申請日2016.05.16
公開(公告)日2016.07.20
IPC分類號C02F9/04
摘要
本發(fā)明公開了一種微污染水處理設(shè)備，包括進水泵、管道式混合器、液體流量計、藥劑存儲裝置、計量泵、反應(yīng)裝置、初級過濾裝置和膜過濾組件;本發(fā)明還提供了利用該微污染水處理設(shè)備處理水的方法。本發(fā)明微污染水處理設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單緊湊、占地面積小、使用方便、成本低廉、運行管理方便，利用混凝/絮凝、兩級過濾、臭氧氧化作用有效處理水中的污染物和細菌病毒，實現(xiàn)較好的凈化水質(zhì)的效果，處理效果好、處理效率高。
權(quán)利要求書
1.一種微污染水處理設(shè)備，其特征在于，進水泵(1)、管道式混合器(2)、液體流量計(3)、藥劑存儲裝置(4)、計量泵(5)、反應(yīng)裝置(6)、初級過濾裝置(7)和膜過濾組件(8);
所述反應(yīng)裝置(6)內(nèi)部設(shè)有初級過濾裝置(7)，其兩端分別密封連接反應(yīng)裝置(6)的頂部和底部，從而將反應(yīng)裝置(6)分割為內(nèi)外兩層，外層(6-1)為混凝沉淀區(qū)，設(shè)有側(cè)壁進水口和底部排污口，內(nèi)層(6-2)為膜過濾區(qū)，頂部設(shè)有出水管路;初級過濾裝置(7)上部為多孔濾網(wǎng)，下部為隔水環(huán)形板，內(nèi)部設(shè)有膜過濾組件(8)，其內(nèi)部與上述出水管路相連通;
所述側(cè)壁進水口外部依次連接有液體流量計(3)、管道式混合器(2)和進水泵(1)，管道式混合器(2)進液端還依次連接有計量泵(5)和藥劑存儲裝置(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微污染水處理設(shè)備，其特征在于，所述底部排污口連接有排污泵(10);所述出水管路連接有出水泵(9)，出水泵(9)能作為膜過濾組件(8)的抽濾泵，提高出水效率，也能作為膜過濾組件(8)和初級過濾裝置(7)的反沖洗泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微污染水處理設(shè)備，其特征在于，所述初級過濾裝置(7)底部還設(shè)有多孔曝氣板(16)，并且下方設(shè)有底部進氣口，進氣口外依次連接有止回閥(15)、氣體流量計(14)、臭氧濃度監(jiān)測儀(13)、臭氧發(fā)生器(12)和氣體干燥器(11);反應(yīng)裝置(6)的外層(6-1)頂部還設(shè)有頂部出氣口，出氣口外依次連接有排氣閥(17)和臭氧尾氣破壞器(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微污染水處理設(shè)備，其特征在于，還包括第一壓力傳感器(19)、第二壓力傳感器(20)、沉積物液位傳感器(21)和自控單元(22);所述第一壓力傳感器(19)設(shè)于反應(yīng)裝置(6)上端側(cè)壁內(nèi)，所述第二壓力傳感器(20)設(shè)于出水管路上，沉積物液位傳感器(21)設(shè)于反應(yīng)裝置(6)下端側(cè)壁內(nèi);所述自控單元(22)能接收所連接各部件的信號，然后再輸出控制信號，從而控制整個設(shè)備的進水、出水、計量、排污或者氣體產(chǎn)生輸送。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微污染水處理設(shè)備，其特征在于，所述反應(yīng)裝置(6)中部和頂部為圓筒形，底部為漸縮結(jié)構(gòu)，中部和頂部之間漸擴結(jié)構(gòu);初級過濾裝置(7)為圓筒形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微污染水處理設(shè)備，其特征在于，所述藥劑存儲裝置(4)中裝有混凝劑、絮凝劑和/或助凝劑，能通過計量泵(5)送至管道式混合器(2)與進水泵(1)進來的水體混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微污染水處理設(shè)備，其特征在于，所述初級過濾裝置(7)上部的多孔濾網(wǎng)為不銹鋼或鈦過濾網(wǎng)，過濾精度0.02-2毫米;所述膜過濾組件(8)為陶瓷膜或中空纖維膜，過濾精度為微濾、超濾或納濾。
8.利用權(quán)利要求1至7任一項所述的微污染水處理設(shè)備處理水的方法，其特征在于，包括以下步驟：
(a)通過進水泵(1)將待處理水體泵入反應(yīng)裝置(6)，并在進水管路中投加藥劑;
(b)水體在反應(yīng)裝置外層(6-1)進行混凝、絮凝得到初步凈化后，通過初級過濾裝置(7)上部的多孔濾網(wǎng)進一步過濾后得初級凈化水，進入反應(yīng)裝置內(nèi)層(6-2);
(c)在反應(yīng)裝置內(nèi)層(6-2)，水體在臭氧氧化和膜過濾的同步作用下，從出水管路排出，即得凈化水。
說明書
一種微污染水處理設(shè)備及利用其處理水的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于水處理設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種微污染水處理設(shè)備，還涉及利用該設(shè)備進行水處理的方法。
背景技術(shù)
隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，水污染對環(huán)境的影響越來越嚴(yán)重，直接威脅著人類的健康和生態(tài)安全。傳統(tǒng)的水處理方法由于受水質(zhì)影響，往往很難達到滿意的效果，并且能耗高、體積大，降解不完全，甚至?xí)斐啥挝廴�。因此，體積小、效率高、操作簡便的一體化處理設(shè)備和技術(shù)一直是國內(nèi)外水處理工作中的一個難點和研究熱點。
對水體進行過濾處理操作簡便，無污染。然而，由于受水中雜質(zhì)含量和種類等影響，單一方法的過濾往往效果較差，且濾網(wǎng)易堵塞，清污繁瑣，不能進行連續(xù)流處理�；炷且环N高效的水處理技術(shù)，通過壓縮雙電層、吸附架橋、沉淀物的網(wǎng)捕等作用凈化水體，常作為水處理過程中的預(yù)處理。臭氧是國際公認的綠色環(huán)保型氧化劑，兼具污染物去除和消毒作用。臭氧和膜技術(shù)聯(lián)用時可提高膜通量，協(xié)同去除水中污染物。
現(xiàn)有的水處理常通過構(gòu)建串聯(lián)式構(gòu)筑物，實現(xiàn)不同工藝的組合應(yīng)用，但占地大，運行管理繁瑣。因此，尋求建立一種可以在常溫常壓下進行，高效、廣譜的水處理技術(shù)，并設(shè)計出一體化的反應(yīng)裝置簡化工藝并縮小體積是有效解決水處理難題及推動技術(shù)能夠?qū)嶋H應(yīng)用的關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供了一種效率高、體積小、成本低的微污染水處理設(shè)備以及利用該設(shè)備進行水處理的方法。
技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種微污染水處理設(shè)備，包括進水泵、管道式混合器、液體流量計、藥劑存儲裝置、計量泵、反應(yīng)裝置、初級過濾裝置和膜過濾組件;
所述反應(yīng)裝置內(nèi)部設(shè)有初級過濾裝置，其兩端分別密封連接反應(yīng)裝置的頂部和底部，從而將反應(yīng)裝置分割為內(nèi)外兩層，外層為混凝沉淀區(qū)，設(shè)有側(cè)壁進水口和底部排污口，內(nèi)層為膜過濾區(qū)，頂部設(shè)有出水管路;初級過濾裝置上部為多孔濾網(wǎng)，下部為隔水環(huán)形板，內(nèi)部設(shè)有膜過濾組件，其內(nèi)部與上述出水管路相連通;
所述側(cè)壁進水口外部依次連接有液體流量計、管道式混合器和進水泵，管道式混合器進液端還依次連接有計量泵和藥劑存儲裝置。
設(shè)備通過進水泵將待處理原水送至反應(yīng)裝置;同步的，藥劑存儲裝置內(nèi)存儲的藥劑通過計量泵投加至進水管路中。在反應(yīng)裝置的外層反應(yīng)區(qū)內(nèi)，水體在混凝/絮凝等作用下得到初步處理后，通過初級過濾裝置進一步凈化后進入內(nèi)層膜過濾區(qū)間。水體經(jīng)膜過濾后從出水管路排出，即得到凈化水，而混凝/絮凝后沉降至底部的沉積物通過底部排污口外排。其中，藥劑投加至進水管路可通過進水混合泵或管道式混合器。
作為改進，所述底部排污口連接有排污泵;所述出水管路連接有出水泵，出水泵能作為膜過濾組件的抽濾泵，提高出水效率，也能作為膜過濾組件和初級過濾裝置的反沖洗泵。
作為另一種改進，所述初級過濾裝置底部還設(shè)有多孔曝氣板，并且下方設(shè)有底部進氣口，進氣口外依次連接有止回閥、氣體流量計、臭氧濃度監(jiān)測儀、臭氧發(fā)生器和氣體干燥器;反應(yīng)裝置的外層頂部還設(shè)有頂部出氣口，出氣口外依次連接有排氣閥和臭氧尾氣破壞器。
通入所述氣體干燥器的氣體可為空氣或氧氣。臭氧化氣體可促進污染物的降解，并具有消毒殺菌作用，可顯著提高膜通量，防止膜組件堵塞。同時，利用氣、液密度差，氣泡在上升過程中反向通過初級過濾裝置后經(jīng)反應(yīng)裝置外層頂部排氣閥排出，在此過程中使初級過濾裝置得到類似反沖洗作用，防止其堵塞。
作為另一種改進，還包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、沉積物液位傳感器和自控單元;所述第一壓力傳感器設(shè)于反應(yīng)裝置上端側(cè)壁內(nèi)，所述第二壓力傳感器設(shè)于出水管路上，沉積物液位傳感器設(shè)于反應(yīng)裝置下端側(cè)壁內(nèi);所述自控單元能接收所連接各部件的信號，然后再輸出控制信號，從而控制整個設(shè)備的進水、出水、計量、排污或者氣體產(chǎn)生輸送。
所述自控單元可以分別與進水泵、出水泵、計量泵、排污泵、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、沉積物液位傳感器、臭氧發(fā)生器、臭氧濃度監(jiān)測儀等連接;所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、沉積物液位傳感器、臭氧濃度監(jiān)測儀等輸出檢測信號至自控單元，所述自控單元輸出控制信號至進水泵、出水泵、計量泵、排污泵以及臭氧發(fā)生器。自控單元可根據(jù)需要設(shè)置參數(shù)，在第一壓力傳感器和第二壓力傳感器之間壓差達到設(shè)定值或者設(shè)備運行設(shè)定時間后自動啟動反沖洗程序。自控單元可進行軟件編程，信號采集，信號分析，模擬計算，自動調(diào)控，錯誤報警，數(shù)據(jù)記錄等功能，從而實現(xiàn)參數(shù)設(shè)定、調(diào)節(jié)、故障反饋、報警與記錄等功能的智能化操作，提高了該設(shè)備的實用性。
作為優(yōu)選，所述反應(yīng)裝置中部和頂部為圓筒形，底部為漸縮結(jié)構(gòu)，中部和頂部之間漸擴結(jié)構(gòu);初級過濾裝置為圓筒形。
所述反應(yīng)裝置中部和頂部為圓筒形，利于反應(yīng)體系的均勻，并減小占地面積。反應(yīng)裝置底部為漸縮結(jié)構(gòu)，利于混凝/絮凝體的沉降和存儲。反應(yīng)裝置中部和頂部之間漸擴結(jié)構(gòu)，利用漸擴結(jié)構(gòu)使反應(yīng)液上升速率降低，在該區(qū)間混凝/絮凝體能夠和水體進行有效分離。
作為另一種優(yōu)選，所述藥劑存儲裝置中裝有混凝劑、絮凝劑和/或助凝劑，能通過計量泵送至管道式混合器與進水泵進來的水體混合。
作為另一種優(yōu)選，所述初級過濾裝置上部的多孔濾網(wǎng)為不銹鋼或鈦過濾網(wǎng)，過濾精度0.02-2毫米;所述膜過濾組件為陶瓷膜或中空纖維膜，過濾精度為微濾、超濾或納濾等。
本發(fā)明還提供了利用所述微污染水處理設(shè)備處理水的方法，包括以下步驟：
(a)通過進水泵將待處理水體泵入反應(yīng)裝置，并在進水管路中投加藥劑;
(b)水體在反應(yīng)裝置外層進行混凝、絮凝得到初步凈化后，通過初級過濾裝置上部的多孔濾網(wǎng)進一步過濾后得初級凈化水，進入反應(yīng)裝置內(nèi)層;
(c)在反應(yīng)裝置內(nèi)層，水體在臭氧氧化和膜過濾的同步作用下，從出水管路排出，即得凈化水。
技術(shù)效果：本發(fā)明提供的一種微污染水處理設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單緊湊、占地面積小、使用方便、成本低廉、運行管理方便，利用混凝/絮凝、兩級過濾、臭氧氧化作用有效處理水中的污染物和細菌病毒，實現(xiàn)較好的凈化水質(zhì)的效果，處理效果好、處理效率高。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
一、利用特殊的流程和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)置，使藥劑和水體能夠充分混合和后續(xù)分離，避免了混凝攪拌裝置的設(shè)置，并縮減了水力停留時間，節(jié)省了投資，減小了設(shè)備體積和占地面積。
二、可在同一反應(yīng)裝置內(nèi)實現(xiàn)混凝/絮凝分離、兩級過濾，臭氧氧化等多種水處理過程，使反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊，提高處理效果的同時顯著縮小反應(yīng)器體積，使反應(yīng)裝置安裝、使用更方便。
三、利用工藝的合理選擇和特殊的反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計，使不同技術(shù)之間互補、協(xié)同，顯著提高處理效果，實現(xiàn)單一工藝或一般工藝難以達到的水處理效果，降低處理成本，對水體凈化徹底，避免產(chǎn)生二次污染，環(huán)�？煽�，具有廣闊的市場前景。
四、通過自控單元與各部件相連接以及傳感器數(shù)據(jù)反饋，可實現(xiàn)處理過程的全自動、智能化控制。
本發(fā)明提供的水處理方法工藝簡單、處理效率高，能夠有效、經(jīng)濟、環(huán)保、一體化的通過混凝/絮凝分離、兩級過濾、臭氧氧化進行水處理。該“一體化”即在同一反應(yīng)區(qū)間實現(xiàn)各工藝的協(xié)同耦合作用，使其互補互促，克服各自單一作用時的缺點，顯著提高處理效果并降低能耗，優(yōu)化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，縮小占地面積。
