公布日：2024.05.28

申請日：2024.04.23

分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F103/36(2006.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N;C02F7/00(2006.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N

摘要

本發明涉及2-甲基呋喃生產技術領域，特別是2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備及處理方法，包括，處理集箱，處理集箱的內壁上沿水平方向陣列固設有多個豎直隔板，豎直隔板將處理集箱的內部從一側向另一側依次分隔為混合腔、曝氣腔、集中處理腔、厭氧腔、有氧腔和紫外殺菌腔，集中處理腔的內部沿豎直方向陣列固設有多個橫直隔板，豎直橫板將集中處理腔的內部從上往下依次分隔為第一處理腔、第二處理腔、第三處理腔和集水腔；處理機構，包括設置在第一處理腔中的管式膜分離組、設置在第二處理腔中的分子篩過濾組和設置在第三處理腔中的活性炭過濾組，該污水處理設備可以實現對廢水和廢氣的高效處理，降低處理的能耗，提高處理的效率，實用性好。

權利要求書

1.2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備，其特征在于：包括，處理集箱（100），所述處理集箱（100）的內壁上沿水平方向陣列固設有多個豎直隔板（101），豎直隔板（101）將處理集箱（100）的內部從一側向另一側依次分隔為混合腔（102）、曝氣腔（103）、集中處理腔、厭氧腔（108）、有氧腔（109）和紫外殺菌腔（1010），所述集中處理腔的內部沿豎直方向陣列固設有多個橫直隔板（1011），豎直橫板將集中處理腔的內部從上往下依次分隔為第一處理腔（104）、第二處理腔（105）、第三處理腔（106）和集水腔（107）；處理機構（300），包括設置在第一處理腔（104）中的管式膜分離組（301）、設置在第二處理腔（105）中的分子篩過濾組（302）和設置在第三處理腔（106）中的活性炭過濾組（303）；液體輸送機構（400），包括用于曝氣腔（103）和第一處理腔（104）連通的第一輸送管（401）、用于集水腔（107）和厭氧腔（108）之間連通的第二輸送管（402）和用于厭氧腔（108）和有氧腔（109）連通的第三輸送管（403）；以及，氣體輸送機構（500），包括輸氣總管（501）和設置在分流腔（502b）內部下端位置的曝氣板（502），所述輸氣總管（501）的一端固定連接在曝氣板（502）底面上并與曝氣板（502）內部分流腔（502b）連通，同時輸氣總管（501）的另一端連接在混合腔（102）上端一側的處理集箱（100）上，所述曝氣板（502）的頂面上陣列開設有與分流腔（502b）連通的曝氣孔（502a），所述輸氣總管（501）上固定安裝有氣體壓縮機（501a）；所述混合腔（102）上端的內壁上固設有進液隔板（102b），且進液隔板（102b）的上方形成出液腔（102c），所述進液隔板（102b）上陣列開設有與出液腔（102c）連通的出液孔（102b-1），同時處理集箱（100）的頂面上固設有與出液腔（102c）連通的進液管（102c-1）；所述進液隔板（102b）下方一側的處理集箱（100）上連接有進氣管（102a）；所述混合腔（102）和曝氣腔（103）之間的豎直隔板（101）上端位置開設有氣槽（101a），下端位置開設有第一液槽（101b）；所述第一處理腔（104）下方的橫直隔板（1011）一側開設有輸液孔（1011b），第二處理腔（105）上下方的橫直隔板（1011）間連接有輸水管（1011c），第二處理腔（105）下方的橫直隔板（1011）一側固定連接有向處理集箱（100）外側延伸的出液管（1011d），所述第三處理腔（106）下方的橫直隔板（1011）一側開設有輸水孔（1011a）；所述有氧腔（109）和紫外殺菌腔（1010）之間的豎直隔板（101）上端位置開設有第二液槽（101c），所述紫外殺菌腔（1010）上端一側的處理集箱（100）上連接有出水管（1010a）。

2.如權利要求1所述的2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備，其特征在于：所述第一輸送管（401）的一端延伸至曝氣腔（103）的下端位置，同時第一輸送管（401）的另一端與管式膜分離組（301）的進液端連接，管式膜分離組（301）的出液端與輸液孔（1011b）連接，所述第一輸送管（401）上固定連接有第一泵體（401a），且第一泵體（401a）固定連接在處理集箱（100）頂面上。

3.如權利要求2所述的2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備，其特征在于：所述第二輸送管（402）的一端延伸至集水腔（107）下端位置，同時第二輸送管（402）的另一端延伸至厭氧腔（108）下端位置，所述第二輸送管（402）上固定連接有第二泵體（402a），且第二泵體（402a）固定連接在處理集箱（100）頂面上，所述第二泵體（402a）輸出端一側的第二輸送管（402）上固定連接有第二電磁閥（402b）；所述第三輸送管（403）的兩端均連接在處理集箱（100）頂面上，且第三輸送管（403）上固定連接有第三電磁閥（403a）。

4.如權利要求2或3所述的2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備，其特征在于：所述第二處理腔（105）一側的處理集箱（100）上開設有凸形貫穿槽（1011f），且凸形貫穿槽（1011f）中通過螺栓固定連接有出氣板（504），靠近第二處理腔（105）一側的出氣板（504）上陣列開設有與內部出氣腔（504a）連通的出氣孔（504b），同時出氣板（504）的另一側面中部固定連接有與出氣腔（504a）連通的輸氣支管（503）；所述輸氣支管（503）的另一端與輸氣總管（501）連接，所述輸氣總管（501）上固定安裝有第五電磁閥（503a），且輸氣支管（503）和曝氣板（502）之間位置的輸氣總管（501）上固定連接有第四電磁閥（501b）。

5.如權利要求4所述的2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備，其特征在于：相對于開設有凸形貫穿槽（1011f）的所述第二處理腔（105）另一側的處理集箱（100）上連接有出氣管（1011e），所述出氣管（1011e）上固定連接有第一電磁閥（1011e-1）。

6.如權利要求2、3或5所述的2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備，其特征在于：所述進氣管（102a）和進液隔板（102b）之間位置的混合腔（102）中還沿豎直方向陣列開設有多個通過增加廢液流動路程來實現熱交換的導流機構（200），所述導流機構（200）由兩個導流罩沿豎直方向疊合設置，所述導流罩包括矩形安裝框（201）、水平板（202）和傾斜板（203）。

7.如權利要求6所述的2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備，其特征在于：同一導流機構（200）中的兩個導流罩呈對稱設置，所述水平板（202）共設置有二個，其中一個水平板（202）為正方形，另一個水平板（202）為框形，且呈正方形的水平板（202）四個側面均通過傾斜板（203）與框形水平板（202）固定連接；位于上方的導流罩中呈正方形的水平板（202）相對于框形水平板（202）呈下凹設置，位于上方的導流罩中呈正方形的水平板（202）上陣列開設有導液孔（202a），位于下方的導流罩中呈框形的水平板（202）上陣列開設有導液孔（202a）；呈框形的水平板（202）外側還固設有矩形安裝框（201），且矩形安裝框（201）上開設有通過螺栓與處理集箱（100）固定連接的安裝孔（201a）。

8.如權利要求6所述的2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備，其特征在于：所述傾斜板（203）的傾斜下端固定連接有水平板（202），且水平板（202）上陣列開設有導液孔（202a），所述傾斜板（203）和水平板（202）均固定連接在矩形安裝框（201）內壁上；所述矩形安裝框（201）上開設有通過螺栓與處理集箱（100）固定連接的安裝孔（201a）；在同一水平面上兩個導流罩上的水平板（202）呈對稱分設在矩形安裝框（201）內部兩側。

9.如權利要求6所述的2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備，其特征在于：位于上方的導流罩中的水平板（202）固定連接在矩形安裝框（201）內部中部，且水平板（202）的兩側呈對稱固設有向上傾斜設置的傾斜板（203），且傾斜板（203）固定連接在矩形安裝框（201）內壁上；位于下方的導流罩中的兩個水平板（202）呈對稱固定連接在矩形安裝框（201）內部兩側，所述水平板（202）的一側向上傾斜設置有傾斜板（203），且兩個傾斜板（203）的傾斜上端固定連接，所述傾斜板（203）固定連接在矩形安裝框（201）內壁上；水平板（202）上陣列開設有導液孔（202a）；所述矩形安裝框（201）上開設有通過螺栓與處理集箱（100）固定連接的安裝孔（201a）。

10.2-甲基呋喃生產用一體化污水處理方法，其特征在于：污水在權利要求1～9任一所述的2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備中處理的具體步驟如下；S1：廢液通過進液管（102c-1）進入，并最終通過進液隔板（102b）上的出液孔（102b-1）噴灑出，于此同時，廢氣通過進氣管（102a）中進入；S2：廢氣進入混合腔（102）中之后向上流通，廢液在混合腔（102）中向下流通，以實現熱交換來降低廢液溫度，熱交換之后的廢氣在氣體壓縮機（501a）的吸力下，通過輸氣總管（501）進入曝氣板（502）中；S3：混合腔（102）中的廢液通過第一液槽（101b）進入分流腔（502b）中，曝氣板（502）中的廢氣噴出以對廢液進行曝氣，曝氣之后的廢氣通過氣槽（101a）進入到混合腔（102）中，如此以實現對廢氣的重復使用；S4：曝氣完成之后的廢液通過第一輸送管（401）進入第一處理腔（104）中，管式膜分離組（301）分離出的2-甲基呋喃濃液通過輸液孔（1011b）進入分子篩過濾組（302）中，分離出的水通過輸水管（1011c）進入活性炭過濾組（303），分子篩過濾組（302）對2-甲基呋喃濃液進一步濃縮，并最終將2-甲基呋喃通過出液管（1011d）排出，活性炭過濾組（303）對分離的水進行吸附處理之后通過輸水孔（1011a）儲存在集水腔（107）中；S5：集水腔（107）中的水在第二輸送管（402）和第三輸送管（403）的輸送下，依次在厭氧腔（108）中進行厭氧反應、在有氧腔（109）中進行有氧反應和在紫外殺菌腔（1010）中進行殺菌處理；S6：殺菌處理之后的水通過出水管（1010a）排出，以實現重復利用。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述現有2-甲基呋喃生產廢水處理方式存在物料浪費和存在能耗較高的問題，提出了2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備，包括，處理集箱，處理集箱的內壁上沿水平方向陣列固設有多個豎直隔板，豎直隔板將處理集箱的內部從一側向另一側依次分隔為混合腔、曝氣腔、集中處理腔、厭氧腔、有氧腔和紫外殺菌腔，集中處理腔的內部沿豎直方向陣列固設有多個橫直隔板，豎直橫板將集中處理腔的內部從上往下依次分隔為第一處理腔、第二處理腔、第三處理腔和集水腔；處理機構，包括設置在第一處理腔中的管式膜分離組、設置在第二處理腔中的分子篩過濾組和設置在第三處理腔中的活性炭過濾組；液體輸送機構，包括用于曝氣腔和第一處理腔連通的第一輸送管、用于集水腔和厭氧腔之間連通的第二輸送管和用于厭氧腔和有氧腔連通的第三輸送管；以及，氣體輸送機構，包括輸氣總管和設置在分流腔內部下端位置的曝氣板，輸氣總管的一端固定連接在曝氣板底面上并與曝氣板內部分流腔連通，同時輸氣總管的另一端連接在混合腔上端一側的處理集箱上，曝氣板的頂面上陣列開設有與分流腔連通的曝氣孔，輸氣總管上固定安裝有氣體壓縮機；混合腔上端的內壁上固設有進液隔板，且進液隔板的上方形成出液腔，進液隔板上陣列開設有與出液腔連通的出液孔，同時處理集箱的頂面上固設有與出液腔連通的進液管；進液隔板下方一側的處理集箱上連接有進氣管；混合腔和曝氣腔之間的豎直隔板上端位置開設有氣槽，下端位置開設有第一液槽；第一處理腔下方的橫直隔板一側開設有輸液孔，第二處理腔上下方的橫直隔板間連接有輸水管，第二處理腔下方的橫直隔板一側固定連接有向處理集箱外側延伸的出液管，第三處理腔下方的橫直隔板一側開設有輸水孔；有氧腔和紫外殺菌腔之間的豎直隔板上端位置開設有第二液槽，紫外殺菌腔上端一側的處理集箱上連接有出水管。

本發明的有益效果為：該種一體化污水處理設備通過廢氣噴淋和曝氣處理，回收廢氣中有機物，減少生產廢氣排放，并可以實現對廢水中的2-甲基呋喃以及水的處理再利用，采用管式膜分離組和分子篩過濾組連用，通過物理方法進一步降低2-甲基呋喃粗品中的水分含量，減少精餾消耗，處理設備，具有能耗低、運行成本低的特點，能夠有效地節約能源和水資源；封閉式設計，減少了對周圍環境的影響，同時能夠減少異味和噪音污染；采用模塊化設計，方便設備的安裝和調試，同時也方便設備的維護和升級，該設備可以實現2-甲基呋喃生產中廢氣和廢水的處理，以實現2-甲基呋喃的回收以及水的重復利用，整體實用性好。

作為本發明2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備的一種優選方案，其中：第一輸送管的一端延伸至曝氣腔的下端位置，同時第一輸送管的另一端與管式膜分離組的進液端連接，管式膜分離組的出液端與輸液孔連接，第一輸送管上固定連接有第一泵體，且第一泵體固定連接在處理集箱頂面上。

作為本發明2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備的一種優選方案，其中：第二輸送管的一端延伸至集水腔下端位置，同時第二輸送管的另一端延伸至厭氧腔下端位置，第二輸送管上固定連接有第二泵體，且第二泵體固定連接在處理集箱頂面上，第二泵體輸出端一側的第二輸送管上固定連接有第二電磁閥；第三輸送管的兩端均連接在處理集箱頂面上，且第三輸送管上固定連接有第三電磁閥。

作為本發明2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備的一種進一步改進方案，其中：第二處理腔一側的處理集箱上開設有凸形貫穿槽，且凸形貫穿槽中通過螺栓固定連接有出氣板，靠近第二處理腔一側的出氣板上陣列開設有與內部出氣腔連通的出氣孔，同時出氣板的另一側面中部固定連接有與出氣腔連通的輸氣支管；輸氣支管的另一端與輸氣總管連接，輸氣總管上固定安裝有第五電磁閥，且輸氣支管和曝氣板之間位置的輸氣總管上固定連接有第四電磁閥。

本發明的有益效果為：該污水處理設備在使用時，廢氣與廢水充分接觸之后，可以實現熱傳導，從而提高廢氣的溫度，在熱交換完成之后，進一步處理之前，通過輸氣支管的輸送，含有高溫的廢氣最終從出氣板上的出氣孔噴出，以實現對分子篩過濾組的風吹干燥，從而提高分子篩過濾組的重復利用率，提高生產效率。

作為本發明2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備的一種優選方案，其中：相對于開設有凸形貫穿槽的第二處理腔另一側的處理集箱上連接有出氣管，出氣管上固定連接有第一電磁閥。

作為本發明2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備的另一種進一步改進方案，其中：進氣管和進液隔板之間位置的混合腔中還沿豎直方向陣列開設有多個通過增加廢液流動路程來實現熱交換的導流機構，導流機構由兩個導流罩沿豎直方向疊合設置，導流罩包括矩形安裝框、水平板和傾斜板。

本發明的有益效果為：該污水處理設備在使用時，通過多組導流機構沿豎直方向陣列的設置，可以提高廢水在導流機構中流通的時間，提高廢水和廢氣接觸的時間，從而提高廢氣和廢水之間的熱交換率，以便于后續2-甲基呋喃的回收。

作為本發明2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備的一種優選方案，其中：同一導流機構中的兩個導流罩呈對稱設置，水平板共設置有二個，其中一個水平板為正方形，另一個水平板為框形，且呈正方形的水平板四個側面均通過傾斜板與框形水平板固定連接；位于上方的導流罩中呈正方形的水平板相對于框形水平板呈下凹設置，位于上方的導流罩中呈正方形的水平板上陣列開設有導液孔，位于下方的導流罩中呈框形的水平板上陣列開設有導液孔；呈框形的水平板外側還固設有矩形安裝框，且矩形安裝框上開設有通過螺栓與處理集箱固定連接的安裝孔。

作為本發明2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備的一種優選方案，其中：傾斜板的傾斜下端固定連接有水平板，且水平板上陣列開設有導液孔，傾斜板和水平板均固定連接在矩形安裝框內壁上；矩形安裝框上開設有通過螺栓與處理集箱固定連接的安裝孔；在同一水平面上兩個導流罩上的水平板呈對稱分設在矩形安裝框內部兩側。

作為本發明2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備的一種優選方案，其中：位于上方的導流罩中的水平板固定連接在矩形安裝框內部中部，且水平板的兩側呈對稱固設有向上傾斜設置的傾斜板，且傾斜板固定連接在矩形安裝框內壁上；位于下方的導流罩中的兩個水平板呈對稱固定連接在矩形安裝框內部兩側，水平板的一側向上傾斜設置有傾斜板，且兩個傾斜板的傾斜上端固定連接，傾斜板固定連接在矩形安裝框內壁上；水平板上陣列開設有導液孔；矩形安裝框上開設有通過螺栓與處理集箱固定連接的安裝孔。

另外，本發明還提供如下技術方案：2-甲基呋喃生產用一體化污水處理方法，污水在2-甲基呋喃生產用一體化污水處理設備中處理的具體步驟如下；S1：廢液通過進液管進入，并最終通過進液隔板上的出液孔噴灑出，于此同時，廢氣通過進氣管中進入；S2：廢氣進入混合腔中之后向上流通，廢液在混合腔中向下流通，以實現熱交換來降低廢液溫度，熱交換之后的廢氣在氣體壓縮機的吸力下，通過輸氣總管進入曝氣板中；S3：混合腔中的廢液通過第一液槽進入分流腔中，曝氣板中的廢氣噴出以對廢液進行曝氣，曝氣之后的廢氣通過氣槽進入到混合腔中，如此以實現對廢氣的重復使用；S4：曝氣完成之后的廢液通過第一輸送管進入第一處理腔中，管式膜分離組分離出的2-甲基呋喃濃液通過輸液孔進入分子篩過濾組中，分離出的水通過輸水管進入活性炭過濾組，分子篩過濾組對2-甲基呋喃濃液進一步濃縮，并最終將2-甲基呋喃通過出液管排出，活性炭過濾組對分離的水進行吸附處理之后通過輸水孔儲存在集水腔中；S5：集水腔中的水在第二輸送管和第三輸送管的輸送下，依次在厭氧腔中進行厭氧反應、在有氧腔中進行有氧反應和在紫外殺菌腔中進行殺菌處理；S6：殺菌處理之后的水通過出水管排出，以實現重復利用。

（發明人：崔凱迪;呂兆豐;劉明明;劉智敏;范家寧;韓煥蘋）