適用於推進器燃料廢水處理的機電一體成套裝置的製作方法

2023-09-14 21:30:50

本發明涉及廢水的處理技術領域，尤其涉及一種適用於液體推進器肼類廢水應急處理和隨行保障的催化氧化裝置。

背景技術：

目前軍事領域，急缺包括飛彈飛機燃料、化學武器等快速達標處理的技術與裝備，該類汙染物，有潛在的三致危害，很難直接進行生化處理，常規的物理膜吸附法會帶來二次汙染。

因而市面上通常選擇混凝沉澱法、Fenton氧化法、微電解法、光催化與臭氧氧化法等方法處理：

1）混凝沉澱法對於這些汙染物也很難實現脫除處理；

2）Fenton氧化法處理這些汙染物會帶來鐵泥二次汙染；

3）微電解法降COD效果較差；

4）採用光催化與臭氧催化，效能不夠，副產物多。

相比之下，高級氧化技術以羥基自由基為活性組分，通過電子轉移、氫提取以及加成三種方式與有機物反應，特別是針對高濃度、高毒性、可生化性差的推進器肼燃料廢水的降解及礦化，作用效果明顯，具有能耗低，淨化處理效率高，無汙泥無二次汙染等優勢。

對於市面上常規的高級氧化技術的設備，其設備組件多，在企業廠區需要架設多個設備才能完成整套裝置的運行，設備的購置和運行成本較大，而且對於大部分的企業，企業生產的多個步驟均會產生汙染物，不同的汙染物需要通過不同的催化劑進行處理，不能統一進行集中處理，對於多種汙染物同時架設多組設備進行工作，很明顯對於各個企業來說，是不現實的。

技術實現要素：

針對上述存在的問題，本發明目的在於提供一種結構簡單，廢水處理效率高，操作靈活，能耗小的適用於推進器燃料廢水處理的機電一體成套裝置。

為了達到上述目的，本發明採用的技術方案如下：一種適用於推進器肼燃料廢水的處理裝置，所述的處理裝置包括催化反應床，膈膜計量泵、混合器、換熱器、加熱器、鹼試劑箱和雙氧水箱。

膈膜計量泵上設有進水管，進水管的一端連接在廢水池上，進水管的另一端通過膈膜計量泵連接在混合器上，所述的混合器通過管路依次連接換熱器、加熱器和催化反應床，所述的催化反應床由多個催化反應床體串聯而成，催化反應床體的底部設有防湍流的進水分布器，催化反應床體內設有多個垂直安裝的提拉式催化反應罐，多個催化反應罐採用串聯溢流的方式進行工作，單個催化反應床體的進料口設置在底部，出料口設置在頂部，催化反應床通過管路連接在三通電磁閥上，三通電磁閥上設有兩個出液口，一個出液口通過回流管連接在廢水池上，另一個出液口通過排液管連接廢水回收池。

本發明的混合器通過管路連接在換熱器的冷流進液口上，換熱器的冷流出液口連接在加熱器上；混合器的主要作用是調節廢水的pH值，方便其在催化反應床內的高效反應，但是由於催化反應需要一定的溫度，通過了混合器的廢水需要經過換熱器進行加熱，達到指定溫度後才能通入到催化反應床中進行反應。

本發明的催化反應床通過管路連接在換熱器的熱流進液口上，換熱器的熱流出液口通過管路連接在三通電磁閥上；經過加熱器前的廢水是溫度較低的，而反應完成後的廢水溫度是較高的，因此通過反應完成後的廢水為反應前的廢水進行換熱，熱能利用率高，節省能耗。

本發明的催化反應床體上設有頂蓋快開封頭，便於催化劑更換與維護，床體內置多個提拉式催化反應罐，控制罐體質量便於更換催化劑；罐體兩端可拆卸的不鏽鋼絲網封口，可填充球狀、三葉草狀，空心環狀， 柱狀催化劑，方便催化劑拆卸更換。

催化反應床體的底部設有防湍流的進水分布器，改善反應傳質效果。多個催化反應床採用串聯溢流的方式進行連續工作，提高有效反應時間，降解COD效果顯著。

本發明的混合器上設有pH檢測儀和pH混液管，所述的pH混液管通過蠕動泵連接在鹼試劑箱上；催化反應需要合適的pH值，因此通過混合器進行檢測和調節，當pH值檢測不合格時，需要通過鹼試劑箱通入相應的中和液體，是的廢水處於合適的pH範圍。

本發明的換熱器與加熱器之間的管路上設有雙氧水加料管，雙氧水加料管通過蠕動泵連接在雙氧水箱上；此處的雙氧水為氧化劑，在催化反應床中催化劑激發下，產生高活性羥基自由基，快速徹底降解肼類液體推進劑燃料，雙氧水通入到廢水中，其與廢水一起在催化反應床中進行氧化還原反應，完成水質淨化。

本發明的處理裝置上設有電氣控制系統，所述的電氣控制系統通過線路分別連接催化反應床，膈膜計量泵、混合器、換熱器、加熱器和三通電磁閥；通過電氣控制系統統一控制本裝置的各個電氣設備，操作人員可以實時監控各個設備的工作狀態，發生故障及時報警和檢修。

本發明的電氣控制系統上設有溫度檢測儀，所述的溫度檢測儀分別安裝在三通電磁閥、加熱器、換氣器和催化反應床上；由於催化反應需要一定的溫度，因此通過溫度檢測儀來監控加熱器和和換熱器的工作狀態，保證催化反應床內最優的工作溫度。

本發明的鹼試劑箱和雙氧水箱上的蠕動泵通過控制線路連接在電氣控制系統上；電氣控制系統統一控制各個設備，自動進料，控制精準，操作安全方便。

本發明的處理裝置安裝在帶有支架的移動平臺上，所述的移動平臺通過隔板分為多個區域，包括人機互動區、電加熱區、高級催化氧化降解反應床區、泵工作區和藥劑儲存區，所述的催化反應床設置在高級催化氧化降解反應床區，膈膜計量泵設置在泵工作區，加熱器設置在電加熱區、鹼試劑箱和雙氧水箱設置在藥劑儲存區，移動平臺的底部設有活動滾輪；裝置本身為一體化的結構，對於廠區各個位置上的廢水均可以靈活處理，通過一套裝置即可完成；且裝置各個區域通過隔板進行分隔，各個設備在工作過程中互不影響，大大提高了裝置的靈活性，方便後續的檢修和維護工作。

本發明的優點在於：本發明的裝置布局合理、結構緊湊，該針對推進器燃料廢水的特點，通過多個串聯在一起的催化氧化反應罐對其進行分解，將大分子的有機廢物降解成無汙染的產物，多個催化氧化罐採用串聯溢流的方式進行連續工作，大大提高了廢水在催化反應床的停留時間，廢水中有機物的降解時間長，降解效率高，無汙泥無二次汙染。

針對催化反應床最佳的工作溫度和工作pH，添加一系列的加熱裝置和pH調節裝置進行統一裝置，裝置整體控制精準，操作人員可以精準判定各個裝置的工作狀態，且裝置本身產生的熱能能夠循環利用，能量利用率高；而且裝置最終出水需要最終檢測，檢測不合格的產品需要重新通入到廢水池中，重新進行反應，避免了汙染的排放。

裝置本身無需土建施工，就位即可運行，即開即用，投資省。一體機設計裝置體積小，佔地少，設有剎車腳輪可靈活移動，移動方便，滿足生產廠區內各個位置上的廢水淨化需求，工況適應性強，且裝置本身的控制系統帶有報警模塊，發生故障及時提醒，方便操作人員及時檢修；為安全排放提供了保障，推動了軍隊中創新驅動、科技轉化、軍民融合、環保升級，經濟和軍事效益顯著。

附圖說明

圖1為本發明的裝置結構簡圖；

圖2為本發明的裝置結構俯視圖。

圖3為本發明的移動平臺結構簡圖。

其中，1 廢水池，2 隔膜計量泵，3 混合器，4 換熱器，5 加熱器，6 鹼試劑箱，7 雙氧水箱，8 鹼計量泵，9 三通電磁閥，10 雙氧水計量泵，11 廢水回收池，12 催化反應床，12-1 一號催化反應床體，12-2 二號催化反應床體，12-3 三號催化反應床體，12-4 四號催化反應床體，12-5 五號催化反應床體，13 電氣控制系統。

具體實施方式

下面結合附圖說明和具體實施方式對本發明作進一步詳細的描述。

實施例1：如圖1和2所示的一種適用於推進器燃料廢水處理的機電一體成套裝置，所述的處理裝置包括催化反應床12，膈膜計量泵2、混合器3、換熱器4、加熱器5、鹼試劑箱6和雙氧水箱7。

膈膜計量泵2上設有進水管，進水管的一端連接在廢水池1上，進水管的另一端通過膈膜計量泵2連接在混合器3上，所述的混合器3通過管路依次連接換熱器4、加熱器5和催化反應床12，所述的催化反應床12由多個串聯的催化反應床體12-1、12-2、12-3、12-4、12-5所組成，催化反應床體12-1或12-2或12-3或12-4或12-5的底部設有防湍流的進水分布器，催化反應床體12-1或12-2或12-3或12-4或12-5內設有多個垂直安裝的提拉式催化反應罐，多個催化反應罐採用串聯溢流的方式進行工作，單個催化反應床12-1或12-2或12-3或12-4或12-5的進料口設置在底部，五號催化反應床體12-5的通過管路連接在三通電磁閥9上，三通電磁閥9上設有個出液口，一個出液口通過回流管連接在廢水池1上，另一個出液口通過排液管連接廢水回收池11。

實施例2：如圖1和2所示，混合器3通過管路連接在換熱器4的冷流進液口上，換熱器4的冷流出液口連接在加熱器5上；混合器3的主要作用是調節廢水的pH值，方便其在催化反應床12內的高效反應，但是由於催化反應需要一定的溫度，通過了混合器3的廢水需要經過換熱器4進行加熱，達到指定溫度後才能通入到催化反應床12中進行反應。

實施例3：如圖1和2所示，催化反應床12通過管路連接在換熱器4的熱流進液口上，換熱器4的熱流出液口通過管路連接在三通電磁閥9上；經過加熱器5前的廢水是溫度較低的，而反應完成後的廢水溫度是較高的，因此通過反應完成後的廢水為反應前的廢水進行換熱，熱能利用率高，節省能耗。

實施例4：如圖1和2所示，混合器3上設有pH檢測儀和pH混液管，所述的pH混液管通過蠕動泵8連接在鹼試劑箱6上；催化反應需要合適的pH值，因此通過混合器3進行檢測和調節，當pH值檢測不合格時，需要通過鹼試劑箱6通入相應的中和液體，使得廢水處於合適的pH範圍。

實施例5：如圖1和2所示，如圖1和2所示，換熱器4與加熱器5之間的管路上設有雙氧水加料管，雙氧水加料管通過蠕動泵10連接在雙氧水箱7上；此處的雙氧水7為氧化劑，在催化反應床中催化劑激發下，產生高活性羥基自由基，快速徹底降解肼類液體推進劑燃料，雙氧水通入到廢水中，其與廢水一起在催化反應床中進行氧化還原反應，完成水質淨化。

實施例6：如圖1和2所示，處理裝置上設有電氣控制系統13，所述的電氣控制系統13通過線路分別連接催化反應床12，膈膜計量泵2、混合器3、換熱器4、加熱器5和三通電磁閥9；通過電氣控制系統13統一控制本裝置的各個電氣設備，操作人員可以實時監控各個設備的工作狀態，發生故障及時報警和檢修。

實施例7：如圖1和2所示，電氣控制系統13上設有溫度檢測儀，所述的溫度檢測儀分別安裝在三通電磁閥9、加熱器5、換氣器4和催化反應床體12-1、12-2、12-3、12-4、12-5上；由於催化反應需要一定的溫度，因此通過溫度檢測儀來監控加熱器5和和換熱器4的工作狀態，保證催化反應床體12-1、12-2、12-3、12-4、12-5內最優的工作溫度。

實施例8：如圖1和2所示，鹼試劑箱6和雙氧水箱7上的蠕動泵8和10通過控制線路連接在電氣控制系統13上；電氣控制系統13統一控制各個設備，控制精準，操作方便。

實施例9：如圖1和2所示，處理裝置安裝在帶有支架的移動平臺上，所述的移動平臺通過隔板分為多個區域，包括人機互動區、電加熱區、高級催化氧化降解反應床區、泵工作區和藥劑儲存區，所述的催化反應床體12-1、12-2、12-3、12-4、12-5設置在高級催化氧化降解反應床區，膈膜計量泵2設置在泵工作區，加熱器5設置在電加熱區、鹼試劑箱6和雙氧水箱7設置在藥劑儲存區，移動平臺的底部設有活動滾輪；裝置本身為一體化的結構，對於廠區各個位置上的廢水均可以靈活處理，通過一套裝置即可完成，大大提高了裝置的靈活性，方便後續的檢修和維護工作。

需要說明的是，上述僅僅是本發明的較佳實施例，並非用來限定本發明的保護範圍，在上述實施例的基礎上所做出的任意組合或等同變換均屬於本發明的保護範圍。