一种污水处理用冬季防冻装置的制作方法

本技术涉及加热设备的，具体地是一种电磁加热装置。

背景技术：

1、肉类加工行业一般指家禽、家畜的宰杀和加工，在加工过程中会产生大量含有血污、油脂、毛皮、肉屑、内脏杂物等的污水。肉类加工污水的传统处理工艺一般包括预处理(如格栅、格网、隔油等)、一级处理(如混凝沉淀、混凝气浮、酸化水解)、二级处理(如好氧工艺及变种：接触氧化，活性污泥法，sbr工艺；厌氧和好氧工艺的组合：uasb+接触氧化等)、三级处理(如砂滤、消毒等)。

2、我国北方由于冬季气温较低，冬季时间较长，低温条件下进入污水处理厂的污水存在物理与生物吸附能力下降、生物活性降低、沉淀不易、污泥膨胀等问题，导致污水处理量与出水水质很难保证与达标，且冬季寒冷的气温易使污水冻结，还会存在机械设备损坏、人身伤害等问题。污水处理厂在冬季有采用电伴热带为污水管道加热，但使用电伴热带存在故障不易被发现，易引发冻堵、火灾、爆炸等事故，巡检工作量大，人工成本较高，也采用管壳式换热器为污水升温防止污水冻结，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器，这种换热器结构简单、造价低，能在高温、高压下使用，是应用最广的类型，但在处理肉类加工行业生产过程中产生的污水时，由于水流中含有大量血污、油脂、毛发、排泄物残渣等杂质，管壳式换热器内极易发生堵塞。

3、如中国专利号：zl202020086653.7公开的一种污水加热器，包括分集水器和换热u型列管，换热u型列管的端部与所述分集水器连接；换热u型列管为多个，并且并排地布置；分集水器包括若干分支管口，管口分别通过锁扣与所述换热u型列管连接，可直接插入污水池中使用，安装便捷，不需改变原污水处理工艺，不需要中断运行即可以安装；运行中，可快速、高效、低成本的清洗，保证了换热器的换热效果，不需污水侧的加压泵，节省了初投资，降低了运行费用，但处理屠宰污水时杂质极易因多个并排布置的u型列管拦截而使杂质附着和堵塞，需要时常从污水池中取出进行清理，人工成本较高；其次，该加热器为持续加热，存在污水加热温度过高造成资源浪费的问题；最后，由于该加热器的换热管束外置裸露，使用过程中还存在一定的安全风险。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题如何采用电伴热带加热管道加热效率低，电能消耗大，采用管壳式换热器加热污水容易发生堵塞，需要经常会疏通清理的问题，本实用新型的目的是提供一种对污水内部和外部同时加热，使污水升温更迅速，从而防止污水冻结的污水处理用冬季防冻装置。

2、本实用新型所采用的技术方案是：一种污水处理用冬季防冻装置，包括支架，所述支架上固定有控制柜和由金属导电材料制成的螺旋加热管，所述螺旋加热管包括直管和螺旋叶片，所述螺旋叶片设置在直管内且螺旋叶片的外侧面与直管内壁固定连接，直管外侧套设有电磁加热组件。

3、采用本实用新型提供的污水处理用冬季防冻装置能够获得以下有益效果：

4、(1)通过电磁加热组件将螺旋加热管加热，使通过螺旋加热管的污水能够通过热交换的作用下升温，从而起到防冻的作用，加热迅速，解决了采用电伴热带加热时加热效果有限、运行时间长、电能消耗大，保温层内电伴热带短路、短路、损伤或漏电等情况无法及时发现，需要经常巡检，导致使用不方便，人工成本高的问题。

5、(2)螺旋加热管既是水流通过的管道又是发热源，通过螺旋加热管增加了与污水的接触面积，提高了污水升温的效率，同时又不影响污水中的杂质通过，解决了采用传统管壳式换热器加热污水时污水中的杂质易堵塞换热管需要经常疏通、清洗，存在使用时费时费力、人工成本和清洁成本较高的问题。

6、作为优选，所述电磁加热组件包括电磁感应加热线圈、绝缘层和隔热保温材料，所述电磁感应加热线圈为一根金属导线等距间隔折返并整体弯曲呈圆筒形，金属导线的两端与控制柜电性连接。

7、通过一根金属导线等距间隔折返并整体弯曲呈圆筒形形成的电磁感应加热线圈套设在直管外，使得螺旋加热管及与直管内壁固定连接的螺旋叶片均被加热，直管内各处同步升温，使得螺旋加热管内的污水升温更快更均匀。

8、作为另一种变形，所述电磁加热组件包括电磁感应加热线圈、绝缘层和隔热保温材料，所述电磁感应加热线圈为一根金属导线螺旋形等距绕制成圆筒形，金属导线的两端与控制柜电性连接。

9、通过一根金属导线螺旋形等距绕制成圆筒形形成的电磁感应加热线圈套设在直管外，同样能够使得螺旋加热管及与直管内壁固定连接的螺旋叶片均被加热，直管内各处同步升温，使得螺旋加热管内的污水均匀升温。

10、作为优选，所述电磁感应加热线圈外层包裹绝缘层，电磁感应加热线圈内外两侧均填充隔热保温材料，所述隔热保温材料的内侧与直管的外壁紧密贴合。

11、通过绝缘层保护电磁感应加热线圈，防止通电时工作人员碰触到电磁感应加热线圈导致触电的情况发生；通过隔热保温材料进一步保护电磁感应加热线圈，同时对发热的螺旋加热管进行保温，减缓热量散失速度，使用时不需要长时间通电加热，节约电能。

12、作为优选，所述直管一端上方设有进水口，直管另一端的下方设有出水口。

13、通过进水口将污水导入到直管中，经加热后的污水从出水口向下流出，即使停止输送污水，污水也只会残留在螺旋加热管的下半部分，能够有效避免污水冻结后体积增大导致电磁加热组件损坏的情况，且由于螺旋加热管的螺旋形构造，结合电磁加热组件加热的作用，能够使冻结浮冰被推挤到出水口并同时与螺旋热管接触而重新融化。

14、作为优选，所述直管两端的端部均通过螺栓固定连接有端盖。

15、通过打开端盖便于对直管内部进行清洁和保养。

16、作为优选，所述螺旋叶片中部轴心处设有非导磁硬质杆，非导磁硬质杆的侧面与螺旋叶片固定连接，非导磁硬质杆的两端与端盖通过螺纹固定连接。

17、通过非导磁硬质杆能够对螺旋叶片的中部进行加固，同时可闭合螺旋叶片中心处的边缘缺口，提高螺旋加热管内部通道的光滑度，避免污水中的杂质与螺旋叶中部的边缘刮擦、聚集而发生阻塞的情况。

18、作为优选，所述非导磁硬质杆的两端均设有空心层，空心层内设有温度传感器，所述温度传感器穿过非导磁硬质杆并延伸至直管内。

19、通过螺旋叶片中的非导磁硬质杆能够固定进水口与出水口处的温度传感器，便于通过温度传感器检测进水口与出水口处的水温，从而便于通过控制器自动调整加热温度和加热时间；非导磁硬质杆因其不导磁的特性能够避免被电磁感应加热线圈加热，使得测量到的温度数据更加准确。

20、作为优选，所述温度传感器均与控制柜电性连接。

21、通过非导磁硬质杆两端的温度传感器能够实时监测螺旋加热管中进水口处的温度和出水口处的出水温度，当进水口温度较低时通过控制器电磁感应加热线圈通电，从而使得被电磁感应加热线圈包裹住的螺旋加热管被加热，进而通过螺旋加热管加热流经其内部的污水，防止温度较低时污水冻结；出水口的温度传感器实时监测出水口处的温度，从而便于通过控制器控制电磁感应加热线圈的功率，仅防止从出水口流出的污水保持生物活性即可，无需长时间持续满功率加热，从而降低了电能的消耗。

22、作为优选，所述电磁感应加热线圈的材料优选为纯铜。

23、采用铜作为电磁感应加热线圈的材料能够承受大的电流，电阻率较低，加热效果好。