CN216191652U - Bpa工业污水净化系统 - Google Patents

Abstract

BPA工业污水净化系统，包括初级过滤罐、酸碱度调节罐、电化学去污装置及末端反馈装置；初级过滤罐内腔中从上至下依次设有固杂滤网和无烟煤滤层；酸碱度调节罐包括罐体A、酸料罐、碱料罐及酸碱度传感器；电化学去污装置包括反应罐、双氧水添加罐和催化剂添加罐；末端反馈装置包括缓冲罐、污染物检测模块和冲洗装置。本实用新型结构简单，稳定可靠，制造成本低，用于含BPA的工业废水的净化处理，可实现污水中的固体杂质过滤、重金属离子去除、BPA去除和PH值调节，处理后的污水可达到直排标准，具有良好的市场前景和推广价值。

Description

BPA工业污水净化系统

技术领域

本实用新型涉及污水净化技术领域，特别是一种BPA工业污水净化系统及净化方法。

背景技术

化工企业排放的废弃物大多含有持久性有机污染物，持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants)指人类合成的能持久存在于环境中、通过生物食物链(网)累积、并对自然环境和人类健康造成有害影响的化学物质。它具备四种特性：高毒性、持久性、生物积累性、远距离迁移性。

双酚A(BPA)是一种典型的持久性有机污染物，也是使用最广泛的工业化合物之一，在相关化工企业排放的废水中常被检出。双酚A主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等多种高分子材料，也可用于生产增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、橡胶防老剂、农药、涂料等精细化工产品。在塑料制品的制造过程中，添加双酚A可以使塑料制品具有无色透明、耐用、轻巧和突出的防冲击性等特性，尤其能防止酸性蔬菜和水果从内部侵蚀金属容器，因此广泛用于罐头食品和饮料的包装、奶瓶、水瓶、牙齿填充物所用的密封胶、眼镜片以及其他数百种日用品的制造过程中。

由于双酚A在生活中应用广泛，成为人们经常能接触到的物质，因此，其安全性问题成为了公众的关注的焦点。基于动物的毒性作用实验表明，双酚A具有急性毒性、慢性毒性、生殖毒性、眼部毒性和突变毒性。

为了避免双酚A对人体健康和自然环境造成危害，一方面，需要尽量避免使用含有双酚A的塑料制品，另一方面，相关化工企业需要对排放的含有双酚A的废水进行无害化处理。然而目前，针对含有双酚A的工业废水，相关化工企业缺乏快速有效的无害化处理手段。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种BPA工业污水净化系统，它解决了针对含有双酚A的工业废水，化工企业缺乏快速有效的无害化处理手段的问题。

本实用新型的技术方案是：BPA工业污水净化系统，包括初级过滤罐、酸碱度调节罐、电化学去污装置及末端反馈装置；

初级过滤罐上端设有污水入口，下端设有污水出口，内部设有用于容纳污水的内腔，内腔在上端与污水入口连通，内腔在下端与污水出口连通，内腔中从上至下依次设有固杂滤网和无烟煤滤层；

酸碱度调节罐包括罐体A、酸料罐、碱料罐及酸碱度传感器；罐体A的内部设有用于容纳污水的空腔，罐体A的上端设有连通至空腔的进液口，罐体A的下端设有连通至空腔的出液口，出液口上设有电控阀A；酸料罐和碱料罐分别安装在罐体A的顶壁上端，酸料罐的下端设有带有电控阀B的酸料出口，碱料罐的下端设有带有电控阀C的碱料出口，酸料出口和碱料出口均穿过罐体A的顶壁而伸入罐体A的空腔中；搅拌装置安装在罐体A上，其用于搅拌罐体A空腔中的污水；酸碱度传感器安装在罐体A上，其用于检测罐体A空腔中的污水的PH值；

电化学去污装置包括反应罐、双氧水添加罐和催化剂添加罐；反应罐包括罐体B、阴极板、阳极板、直流电源和纳米活性炭吸附板；罐体B呈条形，其长度方向的两端分别设有进水口和出水口，出水口上设有电控阀D，其内部设有用于容纳污水的反应腔，阴极板和阳极板间隔、平行、交替布置在反应腔内，纳米活性炭吸附板布置在每个阴极板和每个阳极板的两侧，阴极板、阳极板及纳米活性炭吸附板均未与反应腔底面接触，以供污水在反应腔下端流通；从罐体B长度方向的一端向另一端，每相邻的两块阴极板和阳极板合称为一组电极板，一组电极板包含的阴极板和阳极板分别通过导线与直流电源连通，直流电源设在反应罐外部；双氧水添加罐安装在罐体B的顶壁上端，其下端设有带有电控阀E的双氧水出口，双氧水出口穿过罐体B的顶壁而伸入罐体B的反应腔中；催化剂添加罐安装在罐体B的顶壁上端，其下端设有担带有电控阀F的催化剂出口，催化剂出口穿过罐体B的顶壁而伸入罐体B的反应腔中；

末端反馈装置包括缓冲罐、污染物检测模块和冲洗装置；缓冲罐内部设有用于容纳污水的腔体，其外壁上设有连通至腔体的排放口、返流口A、返流口B、进流口和放样口，排放口上设有电控阀G，返流口A上设有电控阀H，放样口上设有电控阀I，返流口B上设有电控阀J；污染物检测模块设置在缓冲罐的外部，其用于检测缓冲罐内部液体的重金属离子含量、双酚A含量及PH值；冲洗装置包括连接自来水的水管，水管上设有电控阀J，水管的出流方向正对污染物检测模块；

初级过滤罐的污水出口与罐体A的进液口通过管道连通，罐体A的出液口与罐体B的进水口通过管道连通，罐体B的出水口与缓冲罐的进流口通过管道连通，缓冲罐的排放口与外界连通，缓冲罐的返流口A与罐体A的进液口通过管道连通，缓冲罐的返流口B与罐体B的进水口通过管道连通；罐体B的出水口与缓冲罐的进流口之间的管路上设有污水泵A，缓冲罐的返流口A与罐体A的进液口之间的管路上设有污水泵B，缓冲罐的返流口B与罐体B的进水口之间的管路上设有污水泵C。

本实用新型进一步的技术方案是：酸碱度调节罐还包括搅拌装置；搅拌装置包括电机、转轴和桨叶；电机固定安装在罐体A的顶壁上端，其机轴竖直向下伸出；转轴呈竖直布置，其上端通过联轴器与电机机轴连接，其下端穿过罐体A的顶壁而伸入罐体A的空腔中；多片桨叶绕转轴呈环形均布，并固定连接在转轴的下端，并位于罐体A的空腔中。

本实用新型更进一步的技术方案是：酸碱度调节罐还包括温度传感器A和电加热装置A；温度传感器A安装在罐体A空腔中，其用于检测罐体A空腔中的液体的温度；电加热装置A嵌入式安装在罐体A的底部，其用于对罐体A空腔中的液体进行加热。

本实用新型更进一步的技术方案是：反应罐还包括温度传感器B和电加热装置B；温度传感器B安装在罐体B反应腔中，其用于检测罐体B反应腔中的液体的温度；电加热装置B嵌入式安装在罐体B的底部，其用于对罐体B反应腔中的液体进行加热。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、其结构简单，稳定可靠，制造成本低，用于含BPA的工业废水的净化处理，可实现污水中的固体杂质过滤、重金属离子去除、BPA去除和PH值调节，处理后的污水可达到直排标准，具有良好的市场前景和推广价值。

2、在系统后端设有反馈机制，若处理后的污水存在不达标的项目，则会返回相关装置重新处理，直至全部项目达标再行排放。

以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为电化学去污装置的结构示意图；

图3为末端反馈装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，BPA工业污水净化系统，包括初级过滤罐、酸碱度调节罐、电化学去污装置、末端反馈装置。

初级过滤罐1上端设有污水入口11，下端设有污水出口12，内部设有用于容纳污水的内腔13，内腔13在上端与污水入口11连通，内腔13在下端与污水出口12连通，内腔13中从上至下依次设有固杂滤网14和无烟煤滤层15，无烟煤滤层151的材料为无烟煤滤料，主要用于清除水中的悬浮颗粒及除色除味。无烟煤滤料采用优质原煤为原料，经精选、破碎、两次筛分而成，外观光泽好，呈球状，机械强度高，抗压性能好，化学性能稳定，不含有毒物质，耐磨损，在酸性、中性、碱性水中均不溶解。另外，无烟煤颗粒表面粗糙，有良好的吸附能力，孔隙率大(≥52%)，有较高的含污能力，因质轻，所需反冲洗强度较低，可节省大量反冲洗水量及电能。

酸碱度调节罐包括罐体A21、酸料罐22、碱料罐23及酸碱度传感器24。罐体A21的内部设有用于容纳污水的空腔211，罐体A21的上端设有连通至空腔211的进液口212，罐体A21的下端设有连通至空腔的出液口213，出液口213上设有电控阀A。酸料罐22和碱料罐23分别安装在罐体A21的顶壁上端，酸料罐22的下端设有带有电控阀B的酸料出口221，碱料罐23的下端设有带有电控阀C的碱料出口231，酸料出口221和碱料出口231均穿过罐体A21的顶壁而伸入罐体A21的空腔211中。搅拌装置安装在罐体A21上，其用于搅拌罐体A21空腔211中的污水。酸碱度传感器24安装在罐体A21上，其用于检测罐体A21空腔211中的污水的PH值。

电化学去污装置包括反应罐、双氧水添加罐36和催化剂添加罐37。反应罐包括罐体B31、阴极板32、阳极板33、直流电源34和纳米活性炭吸附板35。罐体B31呈条形，其长度方向的两端分别设有进水口311和出水口312，出水口312上设有电控阀D，其内部设有用于容纳污水的反应腔313。阴极板32和阳极板33间隔、平行、交替布置在反应腔313内，纳米活性炭吸附板35布置在每个阴极板32和每个阳极板33的两侧，阴极板32、阳极板33及纳米活性炭吸附板35均未与反应腔313底面接触，以供污水在反应腔313下端流通。从罐体B31长度方向的一端向另一端，每相邻的两块阴极板32和阳极板33合称为一组电极板，一组电极板包含的阴极板32和阳极板33分别通过导线与直流电源34连通，直流电源34设在反应罐外部。双氧水添加罐36安装在罐体B31的顶壁上端，其下端设有带有电控阀E的双氧水出口361，双氧水出口361穿过罐体B31的顶壁而伸入罐体B31的反应腔313中。催化剂添加罐37安装在罐体B31的顶壁上端，其下端设有担带有电控阀F的催化剂出口371，催化剂出口371穿过罐体B31的顶壁而伸入罐体B31的反应腔313中。

末端反馈装置包括缓冲罐41、污染物检测模块42和冲洗装置。缓冲罐41内部设有用于容纳污水的腔体411，其外壁上设有连通至腔体411的排放口412、返流口A413、返流口B414、进流口415和放样口416，排放口412上设有电控阀G，返流口A413上设有电控阀H，放样口416上设有电控阀I，返流口B414上设有电控阀J。污染物检测模块42设置在缓冲罐41的外部，其用于检测缓冲罐41内部液体的重金属离子含量、双酚A含量及PH值。冲洗装置包括连接自来水的水管43，水管43上设有电控阀J，水管43的出流方向正对污染物检测模块42。

初级过滤罐1的污水出口12与罐体A21的进液口212通过管道连通，罐体A21的出液口213与罐体B31的进水口311通过管道连通，罐体B31的出水口312与缓冲罐41的进流口415通过管道连通，缓冲罐41的排放口412与外界连通，缓冲罐41的返流口A413与罐体A21的进液口212通过管道连通，缓冲罐41的返流口B414与罐体B31的进水口311通过管道连通。罐体B31的出水口312与缓冲罐41的进流口415之间的管路上设有污水泵A100，缓冲罐41的返流口A413与罐体A21的进液口212之间的管路上设有污水泵B200，缓冲罐41的返流口B414与罐体B31的进水口311之间的管路上设有污水泵C300。

优选，酸碱度调节罐还包括搅拌装置。搅拌装置包括电机251、转轴252和桨叶253。电机251固定安装在罐体A21的顶壁上端，其机轴竖直向下伸出。转轴252呈竖直布置，其上端通过联轴器与电机251机轴连接，其下端穿过罐体A21的顶壁而伸入罐体A21的空腔中。多片桨叶253绕转轴252呈环形均布，并固定连接在转轴252的下端，并位于罐体A21的空腔211中。

优选，酸碱度调节罐还包括温度传感器A26和电加热装置A27。温度传感器A26安装在罐体A21空腔211中，其用于检测罐体A21的空腔211中的液体的温度。电加热装置A27嵌入式安装在罐体A21的底部，其用于对罐体A21空腔211中的液体进行加热。

优选，反应罐还包括温度传感器B38和电加热装置B39。温度传感器B38安装在罐体B31的反应腔313中，其用于检测罐体B31的反应腔313中的液体的温度。电加热装置B39嵌入式安装在罐体B31的底部，其用于对罐体B31的反应腔313中的液体进行加热。

简述电化学去污装置的工作原理：电化学去污装置可去除污水中的重金属离子及双酚A。污水通过进水口311进入罐体B31反应腔313后，启动所有的直流电源34，使每一组电极板包含的阴极板(石墨板)和阳极板(金属钛网)之间都通直流电，在电场作用下，污水中的重金属阴、阳离子分别向阳、阴极板移动，从而被纳米活性炭吸附板35捕捉吸附。依次通过催化剂添加罐37和双氧水添加罐36向罐体B31反应腔313内添加催化剂(TAML)和双氧水。在催化剂(TAML)的催化作用下，双氧水和污水中的双酚A会迅速发生反应，凝结成无害的低聚物团块，沉降在罐体B31反应腔313的底部。

简述本实用新型的工作原理：一种BPA工业污水净化方法，应用于BPA工业污水净化系统，BPA工业污水净化系统中的各需电部件的动作均由单片机统一协调，执行净化之前，BPA工业污水净化系统中的各电控阀均处于关闭状态；净化方法如下：

S01，初级过滤：

工业污水通过污水入口11进入初级过滤罐1的内腔，并依次通过固杂滤网14和悬浮物滤层15，从污水出口12排出；污水通过固杂滤网14时，其中含有的固体杂质被拦截滞留在固杂滤网14上，污水通过悬浮物滤层15时，其中含有的悬浮颗粒物被悬浮物滤层15吸附截留。

S02，调节酸碱度：

a、从污水出口12排出的污水通过进液口212进入罐体A21的空腔211中后，搅拌装置启动，将污水中的成分混合均匀；

b、酸碱度传感器24检测污水的PH值：

1、若PH值处在7.0-8.0之间，则出液口213上的电控阀A打开，使污水从罐体A21的空腔211中排出，污水排空后，电控阀A关闭；

2、若PH值高于8.0，则执行以下操作：酸料罐22的电控阀B打开，以持续投放酸料，投放过程中，一方面，搅拌装置持续运行，将酸料与污水混匀，另一方面，酸碱度传感器24持续监测污水的PH值，当污水的PH值降至8.0时，酸料罐的电控阀B关闭，以停止投放酸料；然后出液口213上的电控阀A打开，使污水从罐体A21的空腔211中排出，污水排空后，电控阀A关闭；

3、若PH值低于7.0，则执行以下操作：碱料罐23的电控阀C打开，以持续投放碱料，投放过程中，一方面，搅拌装置持续运行，将碱料与污水混匀，另一方面，酸碱度传感器24持续监测污水的PH值，当污水的PH值升至7.0时，碱料罐的电控阀C关闭，以停止投放碱料；然后出液口213上的电控阀A打开，使污水从罐体A21的空腔211中排出，污水排空后，电控阀A关闭。

本步骤中，通过温度传感器A26监测罐体A21的空腔211中的污水温度，并通过电加热装置A27将污水温度保持在55-60°。

S03，清除污染物：

a、从出液口213排出的污水通过进水口311进入罐体B31反应腔313后，所有的直流电源34启动，使每一组电极板包含的阴极板32和阳极板33之间都通直流电，在电场作用下，污水中的重金属阴、阳离子分别向阳、阴极板移动，从而被纳米活性炭吸附板35捕捉吸附；

b、依次通过催化剂添加罐37和双氧水添加罐36向罐体B31反应腔313内添加催化剂TAML和双氧水；在催化剂TAML的催化作用下，双氧水和污水中的双酚A迅速发生反应，凝结成无害的低聚物团块，沉降在罐体B31的反应腔313的底部；

c、待重金属离子的去除过程和双酚A的去除过程分别持续10min以上，打开出水口312上的电控阀D，再启动污水泵A100，使净化过的污水从罐体B31的反应腔313中排出。

本步骤中，a、b分步骤不分先后次序，通过a、b分步骤分别清除污水中的重金属离子和双酚A。

本步骤中，通过温度传感器B监测罐体B的反应腔中的污水温度，并通过电加热装置B将污水温度保持在55-60°。

S04，水质检测：

从出水口312排出的净化过的污水通过进流口415进入缓冲罐41的腔体411后，放样口416上的电控阀I打开，排出少量水，滴在污染物检测模块42上，以检测净化过的水中的重金属离子含量、双酚A含量、PH值是否达标；检测完成后，水管43上的电控阀J打开，通过自来水冲洗污染物检测模块42，以便于污染物检测模块42进行下一轮次的检测；

若PH值未达标，则电控阀H打开，污水泵B200启动，污水通过返流口A413排出缓冲罐41的腔体411，再通过管道和进液口212进入罐体A21的空腔211，之后重复S02-S04步骤；

若重金属离子含量和双酚A含量均未达标，则电控阀J打开，污水泵C300启动，污水通过返流口B414排出缓冲罐41的腔体411，再通过管道和进水口311进入罐体B31的反应腔313，之后重复S03-S04步骤；

若三项均达标，则排放口412上的电控阀G打开，使净化后的水从缓冲罐41的腔体411中排出。

Claims (4)

1.BPA工业污水净化系统，其特征是：包括初级过滤罐、酸碱度调节罐、电化学去污装置及末端反馈装置；

初级过滤罐上端设有污水入口，下端设有污水出口，内部设有用于容纳污水的内腔，内腔在上端与污水入口连通，内腔在下端与污水出口连通，内腔中从上至下依次设有固杂滤网和无烟煤滤层；

酸碱度调节罐包括罐体A、酸料罐、碱料罐及酸碱度传感器；罐体A的内部设有用于容纳污水的空腔，罐体A的上端设有连通至空腔的进液口，罐体A的下端设有连通至空腔的出液口，出液口上设有电控阀A；酸料罐和碱料罐分别安装在罐体A的顶壁上端，酸料罐的下端设有带有电控阀B的酸料出口，碱料罐的下端设有带有电控阀C的碱料出口，酸料出口和碱料出口均穿过罐体A的顶壁而伸入罐体A的空腔中；搅拌装置安装在罐体A上，其用于搅拌罐体A空腔中的污水；酸碱度传感器安装在罐体A上，其用于检测罐体A空腔中的污水的PH值；

电化学去污装置包括反应罐、双氧水添加罐和催化剂添加罐；反应罐包括罐体B、阴极板、阳极板、直流电源和纳米活性炭吸附板；罐体B呈条形，其长度方向的两端分别设有进水口和出水口，出水口上设有电控阀D，其内部设有用于容纳污水的反应腔，阴极板和阳极板间隔、平行、交替布置在反应腔内，纳米活性炭吸附板布置在每个阴极板和每个阳极板的两侧，阴极板、阳极板及纳米活性炭吸附板均未与反应腔底面接触，以供污水在反应腔下端流通；从罐体B长度方向的一端向另一端，每相邻的两块阴极板和阳极板合称为一组电极板，一组电极板包含的阴极板和阳极板分别通过导线与直流电源连通，直流电源设在反应罐外部；双氧水添加罐安装在罐体B的顶壁上端，其下端设有带有电控阀E的双氧水出口，双氧水出口穿过罐体B的顶壁而伸入罐体B的反应腔中；催化剂添加罐安装在罐体B的顶壁上端，其下端设有担带有电控阀F的催化剂出口，催化剂出口穿过罐体B的顶壁而伸入罐体B的反应腔中；

末端反馈装置包括缓冲罐、污染物检测模块和冲洗装置；缓冲罐内部设有用于容纳污水的腔体，其外壁上设有连通至腔体的排放口、返流口A、返流口B、进流口和放样口，排放口上设有电控阀G，返流口A上设有电控阀H，放样口上设有电控阀I，返流口B上设有电控阀J；污染物检测模块设置在缓冲罐的外部，其用于检测缓冲罐内部液体的重金属离子含量、双酚A含量及PH值；冲洗装置包括连接自来水的水管，水管上设有电控阀J，水管的出流方向正对污染物检测模块；

初级过滤罐的污水出口与罐体A的进液口通过管道连通，罐体A的出液口与罐体B的进水口通过管道连通，罐体B的出水口与缓冲罐的进流口通过管道连通，缓冲罐的排放口与外界连通，缓冲罐的返流口A与罐体A的进液口通过管道连通，缓冲罐的返流口B与罐体B的进水口通过管道连通；罐体B的出水口与缓冲罐的进流口之间的管路上设有污水泵A，缓冲罐的返流口A与罐体A的进液口之间的管路上设有污水泵B，缓冲罐的返流口B与罐体B的进水口之间的管路上设有污水泵C。

2.如权利要求1所述的BPA工业污水净化系统，其特征是：酸碱度调节罐还包括搅拌装置；搅拌装置包括电机、转轴和桨叶；电机固定安装在罐体A的顶壁上端，其机轴竖直向下伸出；转轴呈竖直布置，其上端通过联轴器与电机机轴连接，其下端穿过罐体A的顶壁而伸入罐体A的空腔中；多片桨叶绕转轴呈环形均布，并固定连接在转轴的下端，并位于罐体A的空腔中。

3.如权利要求2所述的BPA工业污水净化系统，其特征是：酸碱度调节罐还包括温度传感器A和电加热装置A；温度传感器A安装在罐体A空腔中，其用于检测罐体A空腔中的液体的温度；电加热装置A嵌入式安装在罐体A的底部，其用于对罐体A空腔中的液体进行加热。

4.如权利要求3所述的BPA工业污水净化系统，其特征是：反应罐还包括温度传感器B和电加热装置B；温度传感器B安装在罐体B反应腔中，其用于检测罐体B反应腔中的液体的温度；电加热装置B嵌入式安装在罐体B的底部，其用于对罐体B反应腔中的液体进行加热。

Images