公布日：2022.09.09
申请日：2022.07.19
分类号：C02F9/04(2006.01)I
摘要
本发明涉及一种回收利用一体化的磁性催化氧化废水处理系统，包括前处理单元、若干个废水处理单元、若干个催化剂回收单元、后处理单元和控制单元，前处理单元通过管道并联若干个废水处理单元，每个废水处理单元对应连接一个催化剂回收单元；控制单元通讯连接其它各个单元；催化剂回收单元包括磁力回收传送带、催化剂收集池和集水池，磁力回收传送带的下方的一侧设置催化剂收集池，另一侧设置集水池；后处理单元通过管道并联若干个催化剂回收单元的集水池，用于接收与催化剂分离后的废水；下一级废水处理单元连接上一级催化剂回收单元的催化剂收集池，用于利用上一级废水处理单元使用后的催化剂。
权利要求书
1.一种回收利用一体化的磁性催化氧化废水处理系统，其特征在于，包括前处理单元、若干个废水处理单元、若干个催化剂回收单元、后处理单元和控制单元，所述前处理单元通过管道并联若干个废水处理单元，每个废水处理单元对应连接一个催化剂回收单元；控制单元通讯连接前处理单元、若干个废水处理单元、若干个催化剂回收单元和后处理单元；所述催化剂回收单元包括磁力回收传送带、催化剂收集池和集水池，磁力回收传送带的下方的一侧设置催化剂收集池，另一侧设置集水池；后处理单元通过管道并联若干个催化剂回收单元的集水池，用于接收与催化剂分离后的废水；下一级废水处理单元连接上一级催化剂回收单元的催化剂收集池，用于利用上一级废水处理单元使用后的催化剂。
2.根据权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于，所述废水处理单元为圆筒形，由下至上设有布水区、废水处理区、回流区和溢流区；所述布水区的底部设有第二进水口，布水区与废水处理区之间设有载体托板，废水处理区与回流区之间设有载体隔网，回流区与溢流区之间设有溢流堰，溢流堰的出口设有第二出水口，用于输出废水处理单元处理后的料液。
3.根据权利要求2所述的废水处理系统，其特征在于，所述布水区的两侧分别设有催化剂入口和氧化剂入口，回流区的两侧分别设有催化剂回流出口和氧化剂回流出口，氧化剂回流出口与氧化剂入口之间设置氧化剂药剂池；第一个废水处理单元的催化剂回流出口与催化剂入口之间设置催化剂药剂池。
4.根据权利要求3所述的废水处理系统，其特征在于，所述布水区的底部包括布水管道以及布水管道上方的催化剂分布管道和氧化剂分布管道，使得进水、催化剂和氧化剂都均匀分散、均匀混合；所述布水管道包括若干个放射支管和中心进口，放射支管呈放射状，第二进水口连接中心进口，每个放射支管上均匀设有若干个布水喷嘴；所述催化剂分布管道为第一环形盘管，催化剂分布管道的进口连接催化剂入口，第一环形盘管的上表面均匀设有若干个催化剂喷嘴；所述氧化剂分布管道为第二环形盘管，氧化剂分布管道的进口连接氧化剂入口，第二环形盘管的上表面均匀设有若干个氧化剂喷嘴。
5.根据权利要求2所述的废水处理系统，其特征在于，所述催化剂回收单元包括三角形的磁力回收传送带及其上方的出水喷头、以及下方的催化剂收集池和集水池，所述出水喷头连接对应的废水处理单元的第二出水口；所述磁力回收传送带由顶点转轴、短边转轴和长边转轴三点支撑，形成具有长侧边、短侧边和水平底边的三角形，出水喷头位于长侧边的上方，长侧边的下表面设有磁力装置；所述水平底边的下方且靠近短边转轴的一端设有催化剂收集池，水平底边的下方且靠近长边转轴的一端设有集水池。
6.根据权利要求5所述的废水处理系统，其特征在于，所述水平底边靠近短边转轴处设有滚刷，滚刷与水平底边的下表面接触。
7.根据权利要求5所述的废水处理系统，其特征在于，所述催化剂收集池内设有搅拌装置，且底部出口通过管道连接下一个废水处理单元的催化剂药剂池，下一个废水处理单元的催化剂回流出口通过管道连接催化剂收集池，用于将下一个废水处理单元的回流废水引入催化剂收集池。
8.根据权利要求5所述的废水处理系统，其特征在于，所述集水池的顶部设有第三过滤网以及与第三过滤网活动连接的底部转轴；催化剂收集池和集水池的侧面设有加热装置，加热装置分别通过第一传送带和第二传送带连接集水池和催化剂收集池；第三过滤网能够以底部转轴为支点，在集水池顶部和第一传送带上方转动；第三过滤网能够覆盖集水池的顶部，用于拦截回收含铁氧化物固体，第三过滤网转动，将拦截的固体翻转倾倒在第一传送带上，再输入加热装置进行加热，将FeO转变为Fe3O4，再通过第二传送带将再生的催化剂输送至催化剂收集池，用于下一个废水处理单元。
9.根据权利要求5所述的废水处理系统，其特征在于，所述后处理单元设有若干个第三进水口和一个第三出水口，每个第三进水口通过管道和水泵连接对应的催化剂回收单元的集水池。
10.根据权利要求5所述的废水处理系统，其特征在于，所述磁力装置为磁力传送带，磁力传送带以顶点转轴和和长边转轴为支撑，并在顶点电动机和长边电动机的带动下转动，磁力传送带的上表面紧贴磁力回收传送带的长侧边的下表面运动，用于吸引催化剂向上爬升，到达顶点转轴后，磁力传送带与短侧边分离而失去磁力吸引，催化剂从短侧边落入下方的催化剂收集池，进行回收。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种回收利用一体化的磁性催化氧化废水处理系统，在高效处理有机废水的同时，解决了磁性催化剂回收后不能连续利用，自动化程度较低的问题。
所述回收利用一体化的磁性催化氧化废水处理系统，包括前处理单元、若干个废水处理单元、若干个催化剂回收单元、后处理单元和控制单元，所述前处理单元通过管道并联若干个废水处理单元，每个废水处理单元对应连接一个催化剂回收单元；控制单元通讯连接前处理单元、若干个废水处理单元、若干个催化剂回收单元和后处理单元；
所述催化剂回收单元包括磁力回收传送带、催化剂收集池和集水池，磁力回收传送带的下方的一侧设置催化剂收集池，另一侧设置集水池；
后处理单元通过管道并联若干个催化剂回收单元的集水池，用于接收与催化剂分离后的废水；下一级废水处理单元连接上一级催化剂回收单元的催化剂收集池，用于利用上一级废水处理单元使用后的催化剂。
可选的，所述废水处理单元为圆筒形，由下至上设有布水区、废水处理区、回流区和溢流区；所述布水区的底部设有第二进水口，布水区与废水处理区之间设有载体托板，废水处理区与回流区之间设有载体隔网，回流区与溢流区之间设有溢流堰，溢流堰的出口设有第二出水口，用于输出废水处理单元处理后的料液。
进一步可选的，所述布水区的两侧分别设有催化剂入口和氧化剂入口，回流区的两侧分别设有催化剂回流出口和氧化剂回流出口，氧化剂回流出口与氧化剂入口之间设置氧化剂药剂池；优选的，第一个废水处理单元的催化剂回流出口与催化剂入口之间设置催化剂药剂池。
可选的，所述布水区的底部包括布水管道以及布水管道上方的催化剂分布管道和氧化剂分布管道，使得进水、催化剂和氧化剂都均匀分散、均匀混合；
所述布水管道包括若干个放射支管和中心进口，放射支管呈放射状，第二进水口连接中心进口，每个放射支管上均匀设有若干个布水喷嘴；
所述催化剂分布管道为第一环形盘管，催化剂分布管道的进口连接催化剂入口，第一环形盘管的上表面均匀设有若干个催化剂喷嘴；
所述氧化剂分布管道为第二环形盘管，氧化剂分布管道的进口连接氧化剂入口，第二环形盘管的上表面均匀设有若干个氧化剂喷嘴。
可选的，所述催化剂回收单元包括三角形的磁力回收传送带及其上方的出水喷头、以及下方的催化剂收集池和集水池，所述出水喷头连接对应的废水处理单元的第二出水口；
所述磁力回收传送带由顶点转轴、短边转轴和长边转轴三点支撑，形成具有长侧边、短侧边和水平底边的三角形，出水喷头位于长侧边的上方，长侧边的下表面设有磁力装置；所述水平底边的下方且靠近短边转轴的一端设有催化剂收集池，水平底边的下方且靠近长边转轴的一端设有集水池。
任选的，所述磁力装置为若干个紧密排列永磁滚柱，所述永磁滚柱紧贴长侧边的下表面，用于吸引长侧边传送带上废水中的磁性催化剂。
任选的，所述磁力装置为磁力传送带，磁力传送带以顶点转轴和和长边转轴为支撑，并在顶点电动机和长边电动机的带动下转动，磁力传送带的上表面紧贴磁力回收传送带的长侧边的下表面运动，用于吸引催化剂向上爬升，到达顶点转轴后，磁力传送带与短侧边分离而失去磁力吸引，催化剂从短侧边落入下方的催化剂收集池，进行回收。
进一步可选的，所述水平底边靠近短边转轴处设有滚刷，滚刷与水平底边的下表面接触。
可选的，所述催化剂收集池内设有搅拌装置，且底部出口通过管道连接下一个废水处理单元的催化剂药剂池，下一个废水处理单元的催化剂回流出口通过管道连接催化剂收集池，用于将下一个废水处理单元的回流废水引入催化剂收集池，在搅拌装置的作用下，与收集的催化剂形成悬浊液，输入下一个废水处理单元继续使用。
在废水处理单元中，催化剂主要是Fe3O4，催化氧化降解废水中的污染物，同时Fe3O4也可能生成Fe2O3和/或FeO，Fe2O3具有弱磁性，FeO没有磁性，磁力回收传送带可回收Fe3O4和大部分Fe2O3，FeO和少部分Fe2O3将随废水进入集水池，不能被回收利用，而造成催化剂的浪费。同时，催化剂颗粒与第一填料、第二填料充分接触、摩擦、撞击，将减少催化剂的物理尺寸，虽然有利于催化降解处理废水，但不利于磁力回收传送带回收，小颗粒催化剂也将随废水进入集水池。针对上述问题，本发明提出了以下优选方案。
优选的，所述集水池的顶部设有第三过滤网以及与第三过滤网活动连接的底部转轴；催化剂收集池和集水池的侧面设有加热装置，加热装置分别通过第一传送带和第二传送带连接集水池和催化剂收集池；第三过滤网能够以底部转轴为支点，在集水池顶部和第一传送带上方转动，即第三过滤网能够覆盖集水池的顶部，用于拦截回收含铁氧化物固体，第三过滤网转动，将拦截的固体翻转倾倒在第一传送带上，再输入加热装置进行加热，将FeO转变为Fe3O4，再通过第二传送带将再生的催化剂输送至催化剂收集池，用于下一个废水处理单元。
优选的，所述加热装置连接供氧装置，并能控制氧气的供给量。
可选的，所述后处理单元设有若干个第三进水口和一个第三出水口，每个第三进水口通过管道和水泵连接对应的催化剂回收单元的集水池。
本发明所述的废水处理系统，可根据实际催化剂利用情况，确定催化剂可重复利用的次数，进而确定所述废水处理单元和所述催化剂回收单元的数量，同一级的废水处理单元和催化剂回收单元串联使用。第一级废水处理单元的催化剂回流出口依次连接本单元的催化剂药剂池和催化剂入口。后续的废水处理单元的催化剂回流出口依次连接上一级的催化剂回收单元的催化剂收集池、本单元的催化剂药剂池和催化剂入口，实现下一级废水处理单元利用上一级废水处理单元回收的催化剂，而不用额外补充新的催化剂，这样不仅实现了分级回收催化剂，而且最大限度地利用该回收的催化剂于下一级废水处理单元。
处于最后的催化剂回收单元可以不与后续的废水处理单元连接，该单元的催化剂收集池内可以不安装搅拌装置。
（发明人：姜凤成;张传兵;王明仕;徐亚慧;赵曙光;王慧芳;邱瑶;季福东;张景;陆旭阳;陈文雙：）
