥式攪拌電機一端；
優選的，所述中和反應機構還包括扇形攪拌葉、鏤孔支撐盤、扇形槽口、升降氣缸、強力噴嘴；所述扇形攪拌葉固定套設于所述第三攪拌桿上部，低于所述進液口；所述鏤孔支撐盤通過所述升降氣缸活動設置于所述中和處理罐內，低于所述進液口，所述升降氣缸固定設置于所述中和罐蓋上，所述鏤孔支撐盤上均勻開設有多組扇形槽口，所述扇形槽口的形狀與大小與所述扇形攪拌葉的葉片一致，所述強力噴嘴設置有多組，固定設置于所述中和處理罐側壁上，正對所述出液口；
優選的，所述紫外-芬頓法處理高濃度有毒廢水的處理系統還包括便攜式自動上藥機構，所述便攜式自動上藥機構包括藥筒、底架、支撐臂、過渡桿、翻轉氣缸、翻轉連桿、過渡板、夾手臂、夾緊氣缸、支撐立柱、托舉架、托舉抓手；所述藥筒活動設置于所述底架中間位置，所述支撐臂設置有兩組，固定設置于所述底架上，所述過渡桿中間與所述支撐臂活動鉸鏈，其一端與所述翻轉氣缸鉸鏈，另一端與所述翻轉連桿鉸鏈，所述翻轉氣缸另一端與所述底架鉸鏈，所述翻轉連桿另一端拱頂設置于所述過渡板上，所述夾手臂中間與所述過渡板鉸鏈，其一端經所述夾緊氣缸與另一組所述夾手臂固定連接，另一端夾持所述藥筒，所述支撐立柱設置有兩組，固定設置于所述底架兩側，所述托舉架活動設置于所述支撐立柱上，可沿其上下方向直線運動，所述托舉抓手固定設置于所述托舉架上，受氣缸作用可伸縮運動；
一種紫外-芬頓法處理高濃度有毒廢水的處理系統的處理工藝，包括如下步驟：
S1、所述臥式攪拌電機帶動所述第一攪拌桿轉動，從而帶動所述錐塔式噴氣攪拌器上的所述弧形攪拌葉轉動，進行液體攪拌；所述第一攪拌桿、錐塔式噴氣攪拌器為中空機構，壓縮空氣經所述第一攪拌桿頂端進入，經所述錐塔式噴氣攪拌器上的所述噴氣孔噴出，形成曝氣；
S2、所述立式攪拌電機帶動所述第二攪拌桿轉動，從而帶動所述螺旋葉片攪拌器轉動，進行液體攪拌；
S3、所述反轉電機轉動，從而通過所述主動齒輪帶動所述大齒盤轉動，進而帶動所述跟隨小齒輪轉動，通過所述固定支架、連接桿帶動所述反沖攪拌罐轉動；其轉動方向與所述螺旋葉片攪拌器轉動方向相反；
S4、氧化反應中的廢水經所述導流口流出時，照射到所述條式紫外照射燈照射的紫外線，對反應進行催化氧化；
S5、所述臥式攪拌電機帶動所述第三攪拌桿轉動，從而帶動所述柔性螺旋攪拌器轉動，進行液體攪拌；
S6、當正常攪拌時，所述鏤孔支撐盤經所述升降氣缸拉升至頂部，所述扇形攪拌葉隨所述第三攪拌桿轉動，當需要進行絮凝物處理時，所述扇形攪拌葉受所述臥式攪拌電機轉動至與所述扇形槽口相對應位置，所述鏤孔支撐盤經所述升降氣缸下降至扇形攪拌葉出處，阻礙絮凝物質向下運動，所述強力噴嘴工作，將礙絮凝物質通過所述出液口吹出罐外；
S7、所述夾緊氣缸推動兩組所述夾手臂，受所述過渡板鉸鏈轉角作用，兩組所述夾手臂另一端夾緊所述藥筒，所述托舉架下降至所述托舉抓手低于所述底架，受氣缸推力作用，兩組所述托舉抓手夾緊所述底架，所述托舉架沿所述支撐立柱向上運動至指定位置，所述翻轉氣缸通過所述過渡桿、翻轉連桿、過渡板、夾手臂的鉸接作用，對所述藥筒進行傾斜導入藥液；
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
1、通過設置酸化反應機構中的錐塔式噴氣攪拌器，在進行高濃度有毒廢水進行處理前進行的酸化預處理中，攪拌器沿其徑向方向做切線運動，在其罐體壁的作用下，形成自下而上的循環水流，有效消除攪拌死角，獲得大面積的水體交換，另外，空氣經中心孔噴入，從錐塔式噴氣攪拌器噴出，在廢水中形成大量氣泡對液體進行攪拌沖擊，提高了供氧的同時，加速溶液酸化速度和酸化均勻性。
2、通過設置酸化反應機構中的反沖攪拌罐，螺旋葉片采用渦輪傘狀結構，攪拌器旋轉時形成負壓，增加中心射流速度，將上層加入藥液的溶液吸入反沖攪拌罐，并經導流槽、導流口流出，反沖攪拌罐與螺旋葉片攪拌器相反轉動，在導流口處形成渦流和旋流，提高了溶液循環流動，提高了攪拌效率，提高了高濃度有毒廢水的氧化速度，同時提高了反應的充分性，降低了藥劑用量，降低了生產成本。
3、通過設置支撐直角座、豎支撐輪、橫支撐輪，可保證齒輪盤的運動流暢性，同等功能下精簡設備結構，降低了設備的制造成本。
4、通過設置條式紫外照射燈，紫外照射燈設置于導流口等高位置，在旋流位置進行紫外線照射，提高了氧化效率，降低了廢水降解的時間。
5、通過設置中和罐蓋中的柔性螺旋攪拌器，在對反應后的液體進行酸堿中和和絮凝過程中，既保證了攪拌的有效性，又降低了攪拌對溶液造成的沖擊，提高了中和速度的同時，提高了絮凝速度。
6、通過設置扇形攪拌葉、鏤孔支撐盤，簡化了對絮凝物的處理方式，采用氣缸上下，分離液體與絮凝物，采用高壓氣體對絮凝物進行沖擊至出口，提高了設備整體工作效率，提高了設備的自動化程度。
7、通過設置便攜式自動上藥機構，減少了人工加藥至加藥箱的動作，降低了勞動強度，提高了設備整體的自動化程度。
（發明人：呂錫元;呂飛龍）
