公布日：2023.09.29
申请日：2023.07.21
分类号：C02F3/32(2023.01)I;C02F3/02(2023.01)I;B01D53/84(2006.01)I;B01D50/20(2022.01)I;B01D53/04(2006.01)I;B01D53/26(2006.01)I;B01D53/34(2006.01)I;C02F101/
16(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本发明提供的一种废气废水集中处理装置及其处理方法，该废气废水集中处理装置包括废气进气管道、废水进水管道、废气废水集中处理罐组件、第一排液管道、垂直流人工湿地池、第一排气管道、活塞缸组件、净化箱组件、空气进气管道、曝气管道、好氧处理装置和PLC控制系统，废气和废水分别进入处理罐罐体内，废水通过第一排液管道经垂直流人工湿地池进入好氧处理装置，废气通过第一排气管道经活塞缸组件压缩增压后进入净化箱组件，同时电动缸驱动组件的收缩为好氧处理装置提供曝气源，本发明将废水和废气同时集中处理，管道数量较少，占地面积小，维修保养较为方便，电动缸驱动组件伸出和收缩时，都在进行相应的工作，提高了设备的整体利用率。
权利要求书
1.一种废气废水集中处理装置，其特征在于：包括废气进气管道(110)、废水进水管道(120)、废气废水集中处理罐组件(200)、第一排液管道(300)、垂直流人工湿地池(400)、第一排气管道(500)、活塞缸组件(600)、净化箱组件(700)、空气进气管道(810)、曝气管道(820)、好氧处理装置(900)和PLC控制系统；废气通过所述废气进气管道(110)进入所述废气废水集中处理罐组件(200)，通过所述废气废水集中处理罐组件(200)顶部的罐体排气管组件(230)进入所述第一排气管道(500)，所述第一排气管道(500)与所述活塞缸组件(600)相连通，所述活塞缸组件(600)通过第二排气管道(720)与所述净化箱组件(700)相连通；废水通过废水进水管道(120)进入所述废气废水集中处理罐组件(200)，所述第一排液管道(300)与所述废气废水集中处理罐组件(200)的处理罐罐体(210)的底部相连通，废水通过所述第一排液管道(300)经所述垂直流人工湿地池(400)的第二排液管道(410)流入所述好氧处理装置(900)；所述空气进气管道(810)的一端与所述活塞缸组件(600)相连通，所述曝气管道(820)的一端与所述活塞缸组件(600)相连通，所述曝气管道(820)的另一端伸入所述好氧处理装置(900)；所述废气废水集中处理罐组件(200)包括所述处理罐罐体(210)、多孔板(220)、所述罐体排气管组件(230)、安全阀(240)、液位传感器(250)、第一排污管道(260)、第一支撑座组件(270)和检测人孔；所述第一支撑座组件(270)位于所述处理罐罐体(210)的底部并对所述处理罐罐体(210)起支撑作用，所述多孔板(220)位于所述处理罐罐体(210)的内部并与其固定连接，所述罐体排气管组件(230)与所述处理罐罐体(210)固定连接，所述处理罐罐体(210)外部设置有所述安全阀(240)和所述液位传感器(250)，所述第一排污管道(260)与所述处理罐罐体(210)相连通；所述罐体排气管组件(230)包括排气管(231)、排气法兰(232)、螺旋板(233)和丝网除沫器(234)，所述排气法兰(232)位于所述排气管(231)的顶部并与其固定连接，所述螺旋板(233)位于所述排气管(231)的外部并与其固定连接，所述丝网除沫器(234)位于所述罐体排气管组件(230)的内部；所述活塞缸组件(600)包括缸体(610)、第一端盖(620)、第二端盖(630)、电动缸驱动组件(640)、活塞挡板(650)、活塞(660)、密封垫(670)、锁紧螺母(680)和第二支撑座组件(690)，所述第二支撑座组件(690)位于所述缸体(610)的底部并对其起支撑作用，所述缸体(610)为中空结构，所述第一端盖(620)和所述第二端盖(630)分别位于所述缸体(610)的两端并通过螺栓与其固定连接，所述活塞挡板(650)、所述活塞(660)、所述密封垫(670)和所述锁紧螺母(680)均位于所述缸体(610)的内部；螺栓穿过所述电动缸驱动组件(640)的电动缸安装板(641)的通孔和所述第二端盖(630)上的螺纹孔将所述电动缸驱动组件(640)和所述第二端盖(630)固定连接，所述电动缸驱动组件(640)的电动缸伸出轴(642)设置有外螺纹，该外螺纹依次贯穿所述活塞挡板(650)、所述活塞(660)、所述密封垫(670)和所述锁紧螺母(680)并形成一整体，所述活塞挡板(650)和所述活塞(660)卡合；所述净化箱组件(700)包括净化箱(710)和第二排气管道(720)，所述第二排气管道(720)与所述净化箱(710)相连通，所述净化箱(710)内设置有活性炭吸附板；所述好氧处理装置(900)上设置有第三排液管道(910)和第二排污管道(920)，所述第三排液管道(910)上设置有第四截止阀(911)，所述第二排污管道(920)上设置有第五截止阀(921)。
2.根据权利要求1所述的废气废水集中处理装置，其特征在于：所述废气进气管道(110)上设置有第一截止阀(111)和第一单向阀(112)，所述废水进水管道(120)上设置有第二截止阀(121)和第二单向阀(122)，所述第二排气管道(720)上设置有第三单向阀(721)，所述空气进气管道(810)上设置有第四单向阀(811)，所述曝气管道(820)上设置有第五单向阀(821)和曝气盘(822)，所述曝气盘(822)位于所述好氧处理装置(900)的内部。
3.根据权利要求1所述的废气废水集中处理装置，其特征在于：所述处理罐罐体(210)上设置有罐体进气口(211)、罐体进水口(212)、罐体排水口(213)和液位传感器安装管，所述第一排污管道(260)上设置有第三截止阀(261)。
4.根据权利要求1所述的废气废水集中处理装置，其特征在于：所述第一排液管道(300)上设置有第一电磁阀(301)和喷头(302)；所述第一排气管道(500)上设置有压力传感器(501)和第二电磁阀(502)。
5.根据权利要求1-4任一项所述废气废水集中处理装置的处理方法，其特征在于：该处理方法包括以下方法：S1，废气的处理方法；S2，废水的处理方法；其中，废气的处理方法S1包括以下步骤：S11，含有极少量液体的废气通过废气进气管道(110)进入废气废水集中处理罐组件(200)，由于处理罐罐体(210)的顶部为封闭区域，随着废气的不断增加，通过螺旋板(233)的设置，使自身旋转的气流依照固定流道螺旋向下，产生向下的离心力，离开螺旋板(233)后气液已分离，再通过多孔板(220)所设置的若干通孔后进一步分离，进入罐体排气管组件(230)顶部的气体中含有微量液体经过丝网除沫器(234)后液体进一步被分离落入处理罐罐体(210)的底部；S12，随着废气的不断流入，处理罐罐体(210)内的气体气压逐渐上升，当其压力增加到压力传感器(501)设定的压力上限时，压力传感器(501)将信号反馈给PLC控制系统，第二电磁阀(502)打开，废气进入活塞缸组件(600)左端腔室，此时处理罐罐体(210)内的气体压力会下降，经过预设的时间后，通过PLC控制系统将第二电磁阀(502)关闭并启动电动缸驱动组件(640)，电动缸伸出轴(642)伸出，带动活塞(660)向左运动，活塞缸组件(600)左端腔室的气体被压缩，达到第三单向阀(721)设定压力值后，被增压的废气进入净化箱组件(700)后，通过活性炭吸附板对废气进行后续吸附处理；当活塞缸组件(600)左端腔室的气体被压缩时，活塞缸组件(600)右端腔室内的空气体积增大，压力降低，空气通过空气进气管道(810)进入活塞缸组件(600)右端腔室；S13，当电动缸伸出轴(642)完全伸出后，经预设时间后，由PLC控制系统将电动缸驱动组件(640)收缩至初始状态，活塞(660)向右运动，活塞缸组件(600)左端腔室内的空气体积增大，气压降低，且此时活塞缸组件(600)右端腔室内的空气体积减小，气压上升，活塞缸组件(600)右端腔室内增压空气通过曝气管道(820)对好氧处理装置(900)提供曝气源；其中，废水的处理方法S2包括以下步骤：S21，含有极少量气体的废水通过废水进水管道(120)进入废气废水集中处理罐组件(200)，废水在处理罐罐体(210)内进行沉积，气体会通过罐体排气管组件(230)排出，当处理罐罐体(210)内的废水液位达到液位传感器(250)设定高值时，液位传感器(250)将信号反馈给PLC控制系统，第一电磁阀(301)打开，处理罐罐体(210)内的废水经第一排液管道(300)流入垂直流人工湿地池(400)，当处理罐罐体(210)内的废水液位下降到液位传感器(250)设定低值时，液位传感器(250)将信号反馈给PLC控制系统，第一电磁阀(301)关闭；S22，经垂直流人工湿地池(400)去除大部分氨氮的废水通过第二排液管道(410)进入好氧处理装置(900)进行后续处理，由上述S13的步骤提供曝气源进行好氧曝气，经好氧处理装置(900)处理的水通过第三排液管道(910)排放至指定位置。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种废气废水集中处理装置及其处理方法，有效地解决了现有技术中对于化工生产过程产生的废气废水，大多数厂家将废水和废气进行单独处理，由于废气中会含有少量水，废水中会含有少量的气，有可能首先需进行气液分离，才能进行后续处理，而在常压下对废气的净化会导致接触不充分，而在对废水好氧处理中需要采取特定的设备来曝气，导致目前化工生产过程对废气废水的处理总体工艺复杂，管道数量众多，维修保养极为不便的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种废气废水集中处理装置，包括废气进气管道、废水进水管道、废气废水集中处理罐组件、第一排液管道、垂直流人工湿地池、第一排气管道、活塞缸组件、净化箱组件、空气进气管道、曝气管道、好氧处理装置和PLC控制系统；废气通过所述废气进气管道进入所述废气废水集中处理罐组件，通过所述废气废水集中处理罐组件顶部的罐体排气管组件进入所述第一排气管道，所述第一排气管道与所述活塞缸组件相连通，所述活塞缸组件通过第二排气管道与所述净化箱组件相连通；废水通过废水进水管道进入所述废气废水集中处理罐组件，所述第一排液管道与所述废气废水集中处理罐组件的处理罐罐体的底部相连通，废水通过所述第一排液管道经所述垂直流人工湿地池的第二排液管道流入所述好氧处理装置；所述空气进气管道的一端与所述活塞缸组件相连通，所述曝气管道的一端与所述活塞缸组件相连通，所述曝气管道的另一端伸入所述好氧处理装置。
优选地，所述废气进气管道上设置有第一截止阀和第一单向阀，所述废水进水管道上设置有第二截止阀和第二单向阀，所述第二排气管道上设置有第三单向阀，所述空气进气管道上设置有第四单向阀，所述曝气管道上设置有第五单向阀和曝气盘，所述曝气盘位于所述好氧处理装置的内部。
优选地，所述废气废水集中处理罐组件包括所述处理罐罐体、多孔板、所述罐体排气管组件、安全阀、液位传感器、第一排污管道、第一支撑座组件和检测人孔；所述第一支撑座组件位于所述处理罐罐体的底部并对所述处理罐罐体起支撑作用，所述多孔板位于所述处理罐罐体的内部并与其固定连接，所述罐体排气管组件与所述处理罐罐体固定连接，所述处理罐罐体外部设置有所述安全阀和所述液位传感器，所述第一排污管道与所述处理罐罐体相连通。
优选地，所述处理罐罐体上设置有罐体进气口、罐体进水口、罐体排水口和液位传感器安装管，所述第一排污管道上设置有第三截止阀。
优选地，所述罐体排气管组件包括排气管、排气法兰、螺旋板和丝网除沫器，所述排气法兰位于所述排气管的顶部并与其固定连接，所述螺旋板位于所述排气管的外部并与其固定连接，所述丝网除沫器位于所述罐体排气管组件的内部。
优选地，所述第一排液管道上设置有第一电磁阀和喷头；所述第一排气管道上设置有压力传感器和第二电磁阀。
优选地，所述活塞缸组件包括缸体、第一端盖、第二端盖、电动缸驱动组件、活塞挡板、活塞、密封垫、锁紧螺母和第二支撑座组件，所述第二支撑座组件位于所述缸体的底部并对其起支撑作用，所述缸体为中空结构，所述第一端盖和所述第二端盖分别位于所述缸体的两端并通过螺栓与其固定连接，所述活塞挡板、所述活塞、所述密封垫和所述锁紧螺母均位于所述缸体的内部。
优选地，螺栓穿过所述电动缸驱动组件的电动缸安装板的通孔和所述第二端盖上的螺纹孔将所述电动缸驱动组件和所述第二端盖固定连接，所述电动缸驱动组件的电动缸伸出轴设置有外螺纹，该外螺纹依次贯穿所述活塞挡板、所述活塞、所述密封垫和所述锁紧螺母并形成一整体，所述活塞挡板和所述活塞卡合。
优选地，所述净化箱组件包括净化箱和第二排气管道，所述第二排气管道与所述净化箱相连通，所述净化箱内设置有活性炭吸附板；所述好氧处理装置上设置有第三排液管道和第二排污管道，所述第三排液管道上设置有第四截止阀，所述第二排污管道上设置有第五截止阀。
本发明还提供了所述废气废水集中处理装置的处理方法，该处理方法包括以下方法：
S1，废气的处理方法；
S2，废水的处理方法；
其中，废气的处理方法S1包括以下步骤：
S11，含有极少量液体的废气通过废气进气管道进入废气废水集中处理罐组件，由于处理罐罐体的顶部为封闭区域，随着废气的不断增加，通过螺旋板的设置，使自身旋转的气流依照固定流道螺旋向下，产生向下的离心力，离开螺旋板后气液已分离，再通过多孔板所设置的若干通孔后进一步分离，进入罐体排气管组件顶部的气体中含有微量液体经过丝网除沫器后液体进一步被分离落入处理罐罐体的底部；
S12，随着废气的不断流入，处理罐罐体内的气体气压逐渐上升，当其压力增加到压力传感器设定的压力上限时，压力传感器将信号反馈给PLC控制系统，第二电磁阀打开，废气进入活塞缸组件左端腔室，此时处理罐罐体内的气体压力会下降，经过预设的时间后，通过PLC控制系统将第二电磁阀关闭并启动电动缸驱动组件，电动缸伸出轴伸出，带动活塞向左运动，活塞缸组件左端腔室的气体被压缩，达到第三单向阀设定压力值后，被增压的废气进入净化箱组件后，通过活性炭吸附板对废气进行后续吸附处理；当活塞缸组件左端腔室的气体被压缩时，活塞缸组件右端腔室内的空气体积增大，压力降低，空气通过空气进气管道进入活塞缸组件右端腔室；
S13，当电动缸伸出轴完全伸出后，经预设时间后，由PLC控制系统将电动缸驱动组件收缩至初始状态，活塞向右运动，活塞缸组件左端腔室内的空气体积增大，气压降低，且此时活塞缸组件右端腔室内的空气体积减小，气压上升，活塞缸组件右端腔室内增压空气通过曝气管道对好氧处理装置提供曝气源；
其中，废水的处理方法S2包括以下步骤：
S21，含有极少量气体的废水通过废水进水管道进入废气废水集中处理罐组件，废水在处理罐罐体内进行沉积，气体会通过罐体排气管组件排出，当处理罐罐体内的废水液位达到液位传感器设定高值时，液位传感器将信号反馈给PLC控制系统，第一电磁阀打开，处理罐罐体内的废水经第一排液管道流入垂直流人工湿地池，当处理罐罐体内的废水液位下降到液位传感器设定低值时，液位传感器将信号反馈给PLC控制系统，第一电磁阀关闭；
S22，经垂直流人工湿地池去除大部分氨氮的废水通过第二排液管道进入好氧处理装置进行后续处理，由上述S13的步骤提供曝气源进行好氧曝气，经好氧处理装置处理的水通过第三排液管道排放至指定位置。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明提供的一种废气废水集中处理装置，通过废气进气管道、废水进水管道、废气废水集中处理罐组件、第一排液管道、垂直流人工湿地池、第一排气管道、活塞缸组件、净化箱组件、空气进气管道、曝气管道、好氧处理装置和PLC控制系统的设置，可以将废水和废气同时集中处理，管道数量较少，占地面积小，维修保养较为方便。
(2)本发明提供的一种废气废水集中处理装置，在常用的净化箱组件的前端增设活塞缸组件，从而使得进入净化箱组件的废气的压力较高，有利于废气与活性炭吸附板的充分接触，吸附效率更高。
(3)本发明提供的一种废气废水集中处理装置，利用垂直流人工湿地池除掉废水中的大部分氨氮，再通过好氧处理装置，增加了脱氮除磷的效果，改善了出水水质。
(4)本发明提供的一种废气废水集中处理装置，通过液位传感器高低位设置，保证了处理罐罐体内都有液体的存在，从而避免了废气从出水管道流出的可能。
(5)本发明提供的一种废气废水集中处理装置，通过活塞将活塞缸组件分成两个腔室，当电动缸驱动组件伸出时，左腔室的废气被压缩从而进入净化箱组件，同时右腔室补入空气，当电动缸驱动组件收缩时，左腔室废气压力降低，为下一循环的废气进入做准备，同时右腔室的空气被压缩，作为曝气源提供给好氧处理装置，从而提高了整体设备的利用率。
(6)本发明提供的一种废气废水集中处理装置，废气中的极少量水分经螺旋板、多孔板和丝网除沫器的多重处理，有效地保证了第一排气管道内气体的干燥性。
(7)本发明提供的一种废气废水集中处理装置，通过PLC控制系统和电磁阀、液位传感器、压力传感器和电动缸驱动组件的设置，自动化控制程度高，同时通过单向阀和安全阀的设置，整个系统可靠性高。
(8)本发明提供的一种废气废水集中处理方法，整体工艺流程清晰，便于管控，成本较低。
（发明人：刘洪祥;谢玲玲;张业昌;孙俊;熊少华;陈建军;王远志）
