专利名称：一种一体化废液处理装置及一体化废液处理方法
技术领域：
本发明涉及废液处理技术，特别是涉及ー种一体化废液处理装置及一体化废液处
理方法。
背景技术：
随着社会的发展，エ业废液、生活废液处理已成为ー项非常严峻的社会任务。为了节约水资源，保护自然环境，我国对エ业废液的排放有严格要求，对各种废液的循环利用亦是非常重视。随着科学技术的进步，城市污水已不再是废水，而是ー种宝贵的资源。而决 定废液能否成为这种宝贵资源的关键就是废液处理技木。废液中通常含有不同的有机物，这些有机物包括极性分子物和非极性分子物，成分比较复杂。现有技术中废液处理设备，多见微波催化反应器、超声催化反应器等，这些处理设备往往只能有效处理废液中的某些有机物，而对其他的有机物分解效果较差，不能适用于不同的废液净化需要。如将这些设备串联使用，流程复杂，设备管理维护复杂，运行费用高。因此，针对现有技术不足，提供ー种废液处理效果好、设备简単、运行费用低的一体化废液处理装置及一体化废液处理方法甚为必要。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供ー种一体化废液处理装置及一体化废液处理方法，该一体化废液处理装置及使用该装置的一体化废液处理方法能够有效进行有机废液处理。本发明的目的通过以下技术措施实现。ー种一体化废液处理装置，
设置有废液输入装置、反应塔、催化床、超声波发生装置、微波发生装置、排液装置及排渣装置；
所述废液输入装置的输出端与所述反应塔的输入端连接，所述排液装置、所述排渣装置分别设置于所述反应塔的上部；
所述催化床设置于所述反应塔内且位于所述反应塔的下部位置，所述微波发生装置设置于所述反应塔的壁面，所述超声波发生装置设置于所述反应塔的壁面，所述微波发生装置、所述超声波发生装置均作用于所述催化床。上述催化床设置为金属氧化物催化床。上述反应塔的下部设置为锥形结构。上述微波发生装置设置为两套以上，所述微波发生装置均匀分布于所述反应塔下部;
每套所述微波发生装置设置有一个微波发生器和一个波导管，所述微波发生器与所述波导管连接，所述微波发生器设置于所述反应塔下部的外壁面，所述波导管穿设所述反应塔位于所述反应塔内部。上述微波发生装置设置为两套以上，所述微波发生装置均匀分布于所述反应塔上部;
每套所述微波发生装置设置有一个微波发生器和一个发射管，所述发射管设置为波导管或 紫外光管，所述微波发生器与所述发射管连接，所述微波发生器设置于所述反应塔下部的外壁面，所述发射管穿设所述反应塔位于所述反应塔内部。上述微波发生装置的频率为2450MHZ或者915MHZ。上述超声波发生装置设置有超声波发生器和超声波震板，所述超声波发生器设置于所述反应塔的内壁所述超声波震板设置于所述反应塔内，所述超声波震板的两端分别设置于所述反应塔的上部和所述催化床。上述超声波发生装置设置为两至五套，所述超声波发生装置均匀分布于所述反应塔的内壁面。上述的一体化废液处理装置，还设置有催化剂补给装置，所述催化剂补给装置的输出端与所述反应塔的输入端连接。本发明的一体化废液处理装置，设置有废液输入装置、反应塔、催化床、超声波发生装置、微波发生装置、排液装置及排渣装置；所述废液输入装置的输出端与所述反应塔的输入端连接，所述排液装置、所述排渣装置分别设置于所述反应塔的上部；所述催化床设置于所述反应塔内且位于所述反应塔的下部位置，所述微波发生装置设置于所述反应塔的壁面，所述超声波发生装置设置于所述反应塔的壁面，所述微波发生装置、所述超声波发生装置均作用于所述催化床。该一体化废液处理装置通过微波处理装置、超声波处理装置及催化床一体式对废液进行处理，能够有效分解废液中的有机物，处理更彻底，还具有结构简单、操作简便、运行费用低廉的特点。本发明的ー种一体化废液处理方法，采用上述的一体化废液处理装置进行，废液输入装置将需要处理的废液输入至所述反应塔的输入端，所述微波发生装置、所述超声波发生装置同时作用于所述催化床，所述废液输送经过所述反应塔内的催化床在催化床位置经催化、微波处理及超声波一体化处理，处理后的液体从所述排液装置排出，处理后的废渣经排渣装置排出。该一体化废液处理方法通过微波处理装置、超声波处理装置及催化床一体化对废液进行处理，能够有效分解废液中的有机物，处理更彻底，运行费用较低。
利用附图对本发明作进ー步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。图I是本发明ー种一体化废液处理装置的结构示意图。图2是本发明ー种一体化废液处理装置的俯视结构示意图。在图I、图2中，包括
废液输入装置100、
反应塔200、
催化床300、
超声波发生器410、
超声波震板420、
微波发生器510、波导管520、
排液装置600、
排渣装置700、
催化剂补给装置800。
具体实施例方式 结合以下实施例对本发明作进ー步描述。实施例I。—种一体化废液处理装置，如图I、图2所示，设置有废液输入装置100、反应塔200、催化床300、超声波发生装置、微波发生装置、排液装置600及排渣装置700。废液输入装置100的输出端与反应塔200的输入端连接，排液装置600、排渣装置700分别设置于反应塔200的上部。催化床300设置于反应塔200内且位于反应塔200的下部位置，微波发生装置设置于反应塔200的壁面，超声波发生装置设置于反应塔200的壁面，微波发生装置、超声波发生装置均作用于催化床300。催化床300设置为金属氧化物催化床300。催化床300为富含金属氧化物构成的固体催化床300，其金属氧化物为铁、锰、钛、铝等的氧化物或者其氧化物的组合物，具体可根据不同废液情况灵活调整。金属氧化物催化床300为本领域公知常识，在此不再赘述。该一体化废液处理装置，废液通过废液输入装置100输送至反应塔200内，废液经过在催化床300，在催化床300位置超声波发生装置、微波发生装置同时作用对废液进行处理，经处理后的废液通过反应塔200上部的排液装置600排出收集，处理后的废渣经反应塔200上部的排渣装置700排出。该一体化废液处理装置还设置有催化剂补给装置800，催化剂补给装置800的输出端与反应塔200的输入端连接。催化剂补给设备可以根据不同污水情况，随时向反应塔200补充催化剂，以确保能够充分氧化分解污染物。反应塔200的下部设置为锥形结构，这样，废液可以经泵与空气混合后通过废液输入装置100进入反应塔200下部时，可以经反应塔200下部的锥形结构均匀进入反应塔200内，能够提高传质效果。微波发生装置设置为ニ套，微波发生装置均匀分布于反应塔200下部。每套微波发生装置设置有一个微波发生器510和一个波导管520，微波发生器510与对应的波导管520 —一连接，微波发生器510设置于反应塔200下部的外壁面，波导管520穿设反应塔200位于反应塔200内部。需要说明的是，微波发生装置的数量并不仅仅局限于本实施例中的两套，也可以设置为其他数量，如四套、五套或者其他数量等。微波发生装置的频率可根据需要进行选择，优选为2450MHZ或者915MHZ，以产生高强度短脉冲波。微波是一种电磁波，电磁波包括电场和磁场。电场的场强使带电粒子开始运动，带电粒子的运动从而使极化粒子进ー步极化，微波的电场场强和磁场场强因粒子极化而快速变化，从而产生摩擦使其自身温度升高。这就是微波加热的基本原理。通过微波降解水体中有机污染物时，许多有机污染物不能直接明显地吸收微波。本发明中，设计金属氧化物催化床300及微波发生装置，微波发生器510产生的微波经波导管520将高强度短脉冲微波辐射聚焦到吸附有金属氧化物的催化床300表面上，由于表面金属点位与微波能的强烈作用，微波能将被转变热，从而使某些表面点位选择性地被迅速加热至很高温度。尽管反应塔200中的废液不会被微波直接加热，但当废液经过催化床300时与受激发的表面点位接触时可发生強烈反应，即微波诱导催化反应，通过微波诱导催化反应能够快速氧化分解有机物，从而使得废液得到到浄化。微波技术能够对有机物中的极性分子高效分解，但是对非极性分子的分解有限。超声波发生装置设置为两套，两套超声波发生装置均匀设置于反应塔200的内壁面。每套超声波发生装置设置有一个超声波发生器410和一个超声波震板420，超声波发生器410设置于反应塔200的内壁，超声波震板420设置于反应塔200内，超声波震板420的两端分别设置于反应塔200的上部和催化床300。超声波发生器410产生的超声波通过超声波震板420传递到催化床300位置。超声波发生装置功率可调，以便根据需要设置合适的频率。需要说明的是，超声波发生装置并不仅仅局限于两套，也可以设置为ー套或者两套以上，如三套或者四套或者五套等，具体数量可根据需要灵活设置。当超声波发生装置的数量为两套以上时，超声波发生装置优选均匀分布于反应塔200的内壁面。超声波是指频率高于20 kHz的声波。当一定强度的超声波通过媒体时，会产生ー系列的物理、化学效应。它主要用来加速降解水中难降解的有毒有机污染物，是ー种高级催化氧化水处理技木。超声波废水处理主要在于超声空化作用产生的局部高温、高压。在超声波作用下，溶液产生空化泡并迅速崩溃，整个过程发生在ns— μ s时间内，从而在空化泡内产生异常的高温(高于5 000 K)和高压(高于50 MPa)。因此，可以对水中污染物直接进行热解作用，另外，在这高温高压环境下产生氧化电位很高的羟基自由基，它可以对许多有机物进行氧化反应，达到降解污染物和去除COD的作用。故，超声波发生装置产生的超声波的能量使得催化床300的催化剂表面点位与气泡強烈相互作用，所产生的超声波能够加速有机污染物分解变成小分子物质，从而利于后续的生化处理或达标排放。通过超声波催化强化对有机污染物进行分解，超声波对非溶解性易挥发有机物分解效果好，但对溶解性难挥发的极性分子有机物分解效果不好。需要说明的是，超声波发生装置并不仅仅局限于本实施例中的震板式，也可以设置为探头式超声波发生装置。本发明的一体化废液处理装置，其工作过程是这样的，废液输入装置100将需要处理的废液输入至所述反应塔200的输入端，微波发生装置、超声波发生装置同时作用于催化床300，废液输送经过反应塔200内的催化床300在催化床300位置经催化、微波处理及超声波一体化处理，处理后的液体从所述排液装置600排出，处理后的废渣经排渣装置700排出。由于该一体化废液处理装置设置有催化床300、微波发生装置、超声波发生装置，把微波技术、超声波技术和催化氧化技术耦合，故废液经过催化床300位置时期中的极性分子会在微波作用下分解，非极性分子会在超声波作用下分解，能够高效处理成分复杂的有机废液，能够有效分解废液中的有机物，处理更彻底，运行费用较低。该一体化废液处理装置在同等体积下废液处理能力大大提高，可減少设备的占地面积。此外，该一体化废液处理装置结构简单，成本低廉，拆卸方便，运行费用低。
该一体化废液处理装置不仅可以处理废液，也可以处理受污染的土壌，只要把土壤放入本一体化废液处理装置，通入适量水或其它液体，即可分解土壌中的污染物。需要说明的是，该一体化废液处理装置可以根据具体需要选择用催化床300、微波发生装置、超声波发生装置中的一种或者两种进行工作。实施例2。ー种一体化废液处理装置，其他结构与实施例I相同，不同之处在于微波发生装置设置于反应塔200上部，微波发生装置均匀分布于反应塔200上部。需要说明的是，微波发生装置不仅仅局限于两套，也可以设置为两套以上或者其他数量。每套微波发生装置设置有一个微波发生器510和一个发射管，发射管设置为波导管520或紫外光管，微波发生器510与发射管连接，微波发生器510设置于反应塔200下部的外壁面，发射管穿设反应塔200位于反应塔200内部。由于微波发生装置设置于反应塔 200上部，这种情况下的发射管需要使用较长规格以便能够置入催化床300。实施例3。ー种一体化废液处理方法，采用上述实施例I或2其中的ー种一体化废液处理装置进行，其具体过程如下废液输入装置100将需要处理的废液输入至所述反应塔200的输入端，微波发生装置、超声波发生装置同时作用于催化床300，废液输送经过反应塔200内的催化床300在催化床300位置经催化、微波处理及超声波一体化处理，处理后的液体从所述排液装置600排出，处理后的废渣经排渣装置700排出。由于该一体化废液处理装置设置有催化床300、微波发生装置、超声波发生装置，把微波技术、超声波技术和催化氧化技术耦合，故废液经过催化床300位置时期中的极性分子会在微波作用下分解，非极性分子会在超声波作用下分解，能够高效处理成分复杂的有机废液，能够有效分解废液中的有机物，处理更彻底，运行费用较低。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管參照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
权利要求
1.ー种一体化废液处理装置，其特征在干 设置有废液输入装置、反应塔、催化床、超声波发生装置、微波发生装置、排液装置及排渣装置； 所述废液输入装置的输出端与所述反应塔的输入端连接，所述排液装置、所述排渣装置分别设置于所述反应塔的上部； 所述催化床设置于所述反应塔内且位于所述反应塔的下部位置，所述微波发生装置设置于所述反应塔的壁面，所述超声波发生装置设置于所述反应塔的壁面，所述微波发生装置、所述超声波发生装置均作用于所述催化床。
2.根据权利要求I所述的一体化废液处理装置，其特征在于所述催化床设置为金属氧化物催化床。
3.根据权利要求2所述的一体化废液处理装置，其特征在于所述反应塔的下部设置为锥形结构。
4.根据权利要求I所述的一体化废液处理装置，其特征在于所述微波发生装置设置为两套以上，所述微波发生装置均匀分布于所述反应塔下部； 每套所述微波发生装置设置有一个微波发生器和一个波导管，所述微波发生器与所述波导管连接，所述微波发生器设置于所述反应塔下部的外壁面，所述波导管穿设所述反应塔位于所述反应塔内部。
5.根据权利要求I所述的一体化废液处理装置，其特征在于所述微波发生装置设置为两套以上，所述微波发生装置均匀分布于所述反应塔上部； 每套所述微波发生装置设置有一个微波发生器和一个发射管，所述发射管设置为波导管或紫外光管，所述微波发生器与所述发射管连接，所述微波发生器设置于所述反应塔下部的外壁面，所述发射管穿设所述反应塔位于所述反应塔内部。
6.根据权利要求4或5所述的一体化废液处理装置，其特征在于所述微波发生装置的频率为2450MHZ或者915MHZ。
7.根据权利要求I所述的一体化废液处理装置，其特征在于所述超声波发生装置设置有超声波发生器和超声波震板，所述超声波发生器设置于所述反应塔的内壁所述超声波震板设置于所述反应塔内，所述超声波震板的两端分别设置于所述反应塔的上部和所述催化床。
8.根据权利要求7所述的一体化废液处理装置，其特征在于所述超声波发生装置设置为两至五套，所述超声波发生装置均匀分布于所述反应塔的内壁面。
9.根据权利要求I所述的一体化废液处理装置，其特征在于还设置有催化剂补给装置，所述催化剂补给装置的输出端与所述反应塔的输入端连接。
10.ー种一体化废液处理方法，采用如权利要求I至9中任意一项所述的一体化废液处理装置进行，其特征在于废液输入装置将需要处理的废液输入至所述反应塔的输入端，所述微波发生装置、所述超声波发生装置同时作用于所述催化床，所述废液输送经过所述反应塔内的催化床在催化床位置经催化、微波处理及超声波一体化处理，处理后的液体从所述排液装置排出，处理后的废渣从所述排渣装置排出。
全文摘要
一种废液气浮净化设备及一体化废液处理方法，设备设置有废液输入装置、反应塔、催化床、超声波发生装置、微波发生装置、排液装置及排渣装置；废液输入装置的输出端与反应塔的输入端连接，催化床设置于反应塔内的下部位置，微波发生装置设置于反应塔的壁面，超声波发生装置设置于反应塔的壁面，微波发生装置、超声波发生装置均作用于所述催化床。废液输送经过反应塔内的催化床在催化床位置经催化、微波处理及超声波一体化处理后排出。本发明能够有效分解废液中的有机物，处理更彻底，还具有结构简单、操作简便、运行费用低廉的特点。
文档编号C02F1/72GK102745768SQ20121026580
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者邓杰帆 申请人:邓杰帆