公布日：2024.05.28
申请日：2024.04.23
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F103/36(2006.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N;C02F7/00(2006.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N
摘要
本发明涉及2-甲基呋喃生产技术领域，特别是2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备及处理方法，包括，处理集箱，处理集箱的内壁上沿水平方向阵列固设有多个竖直隔板，竖直隔板将处理集箱的内部从一侧向另一侧依次分隔为混合腔、曝气腔、集中处理腔、厌氧腔、有氧腔和紫外杀菌腔，集中处理腔的内部沿竖直方向阵列固设有多个横直隔板，竖直横板将集中处理腔的内部从上往下依次分隔为第一处理腔、第二处理腔、第三处理腔和集水腔；处理机构，包括设置在第一处理腔中的管式膜分离组、设置在第二处理腔中的分子筛过滤组和设置在第三处理腔中的活性炭过滤组，该污水处理设备可以实现对废水和废气的高效处理，降低处理的能耗，提高处理的效率，实用性好。
权利要求书
1.2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备，其特征在于：包括，处理集箱（100），所述处理集箱（100）的内壁上沿水平方向阵列固设有多个竖直隔板（101），竖直隔板（101）将处理集箱（100）的内部从一侧向另一侧依次分隔为混合腔（102）、曝气腔（103）、集中处理腔、厌氧腔（108）、有氧腔（109）和紫外杀菌腔（1010），所述集中处理腔的内部沿竖直方向阵列固设有多个横直隔板（1011），竖直横板将集中处理腔的内部从上往下依次分隔为第一处理腔（104）、第二处理腔（105）、第三处理腔（106）和集水腔（107）；处理机构（300），包括设置在第一处理腔（104）中的管式膜分离组（301）、设置在第二处理腔（105）中的分子筛过滤组（302）和设置在第三处理腔（106）中的活性炭过滤组（303）；液体输送机构（400），包括用于曝气腔（103）和第一处理腔（104）连通的第一输送管（401）、用于集水腔（107）和厌氧腔（108）之间连通的第二输送管（402）和用于厌氧腔（108）和有氧腔（109）连通的第三输送管（403）；以及，气体输送机构（500），包括输气总管（501）和设置在分流腔（502b）内部下端位置的曝气板（502），所述输气总管（501）的一端固定连接在曝气板（502）底面上并与曝气板（502）内部分流腔（502b）连通，同时输气总管（501）的另一端连接在混合腔（102）上端一侧的处理集箱（100）上，所述曝气板（502）的顶面上阵列开设有与分流腔（502b）连通的曝气孔（502a），所述输气总管（501）上固定安装有气体压缩机（501a）；所述混合腔（102）上端的内壁上固设有进液隔板（102b），且进液隔板（102b）的上方形成出液腔（102c），所述进液隔板（102b）上阵列开设有与出液腔（102c）连通的出液孔（102b-1），同时处理集箱（100）的顶面上固设有与出液腔（102c）连通的进液管（102c-1）；所述进液隔板（102b）下方一侧的处理集箱（100）上连接有进气管（102a）；所述混合腔（102）和曝气腔（103）之间的竖直隔板（101）上端位置开设有气槽（101a），下端位置开设有第一液槽（101b）；所述第一处理腔（104）下方的横直隔板（1011）一侧开设有输液孔（1011b），第二处理腔（105）上下方的横直隔板（1011）间连接有输水管（1011c），第二处理腔（105）下方的横直隔板（1011）一侧固定连接有向处理集箱（100）外侧延伸的出液管（1011d），所述第三处理腔（106）下方的横直隔板（1011）一侧开设有输水孔（1011a）；所述有氧腔（109）和紫外杀菌腔（1010）之间的竖直隔板（101）上端位置开设有第二液槽（101c），所述紫外杀菌腔（1010）上端一侧的处理集箱（100）上连接有出水管（1010a）。
2.如权利要求1所述的2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备，其特征在于：所述第一输送管（401）的一端延伸至曝气腔（103）的下端位置，同时第一输送管（401）的另一端与管式膜分离组（301）的进液端连接，管式膜分离组（301）的出液端与输液孔（1011b）连接，所述第一输送管（401）上固定连接有第一泵体（401a），且第一泵体（401a）固定连接在处理集箱（100）顶面上。
3.如权利要求2所述的2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备，其特征在于：所述第二输送管（402）的一端延伸至集水腔（107）下端位置，同时第二输送管（402）的另一端延伸至厌氧腔（108）下端位置，所述第二输送管（402）上固定连接有第二泵体（402a），且第二泵体（402a）固定连接在处理集箱（100）顶面上，所述第二泵体（402a）输出端一侧的第二输送管（402）上固定连接有第二电磁阀（402b）；所述第三输送管（403）的两端均连接在处理集箱（100）顶面上，且第三输送管（403）上固定连接有第三电磁阀（403a）。
4.如权利要求2或3所述的2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备，其特征在于：所述第二处理腔（105）一侧的处理集箱（100）上开设有凸形贯穿槽（1011f），且凸形贯穿槽（1011f）中通过螺栓固定连接有出气板（504），靠近第二处理腔（105）一侧的出气板（504）上阵列开设有与内部出气腔（504a）连通的出气孔（504b），同时出气板（504）的另一侧面中部固定连接有与出气腔（504a）连通的输气支管（503）；所述输气支管（503）的另一端与输气总管（501）连接，所述输气总管（501）上固定安装有第五电磁阀（503a），且输气支管（503）和曝气板（502）之间位置的输气总管（501）上固定连接有第四电磁阀（501b）。
5.如权利要求4所述的2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备，其特征在于：相对于开设有凸形贯穿槽（1011f）的所述第二处理腔（105）另一侧的处理集箱（100）上连接有出气管（1011e），所述出气管（1011e）上固定连接有第一电磁阀（1011e-1）。
6.如权利要求2、3或5所述的2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备，其特征在于：所述进气管（102a）和进液隔板（102b）之间位置的混合腔（102）中还沿竖直方向阵列开设有多个通过增加废液流动路程来实现热交换的导流机构（200），所述导流机构（200）由两个导流罩沿竖直方向叠合设置，所述导流罩包括矩形安装框（201）、水平板（202）和倾斜板（203）。
7.如权利要求6所述的2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备，其特征在于：同一导流机构（200）中的两个导流罩呈对称设置，所述水平板（202）共设置有二个，其中一个水平板（202）为正方形，另一个水平板（202）为框形，且呈正方形的水平板（202）四个侧面均通过倾斜板（203）与框形水平板（202）固定连接；位于上方的导流罩中呈正方形的水平板（202）相对于框形水平板（202）呈下凹设置，位于上方的导流罩中呈正方形的水平板（202）上阵列开设有导液孔（202a），位于下方的导流罩中呈框形的水平板（202）上阵列开设有导液孔（202a）；呈框形的水平板（202）外侧还固设有矩形安装框（201），且矩形安装框（201）上开设有通过螺栓与处理集箱（100）固定连接的安装孔（201a）。
8.如权利要求6所述的2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备，其特征在于：所述倾斜板（203）的倾斜下端固定连接有水平板（202），且水平板（202）上阵列开设有导液孔（202a），所述倾斜板（203）和水平板（202）均固定连接在矩形安装框（201）内壁上；所述矩形安装框（201）上开设有通过螺栓与处理集箱（100）固定连接的安装孔（201a）；在同一水平面上两个导流罩上的水平板（202）呈对称分设在矩形安装框（201）内部两侧。
9.如权利要求6所述的2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备，其特征在于：位于上方的导流罩中的水平板（202）固定连接在矩形安装框（201）内部中部，且水平板（202）的两侧呈对称固设有向上倾斜设置的倾斜板（203），且倾斜板（203）固定连接在矩形安装框（201）内壁上；位于下方的导流罩中的两个水平板（202）呈对称固定连接在矩形安装框（201）内部两侧，所述水平板（202）的一侧向上倾斜设置有倾斜板（203），且两个倾斜板（203）的倾斜上端固定连接，所述倾斜板（203）固定连接在矩形安装框（201）内壁上；水平板（202）上阵列开设有导液孔（202a）；所述矩形安装框（201）上开设有通过螺栓与处理集箱（100）固定连接的安装孔（201a）。
10.2-甲基呋喃生产用一体化污水处理方法，其特征在于：污水在权利要求1～9任一所述的2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备中处理的具体步骤如下；S1：废液通过进液管（102c-1）进入，并最终通过进液隔板（102b）上的出液孔（102b-1）喷洒出，于此同时，废气通过进气管（102a）中进入；S2：废气进入混合腔（102）中之后向上流通，废液在混合腔（102）中向下流通，以实现热交换来降低废液温度，热交换之后的废气在气体压缩机（501a）的吸力下，通过输气总管（501）进入曝气板（502）中；S3：混合腔（102）中的废液通过第一液槽（101b）进入分流腔（502b）中，曝气板（502）中的废气喷出以对废液进行曝气，曝气之后的废气通过气槽（101a）进入到混合腔（102）中，如此以实现对废气的重复使用；S4：曝气完成之后的废液通过第一输送管（401）进入第一处理腔（104）中，管式膜分离组（301）分离出的2-甲基呋喃浓液通过输液孔（1011b）进入分子筛过滤组（302）中，分离出的水通过输水管（1011c）进入活性炭过滤组（303），分子筛过滤组（302）对2-甲基呋喃浓液进一步浓缩，并最终将2-甲基呋喃通过出液管（1011d）排出，活性炭过滤组（303）对分离的水进行吸附处理之后通过输水孔（1011a）储存在集水腔（107）中；S5：集水腔（107）中的水在第二输送管（402）和第三输送管（403）的输送下，依次在厌氧腔（108）中进行厌氧反应、在有氧腔（109）中进行有氧反应和在紫外杀菌腔（1010）中进行杀菌处理；S6：杀菌处理之后的水通过出水管（1010a）排出，以实现重复利用。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有2-甲基呋喃生产废水处理方式存在物料浪费和存在能耗较高的问题，提出了2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备，包括，处理集箱，处理集箱的内壁上沿水平方向阵列固设有多个竖直隔板，竖直隔板将处理集箱的内部从一侧向另一侧依次分隔为混合腔、曝气腔、集中处理腔、厌氧腔、有氧腔和紫外杀菌腔，集中处理腔的内部沿竖直方向阵列固设有多个横直隔板，竖直横板将集中处理腔的内部从上往下依次分隔为第一处理腔、第二处理腔、第三处理腔和集水腔；处理机构，包括设置在第一处理腔中的管式膜分离组、设置在第二处理腔中的分子筛过滤组和设置在第三处理腔中的活性炭过滤组；液体输送机构，包括用于曝气腔和第一处理腔连通的第一输送管、用于集水腔和厌氧腔之间连通的第二输送管和用于厌氧腔和有氧腔连通的第三输送管；以及，气体输送机构，包括输气总管和设置在分流腔内部下端位置的曝气板，输气总管的一端固定连接在曝气板底面上并与曝气板内部分流腔连通，同时输气总管的另一端连接在混合腔上端一侧的处理集箱上，曝气板的顶面上阵列开设有与分流腔连通的曝气孔，输气总管上固定安装有气体压缩机；混合腔上端的内壁上固设有进液隔板，且进液隔板的上方形成出液腔，进液隔板上阵列开设有与出液腔连通的出液孔，同时处理集箱的顶面上固设有与出液腔连通的进液管；进液隔板下方一侧的处理集箱上连接有进气管；混合腔和曝气腔之间的竖直隔板上端位置开设有气槽，下端位置开设有第一液槽；第一处理腔下方的横直隔板一侧开设有输液孔，第二处理腔上下方的横直隔板间连接有输水管，第二处理腔下方的横直隔板一侧固定连接有向处理集箱外侧延伸的出液管，第三处理腔下方的横直隔板一侧开设有输水孔；有氧腔和紫外杀菌腔之间的竖直隔板上端位置开设有第二液槽，紫外杀菌腔上端一侧的处理集箱上连接有出水管。
本发明的有益效果为：该种一体化污水处理设备通过废气喷淋和曝气处理，回收废气中有机物，减少生产废气排放，并可以实现对废水中的2-甲基呋喃以及水的处理再利用，采用管式膜分离组和分子筛过滤组连用，通过物理方法进一步降低2-甲基呋喃粗品中的水分含量，减少精馏消耗，处理设备，具有能耗低、运行成本低的特点，能够有效地节约能源和水资源；封闭式设计，减少了对周围环境的影响，同时能够减少异味和噪音污染；采用模块化设计，方便设备的安装和调试，同时也方便设备的维护和升级，该设备可以实现2-甲基呋喃生产中废气和废水的处理，以实现2-甲基呋喃的回收以及水的重复利用，整体实用性好。
作为本发明2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备的一种优选方案，其中：第一输送管的一端延伸至曝气腔的下端位置，同时第一输送管的另一端与管式膜分离组的进液端连接，管式膜分离组的出液端与输液孔连接，第一输送管上固定连接有第一泵体，且第一泵体固定连接在处理集箱顶面上。
作为本发明2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备的一种优选方案，其中：第二输送管的一端延伸至集水腔下端位置，同时第二输送管的另一端延伸至厌氧腔下端位置，第二输送管上固定连接有第二泵体，且第二泵体固定连接在处理集箱顶面上，第二泵体输出端一侧的第二输送管上固定连接有第二电磁阀；第三输送管的两端均连接在处理集箱顶面上，且第三输送管上固定连接有第三电磁阀。
作为本发明2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备的一种进一步改进方案，其中：第二处理腔一侧的处理集箱上开设有凸形贯穿槽，且凸形贯穿槽中通过螺栓固定连接有出气板，靠近第二处理腔一侧的出气板上阵列开设有与内部出气腔连通的出气孔，同时出气板的另一侧面中部固定连接有与出气腔连通的输气支管；输气支管的另一端与输气总管连接，输气总管上固定安装有第五电磁阀，且输气支管和曝气板之间位置的输气总管上固定连接有第四电磁阀。
本发明的有益效果为：该污水处理设备在使用时，废气与废水充分接触之后，可以实现热传导，从而提高废气的温度，在热交换完成之后，进一步处理之前，通过输气支管的输送，含有高温的废气最终从出气板上的出气孔喷出，以实现对分子筛过滤组的风吹干燥，从而提高分子筛过滤组的重复利用率，提高生产效率。
作为本发明2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备的一种优选方案，其中：相对于开设有凸形贯穿槽的第二处理腔另一侧的处理集箱上连接有出气管，出气管上固定连接有第一电磁阀。
作为本发明2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备的另一种进一步改进方案，其中：进气管和进液隔板之间位置的混合腔中还沿竖直方向阵列开设有多个通过增加废液流动路程来实现热交换的导流机构，导流机构由两个导流罩沿竖直方向叠合设置，导流罩包括矩形安装框、水平板和倾斜板。
本发明的有益效果为：该污水处理设备在使用时，通过多组导流机构沿竖直方向阵列的设置，可以提高废水在导流机构中流通的时间，提高废水和废气接触的时间，从而提高废气和废水之间的热交换率，以便于后续2-甲基呋喃的回收。
作为本发明2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备的一种优选方案，其中：同一导流机构中的两个导流罩呈对称设置，水平板共设置有二个，其中一个水平板为正方形，另一个水平板为框形，且呈正方形的水平板四个侧面均通过倾斜板与框形水平板固定连接；位于上方的导流罩中呈正方形的水平板相对于框形水平板呈下凹设置，位于上方的导流罩中呈正方形的水平板上阵列开设有导液孔，位于下方的导流罩中呈框形的水平板上阵列开设有导液孔；呈框形的水平板外侧还固设有矩形安装框，且矩形安装框上开设有通过螺栓与处理集箱固定连接的安装孔。
作为本发明2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备的一种优选方案，其中：倾斜板的倾斜下端固定连接有水平板，且水平板上阵列开设有导液孔，倾斜板和水平板均固定连接在矩形安装框内壁上；矩形安装框上开设有通过螺栓与处理集箱固定连接的安装孔；在同一水平面上两个导流罩上的水平板呈对称分设在矩形安装框内部两侧。
作为本发明2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备的一种优选方案，其中：位于上方的导流罩中的水平板固定连接在矩形安装框内部中部，且水平板的两侧呈对称固设有向上倾斜设置的倾斜板，且倾斜板固定连接在矩形安装框内壁上；位于下方的导流罩中的两个水平板呈对称固定连接在矩形安装框内部两侧，水平板的一侧向上倾斜设置有倾斜板，且两个倾斜板的倾斜上端固定连接，倾斜板固定连接在矩形安装框内壁上；水平板上阵列开设有导液孔；矩形安装框上开设有通过螺栓与处理集箱固定连接的安装孔。
另外，本发明还提供如下技术方案：2-甲基呋喃生产用一体化污水处理方法，污水在2-甲基呋喃生产用一体化污水处理设备中处理的具体步骤如下；S1：废液通过进液管进入，并最终通过进液隔板上的出液孔喷洒出，于此同时，废气通过进气管中进入；S2：废气进入混合腔中之后向上流通，废液在混合腔中向下流通，以实现热交换来降低废液温度，热交换之后的废气在气体压缩机的吸力下，通过输气总管进入曝气板中；S3：混合腔中的废液通过第一液槽进入分流腔中，曝气板中的废气喷出以对废液进行曝气，曝气之后的废气通过气槽进入到混合腔中，如此以实现对废气的重复使用；S4：曝气完成之后的废液通过第一输送管进入第一处理腔中，管式膜分离组分离出的2-甲基呋喃浓液通过输液孔进入分子筛过滤组中，分离出的水通过输水管进入活性炭过滤组，分子筛过滤组对2-甲基呋喃浓液进一步浓缩，并最终将2-甲基呋喃通过出液管排出，活性炭过滤组对分离的水进行吸附处理之后通过输水孔储存在集水腔中；S5：集水腔中的水在第二输送管和第三输送管的输送下，依次在厌氧腔中进行厌氧反应、在有氧腔中进行有氧反应和在紫外杀菌腔中进行杀菌处理；S6：杀菌处理之后的水通过出水管排出，以实现重复利用。
（发明人：崔凯迪;吕兆丰;刘明明;刘智敏;范家宁;韩焕苹）
