權(quán)利要求

1.工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于：包括水箱、水冷頭、冷凝箱、水泵、真空泵、具有內(nèi)管和外管的冷凝管，所述水箱內(nèi)設(shè)置有將其內(nèi)部空間分隔為進(jìn)液腔和出汽腔的疏水微孔膜，所述水泵、冷凝管的外管、水冷頭、進(jìn)液腔依次連通，所述出汽腔、冷凝管的內(nèi)管、冷凝箱、真空泵依次連通，所述水冷頭和冷凝箱之間設(shè)置有制熱端和制冷端分別對(duì)應(yīng)與水冷頭、冷凝箱導(dǎo)熱連接的半導(dǎo)體制冷器，所述冷凝箱內(nèi)壁上延伸有螺旋上升的螺旋鰭片，所述冷凝箱內(nèi)設(shè)置有底端位于螺旋鰭片的下方的豎直的導(dǎo)管，所述導(dǎo)管的頂端與與真空泵相連通，所述水箱的頂面設(shè)置有與進(jìn)液腔連通的出氣管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于:所述水冷頭外設(shè)置有散熱箱，所述散熱箱內(nèi)設(shè)置有循環(huán)泵和冷卻液，所述水冷頭內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)熱管，所述導(dǎo)熱管的一端與循環(huán)泵相連通，另一端與散熱箱相連通。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于:所述散熱箱的外表面上延伸有散熱鰭片。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于:所述進(jìn)液腔內(nèi)設(shè)置有加熱器，所述進(jìn)液腔、水冷頭內(nèi)均設(shè)置有溫度傳感器，所述水箱上設(shè)置有控制電路板，所述加熱器、溫度傳感器、水泵、半導(dǎo)體制冷器、真空泵均與控制電路板電連接。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于:所述導(dǎo)管的下端朝冷凝箱的側(cè)壁方向延伸有多個(gè)分叉管。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于:所述螺旋鰭片從邊緣到中心向下傾斜設(shè)置。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于:所述水箱在進(jìn)液腔的底部、集水箱底部均連通設(shè)置有排水管。 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于:所述水箱、冷凝管、水冷頭、冷凝箱在裸露的部分均覆蓋設(shè)置有隔熱層。 9.工業(yè)廢水處理方法，應(yīng)用上述權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于，該方法具有以下步驟： 步驟1：?jiǎn)?dòng)水泵，水泵將工業(yè)廢水吸入到水冷頭； 步驟2：?jiǎn)?dòng)半導(dǎo)體制冷器，半導(dǎo)體制冷器加熱水冷頭內(nèi)的工業(yè)廢水； 步驟3：水冷頭內(nèi)的工業(yè)廢水進(jìn)入進(jìn)液腔內(nèi)，待進(jìn)液腔裝滿工業(yè)廢水后，堵住出氣孔并關(guān)閉水泵； 步驟4：?jiǎn)?dòng)真空泵，將水蒸氣抽到冷凝箱凝結(jié)變成水。 10.根據(jù)權(quán)利要求9所述工業(yè)廢水處理方法，其特征在于:冷凝管的內(nèi)管中的水蒸氣的移動(dòng)方向和冷凝管的外管中的工業(yè)廢水的移動(dòng)方向相反。

說明書

工業(yè)廢水處理裝置及處理方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，尤其是一種工業(yè)廢水處理裝置及處理方法。

背景技術(shù)

工業(yè)廢水中常含有多種有毒物質(zhì)，直接排放會(huì)污染環(huán)境，對(duì)人類健康有很大危害，因此需要對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行凈化處理。膜蒸餾是近年來出現(xiàn)的一種新的膜分離工藝。它是使用疏水的微孔膜對(duì)含非揮發(fā)溶質(zhì)的水溶液進(jìn)行分離的一種膜技術(shù)。由于水的表面張力作用，常壓下液態(tài)水不能透過膜的微孔,而水蒸氣則可以。當(dāng)膜兩側(cè)存在一定的溫差時(shí),由于蒸汽壓的不同,水蒸氣分子透過微孔則在另一側(cè)冷凝下來，使溶液逐步濃縮。在該過程中無需把溶液加熱到沸點(diǎn)，只要膜兩側(cè)維持適當(dāng)?shù)臏夭睿撨^程就可以進(jìn)行。

但現(xiàn)有的膜蒸餾分離工藝使用的設(shè)備的加熱設(shè)備和制冷設(shè)備基本都是相互獨(dú)立的，效率低且導(dǎo)致設(shè)備的體積過大，且在工業(yè)廢水處理過程中產(chǎn)生的熱量不經(jīng)回收直接排出到外界，十分浪費(fèi)電力資源。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有的不足，本發(fā)明提供一種工業(yè)廢水處理裝置及處理方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種工業(yè)廢水處理裝置，包括水箱、水冷頭、冷凝箱、水泵、真空泵、具有內(nèi)管和外管的冷凝管，所述水箱內(nèi)設(shè)置有將其內(nèi)部空間分隔為進(jìn)液腔和出汽腔的疏水微孔膜，所述水泵、冷凝管的外管、水冷頭、進(jìn)液腔依次連通，所述出汽腔、冷凝管的內(nèi)管、冷凝箱、真空泵依次連通，所述水冷頭和冷凝箱之間設(shè)置有制熱端和制冷端分別對(duì)應(yīng)與水冷頭、冷凝箱導(dǎo)熱連接的半導(dǎo)體制冷器，所述冷凝箱內(nèi)壁上延伸有螺旋上升的螺旋鰭片，所述冷凝箱內(nèi)設(shè)置有底端位于螺旋鰭片的下方的豎直的導(dǎo)管，所述導(dǎo)管的頂端與冷凝管的內(nèi)管相連通，所述冷凝箱在螺旋鰭片的上方與真空泵相連通，所述水箱的頂面設(shè)置有與進(jìn)液腔連通的出氣管。

作為優(yōu)選，所述水冷頭外設(shè)置有散熱箱，所述散熱箱內(nèi)設(shè)置有循環(huán)泵和冷卻液，所述水冷頭內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)熱管，所述導(dǎo)熱管的一端與循環(huán)泵相連通，另一端與散熱箱相連通。

作為優(yōu)選，所述散熱箱的外表面上延伸有散熱鰭片。

作為優(yōu)選，所述進(jìn)液腔內(nèi)設(shè)置有加熱器，所述進(jìn)液腔、水冷頭內(nèi)均設(shè)置有溫度傳感器，所述水箱上設(shè)置有控制電路板，所述加熱器、溫度傳感器、水泵、半導(dǎo)體制冷器、真空泵均與控制電路板電連接。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)管的下端朝冷凝箱的側(cè)壁方向延伸有多個(gè)分叉管。

作為優(yōu)選，所述螺旋鰭片從邊緣到中心向下傾斜設(shè)置。

作為優(yōu)選，所述水箱在進(jìn)液腔的底部、集水箱底部均連通設(shè)置有排水管。

作為優(yōu)選，所述水箱、冷凝管、水冷頭、冷凝箱在裸露的部分均覆蓋設(shè)置有隔熱層。

一種工業(yè)廢水處理方法，該方法具有以下步驟：

步驟1：?jiǎn)?dòng)水泵，水泵將工業(yè)廢水吸入到水冷頭；

步驟2：?jiǎn)?dòng)半導(dǎo)體制冷器，半導(dǎo)體制冷器加熱水冷頭內(nèi)的工業(yè)廢水；

步驟3：水冷頭內(nèi)的工業(yè)廢水進(jìn)入進(jìn)液腔內(nèi)，待進(jìn)液腔裝滿工業(yè)廢水后，堵住出氣孔并關(guān)閉水泵；

步驟4：?jiǎn)?dòng)真空泵，將水蒸氣抽到冷凝箱凝結(jié)變成水。

作為優(yōu)選，冷凝管的內(nèi)管中的水蒸氣的移動(dòng)方向和冷凝管的外管中的工業(yè)廢水的移動(dòng)方向相反。

本發(fā)明的有益效果在于：該發(fā)明采用半導(dǎo)體制冷器進(jìn)行制冷和制熱，其制熱效率遠(yuǎn)高于普通的發(fā)熱器，在制熱的同時(shí)進(jìn)行制冷，效率高且設(shè)備的體積小。且半導(dǎo)體制冷器、冷凝管都能將設(shè)備內(nèi)水蒸氣的部分熱量轉(zhuǎn)移到工業(yè)廢水中，完成熱量回收，十分節(jié)省電力資源。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中零部件名稱及序號(hào)：1-水箱11-疏水微孔膜12-進(jìn)液腔121-出氣管122-加熱器123-溫度傳感器124-排水管13-出汽腔14-控制電路板15-隔熱層2-水冷頭21-導(dǎo)熱管3-冷凝箱31-螺旋鰭片32-導(dǎo)管321-分叉管4-水泵5-真空泵6-冷凝管7-半導(dǎo)體制冷器8-散熱箱81-循環(huán)泵82-散熱鰭片。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明，進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外，本發(fā)明中所提到的如：“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“內(nèi)”、“外”、“水平”、“豎直”等方位或位置關(guān)系用語，僅是參考附加圖示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于清楚地描述說明本發(fā)明，而不是指示或暗指裝置或元件必須具有特定的方位，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

術(shù)語中的“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

本發(fā)明實(shí)施例如圖1中所示，一種工業(yè)廢水處理裝置及處理方法，包括水箱1、水冷頭2、冷凝箱3、水泵4、真空泵5、具有內(nèi)管和外管的冷凝管6，水箱1內(nèi)設(shè)置有將其內(nèi)部空間分隔為進(jìn)液腔12和出汽腔13的疏水微孔膜11，水泵4、冷凝管6的外管、水冷頭2、進(jìn)液腔12依次連通，出汽腔13、冷凝管6的內(nèi)管、冷凝箱3、真空泵5依次連通，水冷頭2和冷凝箱3之間設(shè)置有制熱端和制冷端分別對(duì)應(yīng)與水冷頭2、冷凝箱3導(dǎo)熱連接的半導(dǎo)體制冷器7，冷凝箱3內(nèi)壁上延伸有螺旋上升的螺旋鰭片31，冷凝箱3內(nèi)設(shè)置有底端位于螺旋鰭片31的下方的豎直的導(dǎo)管32，導(dǎo)管32的頂端與冷凝管6的內(nèi)管相連通，冷凝箱3在螺旋鰭片31的上方與真空泵5相連通，水箱1的頂面設(shè)置有與進(jìn)液腔12連通的出氣管121。

本實(shí)施例中，疏水微孔膜11為聚丙烯中空纖維超濾膜。

本實(shí)施例中，水冷頭2覆蓋半導(dǎo)體制冷器7的制冷端設(shè)置，冷凝箱3覆蓋半導(dǎo)體制冷器7的制熱端設(shè)置，能增大利用率半導(dǎo)體制冷器7熱傳遞的效率。

本實(shí)施例中，冷凝管6為螺旋冷凝管6，能增加水蒸氣和冷凝管6的接觸時(shí)間和接觸面積，增大熱傳遞效率。

本實(shí)施例中，如圖1中所示，出汽腔13與冷凝管6的內(nèi)管的上端相連通，冷凝箱3與與冷凝管6的內(nèi)管的下端相連通，冷凝管6位于冷凝管6的下方，汽腔內(nèi)的水蒸氣從冷凝管6的內(nèi)管的上端進(jìn)入再從冷凝管6的內(nèi)管的下端離開，可使水蒸氣凝結(jié)的凝結(jié)水向下流動(dòng)進(jìn)入冷凝箱3，防止冷凝水堆積在冷凝管6的內(nèi)管中。

在實(shí)際操作過程中，首先將出氣孔打開，然后再啟動(dòng)水泵4和半導(dǎo)體制冷器7，水泵4使工業(yè)廢水依次通過冷凝管6的外管和水冷頭2后進(jìn)入進(jìn)液腔12，半導(dǎo)體制冷器7的發(fā)熱端發(fā)熱使水冷頭2內(nèi)的工業(yè)廢水溫度升高，此時(shí)進(jìn)液腔12內(nèi)的空氣通過出氣孔排出，待進(jìn)液腔12內(nèi)充滿工業(yè)廢水后將出氣孔封堵。疏水微孔膜11能阻止工業(yè)廢水從進(jìn)液腔12進(jìn)入出汽腔13，工業(yè)廢水形成水蒸氣通過疏水微孔膜11從進(jìn)液腔12進(jìn)入出汽腔13。

進(jìn)一步的，啟動(dòng)真空泵5，真空泵5將冷凝箱3、冷凝管6的內(nèi)管以及出汽腔13內(nèi)的氣體抽出，使出汽腔13內(nèi)的水蒸氣從出汽腔13內(nèi)進(jìn)入冷凝管6的內(nèi)管，可以理解的是，水蒸氣的溫度比水高，所以冷凝管6的內(nèi)管中的水蒸氣溫度高于冷凝管6的外管中的工業(yè)廢水的溫度，水蒸氣的熱量會(huì)向工業(yè)廢水傳遞，能回收一部分的熱量從而節(jié)約電力資源。

進(jìn)一步的，半導(dǎo)體制冷器7的制冷端吸收熱量使冷凝箱3中的熱量向水冷頭2轉(zhuǎn)移，使冷凝箱3的溫度下降，冷凝管6的內(nèi)管中的水蒸氣通過出氣管121進(jìn)入冷凝箱3的下部，水蒸氣上升并與螺旋鰭片31接觸，水蒸氣遇冷凝結(jié)在螺旋鰭片31上變成液態(tài)水滴落到冷凝箱3內(nèi)?？梢岳斫獾氖?，水蒸氣遇冷變成液態(tài)水會(huì)吸收熱量，半導(dǎo)體制冷器7能將冷凝箱3中的熱量轉(zhuǎn)移到水冷頭2中，即將水蒸氣中的熱量轉(zhuǎn)移到工業(yè)廢水中完成熱量回收，且半導(dǎo)體制冷器7本身會(huì)消耗電能自發(fā)熱，故半導(dǎo)體制冷器7的制熱效率大于1，高于普通的發(fā)熱器，發(fā)熱與制冷同時(shí)工作，極大的節(jié)約了電力資源。

進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖1中所示，水冷頭2外設(shè)置有散熱箱8，散熱箱8內(nèi)設(shè)置有循環(huán)泵81和冷卻液，水冷頭2內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)熱管21，導(dǎo)熱管21的一端與循環(huán)泵81相連通，另一端與散熱箱8相連通，當(dāng)水冷頭2內(nèi)的溫度過高時(shí)，啟動(dòng)循環(huán)泵81，將水冷頭2的熱量轉(zhuǎn)移到散熱箱8內(nèi)進(jìn)行散熱，保證半導(dǎo)體制冷器7的散熱效果，減小對(duì)半導(dǎo)體制冷器7制冷效果的影響。

進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖1中所示，散熱箱8的外表面上延伸有散熱鰭片82，便于散熱性散熱。

進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖1中所示，進(jìn)液腔12內(nèi)設(shè)置有加熱器122，進(jìn)液腔12、水冷頭2內(nèi)均設(shè)置有溫度傳感器123，能更好的監(jiān)測(cè)進(jìn)液腔12、水冷頭2的溫度，水箱1上設(shè)置有控制電路板14，加熱器122、溫度傳感器123、水泵4、半導(dǎo)體制冷器7、真空泵5均與控制電路板14電連接，便于自動(dòng)化控制。

進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖1中所示，導(dǎo)管32的下端朝冷凝箱3的側(cè)壁方向延伸有多個(gè)分叉管321，水蒸氣進(jìn)入導(dǎo)管32并從多個(gè)分叉管321噴出，能使水蒸氣分散開并朝冷凝箱3的側(cè)壁方向移動(dòng)，使水蒸氣從螺旋鰭片31的底部繞著螺旋鰭片31向上移動(dòng)，增加了水蒸氣與螺旋鰭片31的接觸時(shí)間和接觸面積，增大熱傳遞效率。

進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖1中所示，螺旋鰭片31從邊緣到中心向下傾斜設(shè)置，能更好的使水蒸氣繞著螺旋鰭片31向上移動(dòng)。

進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖1中所示，水箱1在進(jìn)液腔12的底部、集水箱1底部均連通設(shè)置有排水管124，便于排出污水或潔凈的水，當(dāng)水箱1內(nèi)的工業(yè)廢水經(jīng)處理后變成濃縮的工業(yè)廢水，能通過集水箱1底部的排水管124進(jìn)行排出，保證設(shè)備能持續(xù)工作。

進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖1中所示，水箱1、冷凝管6、水冷頭2、冷凝箱3在裸露的部分均覆蓋設(shè)置有隔熱層15，能更好的減小設(shè)備與外界的熱交換，節(jié)約電力資源。

一種工業(yè)廢水處理方法，包括以下步驟：

步驟1：?jiǎn)?dòng)水泵4，水泵4將工業(yè)廢水吸入到水冷頭2；

步驟2：?jiǎn)?dòng)半導(dǎo)體制冷器7，半導(dǎo)體制冷器7加熱水冷頭2內(nèi)的工業(yè)廢水；

步驟3：水冷頭2內(nèi)的工業(yè)廢水進(jìn)入進(jìn)液腔12內(nèi)，待進(jìn)液腔12裝滿工業(yè)廢水后，堵住出氣孔并關(guān)閉水泵4；

步驟4：?jiǎn)?dòng)真空泵5，將水蒸氣抽到冷凝箱3凝結(jié)變成水。

一種工業(yè)廢水處理方法，包括：冷凝管6的內(nèi)管中的水蒸氣的移動(dòng)方向和冷凝管6的外管中的工業(yè)廢水的移動(dòng)方向相反。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

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