申请日2017.09.08
公开(公告)日2017.11.24
IPC分类号C02F1/00; B01D9/02; C05F7/00; G05B19/042; C02F103/34; C02F101/16
摘要
本发明公开了一种基于工业废水减排的结晶处理装置，其结构包括电机、蒸汽接管、工艺接管、筒盖、筒体、盘管、淘析柱、出水口、固定阀、药剂入口、人孔、吊耳、废水进口、引流管、搅拌器、液位信号转换模块、可编程控制器、上位机、驱动器，本发明在可编程控制器的自动控制下，接收来自涡流传感器的液面信号，对液面的数据进行逻辑判断、运算和信息处理，从而通过上位机控制结晶室内搅拌器的工作效率，防止搅拌力度多大造成的结晶慢，防止搅拌力度过小，造成结晶物料中出现的夹渣与包渣的情况，提高了结晶质量和回收利用率，较少工业废水的排放，环保效果佳，提高结晶处理装置的自动化水平，大大减轻了现场操作工的劳动强度。
权利要求书
1.一种基于工业废水减排的结晶处理装置，其结构包括电机(1)、蒸汽接管(2)、工艺接管(3)、筒盖(4)、筒体(5)、盘管(6)、淘析柱(7)、出水口(8)、固定阀(9)、药剂入口(10)、人孔(11)、吊耳(12)、废水进口(13)、引流管(14)、搅拌器(15)、液位信号转换模块(16)、可编程控制器(17)、上位机(18)、驱动器(19)，其特征在于：
所述筒体(5)为竖直圆筒形结构且外表面环绕连接有盘管(6)，所述盘管(6)与筒盖(4)之间安装有两个以上的药剂入口(10)，所述筒盖(4)与筒体(5)的上端口间隙配合，所述筒盖(4)的上端面分别均匀等距安装有两个以上的工艺接管(3)，所述电机(1)安装在筒盖(4)上并与筒体(5)的内部相配合，所述吊耳(12)设有两个以上且均匀装设在筒盖(4)上，所述废水进口(13)为圆筒形结构且上端口贯穿有引流管(14)与筒体(5)的内部相通，所述人孔(11)安装在筒体(5)的外表面且位于药剂入口(10)的右端，所述搅拌器(15)安装在筒体(5)的内部并与电机(1)采用电连接，所述可编程控制器(17)安装在筒体(5)的外部且通过外接电缆与驱动器(19)、搅拌器(15)采用电连接，所述可编程控制器(17)与液位信号转换模块(16)采用信号连接，所述驱动器(19)通过可编程控制器(17)电连接于上位机(18);
所述电机(1)设有减速器支架(101)、减速器(102)、机壳(103)、接线柱(104)、端盖(105)、机座(106)、电机驱动器(107)，所述减速器支架(101)的上端连接有减速器(102)并与搅拌器(15)的顶端连接，所述减速器(102)安装在端盖(105)的内部，所述机壳(103)的中间部位机械连接有接线柱(104)并与减速器(102)采用电连接，所述端盖(105)的底端与机座(106)焊接为一体化结构，所述电机驱动器(107)安装在机壳(103)的内部并通过接线柱(104)与可编程控制器(17)电连接，所述可编程控制器(17)通过外接电缆与接线柱(104)电连接并配合通过减速器(102)连接与搅拌器(15);
所述筒体(5)的内部安装有联轴器(51)、挡板(52)、发热板(53)、结晶室(54)、涡流液面计(55)，所述联轴器(51)通过减速器支架(101)与减速器(102)连接，所述挡板(52)与发热板(53)相互平行且安装在结晶室(54)上端的三分之一处，所述结晶室(54)的内壁右端安装有涡流液面计(55)并固定在蒸汽接管(2)的外表面;
所述搅拌器(15)由传动轴(151)、搅拌杆(152)、涡流传感器(153)、轴套(154)、螺旋桨(155)组成，所述传动轴(151)配合与挡板(52)的中部连接于联轴器(51)与搅拌杆(152)之间，所述搅拌杆(152)的三分之二处嵌套有涡流传感器(153)并与涡流液面计(55)连接，所述搅拌杆(152)的底端与螺旋桨(155)通过轴套(154)固定在一起;
所述涡流传感器(153)包括前置器(1531)、挡架(1532)、外壳(1533)、延伸电缆接头(1534)、探头(1535)，所述前置器(1531)设有三个且两两之间安装有挡架(1532)，所述前置器(1531)与挡架(1532)均安装在外壳(1533)上，所述延伸电缆接头(1534)设有两个且分别安装在外壳(1533)的左端凹槽口，所述探头(1535)连接在外壳(1533)上且与前置器(1531)相对应的位置上，所述涡流传感器(153)通过涡流液面计(55)信号连接的液位信号转换模块(16)与可编程控制器(17)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于工业污水减排的结晶处理装置，其特征在于：所述药剂入库(10)为直角三角形结构且均匀安装在筒体(5)的外表面。
3.根据权利要求1所述的一种基于工业废水减排的结晶处理装置，其特征在于：所述吊耳(12)为三角形结构且中心部位凿设有一个圆形通孔，所述涡流液面计(55)设有两个并安装在同一个壁面上。
4.根据权利要求1所述的一种基于工业废水减排的结晶处理装置，其特征在于：所述轴套(154)为内部中空的结构左右嵌套连接有螺旋桨(155)且上下端贯穿连接有搅拌杆(152)。
5.根据权利要求1所述的一种基于工业废水减排的结晶处理装置，其特征在于：所述蒸汽接管(2)与废水进口(13)均安装在筒盖(4)上并配合于筒体(5)。
6.根据权利要求1所述的一种基于工业废水减排的结晶处理装置，其特征在于：所述固定阀(9)机械连接在筒体(5)外表面的下端且与盘管(6)相配合。
说明书
一种基于工业废水减排的结晶处理装置
技术领域
本发明是一种基于工业废水减排的结晶处理装置，属于工业废水处理技术领域。
背景技术
工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。因此，对于保护环境来说，工业废水的处理比城市污水的处理更为重要。工业废水带来的污染尤为严重，工业废水造成的污染主要有：有机需氧物质污染，化学毒物污染，无机固体悬浮物污染，重金属污染，酸污染，碱污染，植物营养物质污染，热污染，病原体污染等。许多污染物有颜色、臭味或易生泡沫，因此工业废水常呈现使人厌恶的外观，造成水体大面积污染，直接威胁人民群众的生命和健康，因此控制工业废水尤为重要。如今对于工业废水的处理处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子交换法，电渗分析法和结晶处理等。
常用的废水处理工艺利用生物代谢，最终使污染物从液相转移到固相形成污泥，从而达到消除污染的结果，对于某些无机物，重金属灯污染物采用生物处理法具有一定的局限性，因此一般通过化学沉淀法去除，由于这些污染物具有一定的经济价值，若将其从废水中去除而不考虑回收显然不符合循环经济的理念，且化学污泥的处理仍然存在技术局限性，因此，采用结晶法具有反应快，不产生污泥，占地少灯优点。
现有技术公开了申请号为：201520437004.6的一种工业废水结晶处理装置，包括一个贯穿外壁伸入沉淀筒内的反应筒，反应筒内设置搅拌桨叶，连接搅拌桨叶的搅拌轴通过三角带传动结构与电动机连接，所述电动机带动搅拌轴连同搅拌桨叶一起转动，且同时带动搅拌轴连同搅拌桨叶一起在反应筒内上下运动;本发明先采用过滤机过滤掉废水中的大尺度废料，然后通过化学反应进行结晶处理，对于化工高浓度氨、氮、磷废水，可做到同步去除回收水中氨、氮、磷的作用，为后续生化处理奠定了基础，同时也达到了资源回收的目的。氨、氮、磷去除率均可达到90%以上，回收的沉淀晶体处理后可以作为优良的缓释肥，用途广泛。现有技术采用的结晶法处理工业废水中，对于结晶装置的液面控制智能化程度低，无法实现自动控制，导致结晶器自动化水平低，更加无法有效的保证结晶物料质量，在结晶物料中容易存在夹渣与包渣的现象，且由于自动化水平不高，大大加强了结晶装置现场操作工的劳动强度。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于工业废水减排的结晶处理装置，以解决现有技术采用的结晶法处理工业废水中，对于结晶装置的液面控制智能化程度低，无法实现自动控制，导致结晶器自动化水平低，更加无法有效的保证结晶物料质量，在结晶物料中容易存在夹渣与包渣的现象，且由于自动化水平不高，大大加强了结晶装置现场操作工的劳动强度的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于工业废水减排的结晶处理装置，其结构包括电机、蒸汽接管、工艺接管、筒盖、筒体、盘管、淘析柱、出水口、固定阀、药剂入口、人孔、吊耳、废水进口、引流管、搅拌器、液位信号转换模块、可编程控制器、上位机、驱动器，所述筒体为竖直圆筒形结构且外表面环绕连接有盘管，所述盘管与筒盖之间安装有两个以上的药剂入口，所述筒盖与筒体的上端口间隙配合，所述筒盖的上端面分别均匀等距安装有两个以上的工艺接管，所述电机安装在筒盖上并与筒体的内部相配合，所述吊耳设有两个以上且均匀装设在筒盖上，所述废水进口为圆筒形结构且上端口贯穿有引流管与筒体的内部相通，所述人孔安装在筒体的外表面且位于药剂入口的右端，所述搅拌器安装在筒体的内部并与电机采用电连接，所述可编程控制器安装在筒体的外部且通过外接电缆与驱动器、搅拌器采用电连接，所述可编程控制器与液位信号转换模块采用信号连接，所述驱动器通过可编程控制器电连接于上位机，所述电机设有减速器支架、减速器、机壳、接线柱、端盖、机座、电机驱动器，所述减速器支架的上端连接有减速器并与搅拌器的顶端连接，所述减速器安装在端盖的内部，所述机壳的中间部位机械连接有接线柱并与减速器采用电连接，所述端盖的底端与机座焊接为一体化结构，所述电机驱动器安装在机壳的内部并通过接线柱与可编程控制器电连接，所述可编程控制器通过外接电缆与接线柱电连接并配合通过减速器连接与搅拌器，所述筒体的内部安装有联轴器、挡板、发热板、结晶室、涡流液面计，所述联轴器通过减速器支架与减速器连接，所述挡板与发热板相互平行且安装在结晶室上端的三分之一处，所述结晶室的内壁右端安装有涡流液面计并固定在蒸汽接管的外表面，所述搅拌器由传动轴、搅拌杆、涡流传感器、轴套、螺旋桨组成，所述传动轴配合与挡板的中部连接于联轴器与搅拌杆之间，所述搅拌杆的三分之二处嵌套有涡流传感器并与涡流液面计连接，所述搅拌杆的底端与螺旋桨通过轴套固定在一起，所述涡流传感器包括前置器、挡架、外壳、延伸电缆接头、探头，所述前置器设有三个且两两之间安装有挡架，所述前置器与挡架均安装在外壳上，所述延伸电缆接头设有两个且分别安装在外壳的左端凹槽口，所述探头连接在外壳上且与前置器相对应的位置上，所述涡流传感器通过涡流液面计信号连接的液位信号转换模块与可编程控制器连接。
进一步地，所述药剂入库为直角三角形结构且均匀安装在筒体的外表面。
进一步地，所述吊耳为三角形结构且中心部位凿设有一个圆形通孔，所述涡流液面计设有两个并安装在同一个壁面上。
进一步地，所述轴套为内部中空的结构左右嵌套连接有螺旋桨且上下端贯穿连接有搅拌杆。
进一步地，所述蒸汽接管与废水进口均安装在筒盖上并配合于筒体。
进一步地，所述固定阀机械连接在筒体外表面的下端且与盘管相配合。
进一步地，所述外壳采用金属外壳封装，抗电磁波干扰能力强，即使安装在非金属防护罩中，附件的无线电信号也不会对传感器信号造成影响，从而偃师市了可靠性，减少繁琐的防护安装措施，降低了生产成本。
进一步地，所述探头的头部体选用最新进口PPS工程塑料模具成型，具有高强度、耐高温、抗腐蚀。
进一步地，所述可编程控制器、驱动器、上位机以及相关通信电缆可安装于结晶处理装置外部的液位控制柜内。
进一步地，所述发热板的内部安装有电热带结构，所述电热带结构由护套层、屏蔽层、绝缘层、导电塑料层、铜芯导线组成。
进一步地，所述护套层与绝缘层之间安装有屏蔽层，所述屏蔽层设在护套层的内部，所述绝缘层的右端与导电塑料层热熔连接在一起，所述导电塑料层的右端两侧各安装有铜芯导线。
进一步地，所述护套层与绝缘层可采用改良性聚烯烃、阻燃聚烯烃、含氟聚烯烃、全氟材料所制。
有益效果
本发明一种基于工业废水减排的结晶处理装置，对于实现减少工业废水的排放，结晶处理是最具有环保效益的方法，结晶处理装置显而易见，然而对结晶处理后的物料的质量却各不相同，因此，在最大化的提高结晶质量的同时，结晶过程中尤为重要，结晶室在涡流传感器与可编程控制器的液位自动控制技术中，可编程控制器与接线柱采用外接电缆电连接，通过接线柱将可编程控制器通过电机电连接于搅拌器，进而控制搅拌器的搅拌速率，搅拌器上安装的涡流传感器在前置器中的高频振荡电流通过延伸电缆进入探头，在探头的头部线圈中产生交磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，电磁学上称之为电涡流。与此同时该电涡流也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变线圈的有效阻抗，这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率、磁导率ε、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=Fτ，ε，6，D，I，ω函数来表示。通常我们能做到控制τ，ε，6，I，ω这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征曲线为“S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段，然后，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即探头线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的距离而变化，涡流传感器该输出信号传输到可编程控制器上，可编程控制器通过对该系统数据进行逻辑判断、运算，可编程控制器根据实际液面、设定液面以及螺旋桨旋转速率，输出信号给驱动器与转动轴，驱动器与转动轴控制搅拌杆的旋转速率，从而进行搅拌，当工业废水经过混合、絮凝与泥水分离的处理后，将处理后的分离的泥水中含有的大颗粒通过结晶室被嚼碎时，液面逐渐下降，因此，避免结晶后的物料中出现的夹渣与包渣的情况，提高了结晶质量和回收利用率，可得到纯度相对较高的结晶产物，减少工业废水的排放，结晶处理装置的下部接有淘析柱，通过设有的蒸汽接管、引流管、盘管、药剂入口、废水进口与出水口，操作时将工业废水通过废水进口输送至结晶室，经由发热板加热后，溶液在流入结晶室底部，并由缓慢转动的螺旋桨将大颗粒物搅拌均匀送至液面。溶液在液面蒸发冷却，达过饱和状态，其中部分溶质在悬浮的颗粒表面沉积，使晶体长大。晶体于结晶室底部入淘析柱。为使结晶产品的粒度尽量均匀，将沉降区来的部分母液加到淘析柱底部，利用水力分级的作用，使小颗粒随液流返回结晶器，而结晶产品从淘析柱下部卸出，通过设有的涡流传感器与涡流液面计作为结晶室内部的液位测量装置，通过外接电缆与可编程控制器、上位机电连接，涡流传感器将流入的结晶室内部的工业废水进行一个定量输送的投放，在可编程控制器的自动控制下，接收来自涡流传感器的液面信号，对液面的数据进行逻辑判断、运算和信息处理，从而通过上位机控制结晶室内搅拌器的工作效率，防止搅拌力度多大造成的结晶慢，防止搅拌力度过小，造成结晶物料中出现的夹渣与包渣的情况，提高了结晶质量和回收利用率，较少工业废水的排放，环保效果佳，提高结晶处理装置的自动化水平，大大减轻了现场操作工的劳动强度。