公布日：2024.12.31
申请日：2024.09.27
分类号：C02F9/00(2023.01)I;B01F33/82(2022.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N
摘要
本发明涉及一种紫外‑芬顿法处理高浓度有毒废水的处理系统，包括废水处理系统，所述废水处理系统包括酸化处理罐、氧化处理罐、中和处理罐、硫酸罐、硫酸亚铁罐、双氧水罐、碱水罐、絮凝剂罐、进液口、出液口、加药口；所述氧化处理罐固定设置于所述酸化处理罐一侧，其另一侧固定设置有中和处理罐，所述硫酸罐固定设置于所述酸化处理罐一侧，所述硫酸亚铁罐、双氧水罐固定设置于所述氧化处理罐一侧，所述碱水罐、絮凝剂罐固定设置于所述中和处理罐一侧，本发明可有效的减轻搅拌死角，获得大面积的水体交换，提高搅拌均匀性，降低反应时间，提高反应充分性，降低药剂使用量，降低废水处理成本。
权利要求书
1.一种紫外-芬顿法处理高浓度有毒废水的处理系统，其特征在于：包括废水处理系统（1），所述废水处理系统（1）包括酸化处理罐（101）、氧化处理罐（102）、中和处理罐（103）、硫酸罐（104）、硫酸亚铁罐（105）、双氧水罐（106）、碱水罐（107）、絮凝剂罐（108）、进液口（109）、出液口（110）、加药口（111）；所述氧化处理罐（102）固定设置于所述酸化处理罐（101）一侧，其另一侧固定设置有中和处理罐（103），所述硫酸罐（104）固定设置于所述酸化处理罐（101）一侧，所述硫酸亚铁罐（105）、双氧水罐（106）固定设置于所述氧化处理罐（102）一侧，所述碱水罐（107）、絮凝剂罐（108）固定设置于所述中和处理罐（103）一侧，所述酸化处理罐（101）、氧化处理罐（102）、中和处理罐（103）侧壁下端开设有进液口（109），侧壁上端开设有出液口（110），其顶部开设有加药口（111）；所述酸化处理罐（101）的所述出液口（110）与所述氧化处理罐（102）的所述进液口（109）连接，所述氧化处理罐（102）的所述出液口（110）与中和处理罐（103）的所述进液口（109）连接；所述酸化处理罐（101）上固定设置有酸化废水的酸化反应机构（2）；所述氧化处理罐（102）上固定设置有氧化废水的氧化反应机构（3）；所述中和处理罐（103）上固定设置有中和絮凝废水的中和反应机构（4）；所述酸化反应机构（2）包括酸化罐盖板（201）、搅拌器支撑架（202）、卧式搅拌电机（203）、第一搅拌杆（204）、锥塔式喷气搅拌器（205）、弧形搅拌叶（206）、喷气孔（207）；所述酸化罐盖板（201）固定设置于所述酸化处理罐（101）顶部，所述搅拌器支撑架（202）固定设置于所述酸化罐盖板（201）顶部，所述卧式搅拌电机（203）固定设置于所述搅拌器支撑架（202）顶部，其轴端与所述第一搅拌杆（204）固定连接，所述锥塔式喷气搅拌器（205）固定设置于所述第一搅拌杆（204）远离所述卧式搅拌电机（203）一端，所述锥塔式喷气搅拌器（205）上沿其径向方向均匀设置有多组弧形搅拌叶（206），所述锥塔式喷气搅拌器（205）上均匀开设有多组喷气孔（207）；所述第一搅拌杆（204）、锥塔式喷气搅拌器（205）内部为空芯；所述氧化反应机构（3）包括氧化罐盖板（301）、立式搅拌电机（302）、第二搅拌杆（303）、螺旋叶片搅拌器（304）；所述氧化罐盖板（301）固定设置于所述氧化处理罐（102）顶部，所述搅拌器支撑架（202）固定设置于所述氧化罐盖板（301）顶部，所述立式搅拌电机（302）固定设置于所述搅拌器支撑架（202）顶部，其轴端与所述第二搅拌杆（303）固定连接，所述螺旋叶片搅拌器（304）固定设置于所述第二搅拌杆（303）远离所述立式搅拌电机（302）一端；所述氧化反应机构（3）还包括反冲搅拌罐（305）、外扩锥形面（306）、导流槽（307）、导流口（308）、固定支架（309）、连接杆（310）、跟随小齿轮（311）、大齿盘（312）、反转电机支架（313）、反转电机（314）、主动齿轮（315）；所述反冲搅拌罐（305）活动设置于所述氧化处理罐（102）内部，所述螺旋叶片搅拌器（304）的底端延伸至所述反冲搅拌罐（305）内，所述反冲搅拌罐（305）顶部开设有外扩锥形面（306），以使液体向中心导流，所述反冲搅拌罐（305）内部均匀分割成多组导流槽（307），每组所述导流槽（307）底部靠近所述反冲搅拌罐（305）侧壁上开设有导流口（308），所述固定支架（309）固定设置于所述反冲搅拌罐（305）外侧壁上，所述连接杆（310）设置有多组，均匀固定设置于所述固定支架（309）上，所述跟随小齿轮（311）活动套设于所述连接杆（310）上，所述大齿盘（312）固定设置于所述氧化罐盖板（301）内部，与多组所述跟随小齿轮（311）啮合传动，所述反转电机支架（313）固定设置于所述氧化罐盖板（301）上，所述反转电机（314）固定设置于所述反转电机支架（313）上，其轴端与所述主动齿轮（315）固定连接，所述主动齿轮（315）与所述大齿盘（312）啮合传动。
2.根据权利要求1所述的一种紫外-芬顿法处理高浓度有毒废水的处理系统，其特征在于，所述氧化反应机构（3）还包括定位槽（316）、支撑直角座（317）、竖支撑轮（318）、横支撑轮（319）；所述氧化罐盖板（301）内部开设有定位槽（316），所述支撑直角座（317）设置有多组，沿所述氧化罐盖板（301）径向均匀固定设置于所述定位槽（316）内，所述竖支撑轮（318）、横支撑轮（319）垂直固定设置于所述支撑直角座（317）上，所述大齿盘（312）活动设置于所述横支撑轮（319）上，其底部与所述横支撑轮（319）相切，其外圆面与所述竖支撑轮（318）相切。
3.根据权利要求2所述的一种紫外-芬顿法处理高浓度有毒废水的处理系统，其特征在于，所述氧化反应机构（3）还包括条式紫外照射灯（320）；所述条式紫外照射灯（320）设置有多组，均匀固定设置于所述氧化处理罐（102）内壁上，与所述导流口（308）等高。
4.根据权利要求3所述的一种紫外-芬顿法处理高浓度有毒废水的处理系统，其特征在于，所述中和反应机构（4）包括中和罐盖（401）、第三搅拌杆（402）、柔性螺旋搅拌器（403）；所述中和罐盖（401）固定设置于所述中和处理罐（103）顶部，所述搅拌器支撑架（202）固定设置于所述中和罐盖（401）顶部，所述卧式搅拌电机（203）固定设置于所述搅拌器支撑架（202）顶部，其轴端与所述第三搅拌杆（402）固定连接，所述柔性螺旋搅拌器（403）固定设置于所述第三搅拌杆（402）远离所述卧式搅拌电机（203）一端。
5.根据权利要求4所述的一种紫外-芬顿法处理高浓度有毒废水的处理系统，其特征在于，所述中和反应机构（4）还包括扇形搅拌叶（404）、镂孔支撑盘（405）、扇形槽口（406）、升降气缸（407）、强力喷嘴（408）；所述扇形搅拌叶（404）固定套设于所述第三搅拌杆（402）上部，低于所述进液口（109）；所述镂孔支撑盘（405）通过所述升降气缸（407）活动设置于所述中和处理罐（103）内，低于所述进液口（109），所述升降气缸（407）固定设置于所述中和罐盖（401）上，所述镂孔支撑盘（405）上均匀开设有多组扇形槽口（406），所述扇形槽口（406）的形状与大小与所述扇形搅拌叶（404）的叶片一致，所述强力喷嘴（408）设置有多组，固定设置于所述中和处理罐（103）侧壁上，正对所述出液口（110）。
6.根据权利要求5所述的一种紫外-芬顿法处理高浓度有毒废水的处理系统，其特征在于，所述紫外-芬顿法处理高浓度有毒废水的处理系统还包括便携式自动上药机构（5），所述便携式自动上药机构（5）包括药筒（501）、底架（502）、支撑臂（503）、过渡杆（504）、翻转气缸（505）、翻转连杆（506）、过渡板（507）、夹手臂（508）、夹紧气缸（509）、支撑立柱（510）、托举架（511）、托举抓手（512）；所述药筒（501）活动设置于所述底架（502）中间位置，所述支撑臂（503）设置有两组，固定设置于所述底架（502）上，所述过渡杆（504）中间与所述支撑臂（503）活动铰链，其一端与所述翻转气缸（505）铰链，另一端与所述翻转连杆（506）铰链，所述翻转气缸（505）另一端与所述底架（502）铰链，所述翻转连杆（506）另一端拱顶设置于所述过渡板（507）上，所述夹手臂（508）中间与所述过渡板（507）铰链，其一端经所述夹紧气缸（509）与另一组所述夹手臂（508）固定连接，另一端夹持所述药筒（501），所述支撑立柱（510）设置有两组，固定设置于所述底架（502）两侧，所述托举架（511）活动设置于所述支撑立柱（510）上，沿其上下方向直线运动，所述托举抓手（512）固定设置于所述托举架（511）上，受气缸作用伸缩运动。
7.根据权利要求6所述的一种紫外-芬顿法处理高浓度有毒废水的处理系统的处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1、所述卧式搅拌电机（203）带动所述第一搅拌杆（204）转动，从而带动所述锥塔式喷气搅拌器（205）上的所述弧形搅拌叶（206）转动，进行液体搅拌；所述第一搅拌杆（204）、锥塔式喷气搅拌器（205）为中空机构，压缩空气经所述第一搅拌杆（204）顶端进入，经所述锥塔式喷气搅拌器（205）上的所述喷气孔（207）喷出，形成曝气；S2、所述立式搅拌电机（302）带动所述第二搅拌杆（303）转动，从而带动所述螺旋叶片搅拌器（304）转动，进行液体搅拌；S3、所述反转电机（314）转动，从而通过所述主动齿轮（315）带动所述大齿盘（312）转动，进而带动所述跟随小齿轮（311）转动，通过所述固定支架（309）、连接杆（310）带动所述反冲搅拌罐（305）转动；其转动方向与所述螺旋叶片搅拌器（304）转动方向相反；S4、氧化反应中的废水经所述导流口（308）流出时，照射到所述条式紫外照射灯（320）照射的紫外线，对反应进行催化氧化；S5、所述卧式搅拌电机（203）带动所述第三搅拌杆（402）转动，从而带动所述柔性螺旋搅拌器（403）转动，进行液体搅拌；S6、当正常搅拌时，所述镂孔支撑盘（405）经所述升降气缸（407）拉升至顶部，所述扇形搅拌叶（404）随所述第三搅拌杆（402）转动，当需要进行絮凝物处理时，所述扇形搅拌叶（404）受所述卧式搅拌电机（203）转动至与所述扇形槽口（406）相对应位置，所述镂孔支撑盘（405）经所述升降气缸（407）下降至扇形搅拌叶（404）出处，阻碍絮凝物质向下运动，所述强力喷嘴（408）工作，将碍絮凝物质通过所述出液口（110）吹出罐外；S7、所述夹紧气缸（509）推动两组所述夹手臂（508），受所述过渡板（507）铰链转角作用，两组所述夹手臂（508）另一端夹紧所述药筒（501），所述托举架（511）下降至所述托举抓手（512）低于所述底架（502），受气缸推力作用，两组所述托举抓手（512）夹紧所述底架（502），所述托举架（511）沿所述支撑立柱（510）向上运动至指定位置，所述翻转气缸（505）通过所述过渡杆（504）、翻转连杆（506）、过渡板（507）、夹手臂（508）的铰接作用，对所述药筒（501）进行倾斜导入药液。
发明内容
本发明要解决的技术问题是减轻搅拌死角，获得大面积的水体交换，提高搅拌均匀性，降低反应时间，提高反应充分性，降低药剂使用量，降低废水处理成本，精简设备机构形式，从而降低投入成本，提高设备自动化程度较低，降低劳动强度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种紫外-芬顿法处理高浓度有毒废水的处理系统，包括废水处理系统，所述废水处理系统包括酸化处理罐、氧化处理罐、中和处理罐、硫酸罐、硫酸亚铁罐、双氧水罐、碱水罐、絮凝剂罐、进液口、出液口、加药口；所述氧化处理罐固定设置于所述酸化处理罐一侧，其另一侧固定设置有中和处理罐，所述硫酸罐固定设置于所述酸化处理罐一侧，所述硫酸亚铁罐、双氧水罐固定设置于所述氧化处理罐一侧，所述碱水罐、絮凝剂罐固定设置于所述中和处理罐一侧，所述酸化处理罐、氧化处理罐、中和处理罐侧壁下端开设有进液口，侧壁上端开设有出液口，其顶部开设有加药口；所述酸化处理罐的所述出液口与所述氧化处理罐的所述进液口连接，所述氧化处理罐的所述出液口与中和处理罐的所述进液口连接；
所述酸化处理罐上固定设置有酸化废水的酸化反应机构；
所述氧化处理罐上固定设置有氧化废水的氧化反应机构；
所述中和处理罐上固定设置有中和絮凝废水的中和反应机构；
优选的，所述酸化反应机构包括酸化罐盖板、搅拌器支撑架、卧式搅拌电机、第一搅拌杆、锥塔式喷气搅拌器、弧形搅拌叶、喷气孔；所述酸化罐盖板固定设置于所述酸化处理罐顶部，所述搅拌器支撑架固定设置于所述酸化罐盖板顶部，所述卧式搅拌电机固定设置于所述搅拌器支撑架顶部，其轴端与所述第一搅拌杆固定连接，所述锥塔式喷气搅拌器固定设置于所述第一搅拌杆远离所述卧式搅拌电机一端，所述锥塔式喷气搅拌器上沿径向方向均匀设置有多组弧形搅拌叶，所述锥塔式喷气搅拌器上均匀开设有多组喷气孔；所述第一搅拌杆、锥塔式喷气搅拌器内部为空芯；
优选的，所述氧化反应机构包括氧化罐盖板、立式搅拌电机、第二搅拌杆、螺旋叶片搅拌器；所述氧化罐盖板固定设置于所述氧化处理罐顶部，所述搅拌器支撑架固定设置于所述氧化罐盖板顶部，所述立式搅拌电机固定设置于所述搅拌器支撑架顶部，其轴端与所述第二搅拌杆固定连接，所述螺旋叶片搅拌器固定设置于所述第二搅拌杆远离所述立式搅拌电机一端；
优选的，所述氧化反应机构还包括反冲搅拌罐、外扩锥形面、导流槽、导流口、固定支架、连接杆、跟随小齿轮、大齿盘、反转电机支架、反转电机、主动齿轮；所述反冲搅拌罐活动设置于所述氧化处理罐内部，所述反冲搅拌罐顶部开设有外扩锥形面，以使液体向中心导流，所述反冲搅拌罐内部均匀分割成多组导流槽，每组所述导流槽底部靠近所述反冲搅拌罐侧壁上开设有导流口，所述固定支架固定设置于所述反冲搅拌罐外侧壁上，所述连接杆设置有多组，均匀固定设置于所述固定支架上，所述跟随小齿轮活动套设于所述连接杆上，所述大齿盘固定设置于所述氧化罐盖板内部，与多组所述跟随小齿轮啮合传动，所述反转电机支架固定设置于所述氧化罐盖板上，所述反转电机固定设置于所述反转电机支架上，其轴端与所述主动齿轮固定连接，所述主动齿轮与所述大齿盘啮合传动；
优选的，所述氧化反应机构还包括定位槽、支撑直角座、竖支撑轮、横支撑轮；所述氧化罐盖板内部开设有定位槽，所述支撑直角座设置有多组，沿所述氧化罐盖板径向均匀固定设置于所述定位槽内，所述竖支撑轮、横支撑轮垂直固定设置于所述支撑直角座上，所述大齿盘活动设置于所述横支撑轮上，其底部与所述横支撑轮相切，其外圆面与所述竖支撑轮相切；
优选的，所述氧化反应机构还包括条式紫外照射灯；所述条式紫外照射灯设置有多组，均匀固定设置于所述氧化处理罐内壁上，与所述导流口等高；
优选的，所述中和反应机构包括中和罐盖、第三搅拌杆、柔性螺旋搅拌器；所述中和罐盖固定设置于所述中和处理罐顶部，所述搅拌器支撑架固定设置于所述中和罐盖顶部，所述卧式搅拌电机固定设置于所述搅拌器支撑架顶部，其轴端与所述第三搅拌杆固定连接，所述柔性螺旋搅拌器固定设置于所述第三搅拌杆远离所述卧式搅拌电机一端；
优选的，所述中和反应机构还包括扇形搅拌叶、镂孔支撑盘、扇形槽口、升降气缸、强力喷嘴；所述扇形搅拌叶固定套设于所述第三搅拌杆上部，低于所述进液口；所述镂孔支撑盘通过所述升降气缸活动设置于所述中和处理罐内，低于所述进液口，所述升降气缸固定设置于所述中和罐盖上，所述镂孔支撑盘上均匀开设有多组扇形槽口，所述扇形槽口的形状与大小与所述扇形搅拌叶的叶片一致，所述强力喷嘴设置有多组，固定设置于所述中和处理罐侧壁上，正对所述出液口；
优选的，所述紫外-芬顿法处理高浓度有毒废水的处理系统还包括便携式自动上药机构，所述便携式自动上药机构包括药筒、底架、支撑臂、过渡杆、翻转气缸、翻转连杆、过渡板、夹手臂、夹紧气缸、支撑立柱、托举架、托举抓手；所述药筒活动设置于所述底架中间位置，所述支撑臂设置有两组，固定设置于所述底架上，所述过渡杆中间与所述支撑臂活动铰链，其一端与所述翻转气缸铰链，另一端与所述翻转连杆铰链，所述翻转气缸另一端与所述底架铰链，所述翻转连杆另一端拱顶设置于所述过渡板上，所述夹手臂中间与所述过渡板铰链，其一端经所述夹紧气缸与另一组所述夹手臂固定连接，另一端夹持所述药筒，所述支撑立柱设置有两组，固定设置于所述底架两侧，所述托举架活动设置于所述支撑立柱上，可沿其上下方向直线运动，所述托举抓手固定设置于所述托举架上，受气缸作用可伸缩运动；
一种紫外-芬顿法处理高浓度有毒废水的处理系统的处理工艺，包括如下步骤：
S1、所述卧式搅拌电机带动所述第一搅拌杆转动，从而带动所述锥塔式喷气搅拌器上的所述弧形搅拌叶转动，进行液体搅拌；所述第一搅拌杆、锥塔式喷气搅拌器为中空机构，压缩空气经所述第一搅拌杆顶端进入，经所述锥塔式喷气搅拌器上的所述喷气孔喷出，形成曝气；
S2、所述立式搅拌电机带动所述第二搅拌杆转动，从而带动所述螺旋叶片搅拌器转动，进行液体搅拌；
S3、所述反转电机转动，从而通过所述主动齿轮带动所述大齿盘转动，进而带动所述跟随小齿轮转动，通过所述固定支架、连接杆带动所述反冲搅拌罐转动；其转动方向与所述螺旋叶片搅拌器转动方向相反；
S4、氧化反应中的废水经所述导流口流出时，照射到所述条式紫外照射灯照射的紫外线，对反应进行催化氧化；
S5、所述卧式搅拌电机带动所述第三搅拌杆转动，从而带动所述柔性螺旋搅拌器转动，进行液体搅拌；
S6、当正常搅拌时，所述镂孔支撑盘经所述升降气缸拉升至顶部，所述扇形搅拌叶随所述第三搅拌杆转动，当需要进行絮凝物处理时，所述扇形搅拌叶受所述卧式搅拌电机转动至与所述扇形槽口相对应位置，所述镂孔支撑盘经所述升降气缸下降至扇形搅拌叶出处，阻碍絮凝物质向下运动，所述强力喷嘴工作，将碍絮凝物质通过所述出液口吹出罐外；
S7、所述夹紧气缸推动两组所述夹手臂，受所述过渡板铰链转角作用，两组所述夹手臂另一端夹紧所述药筒，所述托举架下降至所述托举抓手低于所述底架，受气缸推力作用，两组所述托举抓手夹紧所述底架，所述托举架沿所述支撑立柱向上运动至指定位置，所述翻转气缸通过所述过渡杆、翻转连杆、过渡板、夹手臂的铰接作用，对所述药筒进行倾斜导入药液；
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过设置酸化反应机构中的锥塔式喷气搅拌器，在进行高浓度有毒废水进行处理前进行的酸化预处理中，搅拌器沿其径向方向做切线运动，在其罐体壁的作用下，形成自下而上的循环水流，有效消除搅拌死角，获得大面积的水体交换，另外，空气经中心孔喷入，从锥塔式喷气搅拌器喷出，在废水中形成大量气泡对液体进行搅拌冲击，提高了供氧的同时，加速溶液酸化速度和酸化均匀性。
2、通过设置酸化反应机构中的反冲搅拌罐，螺旋叶片采用涡轮伞状结构，搅拌器旋转时形成负压，增加中心射流速度，将上层加入药液的溶液吸入反冲搅拌罐，并经导流槽、导流口流出，反冲搅拌罐与螺旋叶片搅拌器相反转动，在导流口处形成涡流和旋流，提高了溶液循环流动，提高了搅拌效率，提高了高浓度有毒废水的氧化速度，同时提高了反应的充分性，降低了药剂用量，降低了生产成本。
3、通过设置支撑直角座、竖支撑轮、横支撑轮，可保证齿轮盘的运动流畅性，同等功能下精简设备结构，降低了设备的制造成本。
4、通过设置条式紫外照射灯，紫外照射灯设置于导流口等高位置，在旋流位置进行紫外线照射，提高了氧化效率，降低了废水降解的时间。
5、通过设置中和罐盖中的柔性螺旋搅拌器，在对反应后的液体进行酸碱中和和絮凝过程中，既保证了搅拌的有效性，又降低了搅拌对溶液造成的冲击，提高了中和速度的同时，提高了絮凝速度。
6、通过设置扇形搅拌叶、镂孔支撑盘，简化了对絮凝物的处理方式，采用气缸上下，分离液体与絮凝物，采用高压气体对絮凝物进行冲击至出口，提高了设备整体工作效率，提高了设备的自动化程度。
7、通过设置便携式自动上药机构，减少了人工加药至加药箱的动作，降低了劳动强度，提高了设备整体的自动化程度。
（发明人：吕锡元;吕飞龙）