CN219585952U - 高浓度乳化有机废水处理系统 - Google Patents

高浓度乳化有机废水处理系统 Download PDF

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孙雪飞
陈全虎
董倩
王迎春
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    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

本实用新型涉及工业废水处理技术领域，公开了一种高浓度乳化有机废水处理系统。该系统包括依次连接的预混合单元和反应单元和沉淀单元，预混合单元中包括进液管、出液管和位于进液管和出液管之间的流体混合管；反应单元上设置有液体物流入口I和液体物流出口I，反应单元的内部还设置有搅拌器；沉淀单元的内部设置有进液流道，且进液流道末端设置有外倾斜挡板，沉淀单元的底部设置有集泥室。本实用新型提供的处理系统能够使得废水与助剂充分地混合，提高混合效果，减少所需的混合时间，从而显著提高高浓度有机废水的处理效率和有机废水中CODCr的去除率。

Description

高浓度乳化有机废水处理系统
技术领域
本实用新型涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种高浓度乳化有机废水处理系统。
背景技术
高浓度乳化有机废水的CODCr浓度高，远高于水污染物排放标准。因此，该高浓度乳化有机废水需要经过处理后才能进行排放。
然而，这种高浓度废水的水相中存在乳化剂，纳米橡胶粒子在水相中分散均匀、稳定，这种平衡很难打破，故较难处理；而且，高CODCr是由分散在水相中的纳米橡胶粒子引起的，通常为：丁腈橡胶乳液、丁苯橡胶乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液等。
为了有效处理前述高浓度废水，通常需要将废水与混凝剂、助凝剂等助剂混合，以实现去除废水中CODCr的目的。目前，在混合过程中，通常都是将废水与上述助剂直接送入同一个混合容器内，然后再通过搅拌或震荡的方式进行混合。
然而，前述混合方式存在能耗高、费时费力且工作效率低的问题，从而使得废水与助剂之间混合效果不佳，降低高浓度有机废水的处理效率和去除废水中CODCr的效果。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中有机废水与助剂的混合方式存在能耗高、费时费力且工作效率低的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种高浓度乳化有机废水处理系统，该系统包括依次连接的预混合单元、反应单元和沉淀单元，其中，
预混合单元，所述预混合单元中包括进液管、出液管和位于所述进液管和所述出液管之间的流体混合管，所述流体混合管包括前段和连接所述前段的后段，所述前段连接所述进液管，所述后段连接所述出液管，从所述进液管至所述出液管的方向，所述前段为横截面积渐增的管段，所述后段为横截面积减缩的管段；
反应单元，所述反应单元上设置有液体物流入口I和液体物流出口I，所述反应单元的内部还设置有搅拌器；
沉淀单元，所述沉淀单元上设置有液体物流入口II、液体物流出口II和固体物流出口I，所述液体物流入口II与所述液体物流出口I连通，所述液体物流出口II与集水池连通，所述固体物流出口I与污泥池连通，所述沉淀单元的中心位置设置有进液流道，且所述液体物流入口II与所述进液流道的开口端连通，所述进液流道的末端设置有外倾斜挡板，所述沉淀单元的底部设置有集泥室。
优选情况下，所述外倾斜挡板的倾斜角度为30°-60°。
优选情况下，所述集泥室为锥形集泥室，且所述外倾斜挡板的外缘与所述集泥室的外缘同径。
优选地，所述外倾斜挡板的外缘距离所述集泥室的垂直距离为300-800mm。
优选情况下，所述流体混合管包括第一管体和第二管体，所述第一管体形成所述前段，所述第二管体形成所述后段，所述第一管体(41)和所述第二管体通过法兰或者卡箍进行连接；或者
所述流体混合管的材料为碳素钢，且所述流体混合管为一体成型件。
优选地，所述流体混合管中设置有能够扰动流体流动的剪切机构。
优选地，所述剪切机构包括分别设置在所述第一管体和所述第二管体中的V型板，且所述V型板的开口朝向所述流体混合管的中部，其中，所述V型板和所述流体混合管之间具有间隙，且V型板能够固定在所述流体混合管的内壁上。
优选情况下，所述沉淀单元的内部还设置有上清液收集区。
优选地，所述上清液收集区的形状选自方形、圆形、圆柱形中的至少一种。
优选情况下，所述预混合单元还包括第一流体进入管和第二流体进入管，所述第一流体进入管和所述第二流体进入管均连接于所述进液管，且所述第一流体进入管的轴线和所述第二流体进入管的轴线互相垂直。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
采用本实用新型提供的处理系统能够使得废水与助剂充分地混合，提高混合效果，减少所需的混合时间，从而显著提高高浓度有机废水的处理效率和有机废水中CODCr的去除率。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本实用新型提供的高浓度乳化有机废水的处理系统的结构示意图图；
图2是本实用新型提供的高浓度乳化有机废水的处理系统中预混合单元的结构示意图。
附图标记说明
100、预混合单元 101、进液管
102、出液管 103、流体混合管
1031、前段 1032、后段
104、第一流体进入管 105、第二流体进入管
106、孔 200、反应单元
201、搅拌器 300、沉淀单元
301、进液流道 302、外倾斜挡板
303、集泥室 400、污泥池
500、集水池 11、第一管体
12、第二管体 13、剪切机构
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本实用新型提供了一种高浓度乳化有机废水处理系统，如图1和图2所示，该系统主要用于处理高浓度有机废水，包括依次连接的预混合单元100、反应单元200和沉淀单元300，其中，
预混合单元100，所述预混合单元100中包括进液管101、出液管102和位于所述进液管101和所述出液管102之间的流体混合管103，所述流体混合管103包括前段1031和连接所述前段1031的后段1032，所述前段1031连接所述进液管101，所述后段1032连接所述出液管102，从所述进液管101至所述出液管102的方向，所述前段1031为横截面积渐增的管段，所述后段1032为横截面积减缩的管段；
反应单元200，所述反应单元200上设置有液体物流入口I和液体物流出口I，所述反应单元200的内部还设置有搅拌器201；
沉淀单元300，所述沉淀单元300上设置有液体物流入口II、液体物流出口II和固体物流出口I，所述液体物流入口II与所述液体物流出口I连通，所述液体物流出口II与集水池500连通，所述固体物流出口I与污泥池400连通，所述沉淀单元300的中心位置设置有进液流道301，且所述液体物流入口II与所述进液流道301的开口端连通，所述进液流道301的末端设置有外倾斜挡板302，所述沉淀单元300的底部设置有集泥室303。
需要说明的是，当废水和混凝剂、助凝剂等助剂同时或者基本同时从进液管101进入到流体混合管103中，前述溶液进入之后在流体混合管103的前半部分即前段1031上时，由于流动路径的横截面积逐渐变大，流速逐渐减小；当流入到流体混合管103的后半部分即后段1032上时，由于流动路径的横截面积的逐渐变小，流速逐渐增加，废水和助剂在这个流动过程中能够发生充分地混合，从而提高混合效果。
本实用新型通过将充分混合的废水和助剂依次经过反应单元200和沉淀单元300，通过反应单元200内设置的搅拌器201实现进一步混合，并采用中心进水、四周出水的方法进行沉淀，使得废水在沉淀单元300实现固液分离，分离后的上清液自流进入集水池500，分离后的沉淀通过集泥室303排入污泥池400，实现有效去除有机废水中CODCr的目的。为了防止反应后液体物流进入沉淀单元时造成较大扰动，激起沉淀单元底部固体，进入上清液收集区，影响CODCr去除效果，本实用新型在所述进液流道301的末端设置外倾斜挡板302，并且意外地发现，当外倾斜挡板的倾斜角度过小和过大均会影响分离效果。优选情况下，所述外倾斜挡板302的倾斜角度为30°-60°。
需要说明的是，所述外倾斜挡板302的倾斜角度是指外倾斜挡板302与所述进液流道301之间的夹角。
优选情况下，所述集泥室303为锥形集泥室，且所述外倾斜挡板302的外缘与所述集泥室303的外缘同径。
优选地，所述外倾斜挡板302的外缘距离所述集泥室303的垂直距离为300-800mm。
优选情况下，所述流体混合管103包括第一管体11和第二管体12，所述第一管体11形成所述前段1031，所述第二管体12形成所述后段1032，在一种实施例中，所述第一管体11和所述第二管体12通过法兰或者卡箍进行连接，从而形成可拆卸地连接机构，便于单个管体进行维修更换；而另一种实施方式中，流体混合管103为一体成型件，使得流体混合管103的结构强度更好。其中，流体混合管103的材料为碳素钢，当然，流体混合管103的材料也可以为ABS、PP、PE、PVC、不锈钢、铜、铝等其他材料。
优选地，所述流体混合管103中设置有能够扰动流体流动的剪切机构13。当前述含废水和助剂的混合溶液在流体混合管103中流动时，剪切机构13能够对混合溶液进行扰动，使得混合溶液在流体混合管103中的混合更加充分。
根据本实用新型一种特别优选的具体实施方式，所述剪切机构13包括分别设置在所述第一管体11和所述第二管体12中的V型板，且所述V型板的开口朝向所述流体混合管103的中部，其中，所述V型板和所述流体混合管103之间具有间隙，且V型板能够固定在所述流体混合管103的内壁上。
需要说明的是，V型板朝向第一管体11和第二管体12中的内径较大的一侧，且V型板的开口端固定在流体混合管103的内壁上，比如通过粘接或者焊接的固定方式。当混合溶液进入流体混合管103的前段1031之后，会被V型板所阻挡并从V型板和流体混合管103之间的间隙通过并继续向前流动，之后流体会进入到后段1032中，并再次从V型板和流体混合管103之间的间隙通过，在这个流动的过程中，废水和助剂之间会更容易实现混合。需要说明的是，剪切机构13并不限定于上述的结构，任何能够起到阻挡混合溶液流动并改变混合溶液流动路径的结构均在本申请的保护范围之内。
优选情况下，所述沉淀单元300的内部还设置有上清液收集区(附图中未示出)。
优选地，所述上清液收集区的形状选自方形、圆形、圆柱形中的至少一种。
优选情况下，所述预混合单元100还包括第一流体进入管104和第二流体进入管105，所述第一流体进入管104和所述第二流体进入管105均连接于所述进液管101，且所述第一流体进入管104的轴线和所述第二流体进入管105的轴线互相垂直。当不同的流体分别从第一流体进入管104和第二流体进入管105进入到进液管101之后，由于流体进入进液管101的方向不同，在进液管101中能够发生初步的混合，有助于流体进行混合。如果需要3个管道同时进入流体，则可以将3个管道设置为两两轴线垂直的形式；如果需要设置更多个管道，可以尽量保证各个管道之间呈一定角度设置。
具体地，第二流体进入管105穿过进液管101的管壁伸入到进液管101的内部，且第二流体进入管105位于进液管101内部的部分限定伸入部，所述伸入部的壁面上设置有孔106，所述伸入部包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，从所述第一侧到所述第二侧的方向，所述伸入部的管长逐渐减小，且所述孔106设置在所述伸入部的第二侧。并且其中孔106的数量为两个。孔106用于排除第二流体内的空气，保证其在进入进液管101前是连续、稳定的流体，从而保证流体间的混合效果。孔106的数量直接影响第二流体的排气效果。且孔106的数量不限定于两个，可以根据实际情况选用孔106的数量。
本实用新型提供的高浓度乳化有机废水处理系统的应用流程优选为：
(1)将CODCr的浓度为2852mg/L的待处理废水依次经过平均孔径为40mm的粗格栅和平均孔径为20mm的细格栅，以得到pH值为7.65的废水I；
(2)将所述废水I在泵送速度为18L/min下通过第一流体进入管104进入进液管101中，然后依次将碳酸钙(平均粒径为400目，购自山东优索化工科技有限公司)、聚合氯化铝(牌号为30％含量饮用水级，购自四丰净水材料有限公司)和聚丙烯酰胺(离子度为40，购自美硕水处理材料有限公司)分别在泵送速度为180g/min、0.45mg/min和9mg/min下通过第二流体进入管105引入至预混合单元100中进行预混合，得到预混合溶液；
(3)将所述预混合溶液通过液体物流入口I引入至反应单元200中在搅拌器201作用下进行接触反应，得到混合物料；接触反应的条件为：搅拌速度为200rpm，温度为25℃，时间为5min；
(4)将所述混合物料依次经过液体物流出口I、液体物流入口II进入进液流道301，在沉淀单元300中重力沉降处理10min，实现固液分离；其中，底部的固体物流引入至污泥池400中，上部的液体物流自流入集水池500中。
经过计算可知，采用本实用新型的高浓度乳化有机废水处理系统CODCr去除率达到96.81％。
采用本实用新型提供的处理系统能够使得废水与助剂充分地混合，提高混合效果，减少所需的混合时间，从而显著提高高浓度有机废水的处理效率和有机废水中CODCr的去除率。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高浓度乳化有机废水处理系统，其特征在于，该系统包括依次连接的预混合单元(100)、反应单元(200)和沉淀单元(300)，其中，
预混合单元(100)，所述预混合单元(100)包括进液管(101)、出液管(102)和位于所述进液管(101)和所述出液管(102)之间的流体混合管(103)，所述流体混合管(103)包括前段(1031)和连接所述前段(1031)的后段(1032)，所述前段(1031)连接所述进液管(101)，所述后段(1032)连接所述出液管(102)，从所述进液管(101)至所述出液管(102)的方向，所述前段(1031)为横截面积渐增的管段，所述后段(1032)为横截面积减缩的管段；
反应单元(200)，所述反应单元(200)上设置有液体物流入口I和液体物流出口I，所述反应单元(200)的内部还设置有搅拌器(201)；
沉淀单元(300)，所述沉淀单元(300)上设置有液体物流入口II、液体物流出口II和固体物流出口I，所述液体物流入口II与所述液体物流出口I连通，所述液体物流出口II与集水池(500)连通，所述固体物流出口I与污泥池(400)连通，所述沉淀单元(300)的中心位置设置有进液流道(301)，且所述液体物流入口II与所述进液流道(301)的开口端连通，所述进液流道(301)的末端设置有外倾斜挡板(302)，所述沉淀单元(300)的底部设置有集泥室(303)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外倾斜挡板(302)的倾斜角度为30°-60°。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述集泥室(303)为锥形集泥室，且所述外倾斜挡板(302)的外缘与所述集泥室(303)的外缘同径。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述外倾斜挡板(302)的外缘距离所述集泥室(303)的垂直距离为300-800mm。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的系统，其特征在于，所述流体混合管(103)包括第一管体(11)和第二管体(12)，所述第一管体(11)形成所述前段(1031)，所述第二管体(12)形成所述后段(1032)，所述第一管体(11)和所述第二管体(12)通过法兰或者卡箍进行连接；或者
所述流体混合管(103)的材料为碳素钢，且所述流体混合管(103)为一体成型件。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述流体混合管(103)中设置有能够扰动流体流动的剪切机构(13)。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述剪切机构(13)包括分别设置在所述第一管体(11)和所述第二管体(12)中的V型板，且所述V型板的开口朝向所述流体混合管(103)的中部，其中，所述V型板和所述流体混合管(103)之间具有间隙，且V型板能够固定在所述流体混合管(103)的内壁上。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的系统，其特征在于，所述沉淀单元(300)的内部还设置有上清液收集区。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述上清液收集区的形状选自方形、圆形、圆柱形中的至少一种。
10.根据权利要求1-4中任意一项所述的系统，其特征在于，所述预混合单元(100)还包括第一流体进入管(104)和第二流体进入管(105)，所述第一流体进入管(104)和所述第二流体进入管(105)均连接于所述进液管(101)，且所述第一流体进入管(104)的轴线和所述第二流体进入管(105)的轴线互相垂直。
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