CN113636683B - 一种无机化学实验污水处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种无机化学实验污水处理装置，包括碱性污水储存器、酸性污水储存器、溢流反应器、污水pH调节反应器、沉降反应器和反渗透处理器；无机化学实验污水排水管出水端分别与所述碱性污水储存器进水端、酸性污水储存器进水端、污水pH调节反应器进水端流体导通连接，污水pH调节反应器出水端与沉降反应器进水端流体导通连接，沉降反应器出水端与反渗透处理器进水端流体导通连接；碱性污水储存器溢流排水端和酸性污水储存器溢流排水端分别与溢流反应器进水端流体导通连接。本发明构建一个独立的实验污水处理系统，将实验污水综合利用，节约资源，且不会对现有污水处理系统以及污水处理工艺形成影响。

Description

一种无机化学实验污水处理装置
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域。具体地说是一种无机化学实验污水处理装置。
背景技术
在无机材料研发过程中，经常需要做一些化学实验用以验证化合物之间反应情况或者制备一些产品，而在实验过程中会产生一些酸性或碱性或中性的污水，这些污水大多数因含有有害物质而不易直接排放到城市污水排放系统内。但因为无机化学实验过程中产生的无机化学实验污水量较小，一般都选择了直接排入城市污水排放系统内，而随着排放量的累积，无机化学实验污水在环境中的累积量也逐渐增加，最终会形成对环境的显性影响。而将无机化学实验污水直接排入现有的污水处理系统内进行处理，则会造成资源浪费，有时会增加现有污水处理工艺难度，即需要根据无机化学实验污水中有害物质成分对现有污水处理工艺临时调整。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种无机化学实验污水处理装置，构建一个独立的实验污水处理系统，将实验污水综合利用，节约资源，且不会对现有污水处理系统以及污水处理工艺形成影响。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种无机化学实验污水处理装置，包括：
碱性污水储存器，用于储存化学实验过程中产生的碱性污水；
酸性污水储存器，用于储存储存化学实验过程中产生的酸性污水；
溢流反应器，用于碱性污水储存器内溢出的碱性污水与酸性污水储存器内溢出的酸性污水进行反应；
污水pH调节反应器，用于对无机化学实验污水进行pH调节；
沉降反应器，用于对pH调节处理后的无机化学实验污水进行絮凝沉降；
反渗透处理器，用于对絮凝沉降后的无机化学实验污水进行反渗透除盐处理；
无机化学实验污水排水管出水端分别与所述碱性污水储存器进水端、所述酸性污水储存器进水端、所述污水pH调节反应器进水端流体导通连接，所述污水pH调节反应器出水端与所述沉降反应器进水端流体导通连接，所述沉降反应器出水端与所述反渗透处理器进水端流体导通连接；所述碱性污水储存器溢流排水端和所述酸性污水储存器溢流排水端分别与所述溢流反应器进水端流体导通连接，所述溢流反应器出水端与所述污水pH调节反应器进水端流体导通连接；所述碱性污水储存器出水端和所述酸性污水储存器出水端分别与所述污水pH调节反应器进水端流体导通连接；所述碱性污水储存器上、所述酸性污水储存器上、所述溢流反应器上、所述污水pH调节反应器上均设有与数字显示器通信连接的pH测量传感器；所述碱性污水储存器进水端上与出水端上、所述酸性污水储存器进水端上与出水端上、所述溢流反应器出水端上和连接所述无机化学实验污水排水管出水端与所述污水pH调节反应器进水端的导水管进水端上分别设有截止阀；所述沉降反应器上安装有絮凝剂添加机构。
上述无机化学实验污水处理装置，所述沉降反应器内设有大于或等于3根絮凝沉降用钢渣制管件，所述絮凝沉降用钢渣制管件管壁上设有贯穿所述絮凝沉降用钢渣制管件管壁的通孔。
上述无机化学实验污水处理装置，所述絮凝沉降用钢渣制管件内径与外径之比为1:2～1:4。
上述无机化学实验污水处理装置，所述絮凝沉降用钢渣制管件至少有一端与所述沉降反应器可拆卸连接。
上述无机化学实验污水处理装置，所述絮凝沉降用钢渣制管件堆放在所述沉降用反应器的沉降反应区内。
上述无机化学实验污水处理装置，所述絮凝沉降用钢渣制管件为螺旋管件或直线型管件。其中，螺旋管件可以减少螺旋管件环形外侧水体波动对螺旋管件环形内侧絮状物生长的影响，有利于利用絮凝沉降用钢渣制管件将絮凝物从水体中移出。
上述无机化学实验污水处理装置，所述污水pH调节反应器包括回流泵、混流器和pH调节反应容器，所述回流泵出水端与所述混流器进水端流体导通连接，所述混流器出水端设置在所述pH调节反应容器内，所述pH调节反应容器排水端与所述回流泵进水端流体导通连接；所述碱性污水储存器出水端和所述酸性污水储存器出水端分别与所述混流器进水端流体导通连接，所述无机化学污水排水管出水端与所述pH调节反应容器进水端流体导通连接；所述pH调节反应容器上安装有所述pH测量传感器。
上述无机化学实验污水处理装置，所述混流器包括上管件和下管件，所述上管件内设有上混流板，所述下管件内设有下混流板，所述上管件和所述下管件螺纹连接；所述上混流板和所述下混流板均包括基板，所述基板上设有第一孔、第二孔和第三孔，所述第一孔出水端、所述第二孔出水端分别与所述第三孔进水端流体导通连接。
上述无机化学实验污水处理装置，所述第一孔内壁上、所述第二孔内壁上和所述第三孔内壁上分别设有螺旋状凸起。
上述无机化学实验污水处理装置，所述上管件包括进液管、上锥形管和上连接直管，所述下管件包括下连接直管、下锥形管和排液管；所述进液管出液端与所述上锥形管缩口端同轴固定连接，所述上锥形管扩口端与所述上连接直管进液端同轴固定连接，所述上连接直管出液端与所述下连接直管进液端同轴螺纹连接，所述下连接直管出液端与所述下锥形管扩口端同轴固定连接，所述下锥形管缩口端与所述排液管进液端同轴固定连接，所述排液管出液端设置在所述pH调节反应容器内；在所述混流器中，所述上混流板与所述下混流板之间设有分流式混液板；所述分流式混液板包括板件，所述板件上设有贯穿所述板件两个板面的流通孔，且在沿无机化学实验污水在所述混流器内的流动方向上，所述流通孔的孔径由大变小；三个互为邻近关系的所述流通孔的圆心之间的连线围成的三角形为锐角三角形或钝角三角形。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
1.利用本发明可以构建一个供实验室或者研发机构使用的污水处理系统，可以对无机化学实验过程中产生的酸性污水和碱性污水进行综合利用，例如调节待处理污水的pH值，对含有重金属离子的污水进行沉降等，减少资源浪费，进而降低污水处理成本。
2.利用絮凝沉降用钢渣制管件吸附絮凝沉降时絮状物，使絮状物附着在絮凝沉降用钢渣制管件上生长，便于对絮状物沉淀的清除和洗涤，而且通过强力冲洗即可使絮状沉降用钢渣制管件吸附能力得到重生，也节省了现有吸附剂的再生成本。
3.利用混流器达到搅拌效果，可以减少酸碱中和过程中生成的沉淀形成悬浮颗粒的情况出现，便于pH调节过程中生成的沉淀沉降在pH调节反应容器底部，减少沉降反应器的负担。
附图说明
图1为本发明无机化学实验污水处理装置的结构示意图；
图2为本发明无机化学实验污水处理装置的混流器的结构示意图；
图3为本发明无机化学实验污水处理装置的下混流板的结构示意图；
图4为本发明无机化学实验污水处理装置的分流式混液板的结构示意图；
图5为本发明无机化学实验污水处理装置的絮凝沉降用钢渣制管件在沉降反应器内堆放状态示意图；
图6为本发明无机化学实验污水处理装置的絮凝沉降用钢渣制管件的结构示意图。
图中，1-无机化学实验污水排水管；2-碱性污水储存器；3-酸性污水储存器；4-溢流反应器；5-污水pH调节反应器；6-沉降反应器；7-反渗透处理器；8-pH测量传感器；9-絮凝剂添加机构；10-截止阀；11-碱性污水溢流管；12-酸性污水溢流管；13-混流器，13-1-进液管，13-2-上锥形管，13-3-上连接直管，13-4-下连接直管，13-5-下锥形管，13-6-排液管，13-7-下混流板，13-8-上混流板，13-9-分流式混液板，13-10-基板，13-11-第一孔，13-12-第二孔，13-13-第三孔，13-14-板件，13-15-流通孔；14-絮凝沉降用钢渣制管件。
具体实施方式
如图1所示，本发明无机化学实验污水处理装置，包括用于储存化学实验过程中产生的碱性污水的碱性污水储存器2、用于储存储存化学实验过程中产生的酸性污水的酸性污水储存器3、用于碱性污水储存器2内溢出的碱性污水与酸性污水储存器3内溢出的酸性污水进行反应的溢流反应器4、用于对无机化学实验污水进行pH调节的污水pH调节反应器5、用于对pH调节处理后的无机化学实验污水进行絮凝沉降的沉降反应器6和用于对絮凝沉降后的无机化学实验污水进行反渗透除盐处理的反渗透处理器7。
无机化学实验污水排水管1出水端分别与所述碱性污水储存器2进水端、所述酸性污水储存器3进水端、所述污水pH调节反应器5进水端流体导通连接，所述污水pH调节反应器5出水端与所述沉降反应器6进水端流体导通连接，所述沉降反应器6出水端与所述反渗透处理器7进水端流体导通连接；所述碱性污水储存器2溢流排水端和所述酸性污水储存器3溢流排水端分别与所述溢流反应器4进水端流体导通连接，所述溢流反应器4出水端与所述污水pH调节反应器5进水端流体导通连接；所述碱性污水储存器2出水端和所述酸性污水储存器3出水端分别与所述污水pH调节反应器5进水端流体导通连接；所述碱性污水储存器2上、所述酸性污水储存器3上、所述溢流反应器4上、所述污水pH调节反应器5上均设有与数字显示器通信连接的pH测量传感器8；所述碱性污水储存器2进水端上与出水端上、所述酸性污水储存器3进水端上与出水端上、所述溢流反应器4出水端上和连接所述无机化学实验污水排水管1出水端与所述污水pH调节反应器5进水端的导水管进水端上分别设有截止阀10；所述沉降反应器6上安装有絮凝剂添加机构9。
其中，所述沉降反应器6的沉降反应区内堆放有不少于3根絮凝沉降用钢渣制管件14，如图5所示，所述絮凝沉降用钢渣制管件14的具体数量取决于所述絮凝沉降用的长短和外径大小以及所述沉降反应器6的沉降反应区形状与容积，所述絮凝沉降用钢渣制管件14管壁上设有贯穿所述絮凝沉降用钢渣制管件14管壁的通孔，所述絮凝沉降用钢渣制管件14内径与外径之比为1:3.5，所述絮凝沉降用钢渣制管件14内径优选大于或等于5mm的。
鉴于现有pH调节过程中通常会采用机械搅拌的方式使得pH调节剂与污水进行充分混合，这种混合方式会使pH调节过程中产生的部分沉淀会被破碎成悬浮颗粒，这种悬浮颗粒会给污水处理的下一环节增加一定的负担，因此为了减少悬浮颗粒的产生，采用回流和非机械搅拌式的混流来使pH调节剂与污水进行充分混合。本实施例中，所述污水pH调节反应器5包括回流泵、混流器13和pH调节反应容器，所述回流泵出水端与所述混流器13进水端流体导通连接，所述混流器13出水端设置在所述pH调节反应容器内，所述pH调节反应容器排水端与所述回流泵进水端流体导通连接；所述碱性污水储存器2出水端和所述酸性污水储存器3出水端分别与所述混流器13进水端流体导通连接，所述无机化学污水排水管出水端与所述pH调节反应容器进水端流体导通连接；所述pH调节反应容器上安装有所述pH测量传感器8。其中，所述混流器13包括上管件和下管件，如图2所示，所述上管件内设有上混流板13-8，所述下管件内设有下混流板13-7，所述上管件和所述下管件螺纹连接；所述上混流板13-8和所述下混流板13-7均包括基板13-10，如图3所示，所述基板13-10上设有第一孔13-11、第二孔13-12和第三孔13-13，所述第一孔13-11出水端、所述第二孔13-12出水端分别与所述第三孔13-13进水端流体导通连接。而为了使得流经所述第一孔13-11、所述第二孔13-12和所述第三孔13-13的流体中的污水与pH调节剂更为充分地混合，所述第一孔13-11内壁上、所述第二孔13-12内壁上和所述第三孔13-13内壁上分别设有螺旋状凸起。
如图2所示，所述上管件包括进液管13-1、上锥形管13-2和上连接直管13-3，所述下管件包括下连接直管13-4、下锥形管13-5和排液管13-6；所述进液管13-1出液端与所述上锥形管13-2缩口端同轴固定连接，所述上锥形管13-2扩口端与所述上连接直管13-3进液端同轴固定连接，所述上连接直管13-3出液端与所述下连接直管13-4进液端同轴螺纹连接，所述下连接直管13-4出液端与所述下锥形管13-5扩口端同轴固定连接，所述下锥形管13-5缩口端与所述排液管13-6进液端同轴固定连接，所述排液管13-6出液端设置在所述pH调节反应容器内；在所述混流器13中，所述上混流板13-8与所述下混流板13-7之间设有分流式混液板13-9；所述分流式混液板13-9包括板件13-14，如图4所示，所述板件13-14上设有贯穿所述板件13-14两个板面的流通孔13-15，且在沿无机化学实验污水在所述混流器13内的流动方向上，所述流通孔13-15的孔径由大变小；三个互为邻近关系的所述流通孔13-15的圆心之间的连线围成的三角形为锐角三角形，这一结构可以延长部分无机化学实验污水在所述分流式混液板13-9上的停留时间，同时也可以缩短一部分无机化学实验污水在所述分流式混液板13-9上的停留时间，从而避免了pH调节剂与无机化学实验污水在局部混合不均匀的现象产生，即使得无机化学实验污水的pH调节能够得到较为完善处理。所述分流式混液板13-9可以使从所述上混流板13-8上流下来的无机化学实验污水部分在所述分流式混液板13-9上停留，并与后续落下来的无机化学实验污水进行混合，从而可以提高无机化学实验污水与pH调节剂的混合。
在使用本发明无机化学实验污水处理装置时，将无机化学实验产生的无机化学实验污水按照pH值大小分别存放于所述碱性污水储存器2和所述酸性污水储存器3中，而从所述碱性污水储存器2中溢流出的碱性污水经过碱性污水溢流管11流入所述溢流反应器4内，从所述酸性污水储存器3中溢流出的酸性污水会经过酸性污水溢流管12流入所述溢流反应器4内，溢流出来的碱性污水和溢流出来的酸性污水会在所述溢流反应器4内进行中和反应，不会对所述pH调节反应容器内的pH调节处理产生影响。而存放于所述碱性污水储存器2内的碱性污水和存放于所述酸性污水储存器3内的酸性污水则可以用作pH调节剂使用，有利于节约污水处理中的资源，降低污水处理成本。而在调节无机化学实验污水的pH值时，通过所述混流器13使得pH调节剂与无机化学实验污水进行混合，由于不存在强力搅拌，同时能够使pH调节剂和无机化学实验污水反应生成的沉淀不会被破碎成悬浮小颗粒。本实施例中，不采用孔壁上设有螺旋凸起的单一孔道的通流孔来使pH调节剂与无机化学实验污水进行混合，而是选用由所述第一孔13-11、所述第二孔13-12和所述第三孔13-13构造的Y或y形通流孔，可以使pH调节剂和无机化学实验污水形成二级紊流混合，即通过两次紊流混合，而在pH调节剂和无机化学实验污水通过所述混流器13时，至少可以实现pH调节剂和无机化学实验污水的五次紊流混合，在利用所述回流泵进行回流的情况下，可以满足pH调节剂与无机化学实验污水的充分混合。
当经过pH调节处理后的无机化学实验污水进入所述沉降反应器6内时，在将絮凝剂和无机化学实验污水进行混合后，絮凝剂发生反应产生絮状物颗粒，这些絮状物颗粒会被所述絮凝沉降用钢渣制管件14吸附，然后絮状物则会附着在所述絮凝沉降用钢渣制管件14上持续生长，这样有利于体积较大絮状物从无机化学实验污水中的清除，同时可以减少无机化学实验污水中絮状物颗粒的存在，这有利于减少污水处理絮凝沉降环节的耗时。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种无机化学实验污水处理装置，其特征在于，包括：
碱性污水储存器(2)，用于储存化学实验过程中产生的碱性污水；
酸性污水储存器(3)，用于储存化学实验过程中产生的酸性污水；
溢流反应器(4)，用于碱性污水储存器(2)内溢出的碱性污水与酸性污水储存器(3)内溢出的酸性污水进行反应；
污水pH调节反应器(5)，用于对无机化学实验污水进行pH调节；
沉降反应器(6)，用于对pH调节处理后的无机化学实验污水进行絮凝沉降；
反渗透处理器(7)，用于对絮凝沉降后的无机化学实验污水进行反渗透除盐处理；
无机化学实验污水排水管(1)出水端分别与所述碱性污水储存器(2)进水端、所述酸性污水储存器(3)进水端、所述污水pH调节反应器(5)进水端流体导通连接，所述污水pH调节反应器(5)出水端与所述沉降反应器(6)进水端流体导通连接，所述沉降反应器(6)出水端与所述反渗透处理器(7)进水端流体导通连接；所述碱性污水储存器(2)溢流排水端和所述酸性污水储存器(3)溢流排水端分别与所述溢流反应器(4)进水端流体导通连接，所述溢流反应器(4)出水端与所述污水pH调节反应器(5)进水端流体导通连接；所述碱性污水储存器(2)出水端和所述酸性污水储存器(3)出水端分别与所述污水pH调节反应器(5)进水端流体导通连接；所述碱性污水储存器(2)上、所述酸性污水储存器(3)上、所述溢流反应器(4)上、所述污水pH调节反应器(5)上均设有与数字显示器通信连接的pH测量传感器(8)；所述碱性污水储存器(2)进水端上与出水端上、所述酸性污水储存器(3)进水端上与出水端上、所述溢流反应器(4)出水端上和连接所述无机化学实验污水排水管(1)出水端与所述污水pH调节反应器(5)进水端的导水管进水端上分别设有截止阀(10)；所述沉降反应器(6)上安装有絮凝剂添加机构(9)；所述污水pH调节反应器(5)包括回流泵、混流器(13)和pH调节反应容器，所述回流泵出水端与所述混流器(13)进水端流体导通连接，所述混流器(13)出水端设置在所述pH调节反应容器内，所述pH调节反应容器排水端与所述回流泵进水端流体导通连接；所述碱性污水储存器(2)出水端和所述酸性污水储存器(3)出水端分别与所述混流器(13)进水端流体导通连接，所述无机化学污水排水管出水端与所述pH调节反应容器进水端流体导通连接；所述pH调节反应容器上安装有所述pH测量传感器(8)；所述混流器(13)包括上管件和下管件，所述上管件内设有上混流板(13-8)，所述下管件内设有下混流板(13-7)，所述上管件和所述下管件螺纹连接；所述上混流板(13-8)和所述下混流板(13-7)均包括基板(13-10)，所述基板(13-10)上设有第一孔(13-11)、第二孔(13-12)和第三孔(13-13)，所述第一孔(13-11)出水端、所述第二孔(13-12)出水端分别与所述第三孔(13-13)进水端流体导通连接。
2.根据权利要求1所述的无机化学实验污水处理装置，其特征在于，所述沉降反应器(6)内设有大于或等于3根絮凝沉降用钢渣制管件(14)，所述絮凝沉降用钢渣制管件(14)管壁上设有贯穿所述絮凝沉降用钢渣制管件(14)管壁的通孔。
3.根据权利要求2所述的无机化学实验污水处理装置，其特征在于，所述絮凝沉降用钢渣制管件(14)内径与外径之比为1:2～1:4。
4.根据权利要求3所述的无机化学实验污水处理装置，其特征在于，所述絮凝沉降用钢渣制管件(14)至少有一端与所述沉降反应器(6)可拆卸连接。
5.根据权利要求3所述的无机化学实验污水处理装置，其特征在于，所述絮凝沉降用钢渣制管件(14)堆放在所述沉降用反应器的沉降反应区内。
6.根据权利要求3所述的无机化学实验污水处理装置，其特征在于，所述絮凝沉降用钢渣制管件(14)为螺旋管件或直线型管件。
7.根据权利要求1～6任一所述的无机化学实验污水处理装置，其特征在于，所述第一孔(13-11)内壁上、所述第二孔(13-12)内壁上和所述第三孔(13-13)内壁上分别设有螺旋状凸起。
8.根据权利要求7所述的无机化学实验污水处理装置，其特征在于，所述上管件包括进液管(13-1)、上锥形管(13-2)和上连接直管(13-3)，所述下管件包括下连接直管(13-4)、下锥形管(13-5)和排液管(13-6)；所述进液管(13-1)出液端与所述上锥形管(13-2)缩口端同轴固定连接，所述上锥形管(13-2)扩口端与所述上连接直管(13-3)进液端同轴固定连接，所述上连接直管(13-3)出液端与所述下连接直管(13-4)进液端同轴螺纹连接，所述下连接直管(13-4)出液端与所述下锥形管(13-5)扩口端同轴固定连接，所述下锥形管(13-5)缩口端与所述排液管(13-6)进液端同轴固定连接，所述排液管(13-6)出液端设置在所述pH调节反应容器内；在所述混流器(13)中，所述上混流板(13-8)与所述下混流板(13-7)之间设有分流式混液板(13-9)；所述分流式混液板(13-9)包括板件(13-14)，所述板件(13-14)上设有贯穿所述板件(13-14)两个板面的流通孔(13-15)，且在沿无机化学实验污水在所述混流器(13)内的流动方向上，所述流通孔(13-15)的孔径由大变小；三个互为邻近关系的所述流通孔(13-15)的圆心之间的连线围成的三角形为锐角三角形或钝角三角形。
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