一种污水多重净化处理系统及方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种污水多重净化处理系统及方法。

背景技术

在对一些含有较多溶质的污水进行净化处理时，会采用蒸发处理工艺，其利用污水蒸发装置可以将污水中的部分溶剂转变为蒸气状态，以提高溶液中溶质的浓度或使溶质成固体析出，这样就可以将污水中的一些有害成分予以排除。现有的污水蒸发装置，主要是在蒸发罐内设置有换热管，在换热管中循环通入流动的热气流或液体等换热介质，使得污水可以通过换热管与换热介质进行换热升温，促使污水中的液体蒸发形成蒸汽，产生的蒸汽再排入气体处理装置进行处理。这样的污水蒸发装置在使用时，由于需要依靠换热管进行换热，而换热管在与污水接触的过程中，其表面容易结垢，导致换热效率大为下降，并且由于污水蒸发的速度受制于污水与空气的接触面积，常规的对污水进行加热，污水与空气的接触面只能是最高处的液面，由此导致污水的蒸发速度也进一步受限。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在换热管容易由于结垢导致换热效率下降、污水与空气的接触面积有限的缺点，而提出的一种污水多重净化处理系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种污水多重净化处理系统，包括初步过滤装置、蒸发装置，所述初步过滤装置的出液端与蒸发装置的进液端连通，所述蒸发装置的出气端连接有气体处理装置；

所述蒸发装置包括蒸发罐，所述蒸发罐内设置有蒸发器，所述蒸发器连通有热风供应装置，所述蒸发器包括两个连通管，两个所述连通管分别与热风供应装置的出风口和进风口连接，两个所述连通管之间通过若干个蒸发模组连通；

所述蒸发模组包括换热管，所述换热管两端分别与两个连通管连通，所述换热管上同轴套设有一个套筒，所述套筒通过支架固定在蒸发罐上，所述套筒内的换热管上同轴套设有一个螺旋叶片，所述螺旋叶片同轴可转动连接在换热管上，所述换热管上设置有与螺旋叶片传动连接的驱动机构，所述换热管顶端同轴固定有一个集水器，所述集水器下方设置有均布盘，所述均布盘通过支架固定在蒸发罐上，所述均布盘下方设置有网筛，所述网筛连接有振动组件。

优选的，所述驱动机构包括转轴，所述转轴同轴可转动安装在换热管内，所述转轴上固定有若干个磁吸体，所述螺旋叶片由铁磁性材料制成，所述螺旋叶片与磁吸体相互吸引，所述换热管由非金属材料制成。

优选的，所述换热管的厚度控制在2毫米以内，所述换热管为PVC管。

优选的，所述振动组件包括中轴，所述中轴设置在均布盘上方，所述中轴上可转动安装有一根平衡杆，所述平衡杆靠近集水器一端固定安装有一个储水盒，所述平衡杆另一端固定有一个配重块，所述中轴与配重块之间的平衡杆下方设置一个挡块，所述挡块固定在支架上，所述配重块的质量大于储水盒的质量；所述网筛处设置有一个框架，所述网筛设置在框架内，所述网筛两端通过若干根振动弦连接在框架上，所述配重块通过柔性绳组与若干根振动弦连接。

优选的，所述振动弦为钢丝弦。

优选的，所述柔性绳组包括一根主绳、若干根副绳，所述主绳一端固定连接在配重块上，所述主绳另一端固定有若干根副绳，所述副绳还分别与一根振动弦连接。

优选的，所述热风供应装置包括集热器、保温水箱，所述集热器与保温水箱连接，所述保温水箱的进水口和出水口分别通过一条循环管路与两根连通管一一对应连接，任意一条所述循环管路上设置有一个循环泵。

优选的，还包括清洗模块，所述清洗模块用于对蒸发罐内部进行清洗；所述清洗模块包括若干个喷头，所述均布盘和网筛上方均设置有若干个喷头，所述喷头均连接在清洗液供应装置上。

本发明还提供了一种污水多重净化处理方法，包括如下步骤：

S1、将污水输入至初步过滤装置内，利用初步过滤装置将污水中的漂浮物和油污进行去除，去除完成后静置初步过滤装置中经过处理后的污水20—30分钟；

S2、然后将初步过滤装置中静置后污水中的上层液体抽出并输入至蒸发罐内，直至蒸发罐内的液面高度超过套筒底端且处于网筛下方时，此时停止输入；

S3、检查热风供应装置内的保温水箱内的换热介质温度，当换热介质温度大于40摄氏度时，此时启动循环泵，循环泵将空气送入至保温水箱内与换热介质进行换热，换热后的空气再通过循环管路输入至一根连通管中，再经由一根连通管同步输入蒸发模组中，使得蒸发模组可以蒸发液体，当温度小于40摄氏度时，则停止循环泵；

与此同时需启动气体处理装置对蒸发罐内排出的气体进行无害化处理；

S4、当蒸发罐内的残余液体液面高度低于套筒底端所处高度时，此时将蒸发罐内残余液体排出，随后再重复步骤S2；

S5、待初步过滤装置中的上层液体完全抽出后，对初步过滤装置内部进行清掏，并同步启动清洗模块对蒸发罐内部进行清洗。

本发明提出的一种污水多重净化处理系统，有益效果在于：通过设置有初步过滤装置和蒸发装置，可以对污水进行初步过滤后，将污水中的漂浮物和油污除去后，再进行蒸发处理，使得污水最后浓缩成小体积的浓缩液，后续处理更为方便；且蒸发装置中的蒸发模组利用换热管中流动的热气流作为动力，配合磁力传动来驱动螺旋叶片自转，从而将液体自动地向上自动提升，在提升的过程中进行自动换热升温，最后再经由均布盘和网筛分散成小液滴下落，扩大了污水与空气的接触面积，蒸发速度更快，并且旋转的螺旋叶片还可以不断地对换热管表面进行刮擦，避免了换热管表面污垢的积累。

附图说明

图1为本发明提出的一种污水多重净化处理系统的总体结构示意图；

图2为本发明提出的一种污水多重净化处理系统的蒸发装置结构示意图；

图3为本发明提出的一种污水多重净化处理系统的蒸发器结构示意图一；

图4为本发明提出的一种污水多重净化处理系统的蒸发器结构示意图二；

图5为本发明提出的一种污水多重净化处理系统的蒸发模组结构示意图；

图6为本发明提出的一种污水多重净化处理系统的换热管内部结构示意图；

图7为本发明提出的一种污水多重净化处理系统的螺旋叶片结构示意图；

图8为本发明提出的一种污水多重净化处理系统的振动组件结构示意图；

图9为本发明提出的一种污水多重净化处理系统的振动组件状态变化示意图。

图中：1、初步过滤装置；2、蒸发罐；3、热风供应装置；4、气体处理装置；5、蒸发器；51、换热管；52、套筒；53、集水器；54、螺旋叶片；55、转环；56、转轴；57、涡轮；58、磁吸体；59、支架；510、中轴；511、平衡杆；512、储水盒；513、配重块；514、挡块；515、均布盘；516、网筛；517、框架；518、振动弦；519、柔性绳组；520、连通管；6、进液管；7、出液管；8、出风管；9、循环泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

参照图1-7，一种污水多重净化处理系统，包括初步过滤装置1、蒸发装置，初步过滤装置1的出液端与蒸发装置的进液端连通，蒸发装置的出气端连接有气体处理装置4。

蒸发装置包括蒸发罐2，蒸发罐2内设置有蒸发器5，蒸发器5连通有热风供应装置3，蒸发器5包括两个连通管520，两个连通管520分别与热风供应装置3的出风口和进风口连接，两个连通管520之间通过若干个蒸发模组连通；蒸发罐2顶部设置有出风管8，出风管8与气体处理装置4连接，蒸发罐2上部设置有进液管6，进液管6与初步过滤装置1连接，蒸发罐2下部设置有出液管7，出液管7上安装有控制阀。蒸发罐2内壁上设置有防粘涂层，防粘涂层用于防止污垢的积累。连通管520包括主管、副管，主管与若干个换热管51连通，主管上还设置有一根副管。

蒸发模组包括换热管51，换热管51两端分别与两个连通管520，换热管51上同轴套设有一个套筒52，套筒52通过支架59固定在蒸发罐2上，套筒52内的换热管51上同轴套设有一个螺旋叶片54，螺旋叶片54同轴可转动连接在换热管51上，螺旋叶片54顶端伸出至套筒52外，螺旋叶片54顶端固定安装有一个转环55，转换同轴可转动安装在换热管51上，换热管51上设置有与螺旋叶片54传动连接的驱动机构，驱动机构用于驱动螺旋叶片54自转，换热管51顶端同轴固定有一个集水器53，集水器53下方设置有均布盘515，均布盘515通过支架59固定在蒸发罐2上，均布盘515下方设置有网筛516，网筛516连接有振动组件；均布盘515利用其底部的多个通孔来将液体均匀的滴落在网筛516上，使得网筛516可以进一步将液体振散呈小液滴。通过设置有螺旋叶片54，一方面可以利用旋转的螺旋叶片54将液体提升至高处，在液体提升的过程中，实现液体与换热管51内热风的快速换热，实现液体的快速均匀加热，并配合有均布盘515和网筛516将升温后的液体振散成小液滴再下落，大为加速了液体中的水分的蒸发。另一方面，旋转的螺旋叶片54可以将换热管51外壁上附着的污垢刮掉，从而保证换热管51外壁始终保持干净，使得液体可以更为高效的与换热管51进行换热。

驱动机构包括转轴56、磁吸体58、涡轮57，转轴56同轴可转动安装在换热管51内，转轴56上固定有若干个磁吸体58，螺旋叶片54由铁磁性材料制成，螺旋叶片54与磁吸体58相互吸引，换热管51由非金属材料制成。该驱动机构利用换热管51内流动的热空气作为动力来吹动涡轮57，进而利用旋转的涡轮57来带动转轴56转动，以利用转轴56上的磁吸体58与螺旋叶片54之间的磁吸力来实现螺旋叶片54的驱动，这样可以避免增加动力元件，简化结构。

换热管51的厚度控制在2毫米以内，换热管51为PVC管。换热管51不能采用可以隔绝磁力的金属材料制成，因此采用PVC管，虽然PVC管导热能力较差，但是将厚度控制的较薄，使得其仍然较快的传递热量，且更为耐腐蚀。

热风供应装置3包括集热器、保温水箱，集热器与保温水箱连接，保温水箱的进水口和出水口分别通过一条循环管路与两根连通管520一一对应连接，任意一条循环管路上设置有一个循环泵9。该热风供应装置3的结构与平板式太阳能热水器相同，只不过其进水口和出水口中通入的不是水，而是循环泵9输入的空气，利用空气与保温水箱内的导热介质进行换热，从而产生热风，这样的热风供应装置3利用太阳光产生的热量进行制热，更为环保节能，保温水箱中通入的导热介质可以空气或导热液等多种流体。

还包括清洗模块，清洗模块用于对蒸发罐2内部进行清洗；清洗模块包括若干个喷头，均布盘515和网筛516上方均设置有若干个喷头，喷头均连接在清洗液供应装置上。定期的利用喷头喷出的清洗液对均布盘515和网筛516进行清洁，避免两者被污垢堵塞。

实施例2

参照图8-9，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于，振动组件包括中轴510，中轴510设置在均布盘515上方，中轴510上可转动安装有一根平衡杆511，平衡杆511靠近集水器53一端固定安装有一个储水盒512，平衡杆511另一端固定有一个配重块513，中轴510与配重块513之间的平衡杆511下方设置一个挡块514，挡块514固定在支架59上，配重块513的质量大于储水盒512的质量；网筛516处设置有一个框架517，网筛516设置在框架517内，网筛516两端通过若干根振动弦518连接在框架517上，配重块513通过柔性绳组519与若干根振动弦518连接。如附图7所示，框架517呈C字形，网筛516的两端对框架517的两个侧臂一一对应，且之间通过振动弦518连接，使得整个网筛516处于不稳定状，更容易产生振动。振动弦518为钢丝弦。柔性绳组519包括一根主绳、若干根副绳，主绳一端固定连接在配重块513上，主绳另一端固定有若干根副绳，副绳还分别与一根振动弦518连接。柔性绳组519在平衡杆511水平时，处于松弛状态，使得柔性绳组519不会拉拽配重块513。在平衡杆511向上摆动的过程，逐渐处于绷紧状态。

本发明还提供了一种污水多重净化处理方法，其具体方法如下：

S1、将污水输入至初步过滤装置1内，利用初步过滤装置1将污水中的漂浮物和油污进行去除，去除完成后静置初步过滤装置中经过处理后的污水20—30分钟；初步过滤装置1中设置有过滤器和除油器，将漂浮物和油污去除更有利于后续蒸发。将处理后的污水静置处理，可以使得污水中的一部分杂质沉淀至底层；

S2、然后将初步过滤装置1中静置后污水中的上层液体抽出并输入至蒸发罐2内，直至蒸发罐2内的液面高度超过套筒52底端且处于网筛516下方时，此时停止输入；

S3、检查热风供应装置3内的保温水箱内的换热介质温度，当换热介质温度大于40摄氏度时，此时启动循环泵9，循环泵9将空气送入至保温水箱内与换热介质进行换热，换热后的空气再通过循环管路输入至一根连通管520中，再经由连通管520同步输入蒸发模组中，使得蒸发模组可以蒸发液体，当温度小于40摄氏度时，则停止循环泵9；热风在换热管51内流动时，换热管51内的旋转轴56上的涡轮57在气流作用下带动旋转轴56自转，自转的旋转轴56上的多个磁吸体58同步自转，磁吸体58进而带动与之吸引的螺旋叶片54自转，自转的螺旋叶片54会将蒸发罐2内的液体沿着套筒52向上推动，液体在向上流动的过程中，会与套筒52内的换热管51表面接触，进而与换热管51内的热气流进行换热，实现升温；升温后的液体从套筒52顶部流出，随后流入至套筒52上部设置的集水器53，最后通过集水器53聚集流入至下方的储水盒512内，当储水盒512内积累的液体越来越多，储水盒512总体质量逐渐增大，直至储水盒512总体质量大于配重块513的质量时，此时平衡杆511靠近集水器53一端向下偏转，使得储水盒512向下偏，从而将储水盒512内的液体倒入至均布盘515中，均布盘515底部设置有若干出水孔将液体呈点滴状均匀的洒在网筛516上；与此同时由于平衡杆511远离集水器53一端向上偏转，使得配重块513上移，配重块513上移过程中逐渐拉紧柔性绳组519，待储水盒512内的液体倒出大部分后，此时储水盒512总体质量减少，平衡杆511复位，进而使得柔性绳组519被松弛，这样会使得柔性绳组519会突然向上拉动振动弦518然后松开，使得多根振动弦518同步产生振动，振动的振动弦518会带动网筛516整体产生振动，从而将落入至网筛516中的液体进一步振散成小液滴，从而加速液体中水分的蒸发；

与此同时需启动气体处理装置4对蒸发罐2内排出的气体进行无害化处理；

S4、当蒸发罐2内的残余液体液面高度低于套筒52底端所处高度时，此时将蒸发罐2内残余液体排出，随后再重复步骤S2；

S5、待初步过滤装置1中的上层液体完全抽出后，对初步过滤装置1内部进行清掏，并同步启动清洗模块对蒸发罐2内部进行清洗。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。