CN215249672U - 一种废液处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于环保设备领域揭示一种废液处理设备，包括：反应釜，用于加热废液形成水蒸气和废渣；进液设备，用于多次等容量向所述反应釜内输送废液；冷凝设备，用于将所述反应釜形成的蒸汽冷却形成洁净水；回收计量设备，用于计量并回收所述冷凝设备；控制器，用于控制所述反应釜、进液设备、冷凝设备以及回收计量设备；所述控制器通过PID算法实时根据排水次数控制进液次数，所述PID算法为:其中U(t)为当前需要进液次数,E（t）为进液次数偏差，Kp为比例系数,Ki为积分系数，Kd为微分系数。本实用新型相对现有技术能够废液处理提高效率和设备可靠性。

Description

一种废液处理设备

技术领域

本实用新型属于废水或污水处理领域，特别涉及一种废液处理设备。

背景技术

造纸、纺织、印染、化工、石油、电镀、雕刻、润滑行业在生产加工过程中会产生废水。废水即生产过程用过的水，可能会悬浮物、硫化物、石油类、氰化物、六价铬、铅、镉等。这些水中含有有毒有害物质不能需要对废水进行处理后将水和有害物质分离。

现有的废水处理设备废水处理流程包括，进液、沸腾、蒸馏、排渣的过程。废液处理设别要以单批次运行，单批次处理既一批次进液N升废液，进行处理，等待此批次处理完成后，再次进下批次液体进行循环处理。单批次作业时，沸腾后段蒸馏效率较低且在排渣时均会有至少6Min的排渣时间，同时反应釜不可加热，便会自然冷却。

现有的废水处理设备有几个方面的缺点：1.单批次废水处理时间长，沸腾后段蒸馏排水的效率降低，处理效率低。2.反应釜在排渣过程中由于排渣时间长，同时为了防止反应釜内结构反应釜不可持续加热，会造成反应釜冷却，再次启动时需要重复加热浪费能源，并且再进下一批次时，釜体要重新通入热源，会有热传延时。3.反应釜频繁加热-冷却-加热-冷却，对釜体焊接综合力学性能， 抗腐蚀性能， 抗疲劳性能有影响等。4.由于需要按批次处理，没批次都需要操作人员介入处理操作频繁增加人工负担。

实用新型内容

本实用新型提出一种新型的废水处理设备，其目的在于使反应釜具备下面的技术能力：1.排水和进入同时进行提高水处理效率。2.减少排渣次数，降低能源浪费，减少反应釜反复加热冷却的过程延长，反应釜使用寿命。3.根据排水自动调整进液，实时控制进液保持反应釜内的废液蒸发面积最大，维持最高蒸发效率。

具体而言本实用新型提供一种废液处理设备，包括：

反应釜，用于加热废液形成水蒸气和废渣；

进液设备，用于多次等容量向所述反应釜内输送废液；

冷凝设备，用于将所述反应釜形成的蒸汽冷却产生洁净水；

回收计量设备，用于计量并回收所述冷凝设备产生的洁净水；

控制器，用于控制所述反应釜、进液设备、冷凝设备以及回收计量设备；所述控制器通过PID算法实时根据排水次数控制进液次数，所述PID算法为:

；其中U(t)为当前需要进液次数,E(t)为进液次数偏差，Kp为比例系数,Ki为积分系数，Kd为微分系数。

优选地，所述控制器实时根据进液和排水次数计算所述偏差进液次数偏差E(t)的算法为:E(t)=Vp/Vx-C1-C2+C3，其中Vp为反应釜最佳水量，Vx为进液设备单次进液量，C1为进液设备首次向反应釜中输送废液的次数，C2为反应釜工作过程中输送废液的次数，C3为回收计量设备的排水次数。

优选地，所述控制器控制所述进液设备与回收计量设备每次进液容量和排水容量相等。

优选地，当所述U(t)大于零时所述控制器控制进液设备向反应釜中进液U(t)次；当所述U(t)小于等于零时进液设备不工作，所述反应釜继续加热。

优选地，所述回收计量设备包括真空泵、回收水计量槽和回收水泵，所述真空泵用于将冷凝设备中的冷凝水从冷凝设备泵入回收水计量槽，所述回收水泵用于将回收水计量槽中的水泵出。

优选地，所述回水计量槽水满时的容量与进液设备单次向反应釜输送的废液容量相等。

优选地，所述回水计量槽内设置水位传感器，控制器与水位传感器连接，控制器通过水位传感器监测到所述计量水槽内的水满时，控制器启动所述回水水泵将所述计量水槽内的水排空，并增加一次排水计数。

优选地，所述回收计量设备包括真空泵、回收水计量槽和回收水泵，所述真空泵用于将冷凝设备中的冷凝水从冷凝设备泵入回收水计量槽，所述回收水泵用于将回收水计量槽中的水泵出。

优选地，所述进液设备包括真空泵、进液计量槽和进液泵，所述真空泵用于将进液计量槽中水泵入所述反应釜中，所述进液泵用于废液泵入所述进液计量槽中。

优选地，所述进液计量槽内设置水位传感器，控制器与水位传感器连接，控制器通过水位传感器监测到所述进液计量槽排空时，控制器增加一次进液计数，并启动所述进液泵将所述进液计量槽加满。

优选地，所述反应釜与冷凝设备联通，反应釜产生的水蒸气进入冷凝设备内；所述冷凝设备通过管路与真空泵连接，真空泵通过管路与回收计量设备的回收水计量槽连接；所述反应釜设置残渣出口。

优选地，所述反应釜包括热源和搅拌机，所述热源用于加热废液，所述搅拌机用于搅拌废液。

优选地，所述冷凝设备包括与反应釜联通用于收集所述反应釜形成水蒸气的收集设备。

本实用新型技术方案具有多方面的技术进步：1.本实用新型可使污水处理设备之运行时蒸馏液位保持在恒定的蒸发面积；2.集中排渣会大减少单批次时的排渣次数，节省时长；3.设备可长时保持在高效蒸发时段，时效较高；4.反应釜体不会频发出现加热-冷却-加热-冷却，无热传延时,可保持设备综合性能。

附图说明

图1是废水处理设备原理结构示意图。

图2是废水处理设备进液设备原理结构示意图。

图3是计算进液量流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型技术方案，以帮助本领域技术人员理解本实用新型的主旨。

参照图1所示的废液处理设备100，总体来说废液原水经进入反应釜108内，在反应釜108内被加热沸腾，产生的水蒸气通过冷凝设备110收集并冷凝成为洁净水，最后再排放。废液处理设备100通过控制器控制反应釜108、进液设备、冷凝设备110、回收计量设备协同运行完成废水处理流程。

反应釜108，是一密闭的加热设备。其设置进液口和参照残渣排出口106，反应釜108包括热源和搅拌机104，所述热源用于加热废液。反应釜108的热源可为电加热、燃料加热等形式。一种典型的加热方案为反应釜108的底部包括电至热材料，通电后产生的热量传导至反应釜108内。反应釜108内设置搅拌机104，搅拌机包括一中心轴，该中心轴105连接反应釜108外部的电机，中心轴105镜像设置多种形状的搅拌浆107，这些搅拌浆107镂空防止搅拌时带液。反应釜108工作时电机116带动中心轴105和搅拌浆转动107。搅拌的目的是防止反应釜108内废液加热后析出物沉淀结垢，同时也能够加速废液蒸发。

进液设备200，用于多次等容量向所述反应釜108内输送废液。可选地，在本申请中进液设备为水泵202。废液处理设备100的控制器与水泵连接，并控制水泵按次向反应釜108内泵送废液，并且每次泵送废液容量相同。为了控制每次泵送的相同的容量水泵202可选用计量泵。同时每次进液量保持与回收槽的水容量相同。

可选地，所述进液设备包括真空泵202、进液计量槽206和进液泵204、所述真空泵202用于将进液计量槽内的废液泵入反应釜108内，所述进液计量槽206的容量和回收水计量槽118的容量相等。

所述进液计量槽206内设置水位传感器，控制器与水位传感器连接，控制器通过水位传感器监测到所述进液计量槽206排空时，控制器增加一次进液计数，并启动所述进液泵204将所述进液计量槽206加满。所述进液计数用于所下文PID算法的误差次数E(t)的计算。

冷凝设备110，用于将所述反应釜108形成的蒸汽冷却形成洁净水。冷凝设备110包括与反应釜108联通的水蒸气收集设备114，所述水蒸气收集设备114内设置过滤器115。水蒸气收集设备114通过管道与冷凝设备110的冷凝器连接，冷凝器110内设置热交换装置，所述热交换装置连接冷却水管和排水管其冷却水从冷却水管进入热交换装置从排水管流出热交换设备。水蒸气在热交换器的作用下产生冷凝水，冷凝设备110通过管道连接回收计量设备。

回收计量设备，用于计量并回收产生的冷凝水。所述回收计量设备包括真空泵112、回收水计量槽118和回收水泵120，所述真空泵112用于将冷凝设备110中的冷凝水从冷凝设备110泵入回收水计量槽118，所述回收水泵120用于将回收水计量槽118中的水泵出。

回收水计量槽118内设置水位传感器，控制器与水位传感器连接，控制器通过水位传感器监测到所述回收水计量槽118内的水满时，控制器启动所述回收水泵120将所述回收水计量槽118内的水排空，并增加一次排水计数。所述排水次数用于下文PID算法的误差次数E(t)的计算。

控制器，用于控制所述反应釜108、进液设备、冷凝设备110以及回收计量设备；所述控制器能够执行自动控制程序，控制器可以是预编程电路、PLC设备、专用电路板等。所述控制器还提供人机交互模块，用于提供操作人员输入参数、控制设备运转、查看设备运行参数的接口。

图3是控制器控制设备运行的流程图。

在流程304中控制器控制所述进液设备300将废液输入到反应釜108中，在设备运行过程中流程304不断重复执行，在流程304中需要进液的次数由控制器根据进液、排水的次数决定，所述控制器在流程x中执行进液控制算法获得进液次数。流程304中每次进液的容量相等。

在流程306和310中反应釜108持续蒸馏和加热的过程，在蒸馏过程中所述真空泵工作将冷凝设备110中产生的洁净水持续抽出到回水计量槽内。在流程312中控制器进行收水计量，收水计量流程具体包括：当回水计量槽118满后回水泵120将回水计量槽118内的水抽空，增加一次排水次数的计数。在流程308中所述控制器维持一个排水次数计数器C3，前述增加次数累计在C2上。

在流程308中，控制器根据获取的初始加水次数C1、持续加水次数C2、以及排水次数C3计算加水次数U(t);本申请使用PID算法计算U(t)，U(t)的计算方法为

。其中U(t)为当前需要进液次数,E（t）为进液次数偏差，Kp为比例系数,Ki为积分系数，Kd为微分系数。

所述控制器实时根据进液和排水次数实时计算所述偏差进液次数偏差E(t)的算法为:E(t)=Vp/Vx-C1-C2+C3，其中Vp为反应釜108最佳水量，Vx为进液设备单次进液量，C1为进液设备首次向反应釜108中输送废液的次数，C2为反应釜108工作过程中输送废液的次数，C3为回收计量设备的排水次数。

所述反应釜108的形状确定，反应釜108内的水量为最佳水量时，其液面维持在表面积最大的高度，因此通过上述算法反应釜108内的液面始终维持在最大表面积，也就是说反应釜108的蒸发面积最大，蒸发效率最高。

在流程304、306、310、312、308组成的循环控制流程中，控制器通过PID算法实时根据排水次数控制进液次数U(t)，其中参数t为循环控制流程的间隔期间，所述循环流程中每次循环获得所述参数C1、C2、C3，在每次循环后都被带入上述算法计算E(t)的值，再根据E(t)的值对所述进液次数U(t)进行计算。并且计算后对U(t)的值判断达到再进液的条件时，控制器控制进液设备向反应斧中输入U(t)次进液，此时控制器执行步骤304。所述再进液的条件可进行设置，例如操作人员在系统开始或正在运行时可设定固定值T，当U(t)大于T时控制器控制进液设备向反应釜108中输送废液，当U(t)小于T时反应釜108持续进入沸腾状态310。

可选地，所述T优选值为零，即当所述U(t)大于零时所述控制器控制进液设备向反应釜108中进液U(t)次；当所述U(t)小于等于零时进液设备不工作，所述反应釜108继续加热，此时控制器执行步骤306。

在流程308还维持一个总的进液次数计数器M，总进液次数为进液初始次数C1与持续进液次数C2的和，每次进液所述总进液次数计数器即发生累加。当总进液次数达到特定值时停止进液。

在流程310控制器还判断是否达到了排渣条件，例如所述进液条件同时满足总进液次数达到某一特定值，并且停止进液后一定时间后达到排渣条件。此时控制器认为反应釜108内的多数水分已经蒸发掉。

在流程314中控制器控制反应釜108的排渣口打开，此时排渣已经集中了大量废液中的有害物质，相对传统的方案，排渣次数减少，单次排渣量高，节省了排渣时间。设备排渣前长时间保持高效的蒸发，同时由于排渣次数少反应釜108不会频繁的出现冷热交替，这样保证了设备的综合性能和耐久性。

排渣完成后所述控制器在流程316中判断是否需要进行下一次净水程序，如果需要则回到流程重复整个过程，如果不需要则至结束步骤，控制器控制整个系统关机。

Claims (5)

1.一种废液处理设备，其特征在于，包括：

反应釜，用于加热废液形成水蒸气和废渣；

进液设备，用于多次等容量向所述反应釜内输送废液；

冷凝设备，用于将所述反应釜形成的蒸汽冷却形成洁净水；

回收计量设备，用于计量并回收所述冷凝设备形成的洁净水；

控制器，用于控制所述反应釜、进液设备、冷凝设备以及回收计量设备；

所述反应釜与冷凝设备联通，反应釜产生的水蒸气进入冷凝设备内；

所述冷凝设备通过管路与真空泵连接，真空泵通过管路与回收计量设备的回收水计量槽连接；所述反应釜设置残渣出口。

2.根据权利要求1所述的一种废液处理设备，其特征在于，所述回收水计量设备包括真空泵、回收水计量槽和回收水泵，所述真空泵用于将冷凝设备中的冷凝水从冷凝设备泵入回收水计量槽，所述回收水泵用于将回收水计量槽中的水泵出。

3.根据权利要求2所述的一种废液处理设备，其特征在于，所述进液设备包括真空泵、进液计量槽和进液泵、所述真空泵用于将进液计量槽内的废液泵入反应釜内，所述进液计量槽的容量和回收水计量槽的容量相等。

4.根据权利要求1所述的一种废液处理设备，其特征在于，所述反应釜包括热源和搅拌机，所述热源用于加热废液，所述搅拌机用于搅拌废液。

5.根据权利要求1所述的一种废液处理设备，其特征在于，所述冷凝设备包括与反应釜联通用于收集所述反应釜形成水蒸气的收集设备。

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