一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置的製作方法

2023-05-19 12:11:16

專利名稱：一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及汙水處理技術領域，特別是涉及一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置。
背景技術：
隨著社會的發展，人們環保意識逐漸增強，汙水處理越來越受到重視。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，會產生一系列的物理、化學效應。在超聲波負壓相作用下產生空化泡(cavitation bubbles),空化泡瞬間崩潰時局部形成高溫(1900 5200K)和高壓(50 IOOMPa)區，溫度變化率高達109K s—1，即形成所謂「熱點」(hot spots)。近年來，超聲波在汙水處理中的應用開始受到本領域工作者的關注，然而目前超聲波在汙水處理的應用還處於研究階段，還沒有普遍適用於現代工業化使用的超聲波汙水處理反應裝置。而現有技術中存在的超聲波催化、生化降解廢液的裝置，結構複雜、靈活性低、能耗大、費用高且降解不徹底等問題。

實用新型內容本實用新型的目的在於避免現有技術中的不足之處而提供一種廢液處理效果好、結構簡單、低耗能、便於移動的超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置。本實用新型的目的通過以下技術方案實現。一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置，包括殼體、超聲波發生裝置、載有微生物的載體顆粒和固體催化床，超聲波發生裝置的超聲波發射部裝設於殼體的內部用以發出超聲波，載 體顆粒的外表面包覆有生物膜層，且載體顆粒設於殼體的內部，固體催化床設於殼體內的下端。其中，殼體的內部還設有空心的導流筒，導流筒裝設於殼體的內部，超聲波裝置的超聲波發射部裝設於導流筒的內壁。其中，超聲波發生裝置包括超波發生器和超聲波震板，超聲波發生器與超聲波震板電連接，超聲波震板裝設於殼體的內部。其中，超聲波震板的數目為兩塊以上，超聲波震板均裝設於殼體的內部。其中，超聲波震板的數目為兩塊，具體為第一超聲波震板和第二超聲波震板，兩塊第一超聲波震板的中心線、第二超聲波震板的中心線與以及殼體的中軸線位於同一平面。其中，還包括膜生物反應器和出液管，膜生物反應器裝設於殼體的內部，出液管的一端與膜生物反應器連通，出液管的另一端設於殼體的外部。其中，出液管為出流口法蘭管。其中，殼體的內部還設有導流體，導流體為上端大下端小的迴轉體，導流體的上端固設於殼體的上部。其中，超聲波發生裝置為能夠發生兩種以上超聲波的超聲波發生裝置。其中，固體催化床為過渡金屬氧化物層。[0015]本實用新型的有益效果:一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置，包括殼體、超聲波發生裝置和固體催化床，超聲波發生裝置的超聲波發射部裝設於殼體的內部，固體催化床設於殼體內的下端。與現有技術相比，適用於工業化使用，本實用新型的超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置，將超聲法裝置及固體催化床結合在同一設備中，結構簡單緊湊、低耗能、便於移動等特點，而且超聲波協同固體催化劑共同催化廢液中的有機汙染物，高效淨化廢液。

利用附圖對本實用新型做進一步說明，但附圖中的內容不構成對本實用新型的任何限制。圖1是本實用新型的一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置的實施例1的結構示意圖。圖2本實用新型的一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置的實施例1的另一角度結構示意圖。圖1和圖2中包括有:I殼體、2膜生物反應器、3超聲波震板、4超聲波發生器、5出流口法蘭管、6載體顆粒、7固體催化床、8觀察孔、9氧化劑補充管、10導流筒、11進液管。
具體實施方式結合以下實施例對本實用新型作進一步說明。實施例1。一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置，如圖1所示，包括殼體1、導流筒10、超聲波發生裝置、固體催化床7和載有微生物的載體顆粒6，其中，本實施例的殼體I還設有觀察孔8以便於觀察殼體I內部的廢液反應情況，載體顆粒6為活性炭體或者陶粒體，同時，導流筒10裝設於殼體I的內部，超聲波發生裝置包括超波發生器和兩塊超聲波震板3，超聲波發生器4與兩塊超聲波震板3分別電連接，超聲波震板3貼設於導流筒10的內壁，兩塊超聲波震板3具體為第一超聲波震板和第二超聲波震板,第一超聲波震板的中心線、第二超聲波震板的中心線以及殼體I的中軸線位於同一平面。同時，載體顆粒6的外表面包覆有生物膜層，且本實施例中載體顆粒6懸浮設於殼體I的內部，固體催化床7鋪設於殼體I內部的下端，該固體催化床7由過渡金屬氧化物形成。本實用新型的超聲波是指頻率高於20 kHz的聲波，本實施例的超聲波發生裝置為發生兩種不同頻率的超聲波發生裝置，超聲波用於加速降解水中難降解的有毒有機汙染物，當汙水混著空氣從本超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置的下端進入殼體I的內部時，經過固體催化床7並與懸浮在殼體I內部載有微生物的載體顆粒6接觸，與此同時，超聲波發生器4發射出的超聲波，固體催化床7的固體催化劑表面與超聲波引發的空化泡發生強烈相互作用，而且超聲波促進固體催化劑與汙水中有機汙染物充分接觸，保持固體催化劑表面的高催化活性，與現有技術相比，催化有機物分解的作用大大增強，促使汙水中的有機汙染物迅速分解成小分子物質，同時，超聲波加快了載體顆粒6上的微生物的細胞內外物質交換、傳輸和可逆滲透，從而改變細胞生長速率，起到誘變微生物的作用，提高廢水的可生化性和微生物活性，提高微生物將汙水中的有機汙染物的分解作用。本實用新型將超聲協同催化的化學氧化反應和生物降解反應共存於一個反應系統中，兩種反應協同作用，進一步加快有機物降解速率，有機物降解率高、汙水淨化效果。通過超聲協同氧化把難降解的、大分子的物質降解為小分子的、易於生化降解的物質供微生物利用，並通過超聲及催化作用誘變菌種，提高微生物活性，不僅汙水處理效果好，而且結構簡單、耗能低。本實施例的殼體I和導流筒10均呈圓筒狀設置，且導流筒10的中軸線與殼體I的中軸線位於同一直線上，導流筒10使汙水從它的內部往上直流,將殼體I分成上升流區和沉降流區，導流筒10內為上升流區，導流筒10外壁與殼體I內壁之間為沉降流區。同時，殼體I的下端設有進液管11和氧化劑補充管9，進入的液體和氧化劑先通過鋪設於殼體I底部的固體催化床7再進入殼體I的內部，當廢液從進液管11進入殼體I時必先通過固體催化床7，從而達到使廢液與固體催化劑充分接觸的目的。此外，殼體I的內部還設有導流體，導流體為上端大下端小的迴轉體，導流體的上端固設於殼體I的上部，本實施例的導流體為圓錐體。本實施例的超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置還包括膜生物反應器2和出液管，膜生物反應器2裝設於殼體I的內部，出液管的一端與膜生物反應器2連通，出液管的另一端設於殼體I的外部。其中，出液管為出流口法蘭管5。膜生物反應器2是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性汙泥濃度減少汙水處理設施佔地，並通過保持低汙泥負荷減少汙泥量。本實施例的膜生物反應器2的膜分離單元將活性汙泥與大分子有機物及細菌等截留於反應器內，既保持反應器內有較高的生物汙泥濃度，加速生化反應的進行，又提高了出水水質，而且使硝化菌在系統內能充分繁殖，其硝化效果明顯，有利於深度除磷脫氮。本實施例的超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置設有膜生物反應器2能高效地廢液進行固液分離，使得處理後的廢液的水質良好，出水懸浮物和濁度接近於零。本實施例的超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置的工作過程如下:將廢液通過進液管11通入、空氣和氧化劑通過氧化劑補充管9輸入，使廢液、空氣和氧化劑先穿過固體催化床7，在超聲波及催化劑的協同作用下，廢液中的有機汙染物迅速高效分解，再進入殼體I的內部，並從導流筒10的內部的上升流區中上升並被載體顆粒6上的微生物降解成無毒小分子物質，反應後的廢液在離開導流筒10時，水流遇到導流體，由於導流體呈圓錐狀，水流順導流體的外表面流動，以導流筒10的中心線為參考標準，水流方向自下向上自裡向外流動，流水遇到殼體I頂部再向下流動，水中汙泥等重質物質由於重力的作用從沉降流區下沉，而由於沉降流區沒有超聲波的作用，水流平穩，上層形成上清液，上清液再通過膜生物反應器2再次分離處理得到水質好的出水，出水再通過出流口法蘭管5排出，而從沉降下來的汙泥則沉積於殼體I的下部，本實施例的殼體I下部設有汙泥出口，沉積到一定程度的汙泥從汙泥出口排出。工作原理:當廢液和空氣進入反應裝置的同時，超聲波輻射聚焦到固體催化劑和微生物載體顆粒6的表面，由於固體催化劑表面點位與氣泡的強烈相互作用，超聲波能加速有機汙染物的分解變成小分子物質，並起到誘變微生物的作用，從而提高廢水的可生化性和反應器內的微生物活性，從而提高淨化效果。而膜生物反應器2的膜分離單元將活性汙泥與大分子有機物及細菌等截留於反應器內，保持反應器內有較高的生物汙泥濃度，力口速生化反應的進行，提高出水水質，同時硝化菌在系統內能充分繁殖，其硝化效果明顯，有利於深度除磷脫氮。而前面過程利用超聲波對化學反應的特殊促進作用，對水中的汙染物通過物理及化學作用進行降解、轉化，並促使水中的微生物發生誘變提高其降解活性，減輕廢液汙染物對膜分離單元的汙染。本實用新型可連續或間歇處理有機汙水。本實用新型使用結構簡單的導流筒10、導流體和隔板實現水流的循環流動，不必特意使用耗能大的攪拌機，耗能低，效果好。又由於本超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置結構簡單、重量輕，因此佔地少、便於運輸，可靈活應用於急需水處理場合，對於濃度較高的汙水，還可以根據需要從物料進口補充空氣、氧氣、臭氧或者雙氧水等氧化物進入系統。實施例2。本實施例的超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置與實施例1的不同之處在於，本實施例超聲波震板3的數目為三塊以上，超聲波震板3均裝設於殼體I的內部，本實施例的其它結構及原理與實施例1相同，在此不再贅述。實施例3。本實施例的超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置與實施例1的不同之處在於，本實施例的固體催化床7為錳的氧化物形成的反應床，本實施例的其它結構及原理與實施例1相同，在此不再贅述。實施例4。本實施例的超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置與實施例1的不同之處在於，本實施例的超聲波發生裝置為發生三種以上不同頻率的超聲波，本實施例的其它結構及原理與實施例1相同，在此不再贅述。最後應當說明的是，以上實施例僅用於說明本實用新型的技術方案而非對本實用新型保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和範圍。
權利要求1.一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置，其特徵在於:包括殼體、超聲波發生裝置、載有微生物的載體顆粒和固體催化床，所述超聲波發生裝置的超聲波發射部裝設於所述殼體的內部用以發出超聲波，所述載體顆粒的外表面包覆有生物膜層，且所述載體顆粒設於所述殼體的內部，所述固體催化床設於所述殼體內的下部。
2.根據權利要求1所述的一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置，其特徵在於:所述殼體的內部還設有空心的導流筒，所述導流筒裝設於所述殼體的內部，所述超聲波裝置的超聲波發射部裝設於所述導流筒的內壁。
3.根據權利要求1所述的一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置，其特徵在於:所述超聲波發生裝置包括超波發生器和超聲波震板，所述超聲波發生器與所述超聲波震板連接，所述超聲波震板裝設於所述殼體的內部。
4.根據權利要求3所述的一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置，其特徵在於:所述超聲波震板的數目為兩塊以上，所述超聲波震板均裝設於所述殼體的內部。
5.根據權利要求4所述的一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置，其特徵在於:所述超聲波震板的數目為兩塊，具體為第一超聲波震板和第二超聲波震板，所述第一超聲波震板的中心線、所述第二超聲波震板的中心線以及所述殼體的中軸線位於同一平面。
6.根據權利要求1所述的一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置，其特徵在於:還包括膜生物反應器和出液管，所述膜生物反應器裝設於所述殼體的內部，所述出液管的一端與所述膜生物反應器連通，所述出液管的另一端設於所述殼體的外部。
7.根據權利要求1所述的一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置，其特徵在於:所述殼體的內部還設有導流體，所述導流體為上端大下端小的迴轉體，所述導流體的上端固設於所述殼體的上部。
8.根據權利要求1所述的一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置，其特徵在於:所述超聲波發生裝置為能夠發生兩種以上超聲波的超聲波發生裝置。
9.根據權利要求1所述的一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置，其特徵在於:所述固體催化床為過渡金屬氧化物催化床。
專利摘要本實用新型涉及汙水處理技術領域，特別是涉及一種超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置，其包括殼體、超聲波發生裝置和固體催化床，超聲波發生裝置的超聲波發射部裝設於殼體的內部，固體催化床設於殼體內的下端。與現有技術相比，適用於工業化使用，本實用新型的超聲波及催化、生化降解一體化廢液處理裝置,將超聲法裝置及固體催化床結合在同一設備中，結構簡單緊湊、低耗能、便於移動等特點，而且超聲波協同固體催化劑共同催化廢液中的有機汙染物，高效淨化廢液。
文檔編號C02F9/14GK203065302SQ20122064886
公開日2013年7月17日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者鄧傑帆, 孫小斐 申請人:東莞市通明節能環保科技有限公司