一种利用微波处理废水的方法及其控制系统与流程

1.本发明涉及废水处理技术领域，具体而言，涉及一种利用微波处理废水的方法及其控制系统。


背景技术：

2.随着人类社会的不断发展，尤其是人口的快速增加、城市化与工业化水平的不断提高，随之而来的污染型水资源短缺问题日益突出，并成为亟待解决的全球性问题。废水也是造成污染的来源之一，为此，废水处理技术受到世界各国的高度重视。
3.废水中包含有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐物质。对废水的处理主要是基于对废水中的有机物质进行氧化，为了加快反应速率，通常会使用催化剂，有些催化剂需要在高温的环境下才可以发挥充分的作用，因此需要加热。
4.然而，现有技术中对于废水处理方法采用直接加热，采用传统的加热方式存在资源消耗，而且加热速率较慢，废水处理周期较长，废水处理效率低的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，针对上述现有技术中针对废水处理的不足，提供一种利用微波处理废水的方法及其控制系统，以解决现有技术中存在资源消耗，而且加热速率较慢，废水处理周期较长，废水处理效率低的问题。
6.为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
7.第一方面，本发明提供了一种利用微波处理废水的方法，所述方法应用于利用微波处理废水的装置，所述方法包括：
8.获取待处理的废水；其中，所述废水存储在废水池中；
9.在所述废水中加入催化剂，得到混合后的第一液体；
10.将所述第一液体通过提升泵传输至微波反应腔，所述第一液体在微波作用下以预设流速反应，得到反应后的第二液体；
11.将所述第二液体通过回流管回送至所述废水池中。
12.优选的，所述利用微波处理废水的方法循环多次执行。
13.优选的，所述利用微波处理废水的方法循环多次执行之后，还包括：
14.若所述废水池中的废水达到排放标准，将所述废水池中的废水排出。
15.优选的，所述在所述废水中加入催化剂，得到混合后的第一液体，包括：
16.在所述废水中加入催化剂，使用搅拌器以第一速度搅拌所述废水和催化剂，搅拌时间达到预设时间后，得到混合后的第一液体。
17.第二方面，本发明提供了一种利用微波处理废水的装置，其特征在于，所述装置包括：废水池、出水管、提升泵、进水管、微波反应腔、微波源、回流管、波导管和水处理管；
18.其中，所述废水池包含催化剂；
19.所述废水池的废水从所述出水管到达所述提升泵，所述提升泵的的出水口通过所
述进水管与所述微波反应腔连接，在所述催化剂和所述微波源的作用下，所述废水在所述水处理管中反应后通过所述波导管进入所述回流管，最终流入废水池。
20.第三方面，本发明还提供了一种利用微波处理废水的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：获取模块，第一处理模块、第二处理模块，循环模块；
21.所述获取模块，用于获取待处理的废水；其中，所述废水存储在废水池中；
22.所述第一处理模块，用于在所述废水中加入催化剂，得到混合后的第一液体；
23.所述第二处理模块，用于将所述第一液体通过提升泵传输至微波反应腔，所述第一液体在微波作用下以预设流速反应，得到反应后的第二液体；
24.所述循环模块，用于将所述第二液体通过回流管回送至所述废水池中。
25.第四方面，本发明还提供了一种利用微波处理废水的控制设备，其特征在于，所述设备包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述设备执行所述如上述第一方面所述的利用微波处理废水的方法。
26.本发明的有益效果是：本发明中的一种利用微波处理废水的方法及其控制系统，应用于利用微波处理废水的装置，所述方法包括：获取待处理的废水；其中，所述废水存储在废水池中；在所述废水中加入催化剂，得到混合后的第一液体；将所述第一液体通过提升泵传输至微波反应腔，所述第一液体在微波作用下以预设流速反应，得到反应后的第二液体；将所述第二液体通过回流管回送至所述废水池中。也就是说，本发明通过对废水池中的废水加入催化剂，在微波的作用下使废水得到有效的处理，实现了利用微波实现了对废水的高效率、低能耗的处理。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
28.图1为本发明一实施例提供的利用微波处理废水的方法流程示意图；
29.图2为本发明另一实施例提供的利用微波处理废水的装置示意图；
30.图3为本发明一实施例提供的利用微波处理废水的控制系统结构示意图；
31.图4为本发明另一实施例提供的又一利用微波处理废水的控制设备示意图。
具体实施方式
32.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
33.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
34.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
37.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.首先对本发明所涉及的名词进行解释：
39.等离子体：是处于电离状态的气体，又叫做电浆，等离子体由大量的子、中性原子、激发态原子、光子和自由基等组成，但电子和正离子的电荷数必须体表现出电中性。它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。
40.图1为本发明一实施例提供的利用微波处理废水的方法流程示意图；图2为本发明另一实施例提供的利用微波处理废水的装置示意图；图3为本发明一实施例提供的利用微波处理废水的控制系统结构示意图；图4为本发明另一实施例提供的又一利用微波处理废水的控制设备示意图。以下将结合图1至图4，对本发明实施例所提供的高压放电等离子体源的自动清洁进行详细说明。
41.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。
42.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.本发明的实施例提供了利用微波处理废水的方法，应用于利用微波处理废水的装置，参见图2所示。参照图1所示，该方法包括以下步骤：
44.步骤101：获取待处理的废水。
45.其中，废水存储在废水池中。
46.本发明实施例中，废水池用于承载工业废水、生活污水等有害液体的存储容器。
47.本发明实施例中，废水(waste water)是指居民活动过程中排出的水及径流雨水的总称。它包括生活污水、工业废水和初雨径流入排水管渠等其它无用水，一般指经过一定技术处理后不能再循环利用或者一级污染后制纯处理难度达不到一定标准的水。
48.步骤102：在废水中加入催化剂，得到混合后的第一液体。
49.本发明实施例中，废水池中的催化剂是在吸收微波的材料上载金属氧化物，例如：sic、石墨、fe3o4等颗粒载cuo、 mno、tio2、nio2、v2o5。
50.在废水中加入催化剂，使用搅拌器以第一速度搅拌废水和催化剂，搅拌时间达到预设时间后，得到混合后的第一液体。
51.本发明实施例中，废水池中还包括搅拌器，搅拌器用于将废水池中的废水与催化剂充分混合。
52.步骤103：将第一液体通过提升泵传输至微波反应腔，第一液体在微波作用下以预设流速反应，得到反应后的第二液体。
53.本发明实施例中，
54.微波源包含多个，多个微波源均匀的分布在微波反应腔侧壁。
55.本发明实施例中，微波源均匀的分布在微波反应腔侧壁。微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电波，被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频点磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化。造成分子的相互摩擦运动的效应，此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化等一些列物化过程而达到微波加热的目的。
56.采用微波加热，具有以下优点：加热时间短；热能利用率高，节省能源；加热均匀；微波源易于控制，微波还能诱导催化反应的发生。
57.微波是由微波源产生的，微波源主要由大功率磁控管构成。磁控管是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件，能产生大功率的微波能，例如4250mhz的磁波管可以得到5mez，而4250mhz速调管可得到30mhz，所以微波技术可以应用到废水处理技术领域。
58.本发明实施例中，废水在水处理管中以预设流速运行是指废水可以在微波环境下可以充分反应的流速。示例性的，确保废水在水处理管路中的停留时间大于30min。流速由提升泵中的控制器控制，预设流速可以根据反应的需求进行不同的设置。
59.水处理管采用不吸收微波，耐高温且防腐的材料。
60.水处理管可设置成蛇形、螺旋形和多模块组合。
61.示例性的，水处理管可以为聚四氟乙烯材质的水管。为了使废水能够充分在微波反应腔中反应，水处理管可设置成蛇形、螺旋形和多模块组合，在这里不做具体限定。
62.波导管与微波源垂直设置。
63.本发明实施例中，微波反应腔的侧壁设置有微波源和波导管，其中，波导管与微波源垂直设置，从而防止微波之间的相互干扰，进一步的，波导管可以用作微波频率的传输线，波导管和微波源配合设置，从而达到对微波的充分利用，降低能耗。可选的，微波反应腔的侧壁设置有多个微波源和多个波导管，每一微波源与每一波导管垂直设置，且每一微波源与其相对方向的微波源方向设置不同；相应的，每一波导管与其相对应方向的波导管方向设置也不同。
64.需要说明的是，本发明实施例中波导管的形状并不做具体限定，任何形状的波导管均可以。示例性的，波导管可以为圆形、方形或其他任意形状。
65.微波反应腔内均匀分布金属网。
66.本发明实施例中，微波反应腔内均匀的分布金属网，金属网用于分隔微波，防止相邻微波源发出的微波之间相互干扰。
67.本发明实施例中，为了减少对工作人员身体的伤害，圆形截止波导装置安装在水处理管与进水管、回水管连接处的管段外，用于防止微波反应腔内的微波能量泄露到外环
境中。
68.步骤104：将第二液体通过回流管回送至废水池中。
69.利用微波处理废水的方法循环多次执行。
70.本发明实施例中，废水池的大小可以根据实际环境进行适应性设计，为了对废水池的废水进行有效的处理，可以分多次不同量的待处理废水进行利用微波处理废水的过程。
71.若废水池中的废水达到排放标准，将废水池中的废水排出。
72.本发明实施例中，上述利用微波处理废水池中的废水的过程可以多次重复执行，直至废水得到有效的处理，达到排放标准，从而实现资源的回收利用。
73.本发明实施例中，利用微波处理废水的方法，包括：获取待处理的废水；其中，废水存储在废水池中；在废水中加入催化剂，得到混合后的第一液体；将第一液体通过提升泵传输至微波反应腔，第一液体在微波作用下以预设流速反应，得到反应后的第二液体；将第二液体通过回流管回送至废水池中。也就是说，本发明通过对废水池中的废水加入催化剂，在微波的作用下使废水得到有效的处理，实现了利用微波实现了对废水的高效率、低能耗的处理。
74.基于前述实施例，本发明实施例提供一种利用微波处理废水的控制系统结构示意图；结合图3所示为本发明一实施例提供的利用微波处理废水的控制系统结构示意图。
75.控制系统包括：获取模块201，第一处理模块202、第二处理模块203，循环模块204；
76.获取模块201，用于获取待处理的废水；其中，废水存储在废水池中；
77.第一处理模块202，用于在废水中加入催化剂，得到混合后的第一液体；
78.本发明实施例中，第一处理模块202具体用于在废水中加入催化剂，使用搅拌器以第一速度搅拌废水和催化剂，搅拌时间达到预设时间后，得到混合后的第一液体。
79.第二处理模块203，用于将第一液体通过提升泵传输至微波反应腔，第一液体在微波作用下以预设流速反应，得到反应后的第二液体；
80.循环模块204，用于将第二液体通过回流管回送至废水池中。
81.本发明实施例中，循环模块204还用于多次执行上述利用微波处理废水的方法。
82.该系统还包括：输出模块，输出模块用于若废水池中的废水达到排放标准，将废水池中的废水排出。
83.需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照其它实施例中的描述，此处不再赘述。
84.本发明实施例中，利用微波处理废水的装置，包括：获取待处理的废水；其中，废水存储在废水池中；在废水中加入催化剂，得到混合后的第一液体；将第一液体通过提升泵传输至微波反应腔，第一液体在微波作用下以预设流速反应，得到反应后的第二液体；将第二液体通过回流管回送至废水池中。也就是说，本发明通过对废水池中的废水加入催化剂，在微波的作用下使废水得到有效的处理，实现了利用微波实现了对废水的高效率、低能耗的处理。
85.图4为本发明另一实施例提供的又一利用微波处理废水的控制设备示意图，该装置可以集成于终端设备或者终端设备的芯片。
86.该装置包括：存储器301、处理器302。
87.存储器301用于存储程序，处理器302调用存储器301存储的程序，以执行上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
88.优选地，本发明还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
89.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
90.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
91.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
92.上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文： processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文：read-only memory，简称：rom)、随机存取存储器(英文：random access memory，简称：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。