CN206069492U - 一种利于磁性纳米催化剂分离回收的废水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于废水处理技术领域，涉及一种利于磁性纳米催化剂分离回收的废水处理装置。具体而言，本实用新型的废水处理装置包括废水处理部件和磁力/曝气分离部件，其中废水处理部件包括外壳、反应容器和搅拌装置，磁力/曝气分离部件包括曝气池、曝气装置和电磁铁。磁性纳米催化剂通过在废水处理部件中反应之后，与处理废水和产生的污泥一同进入曝气池，经曝气‑磁力分离过程，将磁性纳米催化剂从反应体系中分离回收，处理装置配件简单，安装方便，便于运行维护，操作工艺简单，可以实现工业上连续化、规模化生产的要求，节约时间和成本。

Description

一种利于磁性纳米催化剂分离回收的废水处理装置

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，涉及一种利于磁性纳米催化剂分离回收的废水处理装置。

背景技术

当前，随着城市和工业的迅猛发展，人类赖以生存的水资源环境受到不同程度且日渐严重的污染，其中城市生活污水和工业生产废水是水体污染的主要来源。这些污(废)水所含的污染物质浓度高、种类多、毒性大、结构复杂，传统的物化处理方法和生物降解法并不能完全降解或转化污染物质。

高级氧化技术(AOPs)是水处理领域近年来兴起的一项新技术，因其具有反应速度快、氧化能力强、反应无选择性等优点而得到广泛应用。与其他高级氧化技术相比，芬顿氧化技术(通过可溶性亚铁盐催化过氧化氢产生具有强氧化能力的羟基自由基)具有操作简便、反应迅速、无二次污染等特点，在环境污染物处理领域引起国内外研究人员的极大关注。但是，在传统的芬顿反应体系中，往往存在过氧化氢利用率低、体系pH条件要求严格、产生含铁污泥等问题。因此，一种化学性质稳定、易于回收利用的催化剂是芬顿氧化技术能够成功应用的关键。

纳米技术的发展为催化剂学科的革新带来了一次契机，有些学者将纳米催化剂称为“第四代催化剂”。然而，也正因其具有尺寸小的特征，纳米催化剂难以通过离心、过滤、膜分离等传统方法从反应体系中分离回收。通过将具有优异磁学性能的纳米粒子与催化剂相结合，制备成磁性纳米催化剂，可以在外加磁场条件下实现简单快速的分离。不过，目前磁性纳米催化剂的实际应用较少，而针对其从反应体系中分离回收的技术和设备更鲜有报道。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型的目的在于提供一种利于磁性纳米催化剂分离回收的废水处理装置，该装置能够简便、迅速地将磁性纳米催化剂从反应体系中分离，实现催化剂的回收再利用。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种利于磁性纳米催化剂分离回收的废水处理装置，其包括废水处理部件和磁力/曝气分离部件，其中：

所述废水处理部件包括外壳(1)、反应容器(2)和搅拌装置；所述反应容器(2)的上部为顶部具有开口的圆柱体部分，下部为底部具有开口的圆锥体部分，所述反应容器(2)的圆柱体部分与圆锥体部分流体连通，所述反应容器(2)的圆柱体部分通过第二支架(8)与所述外壳(1)固定连接，所述反应容器(2)的圆锥体部分通过第三支架(9)与所述外壳(1)固定连接，所述反应容器(2)的圆锥体部分的底部开口上设置有第一排水管(10)，所述第一排水管(10)上设置有第一流量计(11)和第一控制阀(12)；所述搅拌装置由电动机(3)、转杆(4)和转叶(5)组成，所述电动机(3)设置于所述反应容器(2)的圆柱体部分的顶部开口的上方，所述电动机(3)通过第一支架(6)与所述外壳(1)上的第一插槽(7)固定连接，所述转杆(4)的两端分别连接有所述电动机(3)和所述转叶(5)，所述转杆(4)通过所述反应容器(2)的圆柱体部分的顶部开口将所述转叶(5)伸入所述反应容器(2)中；

所述磁力/曝气分离部件包括曝气池(13)、曝气装置和电磁铁(19)；所述曝气池(13)的上部为顶部具有开口的圆柱体部分，下部为底部具有开口的圆锥体部分，所述曝气池(13)的圆柱体部分与圆锥体部分流体连通，所述曝气池(13)的圆柱体部分与所述第一排水管(10)流体连接，所述曝气池(13)的圆柱体部分上设置有第二排水管(22)，所述第二排水管(22)上设置有第二流量计(23)和第二控制阀(24)，所述曝气池(13)的圆锥体部分与所述电磁铁(19)固定连接，所述曝气池(13)的圆锥体部分的底部开口上设置有排料管(20)，所述排料管(20)上设置有第三控制阀(21)；所述曝气装置由曝气机(14)和曝气管(17)组成，所述曝气机(14)设置于所述曝气池(13)的圆柱体部分的内部，所述曝气机(14)通过第四支架(15)与所述曝气池(13)上的第二插槽(16)固定连接，所述曝气管(17)与所述曝气机(14)固定连接，所述曝气管(17)上设置有多个曝气孔(18)。

优选的，在上述装置中，所述反应容器(2)的圆锥体部分的轴截面底角为40～70°。

优选的，在上述装置中，所述电动机(3)设置于所述反应容器(2)的圆柱体部分的轴线上。

优选的，在上述装置中，所述第一支架(6)呈十字型。

优选的，在上述装置中，所述曝气池(13)的圆锥体部分的轴截面底角为60～80°。

优选的，在上述装置中，所述曝气机(14)设置于所述曝气池(13)的圆柱体部分的轴线上。

优选的，在上述装置中，所述第四支架(15)呈十字型。

优选的，在上述装置中，所述曝气管(17)上设置有沿周向和/或轴向均匀分布的多个曝气孔(18)。

优选的，在上述装置中，所述曝气孔(18)的孔径为2～5毫米，间距为2～3厘米。

采用上述技术方案的本实用新型具有如下优点：(1)处理装置配件简单，安装方便，便于运行维护；(2)操作工艺简单，可以实现工业上连续化、规模化生产的要求，节约时间和成本。

附图说明

图1是本实用新型的废水处理装置的结构示意图；

图2是本实用新型的废水处理装置的俯视图；

其中：1、外壳；2、反应容器；3、电动机；4、转杆；5、转叶；6、第一支架；7、第一插槽；8、第二支架；9、第三支架；10、第一排水管；11、第一流量计；12.、第一控制阀；13、曝气池；14、曝气机；15、第四支架；16、第二插槽；17、曝气管；18、曝气孔；19、电磁铁；20、排料管；21、第三控制阀；22、第二排水管；23、第二流量计；24、第二控制阀。

具体实施方式

参照图1可知，本实用新型的利于磁性纳米催化剂分离回收的废水处理装置包括废水处理部件和磁力/曝气分离部件。

废水处理部件包括外壳1、用于容纳反应物的反应容器2和用于搅拌反应物的搅拌装置；反应容器2的上部为顶部具有开口的圆柱体部分，下部为底部具有开口的圆锥体部分(优选轴截面底角为40～70°)，二者流体连通并且分别通过第二支架8和第三支架9与外壳1固定连接，圆锥体部分的底部开口上设置有第一排水管10，第一排水管10上设置有用于监测流量的第一流量计11和用于控制流体流通的第一控制阀12；搅拌装置由电动机3、转杆4和转叶5组成，电动机3设置于圆柱体部分的顶部开口的上方(优选轴线位置，如图2所示)，并且通过第一支架6(优选十字型支架，如图2所示)与外壳1上的第一插槽7固定连接，以便实现电动机的平稳固定，转杆4的两端分别连接有电动机3和转叶5，并且通过圆柱体部分的顶部开口将转叶5伸入反应容器2中。

磁力/曝气分离部件包括曝气池13、曝气装置和电磁铁19；曝气池13的上部为顶部具有开口的圆柱体部分，下部为底部具有开口的圆锥体部分(优选轴截面底角为60～80°)，二者流体连通，圆柱体部分与第一排水管10流体连通，并且设置有第二排水管22，第二排水管22上设置有用于监测流量的第二流量计23和用于控制流体流通的第二控制阀24，圆锥体部分与电磁铁19固定连接，圆锥体部分的底部开口上设置有排料管20，排料管20上设置有第三控制阀21；曝气装置由曝气机14和曝气管17组成，曝气机14设置于圆柱体部分的内部(优选轴线位置，如图2所示)，并且通过第四支架15(优选十字型支架，如图2所示)与曝气池13上的第二插槽16固定连接，曝气管17与曝气机14固定连接，并且设置有多个曝气孔18(优选沿周向或轴向均匀分布，更优选同时沿周向和轴向均匀分布，孔径优选2～5毫米，间距优选2～3厘米)。

当本实用新型的废水处理装置开始工作时，首先关闭第一控制阀12、第二控制阀24和第三控制阀21，接着向反应容器2中加入废水、磁性纳米催化剂以及反应所需的其他组分，然后启动电动机2，通过转杆4带动转叶5，将反应体系搅拌均匀。反应结束后，打开第一控制阀12和第二控制阀24并调节出水流量，同时启动曝气机14和电磁铁19，加快反应液中磁性纳米催化剂与反应所产生的污泥的分离。当反应容器2中的反应液排空后，关闭曝气机14、电磁铁19、第一控制阀12和第二控制阀24并打开第三控制阀21，通过排料管20回收磁性纳米催化剂，重复上述操作步骤即可实现磁性纳米催化剂的再利用。

Claims (9)

1.一种利于磁性纳米催化剂分离回收的废水处理装置，其包括废水处理部件和磁力/曝气分离部件，其中：

所述废水处理部件包括外壳(1)、反应容器(2)和搅拌装置；所述反应容器(2)的上部为顶部具有开口的圆柱体部分，下部为底部具有开口的圆锥体部分，所述反应容器(2)的圆柱体部分与圆锥体部分流体连通，所述反应容器(2)的圆柱体部分通过第二支架(8)与所述外壳(1)固定连接，所述反应容器(2)的圆锥体部分通过第三支架(9)与所述外壳(1)固定连接，所述反应容器(2)的圆锥体部分的底部开口上设置有第一排水管(10)，所述第一排水管(10)上设置有第一流量计(11)和第一控制阀(12)；所述搅拌装置由电动机(3)、转杆(4)和转叶(5)组成，所述电动机(3)设置于所述反应容器(2)的圆柱体部分的顶部开口的上方，所述电动机(3)通过第一支架(6)与所述外壳(1)上的第一插槽(7)固定连接，所述转杆(4)的两端分别连接有所述电动机(3)和所述转叶(5)，所述转杆(4)通过所述反应容器(2)的圆柱体部分的顶部开口将所述转叶(5)伸入所述反应容器(2)中；

所述磁力/曝气分离部件包括曝气池(13)、曝气装置和电磁铁(19)；所述曝气池(13)的上部为顶部具有开口的圆柱体部分，下部为底部具有开口的圆锥体部分，所述曝气池(13)的圆柱体部分与圆锥体部分流体连通，所述曝气池(13)的圆柱体部分与所述第一排水管(10)流体连通，所述曝气池(13)的圆柱体部分上设置有第二排水管(22)，所述第二排水管(22)上设置有第二流量计(23)和第二控制阀(24)，所述曝气池(13)的圆锥体部分与所述电磁铁(19)固定连接，所述曝气池(13)的圆锥体部分的底部开口上设置有排料管(20)，所述排料管(20)上设置有第三控制阀(21)；所述曝气装置由曝气机(14)和曝气管(17)组成，所述曝气机(14)设置于所述曝气池(13)的圆柱体部分的内部，所述曝气机(14)通过第四支架(15)与所述曝气池(13)上的第二插槽(16)固定连接，所述曝气管(17)与所述曝气机(14)固定连接，所述曝气管(17)上设置有多个曝气孔(18)。

2.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于：

所述反应容器(2)的圆锥体部分的轴截面底角为40～70°。

3.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于：

所述电动机(3)设置于所述反应容器(2)的圆柱体部分的轴线上。

4.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于：

所述第一支架(6)呈十字型。

5.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于：

所述曝气池(13)的圆锥体部分的轴截面底角为60～80°。

6.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于：

所述曝气机(14)设置于所述曝气池(13)的圆柱体部分的轴线上。

7.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于：

所述第四支架(15)呈十字型。

8.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于：

所述曝气管(17)上设置有沿周向和/或轴向均匀分布的多个曝气孔(18)。

9.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于：

所述曝气孔(18)的孔径为2～5毫米，间距为2～3厘米。