本技術涉及紙漿造紙用污水處理,尤其是涉及一種紙漿造紙用污水處理裝置。
背景技術:
1、紙漿和造紙工業是一個水資源消耗巨大的行業,在造紙的生產過程中會產生大量的污水,其中含有大量的懸浮物、有機物、無機鹽類、色度及其他污染物,這些污水會對環境造成嚴重污染,為了保護環境和節約水資源,造紙污水處理成為該行業的一個重要環節。特別是廢水中的硬度離子,硬度離子包括鈣離子和鎂離子,它們會隨著污水的重復循環使用,原本污水中含有的溶解性硬度離子濃度會逐漸升高,從而導致水的硬度增加,進而形成結垢問題,影響紙漿造紙污水處理設備的正常運行和污水的再利用。
2、傳統的紙漿造紙污水處理硬度離子技術主要包括化學處理法和離子交換法,化學處理法是通過投加化學藥劑,使污水中的硬度離子與化學試發生化學反應,硬度離子以沉淀物的形式從污水中被去除;一種離子交換法是利用離子交換樹脂,通過交換反應將水中的硬度離子替換為鈉離子,從而降低水的硬度。
3、然而在實際的應用中,由于污水中所含的各個成分原本就是分布不均勻的,因此硬度離子的濃度在污水中的含量是會有較大波動,某一部分硬度離子的濃度很高,另一部分硬度離子的濃度又很低,這就導致某些區域的藥劑消耗過快,而其他區域的藥劑過剩或不足。在這種情況下即使在攪拌了足夠的時間后,化學反應依舊是不完全的,從而導致在實際應用中難以維持穩定的處理效果,直接影響到廢水軟化的效率和質量,進而影響到整個污水處理系統的穩定運行和經濟性。
技術實現思路
1、本技術提供一種紙漿造紙用污水處理裝置,該污水處理裝置無需額外驅動源即可實現以沉淀物形式去除硬度離子,并且沉淀物能夠自動脫水排出,有效地降低了污水硬度和降低了操作的復雜程度。
2、本技術提供的一種紙漿造紙用污水處理裝置采用如下的技術方案:
3、一種紙漿造紙用污水處理裝置,包括:
4、罐體,所述罐體包括外罐和內罐,所述外罐一端設置有注水管,所述注水管依次穿過所述外罐與所述內罐,并且所述注水管與所述內罐連通,所述內罐遠離所述注水管的一端設置有出渣口;
5、動能組件,所述動能組件包括轉軸、渦扇和發電機,所述轉軸轉動設置在所述內罐上,所述渦扇固設在所述轉軸上,所述渦扇的扇葉正對所述注水管的管口,所述發電機固設在所述外罐上,所述發電機輸入端與所述轉軸一端固定連接,所述注水管注入的污水能夠帶動所述渦扇轉動,從而使所述發電機產生直流電;
6、電磁加熱組件,所述電磁加熱組件包括正極線圈和負極線圈,所述正極線圈一端與所述發電機正極電連接,所述正極線圈螺旋繞設在所述內罐上,所述正極線圈另一端設置有正極模塊,所述正極模塊嵌設在所述內罐遠離所述注水管的一端,所述負極線圈一端與所述發電機負極電連接,所述負極線圈的另一端設置有負極模塊,所述負極模塊嵌設在所述內罐上,所述負極模塊位于所述負極模塊的上方。
7、通過采用上述技術方案,利用污水自身的動能驅動轉軸轉動,進而帶動發電機產生直流電,發電機產生的直流電通過繞設在內罐上的正極線圈會產生焦耳熱,以此能夠對罐體內的污水進行加熱,以促進污水中硬度離子與化學試劑的沉淀反應;同時通過負極線圈電連接到負極模塊上,負極模塊會吸引污水中的硬度離子,從而減緩硬度離子在污水中的游離速度,以此進一步促進硬度離子與化學試劑接觸反應,保證化學試劑能夠充分與硬度離子反應,提高硬度離子的去除效率。此外,當直流電流經正極線圈和負極線圈時,在其周圍會存在電磁場,電磁場能夠促進了鈣離子和碳酸根離子的接觸機會,加快硬度離子與碳酸根離子的結晶沉淀的速度。與之同時,在電磁場的影響下,離子周圍的水分子排列會發生變化,改變離子的水合狀態,這樣以來,硬度離子和碳酸根離子在水中的物理化學性質也會發生改變使其不易結合形成穩定的晶體。晶體成核的過程會被擾亂。即使鈣離子和碳酸根離子接觸,它們也不容易形成穩定的成核中心。成核中心是晶體生長的初始點,電磁場通過改變離子運動和排列,干擾成核中心的形成。如此一來,即使形成了晶體,這些晶體通常為松散的文石結構,而不是致密的方解石結構。文石結構的晶體較為松散,不容易附著在管道和設備表面,從而減少結垢的產生。
8、可選的,還包括攪拌組件,所述攪拌組件包括攪拌件和擾流板,所述攪拌件與所述擾流板均固設在所述轉軸上,并且所述攪拌件位于所述渦扇下方,所述擾流板位于所述攪拌件下方,所述擾流板上固設有螺旋狀的阻流條,所述阻流條的旋向與所述轉軸的轉向相反,所述阻流條設置有多組,并且所述阻流條沿所述轉軸呈圓周分布,所述擾流板上還開設有若干組排水孔。
9、通過采用上述技術方案,當摻雜有化學試劑的污水沿內罐內壁旋轉向下運動時,污水接觸到擾流板,由于擾流板上設置的阻流條的旋向與污水的流向相反,污水在與擾流板相接處的位置會被減速,并且還會出現與污水原有流向相反的湍流,以此再配合攪拌件的攪拌,能夠使污水中的碳酸鈉與硬度離子進一步充分反應,提高硬度離子的去除效率,并且在攪拌件的攪拌作用下,不僅能使污水均勻受熱,避免局部過熱或加熱不均的問題,還能防止沉淀物聚集成垢,從而提高污水軟化的處理效果。
10、可選的,還包括壓濾組件,?所述壓濾組件包括外集水管、內篩管、擠壓輥和傳動件,所述外集水管穿設在所述外罐上,所述外集水管與所述外罐連通,所述內篩管同軸固設在所述外集水管內,所述內篩管一端伸入所述外罐,所述內篩管另一端設置有出料口,所述內篩管伸入所述外罐的一端通過出所述渣口與所述內罐連通,所述擠壓輥同軸轉動設置在所述內篩管內,所述傳動件設置在所述擠壓輥的一端,所述擠壓輥通過所述傳動件與所述轉軸傳動連接,所述擠壓輥與所述內篩管配合能夠對產生的沉淀物進行壓濾。
11、通過采用上述技術方案,利用渦扇帶動轉軸轉動,再通過傳動件帶動壓濾組件中的擠壓輥轉動,擠壓輥與內篩管相互配合,可以實現污水中的固體沉淀物與液體的分離,以此不僅可以大大減輕后續處理工序的負擔,提高整個處理系統的運行效率,還使壓濾后收集的固體沉淀物可以進一步處理和回收利用,實現資源的循環利用,符合可持續發展的理念;此外,無需額外的驅動源來驅動擠壓輥轉動,降低了生產成本,提高了能源使用效率。
12、可選的,所述擠壓輥設置為帶有一定錐度的圓柱狀,所述擠壓輥上固設有螺旋擠壓部,并且所述螺旋擠壓部的螺距沿所述擠壓輥軸線向遠離所述內罐的方向逐漸減小。
13、通過采用上述技術方案,擠壓輥的錐度設計和螺旋擠壓部的螺距變化使得壓濾過程中,擠壓力逐漸增加,從而更加充分地壓濾污水中的沉淀物,提高壓濾效果和效率;螺旋擠壓部的螺旋設計有助于在壓濾過程中將沉淀物順暢地排出,減少設備堵塞的風險,保證設備的穩定運行。
14、可選的,所述傳動件包括主動錐齒輪和從動錐齒輪,所述擠壓輥一端固設有轉動軸,所述轉動軸依次穿過所述內篩管與所述外罐,并且所述轉動軸與所述內篩管和所述外罐均為轉動連接,所述主動錐齒輪固設在所述轉軸遠離所述注水管的一端,所述從動錐齒輪固設在所述轉動軸上,所述主動錐齒輪與所述從動錐齒輪嚙合。
15、通過采用上述技術方案,傳動件采用錐齒輪組的傳動設計,確保了動能組件產生的動能能夠高效穩定地傳遞給擠壓輥,提升設備的傳動效率和可靠性,減少能量損失,并且齒輪傳動具有較高的機械強度和耐磨性,可以在高負荷下長期穩定運行,延長設備使用壽命。
16、可選的,所述內罐遠離所述注水管一端設置為漏斗狀,并且所述內罐遠離所述注水管一端的側壁上開設有若干組濾孔。
17、通過采用上述技術方案,內罐尾部漏斗狀設計有助于將沉淀物集中到內罐底部,便于后續的壓濾和排渣處理,減少了污水處理過程中沉淀物的分散,提高處理效率。濾孔的設置能夠將初步過濾污水,減少沉淀物的含水量,從而提高后續沉淀物的壓濾效果。
18、可選的,所述轉動軸上設置有慣性輪,所述慣性輪與所述轉軸固定連接,所述慣性輪位于所述從動錐齒輪背離所述內篩管的一側;當所述注水管停止注水,所述轉軸無法帶動所述擠壓輥轉動時,所述慣性輪能夠因自身慣性會繼續帶動所述擠壓輥轉動。
19、通過采用上述技術方案,慣性輪利用自身慣性,在注水停止后仍能帶動擠壓輥繼續轉動一段時間,確保設備在污水流動停止的瞬間不會立即停止運轉,避免因瞬時停機帶來的設備損壞或運行不穩定,并且能夠將處于內篩管中的沉淀物能排出,避免沉淀物未能及時排出而堵塞住內篩管,從而影響后續使用。
20、可選的,所述注水管上設置有自動加料組件,所述自動加料組件包括活塞管、加料活塞管和加料管,所述活塞管一端傾斜并固設于所述注水管上,所述活塞管與所述注水管連通,所述加料活塞管滑動設置在所述活塞筒內,所述加料活塞管靠近所述注水管的一端閉合,所述加料活塞管靠近閉合一端的側壁上開設有出料孔;所述加料管插接入所述活塞管遠離所述注水管的一端,并且所述加料管伸入所述活塞管內的一端與所述加料活塞管滑動連接,所述加料活塞管內壁上同軸固設有封堵件,所述加料管伸入所述活塞管的端部固設有抵接環,所述封堵件伸入所述加料管,所述封堵件能夠與所述抵接環抵接配合,從而封堵住所述加料管;當所述注水管往所述內罐內注入污水時,所述加料活塞管能夠在所述活塞管內滑移,從而使所述加料活塞管與所述加料管連通。
21、通過采用上述技術方案,自動加料組件能夠在污水處理過程中,利用污水自身的動能推動加料活塞管在活塞管內滑移,從而使加料活塞管與加料管連通,以此實現自動加料,不僅可以確保加料過程的精確控制,避免過量或不足的加料情況發生,提升加料均勻性和處理效果,還減少了人工操作,提高了系統的自動化水平和處理效率,降低了操作成本。
22、可選的,所述注水管內壁上固設有密封部,所述加料活塞管閉合端能夠與所述密封部抵接,所述注水管的軸線與所述內罐側壁相切,從所述注水管注入的污水能夠沿所述內罐內壁旋轉向下運動。
23、通過采用上述技術方案,注水管軸線與內罐側壁相切設計,使得污水在內罐內壁沿螺旋方向旋轉向下運動,有助于污水和加料物料的充分混合,提高處理效果。密封部的設置能確保污水自身的動能可以完全作用到加料活塞管上,以此保證自動加料的順利實施。
24、可選的,所述自動加料組件還包括復位彈簧,所述復位彈簧套設在所述加料管上,所述復位彈簧一端與所述加料活塞管遠離所述注水管的一端固定連接,所述復位彈簧另一端與所述活塞管內壁固定連接。
25、通過采用上述技術方案,復位彈簧的設置確保加料活塞管在加料完成后能夠自動復位,避免因人工干預帶來的操作不便和效率降低,提升設備的自動化水平,同時,復位彈簧的設置也減少了加料活塞管卡頓或堵塞的可能性,保證了自動加料過程的順暢,提高了設備的運行可靠性和使用壽命。
26、綜上所述,本技術包括以下至少一種有益技術效果:
27、1.通過采用上述技術方案,利用污水自身的動能驅動轉軸轉動,進而帶動發電機產生直流電,發電機產生的直流電通過繞設在內罐上的正極線圈會產生焦耳熱,以此能夠對罐體內的污水進行加熱,以促進污水中硬度離子與化學試劑的沉淀反應;同時通過負極線圈電連接到負極模塊上,負極模塊會吸引污水中的硬度離子,從而減緩硬度離子在污水中的游離速度,以此進一步促進硬度離子與化學試劑接觸反應,保證化學試劑能夠充分與硬度離子反應,提高硬度離子的去除效率。此外,當直流電流經正極線圈和負極線圈時,在其周圍會存在電磁場,電磁場能夠促進了鈣離子和碳酸根離子的接觸機會,加快硬度離子與碳酸根離子的結晶沉淀的速度。與之同時,在電磁場的影響下,離子周圍的水分子排列會發生變化,改變離子的水合狀態,這樣以來,硬度離子和碳酸根離子在水中的物理化學性質也會發生改變使其不易結合形成穩定的晶體。晶體成核的過程會被擾亂。即使鈣離子和碳酸根離子接觸,它們也不容易形成穩定的成核中心。成核中心是晶體生長的初始點,電磁場通過改變離子運動和排列,干擾成核中心的形成。如此一來,即使形成了晶體,這些晶體通常為松散的文石結構,而不是致密的方解石結構。文石結構的晶體較為松散,不容易附著在管道和設備表面,從而減少結垢的產生;
28、2.通過采用上述技術方案,當摻雜有化學試劑的污水沿內罐內壁旋轉向下運動時,污水接觸到擾流板,由于擾流板上設置的阻流條的旋向與污水的流向相反,污水在與擾流板相接處的位置會被減速,并且還會出現與污水原有流向相反的湍流,以此再配合攪拌件的攪拌,能夠使污水中的碳酸鈉與硬度離子進一步充分反應,提高硬度離子的去除效率,并且在攪拌件的攪拌作用下,不僅能使污水均勻受熱,避免局部過熱或加熱不均的問題,還能防止沉淀物聚集成垢,從而提高污水軟化的處理效果;
29、3.通過采用上述技術方案,利用渦扇帶動轉軸轉動,再通過傳動件帶動壓濾組件中的擠壓輥轉動,擠壓輥與內篩管相互配合,可以實現污水中的固體沉淀物與液體的分離,以此不僅可以大大減輕后續處理工序的負擔,提高整個處理系統的運行效率,還使壓濾后收集的固體沉淀物可以進一步處理和回收利用,實現資源的循環利用,符合可持續發展的理念;此外,無需額外的驅動源來驅動擠壓輥轉動,降低了生產成本,提高了能源使用效率;
30、4.擠壓輥的錐度設計和螺旋擠壓部的螺距變化使得壓濾過程中,擠壓力逐漸增加,從而更加充分地壓濾污水中的沉淀物,提高壓濾效果和效率;螺旋擠壓部的螺旋設計有助于在壓濾過程中將沉淀物順暢地排出,減少設備堵塞的風險,保證設備的穩定運行;
31、5.?通過采用上述技術方案,慣性輪利用自身慣性,在注水停止后仍能帶動擠壓輥繼續轉動一段時間,確保設備在污水流動停止的瞬間不會立即停止運轉,避免因瞬時停機帶來的設備損壞或運行不穩定,并且能夠將處于內篩管中的沉淀物能排出,避免沉淀物未能及時排出而堵塞住內篩管,從而影響后續使用;
32、6.?通過采用上述技術方案,自動加料組件能夠在污水處理過程中,利用污水自身的動能推動加料活塞管在活塞管內滑移,從而使加料活塞管與加料管連通,以此實現自動加料,不僅可以確保加料過程的精確控制,避免過量或不足的加料情況發生,提升加料均勻性和處理效果,還減少了人工操作,提高了系統的自動化水平和處理效率,降低了操作成本。