公布日：2022.09.20
申请日：2022.08.22
分类号：B01D36/02(2006.01)I;B01D29/64(2006.01)I;B01D29/94(2006.01)I
摘要
本发明涉及石油化工污水处理技术领域，尤其涉及一种石油化工污水处理装置及其使用方法，石油化工污水处理装置包括壳体，壳体内由上至下依次包括第一过滤腔和污泥排出腔，第一过滤腔侧壁上方设有污水入口，内部设有第一过滤机构，第一过滤机构将第一过滤腔分隔成下宽上窄的环形污水区和倒锥台形的过滤区，污水区连通污水入口，过滤区连通出水管，污泥排出腔侧壁下方设有排泥口，内部设有升降机构，当压力小于额定值时，升降机构上升封堵污水区和污泥排出腔，当压力大于额定值时，升降机构下降连通污水区和污泥排出腔。本发明提供的石油化工污水处理装置，有效降低了滤孔堵塞现象，设备损耗小，使用寿命长，过滤彻底，自清洁效果好。
权利要求书
1.一种石油化工污水处理装置，包括壳体（1），其特征在于，所述壳体（1）内由上至下依次包括第一过滤腔（12）和污泥排出腔（13），所述第一过滤腔（12）侧壁上方设有污水入口（121），内部设有第一过滤机构（2），所述第一过滤机构（2）将所述第一过滤腔（12）分隔成下宽上窄的环形污水区（122）和倒锥台形的过滤区（123），所述污水区（122）连通污水入口（121），所述过滤区（123）连通出水管（233），所述污泥排出腔（13）侧壁下方设有排泥口（131），内部设有升降机构（3），当压力小于额定值时，所述升降机构（3）上升封堵所述污水区（122）和所述污泥排出腔（13），当压力大于额定值时，所述升降机构（3）下降连通所述污水区（122）和所述污泥排出腔（13）；所述第一过滤机构（2）包括截面为倒锥台形的第一滤筒（21），所述第一滤筒（21）竖直固定在所述第一过滤腔（12）的上下两端，所述污水区（122）的下端面设有连通所述污泥排出腔（13）的开口（134），所述升降机构（3）包括与所述开口（134）相应的挡板（31），所述挡板（31）通过磁性件（32）与所述污泥排出腔（13）的上端面磁吸密封连接，通过弹簧（33）与所述污泥排出腔（13）的下端面弹性连接；所述第一过滤机构（2）还包括与所述第一滤筒（21）同轴设置的圆柱形第二滤筒（22），所述第二滤筒（22）可旋转固定于所述第一过滤腔（12）的上下两端，驱动机构（23）驱动所述第二滤筒（22）旋转，所述第二滤筒（22）的外侧壁通过第一连接杆（24）固定连接毛刷（25），所述毛刷（25）与所述第一滤筒（21）的斜率一致并沿长度方向与其抵接；所述驱动机构（23）包括与所述第二滤筒（22）同轴设置的中心管（231）、旋转管（232）和出水管（233），所述中心管（231）固定于所述第一过滤腔（12）的上端面，出水管（233）固定并密封穿过所述第一过滤腔（12）的下端面，所述旋转管（232）与所述中心管（231）和出水管（233）密封可旋转连接，所述旋转管（232）内侧壁固定设有涡轮叶片（2321），外侧壁固定设有第二连接杆（2322），所述第二连接杆（2322）固定连接所述第二滤筒（22）的内侧壁，所述第二滤筒（22）底部连通水锤泵（234）的动力管（2341），所述水锤泵（234）的扬水管（2345）连通所述中心管（231）。
2.根据权利要求1所述的一种石油化工污水处理装置，其特征在于，所述第一过滤腔（12）上方设有储水腔（11），所述储水腔（11）密封连通所述中心管（231），所述污泥排出腔（13）密封分隔为污泥腔（132）和空腔（133），所述空腔（133）内固定设有所述水锤泵（234）的动力管（2341）和泵体（2342），所述水锤泵（234）的弯管（2343）密封穿过所述壳体（1）后连接缓冲罐（2344），缓冲罐（2344）上的扬水管（2345）连通所述储水腔（11），所述空腔（133）底部设有通过管路与所述出水管（233）连通的排液口（1331）。
3.根据权利要求2所述的一种石油化工污水处理装置，其特征在于，所述第一过滤机构（2）还包括抽吸机构（26），所述抽吸机构（26）包括同轴固定设于所述中心管（231）上的凸轮环（261）和第一锥形齿轮（262），所述凸轮环（261）径向凸轮连接连接件（266），所述连接件（266）可旋转连接花键轴（263），所述花键轴（263）径向自由穿过所述第二滤筒（22）后连接轴流风扇（264），所述轴流风扇（264）旋转时产生沿其轴向向内的抽吸力，所述花键轴（263）同轴花键连接第二锥形齿轮（265），所述第二锥形齿轮（265）可旋转固定于所述第二滤筒（22）的内壁，并与所述第一锥形齿轮（262）啮合。
4.根据权利要求3所述的一种石油化工污水处理装置，其特征在于，所述凸轮环（261）的外侧壁由半圆形的径向凸起部（2611）和径向内凹部（2612）交替连接形成，中心处设有与所述第二滤筒（22）固定连接的中心孔（2613），所述凸轮环（261）的外侧壁上设有凸轮轨道（2614），所述凸轮轨道（2614）的上下两侧设有导向槽（2615）；所述花键轴（263）一端设有环形滑槽（2631），所述连接件（266）一端设有与所述环形滑槽（2631）相应的滑动凸缘（2661），另一端设有与所述凸轮轨道（2614）相应的凸轮滑块（2662），所述凸轮滑块（2662）上设有与所述导向槽（2615）相应的导向块（2663）。
5.根据权利要求4所述的一种石油化工污水处理装置，其特征在于，所述壳体（1）内最下方设有第二过滤腔（14），所述第二过滤腔（14）内设有第二过滤机构（4），所述第二过滤机构（4）包括圆柱（41），所述圆柱（41）轴向圆周等距设有多个滤芯安装腔（411），所述滤芯安装腔（411）内可拆卸设有石墨烯滤芯（42），所述圆柱（41）上方设有所述出水管（233），下方设有排水管（44），所述出水管（233）内设有压力传感器，伺服电机（43）驱动所述圆柱（41）旋转，使其中一个所述滤芯安装腔（411）密封连通所述出水管（233）和排水管（44）。
6.根据权利要求5所述的一种石油化工污水处理装置，其特征在于，所述圆柱（41）的上端面密封可旋转连接进水箱（45），下端面密封可旋转连接出水箱（46），侧壁固定设有外齿圈（47），所述伺服电机（43）的转轴固定连接与所述外齿圈（47）啮合的齿轮（48），所述进水箱（45）上端面密封连通所述出水管（233），下端面设有一个与所述滤芯安装腔（411）相应的第一通孔（451），所述出水箱（46）上端面设有与所述滤芯安装腔（411）相应的第二通孔（461），下端面密封连通所述排水管（44），所述第一通孔（451）和第二通孔（461）共轴线，所述压力传感器和伺服电机（43）连接PLC控制器。
7.根据权利要求6所述的一种石油化工污水处理装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S100、通过水泵向壳体（1）的污水入口（121）泵入絮凝后的石油化工污水，絮凝物被第一过滤机构（2）阻挡在污水区（122）内，并在重力作用下落入污水区（122）底部，经第一过滤机构（2）过滤后的石油化工污水进入过滤区（123）；步骤S200、过滤区（123）内的过滤后污水通过水锤泵（234）提至中心管（231）中，过滤后污水向下流动过程中驱动涡轮叶片（2321）旋转，涡轮叶片（2321）带动旋转管（232）旋转，从而驱动与旋转管（232）相连的第二滤筒（22）旋转，第二滤筒（22）带动与其相连的毛刷（25）三百六十度旋转清扫第一滤筒（21）；步骤S300、第二滤筒（22）旋转，带动依次连接的连接件（266）、花键轴（263）和轴流风扇（264）随之旋转，连接件（266）围绕与其凸轮连接的凸轮环（261）旋转，第二锥形齿轮（265）相对第一锥形齿轮（262）啮合旋转时发生自转，带动与其花键连接的花键轴（263）自转，轴流风扇（264）随花键轴（263）自转并产生沿其轴向向内的抽吸力；步骤S400、将第二过滤机构（4）中圆柱（41）的一个滤芯安装腔（411）旋转至工作位，出水管（233）内的过滤后污水密封进入该滤芯安装腔（411）内，经石墨烯滤芯（42）过滤后从排水管（44）流出，压力传感器实时监测出水管（233）内的压力值并将压力信号传送至PLC控制器，当压力值达到设定参数后，PLC控制器控制伺服电机（43）开启，驱动圆柱（41）旋转一定角度，使另一滤芯安装腔（411）旋转至工作位，该滤芯安装腔（411）内的石墨烯滤芯（42）继续对过滤后污水进行过滤。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种石油化工污水处理装置，包括壳体，所述壳体内由上至下依次包括第一过滤腔和污泥排出腔，所述第一过滤腔侧壁上方设有污水入口，内部设有第一过滤机构，所述第一过滤机构将所述第一过滤腔分隔成下宽上窄的环形污水区和倒锥台形的过滤区，所述污水区连通污水入口，所述过滤区连通出水管，所述污泥排出腔侧壁下方设有排泥口，内部设有升降机构，当压力小于额定值时，所述升降机构上升封堵所述污水区和所述污泥排出腔，当压力大于额定值时，所述升降机构下降连通所述污水区和所述污泥排出腔。
优选的，所述第一过滤机构包括截面为倒锥台形的第一滤筒，所述第一滤筒竖直固定在所述第一过滤腔的上下两端，所述污水区的下端面设有连通所述污泥排出腔的开口，所述升降机构包括与所述开口相应的挡板，所述挡板通过磁性件与所述污泥排出腔的上端面磁吸密封连接，通过弹簧与所述污泥排出腔的下端面弹性连接。
优选的，所述第一过滤机构还包括与所述第一滤筒同轴设置的圆柱形第二滤筒，所述第二滤筒可旋转固定于所述第一过滤腔的上下两端，驱动机构驱动所述第二滤筒旋转，所述第二滤筒的外侧壁通过第一连接杆固定连接毛刷，所述毛刷与所述第一滤筒的斜率一致并沿长度方向与其抵接。
优选的，所述驱动机构包括与所述第二滤筒同轴设置的中心管、旋转管和出水管，所述中心管固定于所述第一过滤腔的上端面，出水管固定并密封穿过所述第一过滤腔的下端面，所述旋转管与所述中心管和出水管密封可旋转连接，所述旋转管内侧壁固定设有涡轮叶片，外侧壁固定设有第二连接杆，所述第二连接杆固定连接所述第二滤筒的内侧壁，所述第二滤筒底部连通水锤泵的动力管，所述水锤泵的扬水管连通所述中心管。
优选的，所述第一过滤腔上方设有储水腔，所述储水腔密封连通所述中心管，所述污泥排出腔密封分隔为污泥腔和空腔，所述空腔内固定设有所述水锤泵的动力管和泵体，所述水锤泵的弯管密封穿过所述壳体后连接缓冲罐，缓冲罐上的扬水管连通所述储水腔，所述空腔底部设有通过管路与所述出水管连通的排液口。
优选的，所述第一过滤机构还包括抽吸机构，所述抽吸机构包括同轴固定设于所述中心管上的凸轮环和第一锥形齿轮，所述凸轮环径向凸轮连接连接件，所述连接件可旋转连接花键轴，所述花键轴径向自由穿过所述第二滤筒后连接轴流风扇，所述轴流风扇旋转时产生沿其轴向向内的抽吸力，所述花键轴同轴花键连接第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮可旋转固定于所述第二滤筒的内壁，并与所述第一锥形齿轮啮合。
优选的，所述凸轮环的外侧壁由半圆形的径向凸起部和径向内凹部交替连接形成，中心处设有与所述第二滤筒固定连接的中心孔，所述凸轮环的外侧壁上设有凸轮轨道，所述凸轮轨道的上下两侧设有导向槽；所述花键轴一端设有环形滑槽，所述连接件一端设有与所述环形滑槽相应的滑动凸缘，另一端设有与所述凸轮轨道相应的凸轮滑块，所述凸轮滑块上设有与所述导向槽相应的导向块。
优选的，所述壳体内最下方设有第二过滤腔，所述第二过滤腔内设有第二过滤机构，所述第二过滤机构包括圆柱，所述圆柱轴向圆周等距设有多个滤芯安装腔，所述滤芯安装腔内可拆卸设有石墨烯滤芯，所述圆柱上方设有所述出水管，下方设有排水管，所述出水管内设有压力传感器，伺服电机驱动所述圆柱旋转，使其中一个所述滤芯安装腔密封连通所述出水管和排水管。
优选的，所述圆柱的上端面密封可旋转连接进水箱，下端面密封可旋转连接出水箱，侧壁固定设有外齿圈，所述伺服电机的转轴固定连接与所述外齿圈啮合的齿轮，所述进水箱上端面密封连通所述出水管，下端面设有一个与所述滤芯安装腔相应的第一通孔，所述出水箱上端面设有与所述滤芯安装腔相应的第二通孔，下端面密封连通所述排水管，所述第一通孔和第二通孔共轴线，所述压力传感器和伺服电机连接PLC控制器。
本发明提供了一种石油化工污水处理装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤S100、通过水泵向壳体的污水入口泵入絮凝后的石油化工污水，絮凝物被第一过滤机构阻挡在污水区内，并在重力作用下落入污水区底部，经第一过滤机构过滤后的石油化工污水进入过滤区；
步骤S200、过滤区内的过滤后污水通过水锤泵提至中心管中，过滤后污水向下流动过程中驱动涡轮叶片旋转，涡轮叶片带动旋转管旋转，从而驱动与旋转管相连的第二滤筒旋转，第二滤筒带动与其相连的毛刷三百六十度旋转清扫第一滤筒；
步骤S300、第二滤筒旋转，带动依次连接的连接件、花键轴和轴流风扇随之旋转，连接件围绕与其凸轮连接的凸轮环旋转，第二锥形齿轮相对第一锥形齿轮啮合旋转时发生自转，带动与其花键连接的花键轴自转，轴流风扇随花键轴自转并产生沿其轴向向内的抽吸力；
步骤S400、将第二过滤机构中圆柱的一个滤芯安装腔旋转至工作位，出水管内的过滤后污水密封进入该滤芯安装腔内，经石墨烯滤芯过滤后从排水管流出，压力传感器实时监测出水管内的压力值并将压力信号传送至PLC控制器，当压力值达到设定参数后，PLC控制器控制伺服电机开启，驱动圆柱旋转一定角度，使另一滤芯安装腔旋转至工作位，该滤芯安装腔内的石墨烯滤芯继续对过滤后污水进行过滤。
与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：
1、第一过滤腔内通过第一过滤机构分隔为下宽上窄的环形污水区和下窄上宽的倒锥台形过滤区，第一过滤机构采用倒锥台形过滤结构，絮凝物不易堆积附着在第一过滤机构上，有效降低了滤孔堵塞现象；絮凝物堆积在污水区的底部，通过升降机构在压力变化下的升降，来封堵或打开污水区和污泥排出腔之间的通路，自动完成对堆积的絮凝物的清理；
2、第一滤筒和第二滤筒相配合，对污水进行双重过滤，提高过滤效果，第二滤筒在驱动机构的驱动下旋转，带动与其连接的毛刷对第一滤筒进行三百六十度的清扫，有效防止了第一滤筒的滤孔堵塞，提高过滤效率；
3、采用水锤泵与涡轮叶片相配合，实现了通过水力自驱动来驱动第二滤筒旋转；
4、在固定设置的中心管上设置第一锥形齿轮和凸轮环，配合随第二滤筒旋转的连接件、花键轴和轴流风扇，实现抽吸机构将污水从污水区向过滤区内的抽吸，提高了过滤效率；
5、通过设置可以自动旋转更换石墨烯滤芯的第二过滤机构，实现了石墨烯滤芯的自动更换，降低工人劳动强度，同时进一步提高了过滤效果；
综上所述，本发明提供的石油化工污水处理装置，有效降低了滤孔堵塞现象，设备损耗小，使用寿命长，过滤彻底，自清洁效果好。
（发明人：蔡文涛;常锡全;刘小英;刘相伟;李连荣）
