公布日：2023.09.01
申请日：2023.08.01
分类号：C02F9/00(2023.01)I;B01F29/83(2022.01)I;B01F29/85(2022.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/36(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F101
/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及有机废水处理技术领域，具体是指一种有机废水处理系统，包括超声单元，超声单元前端连接有混料单元，后端连接有脱水单元，脱水单元还连接有蒸发单元，混料单元上设置有投放单元，脱水单元、蒸发单元还与混料单元连通；其中，脱水单元内分离的催化剂通过投放单元回用至混料单元内，蒸发单元内蒸发回流的母液通过投放单元连同回用的催化剂同时回流至混料单元内。通过混料单元的持续搅拌来进行搅拌作业，并且催化剂的投放过程与搅拌过程能够进行联合作业，即搅拌运动与催化剂回用投放过程是一个联动过程，在此基础上，回用的催化剂还伴随着回流的蒸发母液，能够将投放单元内淤积的催化剂带入混料单元内。
权利要求书
1.一种有机废水处理系统，包括超声单元（2），其特征在于：所述超声单元（2）前端连接有混料单元（1），后端连接有脱水单元（3），所述脱水单元（3）还连接有蒸发单元（4），所述混料单元（1）上设置有投放单元（5），所述脱水单元（3）、蒸发单元（4）还与所述混料单元（1）连通；其中，所述脱水单元（3）内分离的催化剂通过所述投放单元（5）回用至所述混料单元（1）内，所述蒸发单元（4）内蒸发回流的母液通过所述投放单元（5）连同回用的催化剂同时回流至所述混料单元（1）内；所述混料单元（1）包括：混料支架（11）、搅拌组件（12）以及混料罐（13），所述混料罐（13）转动设置在所述混料支架（11）上，所述混料罐（13）下方设置有用于带动所述混料罐（13）转动的转动组件（14），所述搅拌组件（12）设置在所述混料罐（13）上且用于对混料罐（13）内部的废水进行搅拌催化作业；所述搅拌组件（12）包括：搅拌电机（121）、传动件（122）以及搅拌叶片（123），所述搅拌电机（121）的输出端与所述传动件（122）内行星轮组的太阳齿轮（1221）连接，所述行星轮组的行星齿轮（1222）、行星架（1223）均与所述传动件（122）的壳体转动设置，所述行星架（1223）的外周面上间隔均布有若干凸起（1224），所述太阳齿轮（1221）的下端还键接有搅拌轴（124），所述搅拌叶片（123）固定在所述搅拌轴（124）上；所述搅拌组件（12）还包括混流件（125），所述混流件（125）包括活动套设在所述搅拌轴（124）上的混流环（1251），所述混流环（1251）外周间隔均布有若干混流杆（1252），所述搅拌轴（124）的上端开设有移动槽（1253），所述混流杆（1252）的端部延伸至所述移动槽（1253）内，所述搅拌轴（124）转动时，通过所述移动槽（1253）能够带动所述混流杆（1252）上下移动或转动；所述移动槽（1253）在所述搅拌轴（124）外周面上呈正弦或余弦排布；所述转动组件（14）包括：转动电机（142）、底座（141）、蜗杆（143）以及齿带（144），所述混料罐（13）设置在所述底座（141）上，所述底座（141）能够相对转动，转动电机（142）与所述蜗杆（143）的转动轴带传动，所述底座（141）的外周面设置有齿带（144），所述齿带（144）与所述蜗杆（143）啮合，当所述转动电机（142）转动时，能够带动所述底座（141）进行转动，进而实现混料罐（13）的转动，所述搅拌叶片（123）为双螺旋结构且直径由上至下依次递增；所述投放单元（5）包括：容纳器（51）、投放管道（52）以及若干投放件（53），所述投放管道（52）设置在所述混料罐（13）上，所述容纳器（51）用于放置催化剂，若干所述投放件（53）、容纳器（51）、蒸发单元（4）均与所述投放管道（52）连通，所述投放件（53）包括：压力筒（531）、压力杆（532）以及复位弹簧（533），所述压力筒（531）通过单向阀与所述投放管道（52）连通，所述压力杆（532）的一端套设在所述压力筒（531）内，另一端与所述行星架（1223）的外周面抵接，所述复位弹簧（533）套设在所述压力杆（532）的另一端上，所述搅拌电机（121）转动进行搅拌作业时，能够通过带动行星架（1223）转动来实现压力杆（532）的往复运动，进而联合实现容纳器（51）内的催化剂投放作业。
2.根据权利要求1所述的一种有机废水处理系统，其特征在于：所述脱水单元（3）包括脱料筒（31）、一级旋流器（32）、二级旋流器（33）、气室（34）以及分离室（35），所述气室（34）与所述超声单元（2）的出水端连通，所述一级旋流器（32）、二级旋流器（33）连通并置于所述脱料筒（31）内，所述气室（34）还与所述一级旋流器（32）连通，所述分离室（35）设置在所述脱料筒（31）的底部，所述二级旋流器（33）的出水端设置有翼阀并置于所述分离室（35）内。
3.根据权利要求2所述的一种有机废水处理系统，其特征在于：所述脱料筒（31）的底部设置有用于分离催化剂的第一出口（37），所述脱料筒（31）的底部还设置有用于分离废水的第二出口（38），所述分离室（35）的底部与所述第二出口（38）连通。
发明内容
本发明目的在于提供一种有机废水处理系统，针对目前蒸发器进水水质中高浓度有机物影响蒸发效果的问题，用于解决大分子有机物造成的蒸发器发生堵塞、高沸点有机物造成蒸发过程中易起泡爆沸、高沸点有机物在蒸发后期粘度增大影响传热效率、蒸发母液量多的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种有机废水处理系统，包括超声单元，所述超声单元前端连接有混料单元，后端连接有脱水单元，所述脱水单元还连接有蒸发单元，所述混料单元上设置有投放单元，所述脱水单元、蒸发单元还与所述混料单元连通；其中，所述脱水单元内分离的催化剂通过所述投放单元回用至所述混料单元内，所述蒸发单元内蒸发回流的母液通过所述投放单元连同回用的催化剂同时回流至所述混料单元内。需要说明的是，现有技术中，对于不同废水处理技术所提供的电极电势不同，其能够处理的有机物种类也不同，因此，在蒸发器进水的水质处理工序中，主要存在着蒸发效果差的问题，具体地，其主要原因包括：大分子有机物造成蒸发器堵塞、高沸点有机物造成蒸发过程起泡爆沸、高沸点有机物在蒸发后期粘度增大影响传热效率以及蒸发母液量过度的问题。
针对上述问题，申请人提出了一种有机废水处理系统，通过将含有高浓度有机物的废水通过过滤器进行过滤，并保证进水ss（悬浮固体物质）小于5mg/L，若进水没有悬浮物可以省略该步骤，并投加含量在0.8‰至1.2‰范围的催化剂，在混料单元内搅拌混合均匀，再送入超声单元进行超声，并设定超声时间为15分钟，超声频率为20KHz与40KHz交变；再送入脱水单元进行固液分离，分离后的固体主要为催化剂，并且分离后的催化剂能够进行回用，脱水单元分离后的清液进入蒸发单元，并经过蒸发作业后将部分母液回流至混料单元循环处理。在上述的有机废水处理过程中，通过混料单元的持续搅拌来进行搅拌作业，并且催化剂的投放过程与搅拌过程能够进行联合作业，即搅拌运动与催化剂回用投放过程是一个联动过程，在此基础上，回用的催化剂还伴随着回流的蒸发母液，能够将投放单元内淤积的催化剂带入混料单元内。在上述过程中，搅拌有助于催化剂的压电催化过程，并且往复加入的催化剂和蒸发母液能够缓解混料单元内的大分子有机物堵塞问题，进而提高反应过程，减少蒸发过程中起泡爆沸等问题。
进一步地，所述混料单元包括：混料支架、搅拌组件以及混料罐，所述混料罐转动设置在所述混料支架上，所述混料罐下方设置有用于带动所述混料罐转动的转动组件，所述搅拌组件设置在所述混料罐上且用于对混料罐内部的废水进行搅拌催化作业。需要说明的是，现有技术中的废水搅拌作业过程均为对罐体内部的废水进行搅拌作业，而在本申请中，不仅利用混料罐内的搅拌组件进行搅拌作业，而且混料罐自身还能够在转动组件的作用下进行转动。更进一步地，混料罐的转动方向与搅拌组件的转动方向相反，并且在混料过程中，混料罐先进行转动一定时间后，待内部的废水具有一定的离心力之后再启动搅拌组件，使得搅拌组件使得混料罐内部的废水反向转动，在此过程中，搅拌效果更为明显，能够保证催化剂与废水的充分反应。
进一步地，所述搅拌组件包括：搅拌电机、传动件以及搅拌叶片，所述搅拌电机的输出端与所述传动件内行星轮组的太阳齿轮连接，所述行星轮组的行星齿轮、行星架均与所述传动件的壳体转动设置，所述行星架的外周面上间隔均布有若干凸起，所述太阳齿轮的下端还键接有搅拌轴，所述搅拌叶片固定在所述搅拌轴上。需要说明的是，对于搅拌组件，搅拌组件利用传动件内的行星轮组实现对混料罐内的混合过程，具体地，搅拌电机还能够通过减速箱等结构与太阳齿轮连接，太阳齿轮还键接有搅拌轴，搅拌轴上固定有搅拌叶片，搅拌电机启动时，通过带动太阳齿轮旋转来使得搅拌叶片进行旋转，继而实现混料罐内废水与催化剂的混合反应过程。
进一步地，所述投放单元包括：容纳器、投放管道以及若干投放件，所述投放管道设置在所述混料罐上，所述容纳器用于放置催化剂，若干所述投放件、容纳器、蒸发单元均与所述投放管道连通，所述投放件包括：压力筒、压力杆以及复位弹簧，所述压力筒通过单向阀与所述投放管道连通，所述压力杆的一端套设在所述压力筒内，另一端与所述行星架的外周面抵接，所述复位弹簧套设在所述压力杆的另一端上，所述搅拌电机转动进行搅拌作业时，能够通过带动行星架转动来实现压力杆的往复运动，进而联合实现容纳器内的催化剂投放作业。需要说明的是，由于传动件内设有行星轮组，可以理解的是，行星轮组必然包括了太阳齿轮、行星齿轮以及行星架，在本申请的行星轮组结构中，太阳齿轮作为动力输入与动力输出，行星齿轮作为动力传动，而行星架也作为动力输出。具体地，太阳齿轮进行转动时，带动行星齿轮进行转动，再带动行星架进行转动，而行星架的外周设置有若干的凸起，并且凸起与压力杆的另一端抵接，凸起的转动对压力杆具有往复的压力作用，并且在复位弹簧的作用下能够持续对压力筒进行压力递送，最终实现对容纳器内催化剂的投放。还需要说明的是，容纳器与脱水单元的第一出口连通，对于投放管道而言，其阀门控制过程较为常规，且不涉及相应的技术改进，此处便不再赘述。
进一步地，所述搅拌组件还包括混流件，所述混流件包括活动套设在所述搅拌轴上的混流环，所述混流环外周间隔均布有若干混流杆，所述搅拌轴的上端开设有移动槽，所述混流杆的端部延伸至所述移动槽内，所述搅拌轴转动时，通过所述移动槽能够带动所述混流杆上下移动或转动。需要说明的是，基于上述结构，当搅拌轴进行转动时，其必然带动着混料罐内部的废水进行相应的搅拌运动，而与废水接触的混流件也必然具有产生相对运动的趋势，此时的移动槽起到导向和限位的作用，使得混流杆在转动的同时能够进行上下移动。
作为优选，所述移动槽在所述搅拌轴外周面上呈正弦或余弦排布。为了实现混流杆转动与上下移动的运动过程，移动槽的优选形状为波浪形，更为具体地，移动槽的排布满足正弦线或余弦线。
作为优选，所述脱水单元包括脱料筒、一级旋流器、二级旋流器、气室以及分离室，所述气室与所述超声单元的出水端连通，所述一级旋流器、二级旋流器连通并置于所述脱料筒内，所述气室还与所述一级旋流器连通，所述分离室设置在所述脱料筒的底部，所述二级旋流器的出水端设置有翼阀并置于所述分离室内。需要说明的是，对于脱水单元，脱料筒内的上部为稀相区，下部为密相区，稀相区的流速不能太高，对堆积密度较小的催化剂一般采用0.6m/s至0.7m/s，对堆积密度较大的催化剂则可采用0.8m/s至0.9m/s。即使如此，稀相空间仍有一定的催化剂浓度，为了减少催化剂的损耗，脱料筒内装有两级串联的旋流器，其回收催化剂固体颗粒的效率应在99.5%以上。
作为优选，所述脱料筒的底部设置有用于分离催化剂的第一出口，所述脱料筒的底部还设置有用于分离废水的第二出口，所述分离室的底部与所述第二出口连通。脱料筒内分离催化剂通过第一出口输送这容纳器内；脱料筒内的废水通过第二出口与蒸发单元或投放管道连通。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明通过混料单元的持续搅拌来进行搅拌作业，并且催化剂的投放过程与搅拌过程能够进行联合作业，即搅拌运动与催化剂回用投放过程是一个联动过程，在此基础上，回用的催化剂还伴随着回流的蒸发母液，能够将投放单元内淤积的催化剂带入混料单元内；
2、本发明在超声波的技术基础上，通过催化剂的压电增强效应，能够显著降低体系反应活化能，从而形成更多的·OH自由基，将大分子高沸点有机物断链生成小分子低沸点的有机物，部分有机物可直接降解成H2O和CO2，以改善蒸发进水的水质；
3、本发明的混料罐自身能够在转动组件的作用下进行转动，此外，混料罐的转动方向与搅拌组件的转动方向相反，并且在混料过程中，混料罐先进行转动一定时间后，待内部的废水具有一定的离心力之后再启动搅拌组件，使得搅拌组件使得混料罐内部的废水反向转动，在此过程中，搅拌效果更为明显，能够保证催化剂与废水的充分反应。
（发明人：罗兴中;廖义勇）
