公布日：2024.02.06
申请日：2024.01.04
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/38(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N
摘要
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种化工污水多级处理系统，包括蒸发室本体、结晶室本体、离心取水装置、收卷机输送装置、驱动装置和封堵装置。本发明在使用时，利用驱动装置使蒸发腔体积先缩小后增大；蒸发腔缩小时，蒸发腔呈高压状态，气体通过单向阀向外排出；蒸发腔增大时，蒸发腔呈负压状态，蒸发腔与外界的气压之间的压力差，使结晶腔内的水穿过半透膜进入蒸发腔；蒸发腔内的水被加热蒸发，蒸发腔恢复一个大气压后，循环上述过程；结晶腔内的溶液浓度不断增大至饱和状态，析出晶体；随后晶体被输送、离心去水，从而完成对污水的处理。避免污水中的强挥发性及易于依附于水蒸气的有害物质随水蒸气一起排放，对环境造成污染的问题。
权利要求书
1.一种化工污水多级处理装置，其特征在于，包括：蒸发室本体，其侧板上设有第一开口，第一开口上安装有半透膜；蒸发室本体内部设有竖直的活塞板，活塞板可在蒸发室本体内水平移动；活塞板与蒸发室本体设有第一开口的侧板之间限定出蒸发腔；蒸发腔内设有加热装置；活塞板上设有单向阀，与蒸发腔连通，以在蒸发腔内气压大于一个大气压时，使气体可以从蒸发腔内排出；结晶室本体，设置于蒸发室本体具有第一开口的一侧；结晶室本体下方连接有竖直的支撑弹簧；结晶室本体相对蒸发室本体上下滑动，结晶室本体限定出结晶腔；结晶室本体朝向蒸发室本体的一侧上设有第二开口；第二开口正对第一开口，且第二开口在竖直方向上的长度大于第一开口；离心去水装置，设置于结晶室本体远离蒸发室本体的一侧；利用离心力将晶体与表面的水分分离；收集输送装置，设置于结晶室本体和离心去水装置之间，用于将结晶腔的晶体输送到离心去水装置；驱动装置，配置成在蒸发腔内气压为一个大气压时，带动活塞板完成一次水平方向的往复移动，使得蒸发腔体积先减小，后增大；封堵装置，配置成在活塞板靠近结晶室本体时，隔离蒸发腔与结晶腔；活塞板远离结晶室本体时，使蒸发腔与结晶腔连通；在蒸发腔减小的过程中，封堵装置隔离蒸发腔与结晶腔，蒸发腔呈高压状态，单向阀开启，不断向外排出气体；在蒸发腔增大的过程中，蒸发腔呈负压状态，封堵装置使蒸发腔与结晶腔连通，结晶腔内的水在蒸发腔与外界之间压力差的作用下，被压着穿过半透膜进入蒸发腔；加热装置对蒸发腔内的水进行加热蒸发，封堵装置包括挡板和传动结构，挡板可上下滑动地安装于第一开口，初始状态下，挡板的下边缘与半透膜的上边缘重合；传动结构配置成在活塞板靠近结晶室本体时，带动挡板下移，封堵第一开口，在活塞板远离结晶室本体时，打开第一开口；传动结构包括第一齿条、第一齿轮、第一传动杆、第二齿条、第二齿轮和第二传动杆，第一齿条沿水平方向延伸固接于活塞板并指向结晶腔；第一传动杆可转动地安装于蒸发腔内，水平设置且与第一齿条垂直；第一齿轮同步转动地安装于第一传动杆，且第一齿轮与第一齿条啮合；第二齿条沿竖直延伸固接于挡板；第二传动杆可转动地安装于蒸发腔内，水平设置且与第一传动杆平行；第二齿轮同步转动地安装于第二传动杆，且第二齿轮与第二齿条啮合；第一传动杆与第二传动杆通过带轮和传动带连接。
2.根据权利要求1所述的一种化工污水多级处理装置，其特征在于：驱动装置包括第一电机、气压感应装置、转动推板和多个复位拉簧；复位拉簧水平设置，一端连接于活塞板，另一端连接于蒸发室本体，初始状态下复位拉簧有使活塞板向结晶室移动的趋势；转动推板可转动地设置于蒸发腔内，初始状态下水平设置，一端与活塞板顶接，另一端连接于第一电机，第一电机安装于蒸发腔的侧壁，气压感应装置设置于蒸发腔内，以在蒸发腔内气压为一个大气压时驱动第一电机转动一周。
3.根据权利要求1所述的一种化工污水多级处理装置，其特征在于：收集输送装置包括第一输送部和第二输送部；第一输送部用于将结晶腔内的晶体收集并输送至第二输送部，第二输送部用于将收集到的晶体转运至离心去水装置。
4.根据权利要求3所述的一种化工污水多级处理装置，其特征在于：第一输送部包括带式刮刀机构和第二电机，带式刮刀机构设置于结晶腔内，第二电机用于驱动带式刮刀机构转动。
5.根据权利要求3所述的一种化工污水多级处理装置，其特征在于：第二输送部包括输送带、引导板和第三电机；输送带倾斜设置于结晶腔内，一端与带式刮刀机构接触，另一端与第三电机连接，且与第三电机连接的一端高于与带式刮刀机构接触的一端；第三电机设置于结晶腔的侧壁，用于带动输送带转动；引导板倾斜设置于结晶腔和离心去水装置之间，较高的一端位于输送带较高一端的下方，较低的一端与离心去水装置连通，引导板的上表面为光滑表面。
6.根据权利要求1所述的一种化工污水多级处理装置，其特征在于：离心去水装置连接有第四电机。
7.根据权利要求6所述的一种化工污水多级处理装置，其特征在于：离心去水装置的下部设有出料口，出料口下方设有集料槽。
8.根据权利要求1所述的一种化工污水多级处理装置，其特征在于：还设有注水装置，注水装置配置成在第二开口的底端与半透膜的底端平齐时，自动向结晶腔内注入化工污水，直至第二开口的顶端与半透膜的顶端平齐。
发明内容
本发明提供一种化工污水多级处理系统，以解决利用蒸发结晶方式处理污水时，使得化工污水中含有的挥发性物质或易于依附于水蒸气的成分可能随着加热产生的水蒸气排出，这样的蒸汽随意排放存在污染风险的问题。
本发明的一种化工污水多级处理系统采用如下技术方案：一种化工污水多级处理系统，包括蒸发室本体、结晶室本体、离心取水装置、收卷机输送装置、驱动装置和封堵装置。
蒸发室本体侧板上设有第一开口，第一开口上安装有半透膜；蒸发室本体内部设有竖直的活塞板，活塞板可在蒸发室本体内水平移动；活塞板与蒸发室本体设有第一开口的侧板之间限定出蒸发腔；蒸发腔内设有加热装置；活塞板上设有单向阀，与蒸发腔连通，以在蒸发腔内气压大于一个大气压时，使气体可以从蒸发腔内排出。
结晶室本体设置于蒸发室本体具有第一开口的一侧；结晶室本体下方连接有竖直的支撑弹簧；结晶室本体相对蒸发室本体上下滑动，结晶室本体限定出结晶腔；结晶室本体朝向蒸发室本体的一侧上设有第二开口；第二开口正对第一开口，且第二开口在竖直方向上的长度大于第一开口。
离心去水装置设置于结晶室本体远离蒸发室本体的一侧；利用离心力将晶体与表面的水分分离。
收集输送装置设置于结晶室本体和离心去水装置之间，用于将结晶腔的晶体输送到离心去水装置。
驱动装置配置成在蒸发腔内气压为一个大气压时，带动活塞板完成一次水平方向的往复移动，使得蒸发腔体积先减小，后增大。
封堵装置配置成在活塞板靠近结晶室本体时，隔离蒸发腔与结晶腔；活塞板远离结晶室本体时，使蒸发腔与结晶腔连通。
进一步地，封堵装置包括挡板和传动结构，挡板可上下滑动地安装于第一开口，初始状态下，挡板的下边缘与半透膜的上边缘重合；传动结构配置成在活塞板靠近结晶室本体时，带动挡板下移，封堵第一开口，在活塞板远离结晶室本体时，打开第一开口；驱动装置用于在蒸发腔内气压为一个大气压时，带动活塞板移动，使得蒸发腔体积先减小，后增大。
进一步地，传动结构包括第一齿条、第一齿轮、第一传动杆、第二齿条、第二齿轮和第二传动杆，第一齿条沿水平方向延伸固接于活塞板并指向结晶腔；第一传动杆可转动地安装于蒸发腔内，水平设置且与第一齿条垂直；第一齿轮同步转动地安装于第一传动杆，且第一齿轮与第一齿条啮合；第二齿条沿竖直延伸固接于挡板；第二传动杆可转动地安装于蒸发腔内，水平设置且与第一传动杆平行；第二齿轮同步转动地安装于第二传动杆，且第二齿轮与第二齿条啮合；第一传动杆与第二传动杆通过带轮和传动带连接。
进一步地，驱动装置包括第一电机、气压感应装置、转动推板和多个复位拉簧；复位拉簧水平设置，一端连接于活塞板，另一端连接于蒸发室本体，初始状态下复位拉簧有使活塞板向结晶室移动的趋势；转动推板可转动地设置于蒸发腔内，初始状态下水平设置，一端与活塞板顶接，另一端连接于第一电机，第一电机安装于蒸发腔的侧壁，气压感应装置设置于蒸发腔内，以在蒸发腔内气压为一个大气压时驱动第一电机转动一周。
进一步地，收集输送装置包括第一输送部和第二输送部；第一输送部用于将结晶腔内的晶体收集并输送至第二输送部，第二输送部用于将收集到的晶体转运至离心去水装置。
进一步地，第一输送部包括带式刮刀机构和第二电机，带式刮刀机构设置于结晶腔内，第二电机用于驱动带式刮刀机构转动。
进一步地，第二输送部包括输送带、引导板和第三电机；输送带倾斜设置于结晶腔内，一端与带式刮刀机构接触，另一端与第三电机连接，且与第三电机连接的一端高于与带式刮刀机构接触的一端；第三电机设置于结晶腔的侧壁，用于带动输送带转动；引导板倾斜设置于结晶腔和离心去水装置之间，较高的一端位于输送带较高一端的下方，较低的一端与离心去水装置连通，引导板的上表面为光滑表面。
进一步地，离心去水装置连接有第四电机。
进一步地，离心去水装置的下部设有出料口，出料口下方设有集料槽。
进一步地，一种化工污水多级处理系统还设有注水装置，注水装置配置成在第二开口的底端与半透膜的底端平齐时，自动向结晶腔内注入化工污水，直至第二开口的顶端与半透膜的顶端平齐。
本发明的有益效果是：通过驱动装置在蒸发腔内为一个大气压时，带动活塞板完成一次水平方向的往复移动，使得蒸发腔体积先减小，后增大；在蒸发腔减小的过程中，封堵装置隔离蒸发腔与结晶腔，蒸发腔呈高压状态，单向阀开启，不断向外排出气体；在蒸发腔增大的过程中，蒸发腔呈负压状态，封堵装置使蒸发腔与结晶腔连通，结晶腔内的溶剂也就是水在蒸发腔与外界之间压力差的作用下，被压着穿过半透膜进入蒸发腔；加热装置对蒸发腔内的水进行加热蒸发，直至蒸发腔内恢复一个大气压，循环上述过程；随着活塞板的往复移动，结晶腔内的溶液浓度不断增大，到达过饱和状态析出晶体；收集输送装置将析出的晶体收集输送至离心去水装置，从而完成对污水的处理，通过半透膜先将水从废水中分离出来使化工污水自发析出晶体的方式，替代了传统的对化工污水直接加热蒸发溶剂，从而析出晶体的处理方式，避免污水中的强挥发性及易于依附于水蒸气的有害物质随水蒸气一起排放造成污染。
进一步地，通过封堵装置和驱动装置，使结晶腔内的水间断式地流入蒸发腔中，避免持续降低蒸发腔内已经被加热的水温，从而缩短了水变为水蒸气的时间，加快了污水处理的效率。当活塞板靠近结晶腔时，蒸发腔体积减小，蒸发腔内为高压状态，单向阀开启向外界排放洁净的水蒸气；当活塞板远离结晶腔移动时，蒸发腔体积增大，将结晶腔内的水吸入蒸发腔内，且蒸发腔内为负压状态，其中的水沸点降低，从而便于加热装置对水的加热蒸发。从而更快地使结晶腔内的溶液到达过饱和状态，更快析出晶体。同时加快了结晶和蒸发的速度，提高了化工污水的处理效率。
（发明人：马崴嵬）