公布日：2023.06.30
申请日：2023.04.19
分类号：C02F1/22(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及高盐污水处理技术领域，尤其为一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置及方法，包括底板和能够向上与底板分开的上壳体，所述上壳体的顶端设置有制冷机，所述底板的顶端固定连接有蓄水环，所述蓄水环与底板的顶端之间形成容器，所述蓄水环的外侧均匀的设置有六个延伸部，本发明使用时，需要首先对污染水的冰点进行取样测量，在得到污染水的冰点温度后，本发明通过底板上的进水管将污水排入至蓄水环的内侧，然后控制制冷机开始制冷，使制冷温度略低于污染水的冰点温度，减小制冷温度与污染水冰点温度的温度差，一方面起到延长冰结时间的作用，一方面通过减少上壳体内外温度差而降低能耗。
权利要求书
1.一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，其特征在于，包括底板(1)和能够向上与底板(1)分开的上壳体(8)，所述上壳体(8)的顶端设置有制冷机(7)，所述底板(1)的顶端固定连接有蓄水环(11)，所述蓄水环(11)与底板(1)的顶端之间形成容器，所述蓄水环(11)的外侧均匀的设置有六个延伸部(12)；所述上壳体(8)的内侧设置有与蓄水环(11)和延伸部(12)形状相对应的连接板(15)，所述连接板(15)的底端固定连接有均匀间隔设置的连接杆(17)，所述连接杆(17)能够向下嵌入到蓄水环(11)和延伸部(12)的内侧，且其底部能够与底板(1)的顶端接触，所述连接杆(17)由导热材料制成，所述连接板(15)内设置有循环管(9)，所述循环管(9)的两端连接有连接管(9)，所述连接管(9)设置在上壳体(8)的外侧；所述底板(1)的一侧设置有与蓄水环(11)内侧相连通的进水管(19)，所述底板(1)的底端设置有与蓄水环(11)底端内侧相连通的排水管(2)；所述连接杆(17)上设置有扩充物。
2.根据权利要求1所述的一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，其特征在于：所述延伸部(12)的宽度所对应的蓄水环(11)弧长等于蓄水环(11)的周长除以6。
3.根据权利要求2所述的一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，其特征在于：所述连接板(15)的内部和连接杆(17)的材质均为铜，所述连接板(15)的外侧设置有保温材料。
4.根据权利要求3所述的一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，其特征在于：所述连接杆(17)的外侧均匀的设置有倾斜连接部(18)，所述倾斜连接部(18)呈长条状设置。
5.根据权利要求3所述的一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，其特征在于：所述连接杆(17)包括连续设置的宽部(17a)和窄部(17b)，所述宽部(17a)和窄部(17b)之间设置有扩张部。
6.根据权利要求5所述的一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，其特征在于：所述宽部(17a)和窄部(17b)固定连接，所述窄部(17b)上通过铰链转动连接有均匀设置的连接片(14)，所述连接片(14)与窄部(17b)的外侧之间还设置有扭簧(13)，所述连接片(14)能够向下完全嵌入到宽部(17a)和窄部(17b)之间形成的空穴内。
7.根据权利要求5所述的一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，其特征在于：位于上侧的所述宽部(17a)和其下侧的窄部(17b)滑动连接，宽部(17a)和窄部(17b)的连接处固定连接有弹簧片(27)，所述弹簧片(27)为黄铜，所述弹簧片(27)的中心处设置有抵块(28)，连接杆(17)不受下压力时，所述弹簧片(27)能够完全嵌入到宽部(17a)和窄部(17b)之间形成的空穴内。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，其特征在于：所述连接管(9)上连通有风机筒(10)，所述风机筒(10)的内侧固定连接有风机(22)和加热网(23)，所述风机筒(10)的外侧设置有换热鳍片(26)，所述风机筒(10)的一侧设置有折叠罩(25)，所述折叠罩(25)的端口处设置有连接环(24)，拉动所述连接环(24)，能够改变换热鳍片(26)与外部空气的接触数量。
9.根据权利要求8所述的一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，其特征在于：所述底板(1)由支撑脚(21)架空，所述底板(1)处还设置有侧板(3)，所述侧板(3)的顶端固定连接有液压杆(4)，所述液压杆(4)的顶端固定连接有换热板(6)，所述换热板(6)的位于制冷机(7)的热出风处，所述换热板(6)与上壳体(8)固定连接，所述换热板(6)内设置有换热通水管(5)，所述换热通水管(5)的另一端连通有蓄水筒(20)。
10.一种如权利要求9所述的利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置的使用方法，其特征在于，其步骤在于；步骤1；对污染水的冰点进行取样测量，在得到污染水的冰点温度后，本发明通过底板(1)上的进水管(19)将污水排入至蓄水环(11)的内侧，然后控制制冷机(7)开始制冷，使制冷温度略低于污染水的冰点温度，减小制冷温度与污染水冰点温度的温度差；步骤2；蓄水环(11)内的污水成冰后，通过向连接杆(17)处进行加温，多点均匀设置的连接杆(17)会使其附近的冰块融化，形成上下贯穿的浓缩液排出通道；步骤3；对冰块内部浓缩液排出通道进行冲刷，用于增加冰块纯净度的作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，以解决上述背景技术中提出的部分浓缩溶液来不及排出而被包裹在冰体内，因此，单纯冷冻的脱除效果不理想，需要结合其他工艺进一步从冰体中分离有机物和盐，本发明提供一种较为新颖的方法将被包裹的浓缩液引在结冰冰块的一些确定位置，然后将这些被包裹的浓缩液导引出，能够更加有效和精准的对浓缩液进行排出和处理。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，包括底板和能够向上与底板分开的上壳体，所述上壳体的顶端设置有制冷机，所述底板的顶端固定连接有蓄水环，所述蓄水环与底板的顶端之间形成容器，所述蓄水环的外侧均匀的设置有六个延伸部；
在上述设置下，本发明使用时，需要首先对污染水的冰点进行取样测量，在得到污染水的冰点温度后，本发明通过底板上的进水管将污水排入至蓄水环的内侧，然后控制制冷机开始制冷，使制冷温度略低于污染水的冰点温度，减小制冷温度与污染水冰点温度的温度差，一方面起到延长冰结时间的作用，一方面通过减少上壳体内外温度差而降低能耗，其中，本发明在蓄水环外侧设置六个延伸部形成延伸部，能够起到均匀受冷的作用，增加蓄水环内污水冰结的同步性；
所述上壳体的内侧设置有与蓄水环和延伸部形状相对应的连接板，所述连接板的底端固定连接有均匀间隔设置的连接杆，所述连接杆能够向下嵌入到蓄水环和延伸部的内侧，且其底部能够与底板的顶端接触，所述连接杆由导热材料制成，所述连接板内设置有循环管，所述循环管的两端连接有连接管，所述连接管设置在上壳体的外侧；
在上述设置下，本发明在蓄水环上侧设置连接板，连接板下侧设置连接杆，连接杆向下能够贯穿在蓄水环的内侧，在蓄水环内的污水开始结冰后，污染物向液相流动，在成冰之后，可以通过向连接杆处进行加温，多点均匀设置的连接杆会使其附近的冰块融化，形成上下贯穿的浓缩液排出通道，通道的出现还降低了冰块的整体性，后续需要的情况下，还会便于后续冰块的破碎实现固液分离；
同时的，在结冰的过程中，因为连接杆与外部空间相接触，外部空间温度较高，从而使连接杆处温度会略微高于其附近区域，多点均匀设置的连接杆使其相近区域形成以其为中心的“高温”区域，在这种情况下，分布在污水内的多点均匀设置的连接杆处会最后结冰，此时，污染物会倾向于向连接杆处集中并形成被包裹的浓缩液，当被包裹的浓缩液出现在连接杆处时，可以实现快速的、快捷的浓缩液分离；
所述底板的一侧设置有与蓄水环内侧相连通的进水管，所述底板的底端设置有与蓄水环底端内侧相连通的排水管；
排水管用于浓缩液的排出。
所述连接杆上设置有扩充物。
在上述设置下，扩充物用于增加连接杆的作用影响面积。
作为本发明所述一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置的一种可选方案，其中：所述延伸部的宽度所对应的蓄水环弧长等于蓄水环的周长除以6。
在上述设置下，当延伸部的宽度所对应的蓄水环弧长等于蓄水环的周长除以6时，增加与低温接触面的同时，在蓄水环的不同位置上，蓄水环深度位置到达蓄水环表面位置的距离差异最小，其差异的绝对距离也小，能够最大程度的保持结冰的一致性；
作为本发明所述一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置的一种可选方案，其中：所述连接板的内部和连接杆的材质均为铜，所述连接板的外侧设置有保温材料。
在上述设置下，铜具有优良的导热性，这种情况能够便于外接温度向连接杆的传递；连接板的外侧设置有保温材料，是为了防止低温快速将连接板温度带走，使外部温度顺利到达连接杆；
作为本发明所述一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置的一种可选方案，其中：所述连接杆的外侧均匀的设置有倾斜连接部，所述倾斜连接部呈长条状设置。
在上述设置下，本发明在连接杆的外侧均匀的设置有倾斜连接部，倾斜连接部遍布整个污水，在成冰之后，可以通过向连接杆处进行加温，多点均匀设置的连接杆和倾斜连接部形成网状并使其附近的冰块融化，形成上下贯穿的浓缩液排出通道，最大程度的使被包裹浓缩液与倾斜连接部接触，便于浓缩液的排出；
作为本发明所述一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置的一种可选方案，其中：所述连接杆包括连续设置的宽部和窄部，所述宽部和窄部之间设置有扩张部。
在上述设置下，设置的扩张部能够增加连接杆的作用面积，便于被包裹的浓缩液在扩张部处出现；
作为本发明所述一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置的一种可选方案，其中：所述宽部和窄部固定连接，所述窄部上通过铰链转动连接有均匀设置的连接片，所述连接片与窄部的外侧之间还设置有扭簧，所述连接片能够向下完全嵌入到宽部和窄部之间形成的空穴内。
在上述设置下，当连接杆进入污水中后，连接片会在扭簧的作用下向外扩张，从而形成扩张的部分，通过增加接触面积使热量集中在扩张的部分，便于被包裹的浓缩液在扩张部处出现，起到增加引导效果的作用；同时的，在扭簧的作用下，在浓缩液排出通道出现后，连接片能够向内靠拢取出冰块内。
作为本发明所述一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置的一种可选方案，其中：位于上侧的所述宽部和其下侧的窄部滑动连接，宽部和窄部的连接处固定连接有弹簧片，所述弹簧片为黄铜，所述弹簧片的中心处设置有抵块，连接杆不受下压力时，所述弹簧片能够完全嵌入到宽部和窄部之间形成的空穴内。
在上述设置下，当连接杆进入污水中后，随着连接杆顶部的不断下压，宽部和窄部之间的弹簧片会向外扩张从而形成扩张的部分，通过增加接触面积使热量集中在扩张的部分，便于被包裹的浓缩液在扩张部处出现，起到增加引导效果的作用，同时的，在弹簧片的弹性作用下，在浓缩液排出通道出现后，可以向上将连接杆取出冰块。
作为本发明所述一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置的一种可选方案，其中：所述连接管上连通有风机筒，所述风机筒的内侧固定连接有风机和加热网，所述风机筒的外侧设置有换热鳍片，所述风机筒的一侧设置有折叠罩，所述折叠罩的端口处设置有连接环，拉动所述连接环，能够改变换热鳍片与外部空气的接触数量。
在上述设置下，为了保证连接杆的热量，本发明还在连接管上设置用于增加循环管内部介质流动的风机和用于加热的加热网来便于连接杆的温度升高，便于连接杆处浓缩液排出通道的出现；通过拉动所述连接环，能够改变换热鳍片与外部空气的接触数量，改变换热的效果；
作为本发明所述一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置的一种可选方案，其中：所述底板由支撑脚架空，所述底板处还设置有侧板，所述侧板的顶端固定连接有液压杆，所述液压杆的顶端固定连接有换热板，所述换热板的位于制冷机的热出风处，所述换热板与上壳体固定连接，所述换热板内设置有换热通水管，所述换热通水管的另一端连通有蓄水筒。
在上述设置下，液压杆用于上壳体的抬升运动，本发明在制冷机的热出风处设置换热板，向换热通水管的内侧通水，换热板能够将制冷机产生的热量收集储存到蓄水筒的内侧，可以用于对冰块内部浓缩液排出通道的冲刷，起到增加冰块纯净度的作用。
一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置的使用方法，其步骤在于；
步骤1；对污染水的冰点进行取样测量，在得到污染水的冰点温度后，本发明通过底板上的进水管将污水排入至蓄水环的内侧，然后控制制冷机开始制冷，使制冷温度略低于污染水的冰点温度，减小制冷温度与污染水冰点温度的温度差；
步骤2；蓄水环内的污水成冰后，通过向连接杆处进行加温，多点均匀设置的连接杆会使其附近的冰块融化，形成上下贯穿的浓缩液排出通道；
步骤3；对冰块内部浓缩液排出通道进行冲刷，用于增加冰块纯净度的作用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，本发明使用时，需要首先对污染水的冰点进行取样测量，在得到污染水的冰点温度后，本发明通过底板上的进水管将污水排入至蓄水环的内侧，然后控制制冷机开始制冷，使制冷温度略低于污染水的冰点温度，减小制冷温度与污染水冰点温度的温度差，一方面起到延长冰结时间的作用，一方面通过减少上壳体内外温度差而降低能耗，其中，本发明在蓄水环外侧设置六个延伸部形成延伸部，能够起到均匀受冷的作用，增加蓄水环内污水冰结的同步性。
2、该一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，本发明在蓄水环上侧设置连接板，连接板下侧设置连接杆，连接杆向下能够贯穿在蓄水环的内侧，在蓄水环内的污水开始结冰后，污染物向液相流动，在成冰之后，可以通过向连接杆处进行加温，多点均匀设置的连接杆会使其附近的冰块融化，形成上下贯穿的浓缩液排出通道，通道的出现还降低了冰块的整体性，后续需要的情况下，还会便于后续冰块的破碎实现固液分离。
3、该一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，同时的，在结冰的过程中，因为连接杆与外部空间相接触，外部空间温度较高，从而使连接杆处温度会略微高于其附近区域，多点均匀设置的连接杆使其相近区域形成以其为中心的“高温”区域，在这种情况下，分布在污水内的多点均匀设置的连接杆处会最后结冰，此时，污染物会倾向于向连接杆处集中并形成被包裹的浓缩液，当被包裹的浓缩液出现在连接杆处时，可以实现快速的、快捷的浓缩液分离。
4、该一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，当延伸部的宽度所对应的蓄水环弧长等于蓄水环的周长除以6时，增加与低温接触面的同时，在蓄水环的不同位置上，蓄水环深度位置到达蓄水环表面位置的距离差异最小，其差异的绝对距离也小，能够最大程度的保持结冰的一致性。
5、该一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，本发明在连接杆的外侧均匀的设置有倾斜连接部，倾斜连接部遍布整个污水，在成冰之后，可以通过向连接杆处进行加温，多点均匀设置的连接杆和倾斜连接部形成网状并使其附近的冰块融化，形成上下贯穿的浓缩液排出通道，最大程度的使被包裹浓缩液与倾斜连接部接触，便于浓缩液的排出。
6、该一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，当连接杆进入污水中后，连接片会在扭簧的作用下向外扩张，从而形成扩张的部分，通过增加接触面积使热量集中在扩张的部分，便于被包裹的浓缩液在扩张部处出现，起到增加引导效果的作用；同时的，在扭簧的作用下，在浓缩液排出通道出现后，连接片能够向内靠拢取出冰块内。
7、该一种利用冷冻法实现高盐高COD废水零排放装置，当连接杆进入污水中后，随着连接杆顶部的不断下压，宽部和窄部之间的弹簧片会向外扩张从而形成扩张的部分，通过增加接触面积使热量集中在扩张的部分，便于被包裹的浓缩液在扩张部处出现，起到增加引导效果的作用，同时的，在弹簧片的弹性作用下，在浓缩液排出通道出现后，可以向上将连接杆取出冰块。
（发明人：鲍丙永;白渊涛;单兴华;柳金文;刘维青;杨学胜）
