公布日：2023.09.01
申请日：2023.06.19
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F5/00(2023.01)I;C02F1/04(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F3/12(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I
摘要
本发明涉及废水处理技术领域，具体的说是一种基于超声波除垢和提升流动性的高浓度废水处理设备，包括多级蒸发器、水处理组件和超声波除垢组件，水处理组件包括初处理结构和终处理结构；本发明通过超声波发生器产生超声波，通过换能器转换为高频机械振动并通过振动轴传输给振子，振子液体中高频振动产生数以万计的微小气泡，存在于液体中的微小气泡在声场的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压力，破坏蒸发管的内壁上的不溶性污物而使它们分散于原料液中，从而实现在不增加其它化学成份的前提下高效除垢、提高蒸发热效率、改善蒸发效果的目的。
权利要求书
1.一种基于超声波除垢和提升流动性的高浓度废水处理设备，包括多级蒸发器(1)、水处理组件(2)和超声波除垢组件(3)，其特征在于：所述水处理组件(2)与所述多级蒸发器(1)对应，所述水处理组件(2)包括初处理结构(201)和终处理结构(202)，所述初处理结构(201)设置在所述多级蒸发器(1)的进水口一侧，所述终处理结构(202)设置在所述多级蒸发器(1)的出料口一侧，所述超声波除垢组件(3)设置在所述多级蒸发器(1)内部。
2.根据权利要求1所述的一种基于超声波除垢和提升流动性的高浓度废水处理设备，其特征在于：所述初处理结构(201)包括调节池(2011)、混凝沉淀池(2012)、污泥浓缩池(2013)、污泥压滤机(2014)、厌氧处理池(2015)和膜生物反应器(2016)，所述调节池(2011)的出水口与所述混凝沉淀池(2012)的进水口连接，所述混凝沉淀池(2012)的出水口与所述厌氧处理池(2015)的进水口连接，所述混凝沉淀池(2012)的出泥口与所述污泥浓缩池(2013)的进泥口连接，所述污泥浓缩池(2013)的出泥口与所述污泥压滤机(2014)的进泥口连接，所述厌氧处理池(2015)的出水口与所述膜生物反应器(2016)的进水口连接，所述膜生物反应器(2016)的出水口与所述多级蒸发器(1)的进水口连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于超声波除垢和提升流动性的高浓度废水处理设备，其特征在于：所述终处理结构(202)包括稠厚釜(2021)、离心机(2022)和振动流化床(2023)，所述稠厚釜(2021)的进料口与所述多级蒸发器(1)的出料口连接，所述稠厚釜(2021)的出料口与所述离心机(2022)的进料口连接，所述离心机(2022)的出料口与所述振动流化床(2023)的进料口连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于超声波除垢和提升流动性的高浓度废水处理设备，其特征在于：所述多级蒸发器(1)为三效蒸发系统，所述多级蒸发器(1)包括第一蒸发器(4)、第二蒸发器(5)和第三蒸发器(6)，所述第一蒸发器(4)、所述第二蒸发器(5)和所述第三蒸发器(6)依次首尾连接，所述第一蒸发器(4)、所述第二蒸发器(5)和所述第三蒸发器(6)的蒸发管(7)上均安装有所述超声波除垢组件(3)。
5.根据权利要求4所述的一种基于超声波除垢和提升流动性的高浓度废水处理设备，其特征在于：所述超声波除垢组件(3)包括超声波发生器(301)、换能器(302)、振子(303)和连接法兰(304)，所述超声波发生器(301)的输出端与所述换能器(302)连接，所述蒸发管(7)上开设有通孔，所述振子(303)至于所述蒸发管(7)内，所述换能器(302)的振动轴(8)穿过对应的所述通孔且与对应所述振子(303)连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于超声波除垢和提升流动性的高浓度废水处理设备，其特征在于：所述连接法兰(304)安装在所述蒸发管(7)上，所述振动轴(8)穿过所述连接法兰(304)的中心通孔且两者之间不紧密接触。
7.根据权利要求6所述的一种基于超声波除垢和提升流动性的高浓度废水处理设备，其特征在于：所述振动轴(8)与所述蒸发管(7)之间密封连接且所述振动轴(8)能够自由振动。
8.根据权利要求7所述的一种基于超声波除垢和提升流动性的高浓度废水处理设备，其特征在于：所述振动轴(8)上还安装有调幅减振环(9)。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种基于超声波除垢和提升流动性的高浓度废水处理设备，能够在蒸发器的蒸发管上安装超声波除垢装置并将振子安装在蒸发管内，实现在不增加其它化学成份的前提下高效除垢、提高蒸发热效率、改善蒸发效果的目的，能够将多种类型的水处理设备集成在一起，实现了更好的水处理效果，能够有效地分解难降解有机污染物。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种基于超声波除垢和提升流动性的高浓度废水处理设备，包括多级蒸发器、水处理组件和超声波除垢组件，所述水处理组件与所述多级蒸发器对应，所述水处理组件包括初处理结构和终处理结构，所述初处理结构设置在所述多级蒸发器的进水口一侧，所述终处理结构设置在所述多级蒸发器的出料口一侧，所述超声波除垢组件设置在所述多级蒸发器内部。
进一步的，所述初处理结构包括调节池、混凝沉淀池、污泥浓缩池、污泥压滤机、厌氧处理池和膜生物反应器，所述调节池的出水口与所述混凝沉淀池的进水口连接，所述混凝沉淀池的出水口与所述厌氧处理池的进水口连接，所述混凝沉淀池的出泥口与所述污泥浓缩池的进泥口连接，所述污泥浓缩池的出泥口与所述污泥压滤机的进泥口连接，所述厌氧处理池的出水口与所述膜生物反应器的进水口连接，所述膜生物反应器的出水口与所述多级蒸发器的进水口连接，提高水处理效果。
进一步的，所述终处理结构包括稠厚釜、离心机和振动流化床，所述稠厚釜的进料口与所述多级蒸发器的出料口连接，所述稠厚釜的出料口与所述离心机的进料口连接，所述离心机的出料口与所述振动流化床的进料口连接，提高水处理效果。
进一步的，所述多级蒸发器为三效蒸发系统，所述多级蒸发器包括第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器，所述第一蒸发器、所述第二蒸发器和所述第三蒸发器依次首尾连接，所述第一蒸发器、所述第二蒸发器和所述第三蒸发器的蒸发管上均安装有所述超声波除垢组件，通过第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器的配合使用提高蒸发效果，通过超声波本身的物理属性，增加所处理的母液在其作用下的流动性。
进一步的，所述超声波除垢组件包括超声波发生器、换能器、振子和连接法兰，所述超声波发生器的输出端与所述换能器连接，所述蒸发管上开设有通孔，所述振子至于所述蒸发管内，所述换能器的振动轴穿过对应的所述通孔且与对应所述振子连接，方便进行超声波除垢工作，破坏蒸发管内壁上的不溶性污物而使它们分散于原料液中，从而实现在不增加其它化学成份的前提下高效除垢、提高蒸发热效率、改善蒸发效果的目的。
进一步的，所述连接法兰安装在所述蒸发管上，所述振动轴穿过所述连接法兰的中心通孔且两者之间不紧密接触，方便对振动轴进行限位安装的同时避免影响振动轴的振动效果。
进一步的，所述振动轴与所述蒸发管之间密封连接且所述振动轴能够自由振动，方便通过常规密封连接方式，比如采用具有一定弹性的密封圈，保证振动轴能够自由高频振动的情况下，振动轴与蒸发管之间的密封性能不需非常好，因为蒸发管内的液体浓度较高，一般密封即可防止漏液。
进一步的，所述振动轴上还安装有调幅减振环，方便通过调幅减振环调节振动轴的振幅。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过超声波发生器产生超声波，通过换能器转换为高频机械振动并通过振动轴传输给振子，振子液体中高频振动产生数以万计的微小气泡，存在于液体中的微小气泡在声场的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压力，破坏蒸发管的内壁上的不溶性污物而使它们分散于原料液中，从而实现在不增加其它化学成份的前提下高效除垢、提高蒸发热效率、改善蒸发效果的目的。
2、本发明通过将调节池、混凝沉淀池、污泥浓缩池、污泥压滤机、厌氧处理池、膜生物反应器、多级蒸发器、稠厚釜、离心机和振动流化床集成在一起，对待处理的高浓度废水在混凝沉淀池内沉淀，沉淀的污泥进入污泥浓缩池内浓缩，再经污泥压滤机压制成固体，经混凝沉淀池沉淀后的污水进入厌氧处理池内进行厌氧处理，再进入膜生物反应器内进行生物反应，然后进入多级蒸发器内的第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器将大部分水份蒸发掉，产生的高浓原料再依次经过稠厚釜、离心机和振动流化床处理得到固体原料，被利用或作为无污染废料处理。
3、本发明通过超声波的空化效应，会在其周围的极小空间范围内产生5200K的高温和100MPa压力，急剧冷却速度达1×1010K/s，并伴有强烈的冲击波和时速高达400km/h的射流，这些条件下足以打开结合力强的化学键，产生自由基·OH，从而有效地分解难降解有机污染物。
（发明人：刘耀中;杨顺生;王江;李本元;李军昌）
