一種一體化廢液處理裝置及一體化廢液處理方法
2023-10-10 05:32:14 2
專利名稱：一種一體化廢液處理裝置及一體化廢液處理方法
技術領域：
本發明涉及廢液處理技術，特別是涉及ー種一體化廢液處理裝置及一體化廢液處
理方法。
背景技術：
隨著社會的發展，エ業廢液、生活廢液處理已成為ー項非常嚴峻的社會任務。為了節約水資源，保護自然環境，我國對エ業廢液的排放有嚴格要求，對各種廢液的循環利用亦是非常重視。隨著科學技術的進步，城市汙水已不再是廢水，而是ー種寶貴的資源。而決 定廢液能否成為這種寶貴資源的關鍵就是廢液處理技木。廢液中通常含有不同的有機物，這些有機物包括極性分子物和非極性分子物，成分比較複雜。現有技術中廢液處理設備，多見微波催化反應器、超聲催化反應器等，這些處理設備往往只能有效處理廢液中的某些有機物，而對其他的有機物分解效果較差，不能適用於不同的廢液淨化需要。如將這些設備串聯使用，流程複雜，設備管理維護複雜，運行費用高。因此，針對現有技術不足，提供ー種廢液處理效果好、設備簡単、運行費用低的一體化廢液處理裝置及一體化廢液處理方法甚為必要。
發明內容
本發明的目的在於避免現有技術的不足之處而提供ー種一體化廢液處理裝置及一體化廢液處理方法，該一體化廢液處理裝置及使用該裝置的一體化廢液處理方法能夠有效進行有機廢液處理。本發明的目的通過以下技術措施實現。ー種一體化廢液處理裝置，
設置有廢液輸入裝置、反應塔、催化床、超聲波發生裝置、微波發生裝置、排液裝置及排渣裝置；
所述廢液輸入裝置的輸出端與所述反應塔的輸入端連接，所述排液裝置、所述排渣裝置分別設置於所述反應塔的上部；
所述催化床設置於所述反應塔內且位於所述反應塔的下部位置，所述微波發生裝置設置於所述反應塔的壁面，所述超聲波發生裝置設置於所述反應塔的壁面，所述微波發生裝置、所述超聲波發生裝置均作用於所述催化床。上述催化床設置為金屬氧化物催化床。上述反應塔的下部設置為錐形結構。上述微波發生裝置設置為兩套以上，所述微波發生裝置均勻分布於所述反應塔下部;
每套所述微波發生裝置設置有一個微波發生器和一個波導管，所述微波發生器與所述波導管連接，所述微波發生器設置於所述反應塔下部的外壁面，所述波導管穿設所述反應塔位於所述反應塔內部。上述微波發生裝置設置為兩套以上，所述微波發生裝置均勻分布於所述反應塔上部;
每套所述微波發生裝置設置有一個微波發生器和一個發射管，所述發射管設置為波導管或 紫外光管，所述微波發生器與所述發射管連接，所述微波發生器設置於所述反應塔下部的外壁面，所述發射管穿設所述反應塔位於所述反應塔內部。上述微波發生裝置的頻率為2450MHZ或者915MHZ。上述超聲波發生裝置設置有超聲波發生器和超聲波震板，所述超聲波發生器設置於所述反應塔的內壁所述超聲波震板設置於所述反應塔內，所述超聲波震板的兩端分別設置於所述反應塔的上部和所述催化床。上述超聲波發生裝置設置為兩至五套，所述超聲波發生裝置均勻分布於所述反應塔的內壁面。上述的一體化廢液處理裝置，還設置有催化劑補給裝置，所述催化劑補給裝置的輸出端與所述反應塔的輸入端連接。本發明的一體化廢液處理裝置，設置有廢液輸入裝置、反應塔、催化床、超聲波發生裝置、微波發生裝置、排液裝置及排渣裝置；所述廢液輸入裝置的輸出端與所述反應塔的輸入端連接，所述排液裝置、所述排渣裝置分別設置於所述反應塔的上部；所述催化床設置於所述反應塔內且位於所述反應塔的下部位置，所述微波發生裝置設置於所述反應塔的壁面，所述超聲波發生裝置設置於所述反應塔的壁面，所述微波發生裝置、所述超聲波發生裝置均作用於所述催化床。該一體化廢液處理裝置通過微波處理裝置、超聲波處理裝置及催化床一體式對廢液進行處理，能夠有效分解廢液中的有機物，處理更徹底，還具有結構簡單、操作簡便、運行費用低廉的特點。本發明的ー種一體化廢液處理方法，採用上述的一體化廢液處理裝置進行，廢液輸入裝置將需要處理的廢液輸入至所述反應塔的輸入端，所述微波發生裝置、所述超聲波發生裝置同時作用於所述催化床，所述廢液輸送經過所述反應塔內的催化床在催化床位置經催化、微波處理及超聲波一體化處理，處理後的液體從所述排液裝置排出，處理後的廢渣經排渣裝置排出。該一體化廢液處理方法通過微波處理裝置、超聲波處理裝置及催化床一體化對廢液進行處理，能夠有效分解廢液中的有機物，處理更徹底，運行費用較低。
利用附圖對本發明作進ー步的說明，但附圖中的內容不構成對本發明的任何限制。圖I是本發明ー種一體化廢液處理裝置的結構示意圖。圖2是本發明ー種一體化廢液處理裝置的俯視結構示意圖。在圖I、圖2中，包括
廢液輸入裝置100、
反應塔200、
催化床300、
超聲波發生器410、
超聲波震板420、
微波發生器510、波導管520、
排液裝置600、
排渣裝置700、
催化劑補給裝置800。
具體實施例方式 結合以下實施例對本發明作進ー步描述。實施例I。—種一體化廢液處理裝置，如圖I、圖2所示，設置有廢液輸入裝置100、反應塔200、催化床300、超聲波發生裝置、微波發生裝置、排液裝置600及排渣裝置700。廢液輸入裝置100的輸出端與反應塔200的輸入端連接，排液裝置600、排渣裝置700分別設置於反應塔200的上部。催化床300設置於反應塔200內且位於反應塔200的下部位置，微波發生裝置設置於反應塔200的壁面，超聲波發生裝置設置於反應塔200的壁面，微波發生裝置、超聲波發生裝置均作用於催化床300。催化床300設置為金屬氧化物催化床300。催化床300為富含金屬氧化物構成的固體催化床300，其金屬氧化物為鐵、錳、鈦、鋁等的氧化物或者其氧化物的組合物，具體可根據不同廢液情況靈活調整。金屬氧化物催化床300為本領域公知常識，在此不再贅述。該一體化廢液處理裝置，廢液通過廢液輸入裝置100輸送至反應塔200內，廢液經過在催化床300，在催化床300位置超聲波發生裝置、微波發生裝置同時作用對廢液進行處理，經處理後的廢液通過反應塔200上部的排液裝置600排出收集，處理後的廢渣經反應塔200上部的排渣裝置700排出。該一體化廢液處理裝置還設置有催化劑補給裝置800，催化劑補給裝置800的輸出端與反應塔200的輸入端連接。催化劑補給設備可以根據不同汙水情況，隨時向反應塔200補充催化劑，以確保能夠充分氧化分解汙染物。反應塔200的下部設置為錐形結構，這樣，廢液可以經泵與空氣混合後通過廢液輸入裝置100進入反應塔200下部時，可以經反應塔200下部的錐形結構均勻進入反應塔200內，能夠提高傳質效果。微波發生裝置設置為ニ套，微波發生裝置均勻分布於反應塔200下部。每套微波發生裝置設置有一個微波發生器510和一個波導管520，微波發生器510與對應的波導管520 —一連接，微波發生器510設置於反應塔200下部的外壁面，波導管520穿設反應塔200位於反應塔200內部。需要說明的是，微波發生裝置的數量並不僅僅局限於本實施例中的兩套，也可以設置為其他數量，如四套、五套或者其他數量等。微波發生裝置的頻率可根據需要進行選擇，優選為2450MHZ或者915MHZ，以產生高強度短脈衝波。微波是一種電磁波，電磁波包括電場和磁場。電場的場強使帶電粒子開始運動，帶電粒子的運動從而使極化粒子進ー步極化，微波的電場場強和磁場場強因粒子極化而快速變化，從而產生摩擦使其自身溫度升高。這就是微波加熱的基本原理。通過微波降解水體中有機汙染物時，許多有機汙染物不能直接明顯地吸收微波。本發明中，設計金屬氧化物催化床300及微波發生裝置，微波發生器510產生的微波經波導管520將高強度短脈衝微波輻射聚焦到吸附有金屬氧化物的催化床300表面上，由於表面金屬點位與微波能的強烈作用，微波能將被轉變熱，從而使某些表面點位選擇性地被迅速加熱至很高溫度。儘管反應塔200中的廢液不會被微波直接加熱，但當廢液經過催化床300時與受激發的表面點位接觸時可發生強烈反應，即微波誘導催化反應，通過微波誘導催化反應能夠快速氧化分解有機物，從而使得廢液得到到浄化。微波技術能夠對有機物中的極性分子高效分解，但是對非極性分子的分解有限。超聲波發生裝置設置為兩套，兩套超聲波發生裝置均勻設置於反應塔200的內壁面。每套超聲波發生裝置設置有一個超聲波發生器410和一個超聲波震板420，超聲波發生器410設置於反應塔200的內壁，超聲波震板420設置於反應塔200內，超聲波震板420的兩端分別設置於反應塔200的上部和催化床300。超聲波發生器410產生的超聲波通過超聲波震板420傳遞到催化床300位置。超聲波發生裝置功率可調，以便根據需要設置合適的頻率。需要說明的是，超聲波發生裝置並不僅僅局限於兩套，也可以設置為ー套或者兩套以上，如三套或者四套或者五套等，具體數量可根據需要靈活設置。當超聲波發生裝置的數量為兩套以上時，超聲波發生裝置優選均勻分布於反應塔200的內壁面。超聲波是指頻率高於20 kHz的聲波。當一定強度的超聲波通過媒體時，會產生ー系列的物理、化學效應。它主要用來加速降解水中難降解的有毒有機汙染物，是ー種高級催化氧化水處理技木。超聲波廢水處理主要在於超聲空化作用產生的局部高溫、高壓。在超聲波作用下，溶液產生空化泡並迅速崩潰，整個過程發生在ns— μ s時間內，從而在空化泡內產生異常的高溫(高於5 000 K)和高壓(高於50 MPa)。因此，可以對水中汙染物直接進行熱解作用，另外，在這高溫高壓環境下產生氧化電位很高的羥基自由基，它可以對許多有機物進行氧化反應，達到降解汙染物和去除COD的作用。故，超聲波發生裝置產生的超聲波的能量使得催化床300的催化劑表面點位與氣泡強烈相互作用，所產生的超聲波能夠加速有機汙染物分解變成小分子物質，從而利於後續的生化處理或達標排放。通過超聲波催化強化對有機汙染物進行分解，超聲波對非溶解性易揮發有機物分解效果好，但對溶解性難揮發的極性分子有機物分解效果不好。需要說明的是，超聲波發生裝置並不僅僅局限於本實施例中的震板式，也可以設置為探頭式超聲波發生裝置。本發明的一體化廢液處理裝置，其工作過程是這樣的，廢液輸入裝置100將需要處理的廢液輸入至所述反應塔200的輸入端，微波發生裝置、超聲波發生裝置同時作用於催化床300，廢液輸送經過反應塔200內的催化床300在催化床300位置經催化、微波處理及超聲波一體化處理，處理後的液體從所述排液裝置600排出，處理後的廢渣經排渣裝置700排出。由於該一體化廢液處理裝置設置有催化床300、微波發生裝置、超聲波發生裝置，把微波技術、超聲波技術和催化氧化技術耦合，故廢液經過催化床300位置時期中的極性分子會在微波作用下分解，非極性分子會在超聲波作用下分解，能夠高效處理成分複雜的有機廢液，能夠有效分解廢液中的有機物，處理更徹底，運行費用較低。該一體化廢液處理裝置在同等體積下廢液處理能力大大提高，可減少設備的佔地面積。此外，該一體化廢液處理裝置結構簡單，成本低廉，拆卸方便，運行費用低。
該一體化廢液處理裝置不僅可以處理廢液，也可以處理受汙染的土壌，只要把土壤放入本一體化廢液處理裝置，通入適量水或其它液體，即可分解土壌中的汙染物。需要說明的是，該一體化廢液處理裝置可以根據具體需要選擇用催化床300、微波發生裝置、超聲波發生裝置中的一種或者兩種進行工作。實施例2。ー種一體化廢液處理裝置，其他結構與實施例I相同，不同之處在於微波發生裝置設置於反應塔200上部，微波發生裝置均勻分布於反應塔200上部。需要說明的是，微波發生裝置不僅僅局限於兩套，也可以設置為兩套以上或者其他數量。每套微波發生裝置設置有一個微波發生器510和一個發射管，發射管設置為波導管520或紫外光管，微波發生器510與發射管連接，微波發生器510設置於反應塔200下部的外壁面，發射管穿設反應塔200位於反應塔200內部。由於微波發生裝置設置於反應塔 200上部，這種情況下的發射管需要使用較長規格以便能夠置入催化床300。實施例3。ー種一體化廢液處理方法，採用上述實施例I或2其中的ー種一體化廢液處理裝置進行，其具體過程如下廢液輸入裝置100將需要處理的廢液輸入至所述反應塔200的輸入端，微波發生裝置、超聲波發生裝置同時作用於催化床300，廢液輸送經過反應塔200內的催化床300在催化床300位置經催化、微波處理及超聲波一體化處理，處理後的液體從所述排液裝置600排出，處理後的廢渣經排渣裝置700排出。由於該一體化廢液處理裝置設置有催化床300、微波發生裝置、超聲波發生裝置，把微波技術、超聲波技術和催化氧化技術耦合，故廢液經過催化床300位置時期中的極性分子會在微波作用下分解，非極性分子會在超聲波作用下分解，能夠高效處理成分複雜的有機廢液，能夠有效分解廢液中的有機物，處理更徹底，運行費用較低。最後應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對本發明保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和範圍。
權利要求
1.ー種一體化廢液處理裝置，其特徵在幹 設置有廢液輸入裝置、反應塔、催化床、超聲波發生裝置、微波發生裝置、排液裝置及排渣裝置； 所述廢液輸入裝置的輸出端與所述反應塔的輸入端連接，所述排液裝置、所述排渣裝置分別設置於所述反應塔的上部； 所述催化床設置於所述反應塔內且位於所述反應塔的下部位置，所述微波發生裝置設置於所述反應塔的壁面，所述超聲波發生裝置設置於所述反應塔的壁面，所述微波發生裝置、所述超聲波發生裝置均作用於所述催化床。
2.根據權利要求I所述的一體化廢液處理裝置，其特徵在於所述催化床設置為金屬氧化物催化床。
3.根據權利要求2所述的一體化廢液處理裝置，其特徵在於所述反應塔的下部設置為錐形結構。
4.根據權利要求I所述的一體化廢液處理裝置，其特徵在於所述微波發生裝置設置為兩套以上，所述微波發生裝置均勻分布於所述反應塔下部； 每套所述微波發生裝置設置有一個微波發生器和一個波導管，所述微波發生器與所述波導管連接，所述微波發生器設置於所述反應塔下部的外壁面，所述波導管穿設所述反應塔位於所述反應塔內部。
5.根據權利要求I所述的一體化廢液處理裝置，其特徵在於所述微波發生裝置設置為兩套以上，所述微波發生裝置均勻分布於所述反應塔上部； 每套所述微波發生裝置設置有一個微波發生器和一個發射管，所述發射管設置為波導管或紫外光管，所述微波發生器與所述發射管連接，所述微波發生器設置於所述反應塔下部的外壁面，所述發射管穿設所述反應塔位於所述反應塔內部。
6.根據權利要求4或5所述的一體化廢液處理裝置，其特徵在於所述微波發生裝置的頻率為2450MHZ或者915MHZ。
7.根據權利要求I所述的一體化廢液處理裝置，其特徵在於所述超聲波發生裝置設置有超聲波發生器和超聲波震板，所述超聲波發生器設置於所述反應塔的內壁所述超聲波震板設置於所述反應塔內，所述超聲波震板的兩端分別設置於所述反應塔的上部和所述催化床。
8.根據權利要求7所述的一體化廢液處理裝置，其特徵在於所述超聲波發生裝置設置為兩至五套，所述超聲波發生裝置均勻分布於所述反應塔的內壁面。
9.根據權利要求I所述的一體化廢液處理裝置，其特徵在於還設置有催化劑補給裝置，所述催化劑補給裝置的輸出端與所述反應塔的輸入端連接。
10.ー種一體化廢液處理方法，採用如權利要求I至9中任意一項所述的一體化廢液處理裝置進行，其特徵在於廢液輸入裝置將需要處理的廢液輸入至所述反應塔的輸入端，所述微波發生裝置、所述超聲波發生裝置同時作用於所述催化床，所述廢液輸送經過所述反應塔內的催化床在催化床位置經催化、微波處理及超聲波一體化處理，處理後的液體從所述排液裝置排出，處理後的廢渣從所述排渣裝置排出。
全文摘要
一種廢液氣浮淨化設備及一體化廢液處理方法，設備設置有廢液輸入裝置、反應塔、催化床、超聲波發生裝置、微波發生裝置、排液裝置及排渣裝置；廢液輸入裝置的輸出端與反應塔的輸入端連接，催化床設置於反應塔內的下部位置，微波發生裝置設置於反應塔的壁面，超聲波發生裝置設置於反應塔的壁面，微波發生裝置、超聲波發生裝置均作用於所述催化床。廢液輸送經過反應塔內的催化床在催化床位置經催化、微波處理及超聲波一體化處理後排出。本發明能夠有效分解廢液中的有機物，處理更徹底，還具有結構簡單、操作簡便、運行費用低廉的特點。
文檔編號C02F1/72GK102745768SQ20121026580
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者鄧傑帆 申請人:鄧傑帆