CN115340218B - 一种臭氧与生物活性炭组合处理工业废水的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种臭氧与生物活性炭组合处理工业废水的装置及方法，装置包括壳体，壳体内部被隔板从上到下依次分隔为反应室、回收室，壳体顶部设有臭氧箱以及进水口，位于回收室的壳体侧壁上设有储药箱，壳体底部设有支撑柱；臭氧箱底部通过出气孔与反应室连通，储药箱通过出药孔与回收室连通，臭氧箱通过传动臂与储药箱连接；反应室内设有搅拌杆与滤盘；搅拌杆内部设有螺杆；隔板上设有第一出水孔；回收室内设有转动杆以及滤网，壳体底部设有电机、第二出水孔；所述方法包括一次处理、一次过滤和二次处理、二次过滤；本发明通过设置驱动机构等组件，交替施加臭氧与生物活性炭，提高了对工业废水的处理效果。

Description

一种臭氧与生物活性炭组合处理工业废水的装置及方法

技术领域

本发明涉及工业废水处理技术领域，具体是涉及一种臭氧与生物活性炭组合处理工业废水的装置及方法。

背景技术

工业废水包括生产废水、生产污水及冷却水，是指工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物。工业废水种类繁多，成分复杂。例如电解盐工业废水中含有汞，重金属冶炼工业废水含铅、镉等各种金属，电镀工业废水中含氰化物和铬等各种重金属，石油炼制工业废水中含酚，农药制造工业废水中含各种农药等。由于工业废水中常含有多种有毒物质，污染环境对人类健康有很大危害，因此要开发综合利用，化害为利，并根据废水中污染物成分和浓度，采取相应的净化措施进行处置后，才可排放。

废水处理回用蕴含的节水潜力很大。交通运输设备制造业，可将含油废水、电泳废水、切削液废水以及清洗液废水等处理，回用于绿化、生活杂用以及生产。石油化工行业在有机生产过程中，可考虑将蒸汽冷凝水回收利用，作为循环系统的补水；将生产用井水回收利用，作为循环系统补水；也可增加回用水深加工装置，将处理后的水作为循环系统的补水；有些冷却器和特殊部位需要工艺水冷却，也可考虑采用回用水。纺织印染行业是用水量较大的工业行业，可以采用生产过程中不同生产工序排放的废水通过处理后再回用于本工序，也可将全部废水集中处理后，全部回用或部分回用。

目前工业废水的处理装置通常是一次性添加臭氧或者其他使工业废水反应的物质，一次性添加过多反应不够完全，且容易在过滤时造成堵塞等问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种臭氧与生物活性炭组合处理工业废水的装置及方法。

本发明的技术方案是：一种臭氧与生物活性炭组合处理工业废水的装置，包括壳体，所述壳体内部被隔板从上到下依次分隔为反应室、回收室，壳体顶部设有臭氧箱以及进水口，位于所述回收室的壳体侧壁上设有储药箱，壳体底部设有多组支撑柱；

所述臭氧箱顶部设有充气口，臭氧箱底部通过出气孔与所述反应室连通，且臭氧箱内底部设有用于开闭出气孔的挡板，所述挡板上设有贯穿臭氧箱侧壁的传动臂；

所述储药箱上设有补药孔，储药箱通过出药孔与回收室连通，且储药箱内部设有用于开闭出药孔的挡块，所述挡块通过传动臂与挡板连接；

所述反应室内设有与所述隔板转动连接的搅拌杆，所述搅拌杆上设有多组间隔分布的第一搅拌叶，且位于搅拌叶与隔板之间的搅拌杆上固定套设有滤盘；

所述搅拌杆内部设有与其螺纹连接的螺杆；所述螺杆一端贯穿隔板与用于驱动螺杆上下往复运动的驱动机构连接，螺杆另一端与挡板固定连接；

所述隔板上设有多组第一出水孔，隔板内壁设有用于开闭所述出水孔的滑片，所述滑片上设有在转动时与多组所述第一出水孔一一对应的对接孔，且被隔板遮盖的所述滑片上设有调节柱，所述调节柱贯穿滤盘；

所述回收室内设有转动杆以及与转动杆套接的滤网，所述转动杆一端与驱动机构固定连接，转动杆另一端与设置在壳体底部用于控制驱动机构的电机连接，且位于所述滤网上方的转动杆上设有多组第二搅拌叶；回收室底部设有与回收室内部连通的第二出水孔。

进一步地，多组所述第一搅拌叶以及多组所述第二搅拌叶的叶片末端均设有用于清理壳体侧壁反应物的刷毛。设置刷毛可以将壳体侧壁上粘附的工业废水与臭氧反应后生成的过滤物剥离，从而使过滤物都能落在滤盘上，减小壳体的受污染程度。

进一步地，位于滤盘与隔板之间的所述调节柱上套设有用于疏通工业废水的刮板。设置刮板可以使部分落在隔板上的反应物分散开，防止反应物堵塞隔板上的第一出水孔。

进一步地，所述滤盘侧壁上设有排渣孔，位于滤盘所在位置的壳体侧壁上设有与排渣孔对应的排渣收集管，所述排渣收集管上设有开关阀。在工业废水排出反应室后，通过滤盘的往复转动，可以使反应物从排渣孔中被甩出，可以起到自清洁的作用，节省清理时间。

进一步地，位于第二搅拌叶与壳体之间的所述回收室内设有用于碰撞隔板、滤网而产生振动的滑杆，所述滑杆侧壁通过连接杆与位于隔板下方的所述传动臂侧壁固定连接。设置滑杆可以使得在处理工业废水的过程中，通过滑杆的上下移动，使滑杆碰撞到隔板以及滤网，从而使隔板和滤网产生振动，使工业废水在振动中与臭氧以及生物活性炭混合得更加均匀，从而进一步提高工业废水的处理效果。

进一步地，所述驱动机构选用转筒，所述转筒侧壁周向等间距设有多组沿水平方向设置的横向滑槽，且相邻的横向滑槽之间通过V字型滑槽连接，且横向滑槽与V字型滑槽的深度相同，所述螺杆内壁上设有与横向滑槽或V字型滑槽滑动连接的滑块。选用设有不同方向的滑槽的转筒，不仅可以驱动螺杆进行上下往复运动实现臭氧、生物活性炭的间歇添加，还可以通过转动使回收室中的工业废水也因同步转动搅拌而与臭氧、生物活性炭混合得更加均匀。

进一步地，所述臭氧箱通过导气管与所述回收室连通。设置连通的导气管，可以使工业废水在二次处理中也能与臭氧发生反应，起到臭氧与生物活性炭组合处理工业废水的效果，从而进一步提高工业废水的处理效果。

进一步地，所述壳体侧壁上设有与其密封闭合的仓门。设置仓门可以定期清理滤盘和滤网，也能在装置出现问题时及时对装置进行维护修理。

根据上述任意一项所述装置进行回收工业废水的处理方法，包括以下步骤：

S1、将工业废水通过进水口注入反应室中，同时开启充气口与电机，使驱动机构引导与螺杆连接的挡板进行上下往复运动，从而在挡板上移时将臭氧从出气孔释放进反应室与工业废水进行搅拌混合；对工业废水进行一次处理；

S2、再通过与螺杆配合的搅拌杆往复转动下，带动滤盘对一次处理后的工业废水进行一次过滤后，第一出水孔因滤盘的往复转动而间歇性开闭，从而将一次过滤后的工业废水逐渐注入回收室中；

S3、在S1步骤进行的同时，通过驱动机构控制挡板的上下往复运动来间接控制所述挡块，从而在挡板下移时将生物活性炭从出药孔施加进回收室，对一次过滤后的工业废水进行二次处理，并利用与驱动机构同步转动的第二搅拌叶使工业废水与生物活性炭进行搅拌混合；

S4、将经过一次、二次处理后的工业废水通过滤网进行二次过滤，从第二出水孔处得到处理完成的工业废水。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过设置驱动机构促使挡板和挡块分别错开时间打开对应的出气孔和出药孔，进行臭氧与生物活性炭的交替添加；且驱动机构引起的往复运动使挡板和挡块同时往复开闭对应的出气孔和出药孔，从而实现臭氧和生物活性炭的少量多次添加，可以使每次添加后臭氧和生物活性炭与工业废水混合得比较均匀，进一步提高工业废水的处理效率。

(2)本发明通过令螺杆与搅拌杆螺纹配合，使搅拌杆在螺杆的往复上下时进行往复转动，减少臭氧与工业废水的反应物在滤盘上的黏附，并通过往复转动使反应物均匀分布的同时间歇性打开第一出水孔，实现工业废水的间歇排出，从而减少工业废水流动排出时因为反应物而出现堵塞的情况。

附图说明

图1是本发明装置的整体外观图；

图2是本发明装置的剖视图；

图3是本发明装置的隔板结构图；

图4是本发明装置的滑片结构图；

图5是本发明装置的驱动机构图；

图6是本发明装置的螺杆内部结构图；

图7是本发明装置实施例2的隔板结构图；

图8是本发明装置实施例3的剖视图；

其中，1-壳体，11-隔板，111-出水孔，112-滑片，113-调节柱，114-刮板，115-对接孔，12-进水口，13-支撑柱，14-排渣收集管，15-仓门，2-反应室，21-搅拌杆，211-第一搅拌叶，212-螺杆，213-滑块，22-滤盘，3-回收室，31-转动杆，311-第二搅拌叶，32-滤网，33-第二出水孔，34-滑杆，4-臭氧箱，41-充气口，42-出气孔，43-挡板，44-传动臂，45-导气管，5-储药箱，51-补药孔，52-挡块，6-驱动机构，61-电机，62-横向滑槽，63-V字型滑槽。

具体实施方式

下面结合具体实施方式来对本发明进行更进一步详细的说明，以更好地体现本发明的优势。

实施例1

一种臭氧与生物活性炭组合处理工业废水的装置，

由图1可以看出，包括壳体1，所述壳体1内部被隔板11从上到下依次分隔为反应室2、回收室3，壳体1顶部设有臭氧箱4以及进水口12，位于所述回收室的壳体1侧壁上设有储药箱5，壳体1底部设有四组支撑柱13，所述壳体1侧壁上设有与其密封闭合的仓门15；

由图1和图2可以看出，所述臭氧箱4顶部设有充气口41，臭氧箱4底部通过出气孔42与所述反应室2连通，所述臭氧箱4通过导气管45与所述回收室3连通，且臭氧箱4内底部设有用于开闭出气孔42的挡板43，所述挡板43上设有贯穿臭氧箱4侧壁的传动臂44；

由图1和图2可以看出，所述储药箱5上设有补药孔51，储药箱5通过出药孔与回收室3连通，且储药箱5内部设有用于开闭出药孔的挡块52，所述挡块52通过传动臂44与挡板43连接；

由图1和图2可以看出，所述反应室2内设有与所述隔板11转动连接的搅拌杆21，所述搅拌杆21与所述壳体1内顶部之间留有空隙，所述搅拌杆21上设有九组间隔分布的第一搅拌叶211，且位于第一搅拌叶211与隔板11之间的搅拌杆21上固定套设有滤盘22；所述滤盘22侧壁上设有排渣孔，位于滤盘22所在位置的壳体1侧壁上设有与排渣孔对应的排渣收集管14，所述排渣收集管14上设有开关阀；

由图2、图5和图6可以看出，所述搅拌杆21内部设有与其螺纹连接的螺杆212；所述螺杆212下端贯穿隔板11与用于驱动螺杆212上下往复运动的驱动机构6连接，螺杆212上端与挡板43固定连接；所述驱动机构6选用转筒，所述转筒侧壁周向等间距设有七组沿水平方向设置的横向滑槽62，且相邻的横向滑槽62之间通过左右弧度对称的V字型滑槽63连接，且横向滑槽62与V字型滑槽63的深度相同，所述螺杆212内壁上设有与横向滑槽62或V字型滑槽63滑动连接的滑块213；

由图3和图4可以看出，所述隔板11上设有两组第一出水孔111，隔板11内壁设有用于开闭所述第一出水孔111的滑片112，所述滑片112上设有在转动时与两组所述第一出水孔111一一对应的对接孔115，且被隔板11遮盖的所述滑片112上设有调节柱113，所述调节柱113贯穿滤盘22；

由图2可以看出，所述回收室3内设有转动杆31以及与转动杆31套接的滤网32，所述转动杆31上端与驱动机构6固定连接，转动杆31下端与设置在壳体1底部用于控制驱动机构6的电机61连接，且位于所述滤网32上方的转动杆31上设有九组第二搅拌叶311；回收室3底部设有与回收室3内部连通的第二出水孔33；九组所述第一搅拌叶211以及九组所述第二搅拌叶311的叶片末端均设有用于清理壳体1侧壁反应物的刷毛；所述电机61选用市售旋转电机或对市售旋转电机进行外形调整以适配安装至本装置上；

根据上述装置进行回收工业废水的处理方法，包括以下步骤：

S1、将工业废水通过进水口12注入反应室2中，同时开启充气口41与电机6，使驱动机构6引导与螺杆212连接的挡板43进行上下往复运动，从而在挡板43上移时将臭氧从出气孔42释放进反应室2与工业废水进行搅拌混合；对工业废水进行一次处理；

S2、再通过与螺杆212配合的搅拌杆21往复转动下，带动滤盘22对一次处理后的工业废水进行一次过滤后，第一出水孔111因滤盘22的往复转动而间歇性开闭，从而将一次过滤后的工业废水逐渐注入回收室3中；

S3、在S1步骤进行的同时，通过驱动机构6控制挡板43的上下往复运动来间接控制所述挡块44，从而在挡板43下移时将生物活性炭从出药孔施加进回收室3，对一次过滤后的工业废水进行二次处理，并利用与驱动机构6同步转动的第二搅拌叶311使工业废水与生物活性炭进行搅拌混合；

S4、将经过一次、二次处理后的工业废水通过滤网32进行二次过滤，从第二出水孔33处得到处理完成的工业废水。

上述一种臭氧与生物活性炭组合处理工业废水的装置的工作原理为：将工业废水从进水口12注入反应室2中，启动电机61使驱动机构6开始转动，使螺杆212通过滑块213在横向滑槽62与V字型滑槽63的交替中进行上下往复运动，当螺杆212往上运动时，挡板43上移使出气孔42暴露出来，从而将臭氧箱4内的臭氧释放进反应室2中，同时，挡板43使传动臂44运动将储药箱5内的挡块52下移将出药孔堵住；当螺杆212往下运动时，将挡板43下拉使出气孔42被堵住，停止臭氧的释放，同时，挡板43使传动臂44运动将储药箱5内的挡块52带动上移将出药孔露出，向回收室3内添加生物活性炭；

在螺杆212上下往复运动的同时，与螺杆212螺纹连接的搅拌杆21开始往复转动，在转动的时候第一搅拌叶211对工业废水进行搅拌，且使与搅拌杆21同步转动的滤盘22带动隔板11上的调节柱113旋转滑片112，而间歇性开启第一出水孔111，同时刮板114也对隔板11与滤盘22之间的工业废水和反应物进行搅动，防止工业废水因为反应物而产生堵塞；

当工业废水流入回收室3中，工业废水与导气管45释放出的臭氧、储药箱5间歇添加的生物活性炭反应，转动杆31带动第二搅拌叶311对工业废水进行搅拌，使工业废水与臭氧、生物活性炭混合均匀，提高反应效率，且滤网32随转动杆31同步转动，可防止反应物堆积在滤网32上引起堵塞，反应完全后将第二出水孔33打开，回收得到处理完全的工业废水。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，由图7可以看出，位于滤盘22与隔板11之间的所述调节柱113上套设有用于疏通工业废水的刮板114。

上述发明装置与实施例1的工作原理基本相同，与其不同之处在于：滤盘22在搅拌杆21的带动下进行往复转动的同时，隔板11上的调节柱113随滤盘22同步进行往复转动，从而带动刮板114对隔板11表面的工业废水进行拨动，且可以将隔板11表面残留的工业废水与臭氧的反应物拨动均匀平整，进一步防止工业废水在排出时由于反应物聚集而引起堵塞。

实施例3

本实施例与实施例2基本相同，与其不同之处在于，

由图8可以看出，位于第二搅拌叶311与壳体1之间的所述回收室3内设有用于碰撞隔板11、滤网32而产生振动的滑杆34，所述滑杆34侧壁通过连接杆与位于隔板11下方的所述传动臂44侧壁固定连接，滑杆34上下运动的幅度最低点不低于工业废水的水面处。

上述发明装置与实施例2的工作原理基本相同，与其不同之处在于：滑杆34因为传动臂44进行上下往复运动，在滑杆34运动到最低点时，滑杆34的下端与滤网32接触，使滤网32产生振动；滑杆34运动到最高点时，滑杆34的上端与隔板11接触，使隔板11产生振动；在振动的辅助作用下使工业废水与臭氧、生物活性炭混合得更加均匀，进一步提高反应效率，从而提高对工业废水的处理效果。

Claims (6)

1.一种臭氧与生物活性炭组合处理工业废水的装置，包括壳体（1），其特征在于，所述壳体（1）内部被隔板（11）从上到下依次分隔为反应室（2）、回收室（3），壳体（1）顶部设有臭氧箱（4）以及进水口（12），位于所述回收室的壳体（1）侧壁上设有储药箱（5），壳体（1）底部设有多组支撑柱（13）；

所述臭氧箱（4）顶部设有充气口（41），臭氧箱（4）底部通过出气孔（42）与所述反应室（2）连通，且臭氧箱（4）内底部设有用于开闭出气孔（42）的挡板（43），所述挡板（43）上设有贯穿臭氧箱（4）侧壁的传动臂（44）；

所述储药箱（5）上设有补药孔（51），储药箱（5）通过出药孔与回收室（3）连通，且储药箱（5）内部设有用于开闭出药孔的挡块（52），所述挡块（52）通过传动臂（44）与挡板（43）连接；

所述反应室（2）内设有与所述隔板（11）转动连接的搅拌杆（21），所述搅拌杆（21）上设有多组间隔分布的第一搅拌叶（211），且位于第一搅拌叶（211）与隔板（11）之间的搅拌杆（21）上固定套设有滤盘（22）；

所述滤盘（22）侧壁上设有排渣孔，位于滤盘（22）所在位置的壳体（1）侧壁上设有与排渣孔对应的排渣收集管（14），所述排渣收集管（14）上设有开关阀；

所述搅拌杆（21）内部设有与其螺纹连接的螺杆（212）；所述螺杆（212）一端贯穿隔板（11）与用于驱动螺杆（212）上下往复运动的驱动机构（6）连接，螺杆（212）另一端与挡板（43）固定连接；

所述驱动机构（6）选用转筒，所述转筒侧壁周向等间距设有多组沿水平方向设置的横向滑槽（62），且相邻的横向滑槽（62）之间通过V字型滑槽（63）连接，且横向滑槽（62）与V字型滑槽（63）的深度相同，所述螺杆（212）内壁上设有与横向滑槽（62）或V字型滑槽（63）滑动连接的滑块（213）；

所述隔板（11）上设有多组第一出水孔（111），隔板（11）内壁设有用于开闭所述第一出水孔（111）的滑片（112），所述滑片（112）上设有在转动时与多组所述第一出水孔（111）一一对应的对接孔（115），且被隔板（11）遮盖的所述滑片（112）上设有调节柱（113），所述调节柱（113）贯穿滤盘（22）；

所述回收室（3）内设有转动杆（31）以及与转动杆（31）套接的滤网（32），所述转动杆（31）一端与驱动机构（6）固定连接，转动杆（31）另一端与设置在壳体（1）底部用于控制驱动机构（6）的电机（61）连接，且位于所述滤网（32）上方的转动杆（31）上设有多组第二搅拌叶（311）；回收室（3）底部设有与回收室（3）内部连通的第二出水孔（33）；

位于第二搅拌叶（311）与壳体（1）之间的所述回收室（3）内设有用于碰撞隔板（11）、滤网（32）而产生振动的滑杆（34），所述滑杆（34）侧壁通过连接杆与位于隔板（11）下方的所述传动臂（44）侧壁固定连接。

2.如权利要求1所述的一种臭氧与生物活性炭组合处理工业废水的装置，其特征在于，多组所述第一搅拌叶（211）以及多组所述第二搅拌叶（311）的叶片末端均设有用于清理壳体（1）侧壁反应物的刷毛。

3.如权利要求1所述的一种臭氧与生物活性炭组合处理工业废水的装置，其特征在于，所述调节柱（113）贯穿滤盘（22），位于滤盘（22）与隔板（11）之间的所述调节柱（113）上套设有用于疏通工业废水的刮板（114）。

4.如权利要求1所述的一种臭氧与生物活性炭组合处理工业废水的装置，其特征在于，所述臭氧箱（4）通过导气管（45）与所述回收室（3）连通。

5.如权利要求1所述的一种臭氧与生物活性炭组合处理工业废水的装置，其特征在于，所述壳体（1）侧壁上设有与其密封闭合的仓门（15）。

6.根据权利要求1-5任意一项所述装置进行回收工业废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将工业废水通过进水口（12）注入反应室（2）中，同时开启充气口（41）与电机（61），使驱动机构（6）引导与螺杆（212）连接的挡板（43）进行上下往复运动，从而在挡板（43）上移时将臭氧从出气孔（42）释放进反应室（2）与工业废水进行反应，对工业废水进行一次处理；

S2、再通过与螺杆（212）配合的搅拌杆（21）往复转动下，带动滤盘（22）对一次处理后的工业废水进行一次过滤后，第一出水孔（111）因滤盘（22）的往复转动而间歇性开闭，从而将一次过滤后的工业废水逐渐注入回收室（3）中；

S3、在S1步骤进行的同时，通过驱动机构（6）控制挡板（43）的上下往复运动来间接控制所述挡块（52），从而在挡板（43）下移时将生物活性炭从出药孔施加进回收室（3），对一次过滤后的工业废水进行二次处理，并利用与驱动机构（6）同步转动的第二搅拌叶（311）使工业废水与生物活性炭进行搅拌混合；

S4、将经过一次、二次处理后的工业废水通过滤网（32）进行二次过滤，从第二出水孔（33）处得到处理完成的工业废水。