CN111807594A - 一种废水处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及食品添加剂乳化剂废水处理技术领域，尤其涉及一种废水处理装置及方法。该装置包括：薄膜蒸发器、皂化加热釜、第一分子蒸馏设备和第二分子蒸馏设备，所述薄膜蒸发器的排液端连接皂化加热釜的进液端，所述皂化加热釜的排液端与第一分子蒸馏设备进液端连接，所述第一分子蒸馏设备的排液端与第二分子蒸馏设备的进液端连接，所述薄膜蒸发器的进液端连接有废液缓存装置。该废水处理装置对废水进行深度处理，不仅缓解废水直接排除造成COD浓度高，难处理，对污水处理系统冲击大的问题，而且废水所制得的轻、重组分脂肪酸被重新利用，实现废物利用，相对的降低原材料的投入成本，提高一定效益。

Description

一种废水处理装置及方法

技术领域

本发明涉及食品添加剂乳化剂废水处理技术领域，尤其涉及一种废水处理装置及方法。

背景技术

世界各国对食品添加剂的定义不尽相同，联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）联合食品法规委员会对食品添加剂定义为：食品添加剂是有意识地一般以少量添加于食品，以改善食品的外观、风味和组织结构或贮存性质的非营养物质。

乳化剂是食品添加剂中最常见的一种，乳化剂是能使两种或两种以上互不相溶的组分的混合液体形成稳定的乳状液的一类化合物。其作用原理是在乳化过程中，分散相以微滴(微米级)的形式分散在连续相中，乳化剂降低了混合体系中各组分的界面张力，并在微滴表面形成较坚固的薄膜或由于乳化剂给出的电荷而在微滴表面形成双电层，阻止微滴彼此聚集，而保持均匀的乳状液。

在实际的生活生产中许多食品添加剂乳化剂生产过程中会产生废水，废水中含有一定量的甘油、脂肪酸、油脂等有机物，废水直接排入污水处理系统，这些有机物COD浓度高，难处理，对污水处理系统冲击大，从而造成企业废水排放不达标。

因此，有必要提供一种新的废水处理装置及方法解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明是提供一种针对于乳化剂生产加工的废水处理装置及方法。

本发明提供的废水处理装置包括：薄膜蒸发器、皂化加热釜、第一分子蒸馏设备和第二分子蒸馏设备，所述薄膜蒸发器的排液端连接皂化加热釜的进液端，所述皂化加热釜的排液端与第一分子蒸馏设备进液端连接，所述第一分子蒸馏设备的排液端与第二分子蒸馏设备的进液端连接，所述薄膜蒸发器的进液端连接有废液缓存装置，所述废液缓存装置包括水池、清洗设备、排水阀、触压装置、主杆、导液道、进水管和隔板，所述水池呈平行叠加设置，且水池两侧对称固定有主杆，所述水池一端均安装有排水阀，所述排水阀外部均连接有导液道，且水池之间通过导液道连通，所述水池内侧中部对称安装有触压装置，且触压装置与排水阀电性连接，所述水池内部中心线位置均固定有隔板，所述水池靠近排水阀一端连接有进水管，所述水池顶部安装有对折调解式的清洗设备；

所述皂化加热釜包括釜体、竖板、电热丝层、进液管、排液管、混合管和液泵，所述釜体顶部两侧分别插接有进液管和排液管，所述釜体顶部安装有液泵，且排液管与液泵进液端连接，所述釜体顶部靠近进液管一侧插接有混合管，所述釜体内部等距固定有竖板，且竖板内均嵌入安装有电热丝层，所述釜体底面呈倾斜状，且竖板底端与釜体底面呈等距非接触状，所述竖板由进液管侧至排液管侧高度等距上升。

优选的，所述排水阀包括阀框、阀槽、阀板、连架和主电动推杆，所述阀框与水池固定连接，所述阀框内侧对称开设有阀槽，所述阀框内侧设置有两层阀板，且阀板与阀框对应卡接，所述阀框一侧安装有主电动推杆，且主电动推杆输出端通过连架与阀板固定连接。

优选的，所述阀板表面与阀槽对应位置均固定有橡胶层。

优选的，所述触压装置包括角板、伸缩杆、浮体块和微动开关，所述角板与水池固定连接，所述角板端部位于水池内部固定有伸缩杆，且伸缩杆的底端固定有浮体块，所述伸缩杆内部顶端安装有微动开关。

优选的，所述浮体块采用的是聚氨酯硬泡材料制成。

优选的，所述清洗设备包括清水管、对折架、双向电动推杆、分支管和喷头，所述清水管固定在隔板顶部，所述清水管外壁对称转动安装有对折架，所述对折架底面均固定有分支管，且分支管与清水管连通，所述分支管表面等距安装有喷头，所述对折架上表面设置有双向电动推杆，且双向电动推杆两端分别与对折架转动连接。

优选的，所述喷头的安装角度与对折架呈四十五度夹角。

优选的，所述导液道和进水管与水池的连接位置均位于隔板的一侧，且导液道和进水管的端部均安装有平型喷嘴。

本发明还提供一种废水处理方法，包括如下步骤：

步骤一，将废水经过进水管导入最顶部的水池内，废液经过排水阀和导液道依次流入中层和底层的水池内，当最底层的水池内液位到达限定值时会触触压装置关闭中层位置的排水阀，停止持续供液，当中层水池内的液位也到达限定值时会触控中层触压装置，并关闭顶层的排水阀，当顶层的触压装置触控液位会停止供液，实现多级分层存储废液。

步骤二，废液导入薄膜蒸发器内，薄膜蒸发器内部进行蒸发水分，直到废液内80%水分被蒸发形成浓缩液。

步骤三，浓缩液导入皂化加热釜内，在皂化加热釜内加入1%的氢氧化钠并加热到120度，反应时间为120分钟进行水解皂化，浓缩液转化为水、甘油、脂肪酸。

步骤四，将水、甘油、脂肪酸的混合液导入第一分子蒸馏设备内，将第一分子蒸馏设备内部调至2000pa真空、温度105度条件下脱去水份，剩余甘油、脂肪酸的混合液。

步骤五，将甘油、脂肪酸的混合液导入第二分子蒸馏设备内，将第二分子蒸馏设备内部调至在300pa真空、185度蒸馏得到的轻组分甘油，排出的轻组分甘油用于单、双甘油脂肪酸酯生产，剩下的重组分脂肪酸用于生产工业润滑剂。

与相关技术相比较，本发明提供的废水处理装置及方法具有如下有益效果：

本发明提供废水处理装置及方法：

1、通过薄膜蒸发器、皂化加热釜、第一分子蒸馏设备和第二分子蒸馏设备对废水进行深度处理，不仅缓解废水直接排除造成COD浓度高，难处理，对污水处理系统冲击大的问题，而且废水所制得的轻、重组分脂肪酸被重新利用，实现废物利用，相对的降低原材料的投入成本，提高一定效益；

2、通过多层设置的水池进行存储废水，配合排水阀与触压装置的对应联动，实现区域化大容量的蓄水管理，减少人工操作，节省空间占用，同时通过导液道与进水管将废水循环导入各个水池内，废水导入方向沿着隔板一侧在水池内形成一个循环，保障废水进入水池内处于流动状态，避免废水内部的杂质沉淀堆积。

附图说明

图1为本发明提供的整体结构示意图；

图2为本发明提供的废液缓存装置结构示意图；

图3为本发明提供的排水阀分布结构示意图；

图4为本发明提供的清洗设备结构示意图；

图5为本发明提供的水池截面结构示意图；

图6为本发明提供的微动开关安装结构示意图；

图7为本发明提供的排水阀整体结构示意图；

图8为本发明提供的排水阀俯视结构示意图；

图9为本发明提供的皂化加热釜结构示意图。

图中标号：1、废液缓存装置；2、薄膜蒸发器；3、皂化加热釜；31、釜体；32、竖板；33、电热丝层；34、进液管；35、排液管；36、混合管；37、液泵；4、第一分子蒸馏设备；5、第二分子蒸馏设备；6、水池；7、清洗设备；71、清水管；72、对折架；73、双向电动推杆；74、分支管；75、喷头；8、排水阀；81、阀框；82、阀槽；83、阀板；84、连架；85、主电动推杆；9、触压装置；91、角板；92、伸缩杆；93、浮体块；94、微动开关；10、主杆；11、导液道；12、进水管；13、平型喷嘴；14、隔板。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9，其中，图1为本发明提供的整体结构示意图；图2为本发明提供的废液缓存装置结构示意图；图3为本发明提供的排水阀分布结构示意图；图4为本发明提供的清洗设备结构示意图；图5为本发明提供的水池截面结构示意图；图6为本发明提供的微动开关安装结构示意图；图7为本发明提供的排水阀整体结构示意图；图8为本发明提供的排水阀俯视结构示意图；图9为本发明提供的皂化加热釜结构示意图。废水处理装置及方法包括：薄膜蒸发器2、皂化加热釜3、第一分子蒸馏设备4和第二分子蒸馏设备5。

在具体实施过程中，如图1所示，所述薄膜蒸发器2的排液端连接皂化加热釜3的进液端，所述皂化加热釜3的排液端与第一分子蒸馏设备4进液端连接，所述第一分子蒸馏设备4的排液端与第二分子蒸馏设备5的进液端连接，所述薄膜蒸发器2的进液端连接有废液缓存装置1。

将废水导入废液缓存装置1内进行大容量存储，废液导入薄膜蒸发器2内，在薄膜蒸发器2内部进行水分蒸发，直到废液内80%水分被蒸发形成浓缩液，浓缩液导入皂化加热釜3内，在皂化加热釜3内加入1%的氢氧化钠并加热到120度，反应时间为120分钟进行水解皂化，浓缩液转化为水、甘油、脂肪酸，将水、甘油、脂肪酸的混合液导入第一分子蒸馏设备4内，将第一分子蒸馏设备4内部调至2000pa真空、温度105度条件下脱去水份，剩余甘油、脂肪酸的混合液，将甘油、脂肪酸的混合液导入第二分子蒸馏设备5内，将第二分子蒸馏设备5内部调至在300pa真空、185度蒸馏得到的轻组分甘油，排出的轻组分甘油用于单、双甘油脂肪酸酯生产，剩下的重组分脂肪酸用于生产工业润滑剂。

采用此方式对废水进行有效的处理，不仅缓解废水直接排除造成COD浓度高，难处理，对污水处理系统冲击大的问题，而且废水所制得的轻、重组分脂肪酸被重新利用，实现废物利用，相对的降低原材料的投入成本，提高效益。

如图9所示，所述皂化加热釜（3）包括釜体（31）、竖板（32）、电热丝层（33）、进液管（34）、排液管（35）、混合管（36）和液泵（37），所述釜体（31）顶部两侧分别插接有进液管（34）和排液管（35），所述釜体（31）顶部安装有液泵（37），且排液管（35）与液泵（37）进液端连接，所述釜体（31）顶部靠近进液管（34）一侧插接有混合管（36），所述釜体（31）内部等距固定有竖板（32），且竖板（32）内均嵌入安装有电热丝层（33），所述釜体（31）底面呈倾斜状，且竖板（32）底端与釜体（31）底面呈等距非接触状，所述竖板（32）由进液管（34）侧至排液管（35）侧高度等距上升。

通过进液管34将浓缩液导入釜体31内，在进液的同时通过混合管36将1%的氢氧化钠导入釜体31内与浓缩液混合，开启电热丝层33对竖板32进行加热，液体进入最左侧的竖板32侧边，由于竖板32底部的串流较慢，使液位逐渐上升，直至到达第一层竖板32顶部，然后液体进入第二层竖板32内侧，直至到达顶部逐渐将第一层竖板32淹没，然后进入第三层竖板32内侧，依次导流，每次导流都会产生液体的冲击混合，实现浓缩液与氢氧化钠混合，同时混合液被竖板32加热，进行水解皂化反应，使混合液转化为水、甘油、脂肪酸，然后开启液泵37通过排液管35将水解液排到下一级。

在现有的废液处理中需要对废水进行存储，但现在的存储采用废水槽直接盛放，间隔式的存放池不仅占用生产空间，而且区域化存水就不够完善，满池需要人工操作换池，操作较为不便，而且存储的废水很快形成死水，容易造成杂质的堆积，对排水系统造成影响，需要进行改进。

如图2和图3所示，所述废液缓存装置1包括水池6、清洗设备7、排水阀8、触压装置9、主杆10、导液道11、进水管12和隔板14，所述水池6呈平行叠加设置，且水池6两侧对称固定有主杆10，所述水池6一端均安装有排水阀8，所述排水阀8外部均连接有导液道11，且水池6之间通过导液道11连通，所述水池6内侧中部对称安装有触压装置9，且触压装置9与排水阀8电性连接，所述水池6内部中心线位置均固定有隔板14，所述水池6靠近排水阀8一端连接有进水管12，所述水池6顶部安装有对折调解式的清洗设备7。

将废水经过进水管12导入最顶部的水池6内，废液经过排水阀8和导液道11依次流入中层和底层的水池6内，当最底层的水池6内液位到达限定值时会触触压装置9关闭中层位置的排水阀8，停止持续供液，当中层水池6内的液位也到达限定值时会触控中层触压装置9，并关闭顶层的排水阀8，当顶层的触压装置9触控液位会停止供液，实现多级分层存储废液。

如图7和图8所示，所述排水阀8包括阀框81、阀槽82、阀板83、连架84和主电动推杆85，所述阀框81与水池6固定连接，所述阀框81内侧对称开设有阀槽82，所述阀框81内侧设置有两层阀板83，且阀板83与阀框81对应卡接，所述阀框81一侧安装有主电动推杆85，且主电动推杆85输出端通过连架84与阀板83固定连接。

当触控相应位置的触压装置9时，开启主电动推杆85收缩，使阀板83沿着阀槽82下移将阀框81封堵，双层设置的阀板83实现高密封性的限流堵水，反应快捷。

另外，所述阀板83表面与阀槽82对应位置均固定有橡胶层86，增加阀板83与阀槽82的贴合密封性，提高封堵效果。

如图5和图6所示，所述触压装置9包括角板91、伸缩杆92、浮体块93和微动开关94，所述角板91与水池6固定连接，所述角板91端部位于水池6内部固定有伸缩杆92，且伸缩杆92的底端固定有浮体块93，所述伸缩杆92内部顶端安装有微动开关94。

浮体块93悬浮在废液表面，并随着液位上升，当浮体块93上升时使伸缩杆92收缩，直到伸缩杆92的伸缩端触控到微动开关94则开启相应的排水阀8工作。

其中，所述浮体块93采用的是聚氨酯硬泡材料制成，具有较好的悬浮和耐腐蚀效果。

如图4和图5所示，所述清洗设备7包括清水管71、对折架72、双向电动推杆73、分支管74和喷头75，所述清水管71固定在隔板14顶部，所述清水管71外壁对称转动安装有对折架72，所述对折架72底面均固定有分支管74，且分支管74与清水管71连通，所述分支管74表面等距安装有喷头75，所述对折架72上表面设置有双向电动推杆73，且双向电动推杆73两端分别与对折架72转动连接。

使用后的水池6需要进行清洗，将供水装置与清水管71连接，通过分支管74的分流使喷头75喷水对水池6内壁进行清洗，同时开启双向电动推杆73间歇性的伸缩运动，使对折架72做开合运动，使喷头75的喷射角度不断变化，实现对水池6的全面清洗。

其中，所述喷头75的安装角度与对折架72呈四十五度夹角，使对折架72处于平铺状态时喷头75内全面喷洗隔板14表面，增加清洗范围。

如图4所示，所述导液道11和进水管12与水池6的连接位置均位于隔板14的一侧，且导液道11和进水管12的端部均安装有平型喷嘴13，通过导液道11与进水管12将废水循环导入各个水池6内，废水导入方向沿着隔板14一侧在水池6内形成一个循环，保障废水进入水池6内处于流动状态，避免废水内部的杂质沉淀堆积，平型喷嘴13使进入的水流呈扁平状，增加水流推动面积，提高循环效果。

本发明还提供一种废水处理方法，包括如下方法：

步骤一，将废水经过进水管12导入最顶部的水池6内，废液经过排水阀8和导液道11依次流入中层和底层的水池6内，当最底层的水池6内液位到达限定值时会触触压装置9关闭中层位置的排水阀8，停止持续供液，当中层水池6内的液位也到达限定值时会触控中层触压装置9，并关闭顶层的排水阀8，当顶层的触压装置9触控液位会停止供液，实现多级分层存储废液。

步骤二，废液导入薄膜蒸发器2内，薄膜蒸发器2内部进行蒸发水分，直到废液内80%水分被蒸发形成浓缩液。

步骤三，浓缩液导入皂化加热釜3内，在皂化加热釜3内加入1%的氢氧化钠并加热到120度，反应时间为120分钟进行水解皂化，浓缩液转化为水、甘油、脂肪酸。

步骤四，将水、甘油、脂肪酸的混合液导入第一分子蒸馏设备4内，将第一分子蒸馏设备4内部调至2000pa真空、温度105度条件下脱去水份，剩余甘油、脂肪酸的混合液。

步骤五，将甘油、脂肪酸的混合液导入第二分子蒸馏设备5内，将第二分子蒸馏设备5内部调至在300pa真空、185度蒸馏得到的轻组分甘油，排出的轻组分甘油用于单、双甘油脂肪酸酯生产，剩下的重组分脂肪酸用于生产工业润滑剂。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种废水处理装置，包括：薄膜蒸发器（2）、皂化加热釜（3）、第一分子蒸馏设备（4）和第二分子蒸馏设备（5），所述薄膜蒸发器（2）的排液端连接皂化加热釜（3）的进液端，所述皂化加热釜（3）的排液端与第一分子蒸馏设备（4）进液端连接，所述第一分子蒸馏设备（4）的排液端与第二分子蒸馏设备（5）的进液端连接，其特征在于，所述薄膜蒸发器（2）的进液端连接有废液缓存装置（1），所述废液缓存装置（1）包括水池（6）、清洗设备（7）、排水阀（8）、触压装置（9）、主杆（10）、导液道（11）、进水管（12）和隔板（14），所述水池（6）呈平行叠加设置，且水池（6）两侧对称固定有主杆（10），所述水池（6）一端均安装有排水阀（8），所述排水阀（8）外部均连接有导液道（11），且水池（6）之间通过导液道（11）连通，所述水池（6）内侧中部对称安装有触压装置（9），且触压装置（9）与排水阀（8）电性连接，所述水池（6）内部中心线位置均固定有隔板（14），所述水池（6）靠近排水阀（8）一端连接有进水管（12），所述水池（6）顶部安装有对折调解式的清洗设备（7）；

所述皂化加热釜（3）包括釜体（31）、竖板（32）、电热丝层（33）、进液管（34）、排液管（35）、混合管（36）和液泵（37），所述釜体（31）顶部两侧分别插接有进液管（34）和排液管（35），所述釜体（31）顶部安装有液泵（37），且排液管（35）与液泵（37）进液端连接，所述釜体（31）顶部靠近进液管（34）一侧插接有混合管（36），所述釜体（31）内部等距固定有竖板（32），且竖板（32）内均嵌入安装有电热丝层（33），所述釜体（31）底面呈倾斜状，且竖板（32）底端与釜体（31）底面呈等距非接触状，所述竖板（32）由进液管（34）侧至排液管（35）侧高度等距上升。

2.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述排水阀（8）包括阀框（81）、阀槽（82）、阀板（83）、连架（84）和主电动推杆（85），所述阀框（81）与水池（6）固定连接，所述阀框（81）内侧对称开设有阀槽（82），所述阀框（81）内侧设置有两层阀板（83），且阀板（83）与阀框（81）对应卡接，所述阀框（81）一侧安装有主电动推杆（85），且主电动推杆（85）输出端通过连架（84）与阀板（83）固定连接。

3.根据权利要求2所述的废水处理装置，其特征在于，所述阀板（83）表面与阀槽（82）对应位置均固定有橡胶层（86）。

4.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述触压装置（9）包括角板（91）、伸缩杆（92）、浮体块（93）和微动开关（94），所述角板（91）与水池（6）固定连接，所述角板（91）端部位于水池（6）内部固定有伸缩杆（92），且伸缩杆（92）的底端固定有浮体块（93），所述伸缩杆（92）内部顶端安装有微动开关（94）。

5.根据权利要求4所述的废水处理装置，其特征在于，所述浮体块（93）采用的是聚氨酯硬泡材料制成。

6.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述清洗设备（7）包括清水管（71）、对折架（72）、双向电动推杆（73）、分支管（74）和喷头（75），所述清水管（71）固定在隔板（14）顶部，所述清水管（71）外壁对称转动安装有对折架（72），所述对折架（72）底面均固定有分支管（74），且分支管（74）与清水管（71）连通，所述分支管（74）表面等距安装有喷头（75），所述对折架（72）上表面设置有双向电动推杆（73），且双向电动推杆（73）两端分别与对折架（72）转动连接。

7.根据权利要求6所述的废水处理装置，其特征在于，所述喷头（75）的安装角度与对折架（72）呈四十五度夹角。

8.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述导液道（11）和进水管（12）与水池（6）的连接位置均位于隔板（14）的一侧，且导液道（11）和进水管（12）的端部均安装有平型喷嘴（13）。

9.一种废水处理方法，依托于权利要求1-8任一项所述的废水处理装置，其特征在于，包括如下方法：

步骤一，将废水经过进水管（12）导入最顶部的水池（6）内，废液经过排水阀（8）和导液道（11）依次流入中层和底层的水池（6）内，当最底层的水池（6）内液位到达限定值时会触触压装置（9）关闭中层位置的排水阀（8），停止持续供液，当中层水池（6）内的液位也到达限定值时会触控中层触压装置（9），并关闭顶层的排水阀（8），当顶层的触压装置（9）触控液位会停止供液，实现多级分层存储废液；

步骤二，废液导入薄膜蒸发器（2）内，薄膜蒸发器（2）内部进行蒸发水分，直到废液内80%水分被蒸发形成浓缩液；

步骤三，浓缩液导入皂化加热釜（3）内，在皂化加热釜（3）内加入1%的氢氧化钠并加热到120度，反应时间为120分钟进行水解皂化，浓缩液转化为水、甘油、脂肪酸；

步骤四，将水、甘油、脂肪酸的混合液导入第一分子蒸馏设备（4）内，将第一分子蒸馏设备（4）内部调至2000pa真空、温度105度条件下脱去水份，剩余甘油、脂肪酸的混合液；

步骤五，将甘油、脂肪酸的混合液导入第二分子蒸馏设备（5）内，将第二分子蒸馏设备（5）内部调至在300pa真空、185度蒸馏得到的轻组分甘油，排出的轻组分甘油用于单、双甘油脂肪酸酯生产，剩下的重组分脂肪酸用于生产工业润滑剂。

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