CN209081484U - 一种制药废水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水处理设备技术领域，公开了一种制药废水处理装置，包括反应器壳体，反应器壳体上设有进水口和出水口，反应器壳体上还设有超声发生器、进气阀、出气阀、紫外光灯、温度加热装置、催化物添加器以及调压结构。本实用新型相比于现有的同类设备，设置的温度加热装置可以实时调整废水的温度，来提高空化作用的效果；同时设置在调压机构也可以增强空化作用的效果，而且可以减少与外部的热交换，也能够避免废水臭味的外流。

Description

一种制药废水处理装置

技术领域

本实用新型属于水处理设备技术领域，尤其涉及制药废水净化设备领域，具体涉及一种制药废水处理装置。

背景技术

药品生产过程中所用原辅料成分复杂，反应产生的废水COD高达几万mg/L, 我们将称之为高浓度有机废水，常规方法几乎不能直接处理。常见的处理这种高浓度有机废水的方法有：溶剂萃取法、吸附法、生物法、膜分离法、氧化法、焚烧法。化学合成制药废水生物毒性大、可生化性差，属高浓度难降解有机废水，若直接排放，一方面会对环境造成严重危害，另一方面还会浪费水资源，若能够经过处理重新利用，则可以节约很多的水资源。

目前水资源日益枯竭，水污染越来越严重，环保工作者一直在努力探索高效的制药废水处理技术，超声波技术、紫外光技术在废水处理领域各自得到良好的应用，为了获得更好的废水处理效果，膜过滤技术和高级氧化技术结合效果良好，也已广泛应用于水处理工艺和装置中。

超声降解有机污染物，并非声场与反应物分子直接作用，而是源于超声的声空化效应。空化作用是一种物理现象，伴随着空化现象会产生许多的物理和化学效应，当液体处于声场中时，压力波形成的声振动使声波处于密集相和稀疏相的交替循环，在密集相时，超声波对液体分子挤压，改变了介质原来的密度，使其增大；而在稀疏相位时，使液体分子稀疏，进一步离散，介质的密度减小。当用足够大振幅的超声波作用于液体介质时，在负压相(即稀疏相)内，液体分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离，液体介质就会发生断裂，形成微泡，微泡进一步长大成为空化气泡。这些气泡一方面可以重新溶解于液体介质之中，也可能上浮并消失；另一方面，随着声场的变化而继续长大，直到负压达到最大值，在紧接着的压缩过程中，这些空化气泡被压缩，其体形缩小，有的甚至完全消失，当脱出共振相位时，空化气泡就不再稳定，这时空化气泡内的压强已不能支撑其自身大小，即开始溃崩或消失，这一过程称为空化作用。

空化泡迅速崩溃过程中，瞬间能产生5000K的高温、50MPa高压，持续数微秒后，热点随之冷却，并伴随有强烈的冲击波和达100m/s速度的微射流。这些条件足以使有机物在空化气泡内发生化学键断裂、水相燃烧、高温分解或自由基反应，为有机物的降解创造了一个极端的物理环境。

目前也有应用超声波技术和紫外光技术对制药废水进行净化处理的设备，但是现有设备所没有注意到的是，空化作用或空化效应在适当的加热状态下，可以大大提高空化效果，但是温度过高时，气泡中蒸汽压增大，因此气泡闭合时增强了缓冲作用而使空化减弱，现有设备中，尚缺少温度加热的功能，由此空化作用的效果不能够得到很好的保障；同时，由于气泡的产生，也会使得反应器中的压强变化，而适当的增压可以使得气泡在崩溃时释放更大的能量，也是可以优化空化反应，但目前的设备也没有此类加压装置，同时超声波发生器和超声波换能装置都设置在反应器壳体的外部，通过金属传递板进行超声波的传输，但此种方式，超声波传递过程中的损耗很大，超声波的利用率低，增大了能源的消耗。

实用新型内容

本实用新型提供一种制药废水处理装置，用于解决现有技术中尚缺少温度加热的功能以及加压装置，由此空化作用的效果不能够得到很好的保障的技术问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种制药废水处理装置，为解决现有设备中尚缺少温度加热的功能以及加压装置，由此空化作用的效果不能够得到很好的保障的问题，包括反应器壳体，反应器壳体上设有进水口和出水口，所述反应器壳体上还设有超声发生器、进气阀、出气阀、紫外光灯、温度加热装置、催化物添加器以及调压结构，所述超声发生器和进气阀均设置在反应器壳体的底部；所述出气阀设置在反应器壳体的顶部；所述紫外光灯设置在反应器壳体内部；所述温度加热装置包括设置在反应器壳体内部的加热管以及设置在反应器壳体顶部的温度控制装置；所述催化物添加器设置在反应器壳体的上方；所述调压机构包括设置在反应器壳体内壁上的弹性膜以及设置在反应器壳体外部的气泵，所述弹性膜与反应器壳体内壁构成密封的腔体，所述腔体通过气泵调节气压。

进一步的，反应器壳体的内部设有温度传感器，反应器壳体的外壁上设有与温度传感器相连的温度表。

进一步的，反应器壳体的底部设有压力传感器，反应器壳体的外壁上设有与压力传感器相连的压力表。

进一步的，反应器壳体的底部壳壁上设有若干开口，反应器壳体内壁上设有将开口覆盖在其内部的球面罩，球面罩和反应器壳体内壁密封连接，所述超声发生器连接有分隔板，分隔板上相对超声发生器的另一端设有超声换能装置，分隔板与开口螺纹连接，超声换能装置位于球面罩内，超声发生器位于反应器壳体外部，所述分隔板为绝缘壳体。

进一步的，超声换能装置包括设置在分隔板上的压电陶瓷，压电陶瓷上部设有金属片，金属片上方设有谐振器，金属片和压电陶瓷分别连接有引线，引线穿过分隔板与超声发生器相连。

进一步的，出水口以及进水口上均设有密封盖，所述密封盖与进水口以及出水口均为螺纹密封连接。

进一步的，催化物添加器内放置的催化物为二氧化钛光触媒。

进一步的，弹性膜的材质为橡胶膜。

进一步的，反应器壳体的底部设有支座，所述超声发生器位于反应器壳体以及支座底部之间。

本光超声矿化反应设备的工作原理为：

从反应器壳体的进水口通入废水，反应器壳体为密封壳体结构，同时开启超声发生器和紫外光灯，并且从进气阀通入空气，在废水经过反应器壳体的过程中，在超声波的作用下，废水中的污染物颗粒会与空气、水形成流化状态，在超声波和紫外光的共同影响下，气水混合形成流化态的状态下进行系列复杂反应的同时，对污废水中的污染物质进行空化反应，最终污染物颗粒中的矿物颗粒会被转化为二氧化碳和水，然后通过反应器壳体的出水口排出洁净的水，在此反应的过程中，二氧化钛光触媒一直作为催化剂促进反应的进行；同时在进行空化反应的同时，通过温度加热装置调节反应器壳体内废水的温度，值得注意的是，加热管延伸到反应器壳体的底部，确保无论废水是否装满，都可以对废水进行加热，同时观察温度表，避免温度过高；同时，还可以通过气泵向空腔内加入空气，弹性膜在加入空气后会向外扩张，使得反应器壳体的空气也被压缩，由此使得反应器壳体内部的气压也增大，采用弹性膜和气泵的结构的好处在于，可以尽量减少反应器壳体内部气体与外部气体的交换，减少温度的流失。本光超声矿化反应设备相比于现有的同类设备，设置的温度加热装置可以实时调整废水的温度，来提高空化作用的效果；同时设置在调压机构也可以增强空化作用的效果，而且可以减少与外部的热交换，也能够避免废水臭味的外流；并且超声换能装置位于反应器壳体的内部，相比于将超声换能装置设置在反应器壳体外部，再通过超声传递板进行超声波传输的方式，更大限度地将超声波传递到反应器壳体内的废水中，传递的效率大大增高，能量损失大大减少，进而使矿化反应的过程更加充分，废水处理的效果也更好。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型相比于现有的同类设备，设置的温度加热装置可以实时调整废水的温度，来提高空化作用的效果；同时设置在调压机构也可以增强空化作用的效果，而且可以减少与外部的热交换，也能够避免废水臭味的外流。

(2)本实用新型的超声换能装置位于反应器壳体的内部，相比于将超声换能装置设置在反应器壳体外部，再通过超声传递板进行超声波传输的方式，更大限度地将超声波传递到反应器壳体内的废水中，能量损失大大减少，进而使空化作用的效率更高，提高废水处理的效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型超声换能装置的结构示意图。

图中：1-反应器壳体，2-进水口，3-出水口，4-超声发生器，5-进气阀，6- 出气阀，7-紫外光灯，8-加热管，9-催化物添加器，10-温度控制装置，11-弹性膜，12-气泵，13-腔体，14-温度传感器，15-温度表，16-压力传感器，17-压力表，18-开口，19-球面罩，20-分隔板，21-压电陶瓷，22-金属片，23-谐振器， 24-密封盖，25-二氧化钛光触媒，26-支座。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

实施例1：

如图1、图2所示，一种制药废水处理装置，包括反应器壳体1，反应器壳体1上设有进水口2和出水口3，所述反应器壳体1上还设有超声发生器4、进气阀5、出气阀6、紫外光灯7、温度加热装置、催化物添加器9以及调压结构，所述超声发生器4和进气阀5均设置在反应器壳体1的底部；所述出气阀6设置在反应器壳体1的顶部；所述紫外光灯7设置在反应器壳体内部；所述温度加热装置包括设置在反应器壳体1内部的加热管8以及设置在反应器壳体1顶部的温度控制装置10；所述催化物添加器9设置在反应器壳体1的上方；所述调压机构包括设置在反应器壳体1内壁上的弹性膜11以及设置在反应器壳体1 外部的气泵12，所述弹性膜11与反应器壳体1内壁构成密封的腔体13，所述腔体13通过气泵12调节气压。从反应器壳体1的进水口2通入废水，反应器壳体1为密封壳体结构，同时开启超声发生器4和紫外光灯7，并且从进气阀5 通入空气，在废水经过反应器壳体1的过程中，在超声波的作用下，废水中的污染物颗粒会与空气、水形成流化状态，在超声波和紫外光的共同影响下，气水混合形成流化态的状态下进行系列复杂反应的同时，对污废水中的污染物质进行空化反应，最终污染物颗粒中的矿物颗粒会被转化为二氧化碳和水，然后通过反应器壳体1的出水口3排出洁净的水，在此反应的过程中，二氧化钛光触媒25一直作为催化剂促进反应的进行；同时在进行空化反应的同时，通过温度加热装置调节反应器壳体1内废水的温度，同时观察温度表15，避免温度过高；同时，还可以通过调压机构使得反应器壳体1内部的气压也增大，提高空化效应的反应效果。

对本废水处理装置在实际生产中处理的不同制药废水分别进行10次检测，取检测的最高值、PH值取最低值及最高值作为检测值，得到检测结果如下表，单位为mg/L(PH值除外)，

序号	污染物项目	排放限值	检测值
				1	PH值	6-9	最低6.7、最高8.2
2	悬浮物	30	28.2
				3	五日生化需氧量(BOD)	15	13.6
4	化学需氧量(COD)	60	55.5
				5	氨氮	10	8.3
6	总氮	20	14.5
				7	总磷	0.5	0.41
8	总有机碳(TOC)	20	17.8
				9	急性毒性(HgCL2相当)	0.07	0.063

上述的污染物项目以及排放限值参考国家环境保护总局公告颁布的《制药工业污染物排放标准》，由上述检测结果可知，经过本实用新型处理的制药废水，均已达到排放标准的要求。

实施例2：

如图1所示，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案，反应器壳体1的内部设有温度传感器14，反应器壳体1的外壁上设有与温度传感器14 相连的温度表15；反应器壳体1的底部设有压力传感器16，反应器壳体1的外壁上设有与压力传感器16相连的压力表17。

实施例3：

如图1、图2所示，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案，反应器壳体1的底部壳壁上设有若干开口18，反应器壳体1内壁上设有将开口18 覆盖在其内部的球面罩19，球面罩19和反应器壳体1内壁密封连接，所述超声发生器4连接有分隔板20，分隔板20上相对超声发生器4的另一端设有超声换能装置，分隔板20与开口18螺纹连接，超声换能装置位于球面罩19内，超声发生器4位于反应器壳体1外部，所述分隔板20为绝缘壳体；超声换能装置包括设置在分隔板20上的压电陶瓷21，压电陶瓷21上部设有金属片22，金属片22上方设有谐振器23，金属片22和压电陶瓷21分别连接有引线，引线穿过分隔板20与超声发生器4相连。

实施例4：

如图1所示，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案，出水口3 以及进水口2上均设有密封盖24，所述密封盖24与进水口2以及出水口3均为螺纹密封连接；催化物添加器9内放置的催化物为二氧化钛光触媒25；弹性膜11的材质为橡胶膜；反应器壳体1的底部设有支座26，所述超声发生器4 位于反应器壳体1以及支座26底部之间。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种制药废水处理装置，其特征在于：包括反应器壳体(1)，反应器壳体(1)上设有进水口(2)和出水口(3)，所述反应器壳体(1)上还设有超声发生器(4)、进气阀(5)、出气阀(6)、紫外光灯(7)、温度加热装置、催化物添加器(9)以及调压结构，所述超声发生器(4)和进气阀(5)均设置在反应器壳体(1)的底部；所述出气阀(6)设置在反应器壳体(1)的顶部；所述紫外光灯(7)设置在反应器壳体(1)内部；所述温度加热装置包括设置在反应器壳体(1)内部的加热管(8)以及设置在反应器壳体(1)顶部的温度控制装置(10)；所述催化物添加器(9)设置在反应器壳体(1)的上方；所述调压机构包括设置在反应器壳体(1)内壁上的弹性膜(11)以及设置在反应器壳体(1)外部的气泵(12)，所述弹性膜(11)与反应器壳体(1)内壁构成密封的腔体(13)，所述腔体(13)通过气泵(12)调节气压。

2.根据权利要求1所述的一种制药废水处理装置，其特征在于：所述反应器壳体(1)的内部设有温度传感器(14)，反应器壳体(1)的外壁上设有与温度传感器(14)相连的温度表(15)。

3.根据权利要求2所述的一种制药废水处理装置，其特征在于：所述反应器壳体(1)的底部设有压力传感器(16)，反应器壳体(1)的外壁上设有与压力传感器(16)相连的压力表(17)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种制药废水处理装置，其特征在于：所述反应器壳体(1)的底部壳壁上设有若干开口(18)，反应器壳体(1)内壁上设有将开口(18)覆盖在其内部的球面罩(19)，球面罩(19)和反应器壳体(1)内壁密封连接，所述超声发生器(4)连接有分隔板(20)，分隔板(20)上相对超声发生器(4)的另一端设有超声换能装置，分隔板(20)与开口(18)螺纹连接，超声换能装置位于球面罩(19)内，超声发生器(4)位于反应器壳体(1)外部，所述分隔板(20)为绝缘壳体。

5.根据权利要求4所述的一种制药废水处理装置，其特征在于：所述超声换能装置包括设置在分隔板(20)上的压电陶瓷(21)，压电陶瓷(21)上部设有金属片(22)，金属片(22)上方设有谐振器(23)，金属片(22)和压电陶瓷(21)分别连接有引线，引线穿过分隔板(20)与超声发生器(4)相连。

6.根据权利要求5所述的一种制药废水处理装置，其特征在于：所述出水口(3)以及进水口(2)上均设有密封盖(24)，所述密封盖(24)与进水口(2)以及出水口(3)均为螺纹密封连接。

7.根据权利要求5所述的一种制药废水处理装置，其特征在于：所述催化物添加器(9)内放置的催化物为二氧化钛光触媒(25)。

8.根据权利要求5所述的一种制药废水处理装置，其特征在于：所述弹性膜(11)的材质为橡胶膜。

9.根据权利要求5所述的一种制药废水处理装置，其特征在于：所述反应器壳体(1)的底部设有支座(26)，所述超声发生器(4)位于反应器壳体(1)以及支座(26)底部之间。