[0001] 本发明属于废水处理设备技术领域，具体涉及一种高含盐有机废水处理设备，还涉及一种具有实时检测功能的高含盐有机废水处理设备。

[0002] 高盐废水是指总含盐量高的废水，主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等场景，这种废水含有多种物质，包括盐、油、有机物和重金属等。微生物处理废水的方法是常
见的技术手段，如利用微生物处理有机物、重金属等，如中国专利CN109231484B、
CN107639103A、CN113980811A、CN107282630A。

[0003] 高含盐量有机废水的有机物根据生产过程不同，所含有机物的种类及化学性质差‑ 2‑ + 2+
异较大，但所含盐类物质多为Cl 、SO4 、Na 、Ca 等。虽然这些盐类离子都是微生物生长所
必需的营养元素，在微生物的生长过程中起着促进酶反应的作用，但是若这些盐类离子浓
度过高，会对微生物产生抑制和毒害作用，如引起微生物细胞脱水，导致细胞原生质分离。
所以采用微生物法处理高盐废水中有机物的话，高浓度的盐类物质对微生物具有抑制作
用，导致微生物处理效率低。

[0032] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。

[0033] 在本发明的描述中，如未特殊说明，所用试剂均为市售，所用方法均为本领域常规技术。

[0034] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。

[0035] 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含
地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或
两个以上。

[0036] 术语“蒸发气体”是指废水加热后挥发的气体的混合，包括有机物、水蒸气等物质。

[0037] 本发明的发明构思主要涉及如下两点。

[0038] 第一，在高含盐有机物废水的处理过程中，高浓度盐离子和有机物是影响处理效果的关键，利用有机物降解菌既可以高效降解有机物，基本不会产生副产物的污染。但是，
高浓度的盐离子，会对微生物产生抑制和毒害作用，严重的会导致微生物死亡，无法发挥处
理有机物的效果。所以，本发明设计的处理设备着重于降低盐离子对微生物的干扰，是提高
微生物法处理高盐废水中有机物效率的关键。

[0039] 第二，参见图1，本发明的处理设备包括顶部处理单元1、中间处理单元2和底部处理单元3，顶部处理单元1、中间处理单元2和底部处理单元3按照从上到下的顺序排列并连
接，且顶部处理单元1、中间处理单元2和底部处理单元3内部是相互连通的。顶部处理单元
1、中间处理单元2和底部处理单元3的结构基本相同，三者的区别在于，顶部处理单元1的顶
部连接有排气出口11，底部处理单元3的底部连接有固体出口31、废水进口32、加热部33和
排放口34。

[0040] 下面以中间处理单元2为例，说明结构。参见图2，中间处理单元2包括壳体21、冷凝部22、生物处理部23、流通部24。壳体21是支撑、承重的作用。冷凝部22包裹在壳体21外部，
冷凝部22是冷凝作用，将蒸汽冷凝成液滴，使液滴回流。生物处理部23设置于壳体21内壁，
冷凝部22的冷凝作用使生物处理部23的温度不至于很高，生物处理部23是微生物栖息的场
所，流通部24是空心的，位于生物处理部23内部空间，蒸发的气体流入流通部24后先与生物
处理部23接触，微生物降解处理蒸发气体中的有机物，然后再经过冷凝部22的冷凝作用冷
凝，回流。回流的液体经过底部处理单元3的加热部33的加热作用再次蒸发，继续与微生物
接触，被冷凝部22冷凝，如此反复循环，直至蒸发气体中不含有机物。还可以设置具有实时
监测功能的检测设备，对回流的液体进行监测，达到排放标准的时候，再经由排放口34排
放。

[0041] 下面结合具体的实施方式来说明本发明的高含盐有机废水处理设备的结构及工作原理。

[0042] 参见图1、图2和图3，本发明实施例的高含盐有机废水处理设备，包括顶部处理单元1、中间处理单元2和底部处理单元3，顶部处理单元1、中间处理单元2和底部处理单元3按
照从上到下的顺序排列并连接，且顶部处理单元1、中间处理单元2和底部处理单元3内部是
相互连通的。顶部处理单元1、中间处理单元2和底部处理单元3的结构基本相同，三者的区
别在于，顶部处理单元1的顶部连接有排气出口11，空气能从排气出口11进出，是调节气压
平衡的作用，底部处理单元3的底部连接有固体出口31、废水进口32、排放口34和加热部33，
固体出口31用于排出固体废料，废水进口32用于进待处理的高含盐有机废水，排放口34用
于排放处理完毕的符合排放要求的水，加热部33具有加热功能。

[0043] 在一些实施例中，固体出口31处设有封闭板，打开封闭板后，固体从固体出口31处排放。

[0044] 在一些实施例中，废水进口32贯穿底部处理单元3侧壁设置，废水进口32处设有第一阀门，打开第一阀门后，可从废水进口32处向底部处理单元3内输入待处理的废水。

[0045] 在一些实施例中，排放口34贯穿底部处理单元3侧壁设置，排放口34处设有第二阀门，打开第二阀门后，可将处理完毕的符合排放要求的水向外排放。

[0046] 在一些实施例中，加热部33是加热器或者加热板，具有加热作用，加热部33设置在底部处理单元3内侧壁处。

[0047] 需要说明的是，为了避免微生物浪费，底部处理单元3不设置生物处理部23而改为加热部33，因为如果底部处理单元3设置生物处理部23的话，其上负载的微生物距离加热部
33较近，温度较高，影响微生物生存与代谢。

[0048] 下面以中间处理单元2为例，说明顶部处理单元1、中间处理单元2和底部处理单元3的共同结构的具体构造和工作原理。参见图2，中间处理单元2包括壳体21、冷凝部22、生物
处理部23、流通部24。冷凝部22是包裹在壳体21外部，生物处理部23设置于壳体21内壁上，
流通部24是空心的，位于生物处理部23内部空间。

[0049] 壳体21是支撑、承重的作用。在一些实施例中，壳体21采用合金或者耐腐蚀的材料制备。壳体21是立体结构，如四棱柱结构。

[0050] 冷凝部22是冷凝作用，将蒸汽冷凝成液滴，使液滴在流通部24内回流。在一些实施例中，冷凝部22是包裹在壳体21外部的空心壳，空心壳内部各处均是连通的，空心壳设有进
液端和出液端，进液端用于流入冷却液，出液端用于流出冷却液，冷凝部22内部用于流通冷
却液，如冷却液为水。在图1所示的结构中，进液端位于出液端的下方，冷却液是下进上出的
流动方向，这样流动的好处是可排出冷凝部22中的空气，保护冷凝部22，另外热量交换的时
间也长，冷凝效果充分。

[0051] 生物处理部23固定或者可拆卸设置于壳体21内壁上，由于冷凝部22的冷凝作用使生物处理部23的温度不至于很高，所以生物处理部23是微生物栖息的场所。在一些实施例
中，生物处理部23是多孔陶瓷或者其他的能负载固定微生物的材质，微生物选用能降解有
机物的菌，如光合细菌、芽孢杆菌、EM菌、硝化细菌、葡萄球菌菌株HGMC412、类芽孢杆菌
GRINM L4等，生物处理部23中负载的微生物可以是一种，也可以是两种或两种以上的混合，
通过多种微生物的协同作用，达到高效降解有机质的目的。生物处理部23还可以负载给微
生物提供营养的培养基质，如块状固体形式的培养基。

[0052] 流通部24是空心的，位于生物处理部23内部空间，顶部处理单元1、中间处理单元2和底部处理单元3的流通部24均连通，待处理的废水进入底部处理单元3内后，经过加热部
33的加热而蒸发，朝向顶部处理单元1的方向流动，蒸发的气体流入流通部24后先与生物处
理部23接触，微生物降解处理蒸发气体中的有机物，并经过冷凝部22的冷凝作用冷凝，回
流，是一次蒸发循环，也完成了一次废水的处理。回流的液体经过底部处理单元3的加热部
33的作用再次蒸发，继续与微生物接触，被冷凝部22冷凝，如此反复循环，直至蒸发气体中
不含有机物。

[0053] 由于物质的蒸发属性，40℃‑100℃的加热条件而蒸发的气体中包括水、挥发性有机物等，但是盐离子无法蒸发，所以盐离子仍存于底部处理单元3内，蒸发气体中盐离子浓
度骤降，不影响微生物的生存和降解有机物的效果。当然，也可以采用其他的加热温度，达
到盐离子无法蒸发、包括水和挥发性有机物，不影响微生物的生存和降解有机物的效果的
目的即可。

[0054] 需要说明的是，由于冷凝部22的冷凝作用使生物处理部23的温度不至于很高，该处温度低于蒸发条件温度，所以生物处理部是微生物栖息的场所。当然，蒸发温度在满足实
验需求的同时，要求蒸发温度尽可能低，以减少对微生物的干扰，如采用40℃‑50℃的蒸发
温度蒸发乙醇、乙醚、水等物质，虽然蒸发温度慢，但是也能蒸发，这些温度也不容易导致微
生物死亡。当然，本领域技术人员也可以选用耐高温菌，如耐60℃高温的菌，这样蒸发温度
就可以设置为60℃‑70℃左右。

[0055] 在一些实施例中，为了及时检测废水的处理情况，在底部处理单元3内设置具有实时监测功能的检测设备，对回流的液体进行监测，达到排放标准的时候，再经由排放口34排
放。具有实时监测功能的检测设备可以是在线水质监测仪，如COD监测仪、氨监测仪、总磷监
测仪或者总氮监测仪，也可以是其他的具有实时监测功能的检测设备。

[0056] 在一些实施例中，为了充分发挥微生物降解有机物的作用，将中间处理单元2的数量设置为2个或者2个以上。

[0057] 在一些实施例中，为了进一步提高微生物降解有机物的作用，也为了增加微生物与废水之间的接触面积和接触时长，进而提高废水中有机物的降解效率，将生物处理部23
是四棱柱，参见图3，四棱柱的纵截面是菱形结构，参见图2。生物处理部23包括位于上方的
八字形斜面和位于下方的V形斜面，菱形结构的中部空心出为流通部24，且四棱柱的顶部和
底部均设有流通口，通过流通口与其上方的顶部处理单元1、中间处理单元2连通，以及与其
下方的中间处理单元2、底部处理单元3连通。这样设置生物处理部23的好处是：一方面，同
一高度下，生物处理部23及其上微生物与蒸发气体之间的接触面积增大；另一方面，八字形
斜面对蒸发气体的上升有阻隔作用，延缓蒸发气体上升，参见图2的带箭头实线流向，延长
微生物作用时间；第三方面，八字形斜面处冷凝后的液体下落到V形斜面上，参见图2的带箭
头虚线流向，V形斜面上的微生物也能对冷凝后液体中的有机物进行降解，进一步的延长了
微生物作用时间，由于冷凝后的液体并不是直接掉落到底部处理单元3处，而是先被V形斜
面上的微生物降解处理，一个蒸发循环下，微生物的作用时间更长、作用面积更大，处理效
果更高。

[0058] 在更具体的实施例中，生物处理部23的斜面的倾斜角度设置为40度‑45度，这样的结构对称，能增大接触面积，也可有效防止冷凝后的物质直接滴落到底部处理单元3的底
部。

[0059] 在一些实施例中，为了更好的负载微生物，生物处理部23的结构参见图4和图5，包括负载板231和负载孔232，负载板231是基板，如选择多孔陶瓷作为基板，负载板231的与流
通部24相接触的一面设有至少一个负载孔232，负载孔232有深度可以负载较多微生物以及
对应的微生物生长培养基，利于微生物的生存和作用。另外，掉落至V形斜面的液体沿斜面
留下，经过多个负载孔232，参见图5的带箭头折线流向，这样物料能多次被微生物处理，延
长了微生物的作用时间。

[0060] 在一些实施例中，将生物处理部23设置为可拆卸的，则方便对其上微生物进行更换处理，以适应不同成分高含盐废水的处理。

[0061] 需要说明的是，利用上述结构处理废水的时候，应当注意安全管理工作，预防事故发生，如，在中间处理单元2或者顶部处理单元1内设置温度计和压力计，温度计用于检测内
部温度，压力计用于检测内部压力，防止温度过高或者压力过高，避免危险发生。又如在在
中间处理单元2或者顶部处理单元1上安装泄压阀，当内部压力过高时，进行泄压操作。

[0062] 需要说明的是，本发明中未特别提及的部件连接关系均默认采用现有技术，由于其不涉及发明点，且为现有技术普遍应用，故不详述结构连接关系。

[0063] 需要说明的是，本发明中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例相同，为了防止赘
述，本发明描述了优选的实施例。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人
员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利
要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

[0064] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。