CN109516595A - 一种污水处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水处理装置及方法，包括第一分离组件、第二分离组件、液体处理组件、气体处理组件，第一分离组件用于污水的气‑液‑固三相分离，第二分离组件用于除去分离气体中的水分，液体处理组件对分离液体进行氧化处理，气体处理组件对分离气体进行最后的净化处理。本发明将污水进行气‑固‑液三相进行分离处理，将气体和固体从污水中分离出来，大大提高了污水的处理效率，使得污水的处理效果更好，通过设立气体处理组件，防止了污水处理过程中产生的废气排出装置外从而对环境产生污染。

Description

一种污水处理装置及方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别是一种污水处理装置及方法。

背景技术

在人类生活和工业生产中产生的污水上通常富含挥发性气体，该挥发性气体内含有有臭气或其它对人体有害的刺激性气味气体、有机污染气体等。而现有的一些污水处理装置中，缺乏对气体的处理装置，只是对污水的水质进行处理，忽略处理过程中产生或溢出的气体问题，使得污水在处理过程中处理不彻底，容易造成气体污染的问题，危害环境和人体健康。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种污水处理装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种污水处理装置，包括第一分离组件、第二分离组件、液体处理组件、气体处理组件；所述第一分离组件为离心机，用于分离污水中的固体和气体，包括离心壳体和设置在离心壳体内的转鼓，离心壳体上设有出水口和排气口；所述第二分离组件用于除去第一分离组件所分离的气体中的悬浮物质，包括外壳体和设置在外壳体内的转子，所述外壳体上设有出气口；所述液体处理组件，用于处理第一分离组件所处理后的污水，包括池体，所述池体内设有催化反应室和活性炭室，池体顶部设有排气端口，所述池体与第一分离组件的出水口相连通；所述气体处理组件分别与第一分离组件的出气口、液体处理组件的排气端口相连通。

优选地，所述气体处理组件为低温等离子设备。

优选地，所述离心壳体上设有排气口、出水口，所述转鼓底侧设有排渣口，所述排气口设置在离心壳体的顶部，所述出水口设置在离心壳体的侧面，所述转鼓的顶部位置与出水口相持平。

优选地，所述转子内设有分离腔，所述分离腔底部设有进气口，分离腔通过进气口与第一分离组件的排气口连通，分离腔上设有分离片和分离口，外壳体上设有出气口和出渣口，所述出气口设置在外壳体顶部，所述出渣口设置在转子与外壳体之间。

优选地，所述池体上设有进水管，所述进水管上设有文丘里管和水泵，所述文丘里管与臭氧发生器连通，文丘里管将臭氧发生器产生的臭氧与待处理液体混合。

优选地，所述第一分离组件与第二分离组件通过管路连通，管路上设有风机。

一种低温等离子污水处理方法，处理步骤如下：

步骤a，待处理悬浮液进入第一分离组件中，第一分离组件将待处理悬浮液离心分离成混合气、固体和液体三个部分，混合气进入第二分离组件中，液体进入液体处理组件中，固体经出渣口排出；

步骤b，第一分离组件分离出的混合气通入至第二分离组件的分离腔中，第二分离组件的转子转动，使得混合气中的气体与液体分离；

步骤c，臭氧发生器往液体处理组件中通入臭氧，在催化氧化室中与液体进行充分反应，反应过程中产生和挥发的废气经排气端口通入气体处理组件中；

步骤d，气体处理组件对第二分离组件和液体处理组件通入的气体进行净化处理。

优选地，所述第一分离组件内设有转鼓，转鼓使得废水产生涡流，液体位于涡流上方，固体位于涡流底部，气体离开涡流向上运动。

优选地，所述转子上设有分离腔，分离腔上设有分离片和分离口，混合气在经过分离口时分离片对气体进行离心加速，使得液体与气体分离。

优选地，所述液体处理组件上还设有活性炭层，活性炭层对催化氧化室中产生和挥发的废气进行过滤。

本发明的有益效果是：

1本发明将污水进行气-固-液三相进行分离处理，将气体和固体从污水中分离出来，大大提高了污水的处理效率，使得污水的处理效果更好，通过设立气体处理组件，防止了污水处理过程中产生的废气排出装置外从而对环境产生污染；

2本发明利用离心超重力技术使得气体中的液相物质分离出来，分离片使得气体与液体获得一个不同的离心速度，实现了气体与溶于气体中的液体的快速分离过程，便于后续的气体处理；

3本发明通过低温等离子技术对废气进行净化处理，气体处理效率高，有效将废气转化为对环境和人体无害的气体。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的一种较优实施例的整体结构示意视图；

图2是本发明的一种较优实施例的第一分离组件的剖视图；

图3是本发明的一种较优实施例的第二分离组件的主视方向上的全剖视图；

图4是本发明的一种较优实施例的第二分离组件的俯视方向上的全剖视图；

图5是本发明的一种较优实施例的液体处理组件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

实施例1

一并参照图1至图5，为一种较优的实施方式，一种污水处理装置，包括：

第一分离组件1，为一种离心机，用于实现待处理污水的气-液-固三相分离，包括离心壳体11和通过轴承安装在离心壳体11内的转鼓12，转鼓12内设有离心腔121，转鼓12底部设有进水口122，侧面设有环形内板124，底侧设有排渣口 123，离心壳体11侧面设有出水孔，转鼓12的顶部位置与出水口111相持平，离心壳体11顶部设有排气口112。

第二分离组件2，为一种气体分离装置，用于将气体中的液体和固体分离出来，对气体具有过滤作用，包括外壳体21 和通过轴承安装在外壳体21内的转子22，所述转子22内部为分离腔221，分离腔221侧面设有分离片222和分离口223，外壳体21底部为设有进气口224，外壳体21体顶部设有出气口211，侧面设有围住转子22的环形挡板，环形挡板内侧面设有磨砂面，磨砂膜用于积聚分离气体中的液体或固体，环形挡板与转子22之间形成一个环形的出渣口23，出渣口23通过水管与液体处理组件3相连。

液体处理组件3，为一种污水处理池，包括池体31、设置在池体31上的进水管32、出水管33、排气端口，池体31为封闭式池体31，池体31内设有催化氧化室311和活性炭室312，活性炭室312设置在催化氧化室311上方，便于催化氧化室 311中产生的气体流入活性炭室312中，进水管32设置在池体31底部，进水管32上设有文丘里管321，文丘里管321上连接有臭氧发生器5，文丘里管321用于臭氧与待处理液体的充分混合，出水管33设置在催化室上且在池体31上的相对位置比进水管32高，排气端口设置在池体31顶部，排气端口内设有排风风机。

气体处理组件4，为低温等离子设备，利用低温等离子体技术对气体进行净化处理，低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的着火电压时，气体分子被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体，低温等离子体技术是空气强力杀菌净化除臭技术，其净化作用机理包含两个方面:一是在产生等离子体的过程中，高频放电所产生的瞬间高能足够打开一些有害气体分子的化学能，使之分解为单质原子或无害分子；二是等离子体中包含大量的高能电子、正负离子、激发态粒子和具有强氧化性的自由基，这些活性粒子和部分臭气分子碰撞结合，在电场作用下，使臭气分子处于激发态。当臭气分子获得的能量大于其分子键能的结合能时，臭气分子的化学键断裂，直接分解成单质原子或由单一原子构成得无害气体分子。同时产生的大量-OH、 -HO2、-O等活性自由基和氧化性极强的O3，与有害气体分子发生化学反应，最终生成无害产物。

进一步，第一分离组件1与第二分离组件2、第二分离组件2与气体处理组件4、液体处理组件3与气体处理组件4之间均通过管道连接，第一分离组件1与液体处理组件3通过耐腐蚀的水管连接。

进一步，第一分离组件1与第二分离组件2之间的管道处设有风机，风机用于将第一分离组件1中的气体送入第二分离组件2中，加快气体流速。

进一步，水管上设有水泵322，水泵322将第一分离组件 1中分离的液体通入液体处理组件3中。

具体实施时，其污水处理过程如下：

1)污水通入第一分离组件1中，第一分离组件1通过离心分层原理将悬浮液分为气体、固体和液体三个不同物态的物质，其中，由于气体分离不完全，分离过程中液体可能会由于膨胀融入分离的气体中；

2)第一分离组件1分离的气体通入第二分离组件2中，第二分离组件2使得气体与液体分离，分离的液体通过出渣口 23流向液体处理组件3中，气体经出气口211通入气体处理组件4中；

3)第一分离组件1分离的液体通入液体处理组件3，与臭氧进行充分氧化反应后，将产生或挥发的气体通入气体处理组件4中；固体经排渣口123排出装置外；

4)气体处理组件4将液体处理组件3排出的废气和经第二分离组件2处理后的气体进行统一混合处理，利用低温等离子体技术对气体进行废气净化处理。

其中，第一分离组件1用于处理悬浮液，通过进水口122 通入待处理悬浮液，悬浮液进入转鼓12的离心腔121内，转鼓12旋转搅动悬浮液，使得悬浮液内在转鼓12中形成一个涡流，使得悬浮液内的气体、液体、固体分离，由于涡流离心力的作用，固体位于涡流最低层，且积聚在挡板底部附近，即涡流外侧底部，气体积聚在涡流中部，向上流动，通过排气口112排出或进入下一处理装置中，固体可通过排渣口123排出转鼓12，而液体在涡流上层，涡流成内凹状，即四周高中间低，当转速越来越快时，由于离心作用，外侧液体的液面不断上升，直到溢过环形内板124，溢出环形内板124的液体通过出水口111流出，在涡流形成后，进水口122不断通入新悬浮液，补充转鼓12中的悬浮液，不断地进行过滤分离操作。本实施例中所述的悬浮液主要指经初步过滤后的污水，因为污水在除去大型块状固体后，由于布朗运动而变成悬浮液体。

转子22在外壳内进行定轴转动，夹带有液体或固体的待处理气体从进气口224进入转子22的分离室内，转子22转动使得分离室内的气体形成一个涡流，使得待处理气体从分离口 223流出，在流出过程中，分离片222使得待处理气体中的液体或固体获得比气体大的离心速度，在离心力作用下液体或固体碰撞在环形挡板内侧，大型颗粒或液体由于重力作用直接从出渣口23排出，小型颗粒或液体逐渐在环形挡板的内侧面积聚，直到积聚成大型颗粒或液滴后由于重力作用沿着环形挡板从排渣口123排出，分离后的气体从出气口211排出。在本实施例中，转子22在一定的转速下才能有效实现气固分离和气液分离，且转速越高，分离效果越好。同时，分离效果还与环形挡板与转子22之间的距离有关，因为气体离开转子22后，环形挡板与转子22之间的距离为经分离室加速后的物质运动距离，在一定范围内，运动距离越长，分离效果越好，但是距离不能过长，当距离过长时，液体或固体会由于气体阻力减缓速度而重新悬浮在气体中，达不到分离的效果。

废水从进水管32经水泵322抽至池体31中，其中通过文丘里管321使得臭氧充分混入废水中，废水进入池体31后流入催化氧化室311中，催化氧化室311内的催化层催化臭氧与废水进行充分反应，废水与臭氧充分反应后，通过出水管33 流入下一个处理装置或回收装置中，催化氧化室311产生和挥发出的废气进入活性炭室312进行吸附过滤处理，排风扇将吸附处理后的气体通入下一个处理装置或回收装置中。

本发明主要针对含有大量挥发性工业气体或气体有害气体的废水处理过程中，通过液体与气体并行净化处理，有效防止在废水在处理过程中产生有害气体污染外部环境。

实施例2

本发明的气体处理组件4还可以为催化燃烧装置，对第二分离组件2及液体处理组件3的废气进行催化燃烧处理，或为光催化设备，通过光催化原理对废气进行净化处理，也能够达到本发明的技术效果。光催化原理是基于光催化剂在紫外线照射下具有的氧化还原能力而净化污染物。光催化技术作为一种高效、安全的环境友好型环境净化技术，对室内空气质量的改善已得到国际学术界的认可。

以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种污水处理装置，其特征在于，包括第一分离组件(1)、第二分离组件(2)、液体处理组件(3)、气体处理组件(4)；所述第一分离组件(1)为离心机，用于分离污水中的固体和气体，包括离心壳体(11)和设置在离心壳体(11)内的转鼓(12)，离心壳体(11)上设有出水口(111)和排气口(112)；

所述第二分离组件(2)用于除去第一分离组件(1)所分离的气体中的悬浮物质，包括外壳体(21)和设置在外壳体(21)内的转子(22)，所述外壳体(21)上设有出气口(211)；所述液体处理组件(3)，用于处理第一分离组件(1)所处理后的污水，包括池体(31)，所述池体(31)内设有催化反应室(311)和活性炭室(312)，池体(31)顶部设有排气端口，所述池体(31)与第一分离组件(1)的出水口(111)相连通；

所述气体处理组件(4)分别与第一分离组件(1)的出气口(211)、液体处理组件(3)的排气端口相连通。

2.根据权利要求1所述的一种污水处理装置，其特征在于，所述气体处理组件(4)为低温等离子设备。

3.根据权利要求1所述的一种污水处理装置，其特征在于，所述离心壳体(11)上设有排气口(112)、出水口(111)，所述转鼓(12)底侧设有排渣口(123)，所述排气口(112)设置在离心壳体(11)的顶部，所述出水口(111)设置在离心壳体(11)的侧面，所述转鼓(12)的顶部位置与出水口(111)相持平。

4.根据权利要求3所述的一种污水处理装置，其特征在于，所述转子(22)内设有分离腔(221)，所述分离腔(221)底部设有进气口(224)，分离腔(221)通过进气口(224)与第一分离组件(1)的排气口(112)连通，分离腔(221)上设有分离片(222)和分离口(223)，外壳体(21)上设有出气口(211)和出渣口(23)，所述出气口(211)设置在外壳体(21)顶部，所述出渣口(23)设置在转子(22)与外壳体(21)之间。

5.根据权利要求1所述的一种污水处理装置，其特征在于，所述池体(31)上设有进水管(32)，所述进水管(32)上设有文丘里管(321)和水泵(322)，所述文丘里管(321)与臭氧发生器(5)连通，文丘里管(321)将臭氧发生器(5)产生的臭氧与待处理液体混合。

6.根据权利要求1所述的一种污水处理装置，其特征在于，所述第一分离组件(1)与第二分离组件(2)通过管路连通，管路上设有风机。

7.一种污水处理方法，其特征在于，处理步骤如下：

步骤a，待处理悬浮液进入第一分离组件(1)中，第一分离组件(1)将待处理悬浮液离心分离成混合气、固体和液体三个部分，混合气进入第二分离组件(2)中，液体进入液体处理组件(3)中，固体经出渣口(23)排出；

步骤b，第一分离组件(1)分离出的混合气通入至第二分离组件(2)的分离腔(221)中，第二分离组件(2)的转子(22)转动，使得混合气中的气体与液体分离；

步骤c，臭氧发生器(5)往液体处理组件(3)中通入臭氧，在催化氧化室(311)中与液体进行充分反应，反应过程中产生和挥发的废气经排气端口通入气体处理组件(4)中；

步骤d，气体处理组件(4)对第二分离组件(2)和液体处理组件(3)通入的气体进行净化处理。

8.根据权利要求7所述的一种污水处理方法，其特征在于，所述第一分离组件(1)内设有转鼓(12)，转鼓(12)使得废水产生涡流，液体位于涡流上方，固体位于涡流底部，气体离开涡流向上运动。

9.根据权利要求7所述的一种污水处理方法，其特征在于，所述转子(22)上设有分离腔(221)，分离腔(221)上设有分离片(222)和分离口(223)，混合气在经过分离口(223)时分离片(222)对气体进行离心加速，使得液体与气体分离。

10.根据权利要求7所述的一种污水处理方法，其特征在于，所述液体处理组件(3)上还设有活性炭层(312)，活性炭层(312)对催化氧化室(311)中产生和挥发的废气进行过滤。