申請(qǐng)日2015.07.10
公開(公告)日2015.10.14
IPC分類號(hào)C02F1/50; A01P3/00; A01P1/00; A01N37/16
摘要
一種智能化污水無(wú)氯消毒殺菌系統(tǒng)，其特征是所述的系統(tǒng)包括甲酸貯存箱(1)、雙氧水貯存箱(2)、反應(yīng)箱(5)、投加計(jì)量泵(6)、冷卻裝置、智能控制裝置和在線水質(zhì)檢測(cè)裝置，所述的投加計(jì)量泵(6)的輸入端接反應(yīng)箱(5)的輸出端，投加計(jì)量泵(6)的輸出端通過水管伸入污水廠的出水口中并低劑量快速溶入水中在60秒內(nèi)完成消毒殺菌并快速分解為水和二氧化碳，所述的反應(yīng)箱(5)的輸入端接甲酸貯存箱(1)和雙氧水貯存箱(2)的輸出端。本發(fā)明消毒殺菌效率高，無(wú)殘留，運(yùn)行成本低，維護(hù)方便。
權(quán)利要求書
1.一種智能化污水無(wú)氯消毒殺菌系統(tǒng)，其特征是它包括：
一反應(yīng)箱(5)，該反應(yīng)箱(5)用于生成消毒殺菌所需的過氧甲酸;
一投加計(jì)量泵(6)，該投加計(jì)量泵(6)用于將反應(yīng)箱(5)中生成的過氧甲酸按工藝規(guī)程的要求和劑量泵送到待處理的污水中;
一甲酸貯存箱(1)，該甲酸貯存箱(1)中存放有甲酸，它通過計(jì)量泵向反應(yīng)箱(5)中泵送反應(yīng)所需的甲酸;
一雙氧水貯存箱(2)，該雙氧水貯存箱中存放有以氧水，它通過計(jì)量泵向反應(yīng)箱(5)中泵送反應(yīng)所需的雙氧水;
一制冷裝置，該制冷裝置有冷卻液貯存箱(3)和壓縮機(jī)(4)組成，壓縮機(jī)用于將吸熱后的冷卻液進(jìn)行冷卻，冷卻液通過管道對(duì)反應(yīng)箱(5)進(jìn)行冷卻，使反應(yīng)箱(5)內(nèi)的反應(yīng)溫度控制在10℃以下;
一智能控制裝置，它用于控制甲酸計(jì)量泵、雙氧水劑量泵、投加計(jì)量泵及壓縮機(jī)的工作，通過控制甲酸計(jì)量泵和雙氧水劑量泵的開啟以保證反應(yīng)箱中所需的原料供應(yīng)，產(chǎn)生消毒和殺菌所需的過氧甲酸，通過控制投加計(jì)量泵，確保向污水中加入的過氧甲酸的量滿足消毒和殺菌所需的10-40PPM的投放劑量，以保證進(jìn)入污水中的過氧甲酸在60秒內(nèi)完成消毒殺菌并快速分解為水和二氧化碳;
一在線水質(zhì)檢測(cè)裝置，它用于在線檢測(cè)經(jīng)處理過污水的成份，以便及時(shí)調(diào)整過氧甲酸的添加量和添加點(diǎn)的數(shù)量，啟動(dòng)或關(guān)閉相應(yīng)的投加計(jì)量泵(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是所述的其特征是所述的甲酸貯存箱(1)中安裝有液位傳感器，以便當(dāng)甲酸貯存箱(1)中的甲酸量低于設(shè)定值時(shí)能向智能控制裝置自動(dòng)報(bào)警。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是所述的雙氧水貯存箱(2)中安裝有液位傳感器，以便當(dāng)雙氧水貯存箱(2)中的雙氧水量低于設(shè)定值時(shí)能向智能控制裝置自動(dòng)報(bào)警。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是所述的反應(yīng)箱(5)中安裝有溫度傳器和液位傳感器，溫度傳感器用于當(dāng)反應(yīng)箱(5)內(nèi)的溫度大于設(shè)定值時(shí)自動(dòng)控制壓縮機(jī)工作，對(duì)冷卻液進(jìn)行制冷;液位傳感器用于控制反應(yīng)箱內(nèi)的過氧甲酸的量，當(dāng)反應(yīng)箱的過氧甲酸達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)控制甲酸計(jì)量泵和雙氧水劑量泵停止工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是所述的甲酸貯存箱(1)設(shè)有硫酸催化劑添加裝置(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征是所述的硫酸催化劑添加裝置(7)通過催化劑添加泵向甲酸貯存箱(1)中添加催化劑，催化劑的加入量為甲酸質(zhì)量的0.1%-5%，甲酸濃度為20-40%。
7.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征是所述的反應(yīng)箱(5)的反應(yīng)溫度為0-4℃。
說(shuō)明書
智能化污水無(wú)氯消毒殺菌系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種水處理技術(shù)，尤其是一種污水處理技術(shù)，具體地說(shuō)是一種智能化污水無(wú)氯消毒殺菌系統(tǒng)，它可以廣泛地應(yīng)用于城市污水處理、工廠生產(chǎn)污水處理、大分子量生產(chǎn)污水、難解高濃度污水處理等。
背景技術(shù)
消毒殺菌技術(shù)廣泛地應(yīng)用于水處理領(lǐng)域，是水處理工藝的重要手段之一�，F(xiàn)有的消毒殺菌技術(shù)主要有以下幾類：
1. 有氯消毒殺菌。如：氯氣，次氯酸鈉，二氧化氯等。
2. 紫外線消毒殺菌。
3. 臭氧消毒殺菌。
4. 雙氧水消毒殺菌。
5. 其他消毒殺菌方式：光催化技術(shù)、電場(chǎng)消毒殺菌技術(shù)、(銅銀)合金消毒殺菌技術(shù)等。
上述消毒殺菌技術(shù)存在的主要問題是：
1. 有氯消毒殺菌技術(shù)。
這是一種被廣泛用于城市污水消毒殺菌的技術(shù)。其中：
氯氣消毒殺菌會(huì)生成三鹵甲烷等致癌物質(zhì)。而氯氣本身就有毒氣，儲(chǔ)存或使用均需要嚴(yán)格控制。
次氯酸鈉消毒殺菌一般采用鹽酸(HCl)加氯酸鈉(Na2ClO)反應(yīng)而成。因鹽酸屬于危險(xiǎn)品和易制毒化學(xué)品，市場(chǎng)的采購(gòu)及運(yùn)輸儲(chǔ)存都要求較高。
二氧化氯消毒殺菌一般通過電解食鹽水而得，效率較低卻耗能很大。
以上幾種有氯消毒殺菌法均能產(chǎn)生對(duì)人體或自然環(huán)境危害的代謝產(chǎn)物，而且其最終產(chǎn)物中氯離子是工業(yè)生產(chǎn)中危害非常大的，它能對(duì)管道、設(shè)備等產(chǎn)生腐蝕作用。因其化學(xué)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，氯離子很難被去除
2.紫外線消毒殺菌技術(shù)。
紫外線消毒殺菌是利用適當(dāng)波長(zhǎng)破壞微生物細(xì)胞中的DNA(脫氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)的分子結(jié)構(gòu)而起到消毒殺菌作用在使用過程中有以下缺點(diǎn)：
(1)無(wú)持續(xù)殺菌能力，在紫外線消失后會(huì)能再次污染。
(2)濁度及水中懸浮物對(duì)紫外線消毒殺菌有較大影響，降低消毒殺菌效果。
(3)紫外線燈套管容易結(jié)垢，影響紫外線光的透出和消毒殺菌效果。
(4)相對(duì)能耗較大。
3.臭氧殺毒消菌
臭氧殺毒消菌是利用其強(qiáng)氧化性對(duì)細(xì)菌、細(xì)胞壁及其內(nèi)部DNA、RNA進(jìn)行破壞起到殺滅作用，在使用過程中有以下缺點(diǎn)：
(1).臭氧消毒殺菌主要存在的問題是生產(chǎn)設(shè)備(火花放電法)龐大、流程復(fù)雜，需較高的運(yùn)行管理水平。臭氧制取率較低(1~2%)，電能消耗大，基建設(shè)備投資較大、成本很高，不適合用于水量較大的消毒殺菌工藝。
(2)臭氧是一種不穩(wěn)定的氣體，在水中容易分解，單獨(dú)采用臭氧消毒殺菌很難保證持續(xù)的效果。
(3)有研究表明臭氧和有機(jī)物反應(yīng)會(huì)生成不飽和醛類，雙氧化合物等有毒物質(zhì)，在含有少量溴化物的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生致癌性產(chǎn)物：主要降解產(chǎn)物有有機(jī)物：三溴甲烷、乙腈氯甲烷、1-1二溴酮等。無(wú)機(jī)性產(chǎn)物有溴酸鹽、次溴酸等。其中最要主要的是溴酸鹽，其最大允許濃度極低，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為0.01mg/L。
(4)在臭氧處理后再加氯或氯胺會(huì)分別生成三氯硝基甲烷和氯化氰均有較大危害。
4.雙氧水消毒殺菌
雙氧水殺毒消菌也是利用其強(qiáng)氧化性起到消毒殺菌作用，其缺點(diǎn)是：
(1).雙氧水(H2-O2)可致人體遺傳基因(DNA)損傷及基因突變，與各種病變發(fā)生關(guān)系密切。
(2).雙氧水可導(dǎo)致老鼠及家兔等動(dòng)物致癌，從而可能對(duì)人類具備危險(xiǎn)性。
(3).雙氧水可能加速人類衰老進(jìn)程，其與老年癡呆尤其是早老性癡呆的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)，作為強(qiáng)氧化劑通過耗損體內(nèi)抗氧化物質(zhì)，使抗氧化能力低下，抵抗力下降進(jìn)一步造成各種疾病。
(4).雙氧水可能導(dǎo)致或加重白內(nèi)障等眼部疾病，通過呼吸道可導(dǎo)致肺損傷，多次接觸可導(dǎo)致人體毛發(fā)變白，皮膚變黃等。
(5).小分子雙氧水經(jīng)口攝入很容易進(jìn)入體內(nèi)細(xì)胞和組織，可進(jìn)入自由基反應(yīng)鏈造成與自由基相關(guān)的許多疾病。
5.其他消毒殺菌方式----
由于其自身的局限性：如效率太低、能耗太大、投資太高和穩(wěn)定性不夠等因素不能被水處理市場(chǎng)廣泛接受。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的污水處理存在的殘留大、效率低，成本高的問題，設(shè)計(jì)一種無(wú)殘留、高效快速的污水無(wú)氯消毒殺菌系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種智能化污水無(wú)氯消毒殺菌系統(tǒng)，其特征是它包括：
一反應(yīng)箱5，該反應(yīng)箱5用于生成消毒殺菌所需的過氧甲酸;
一投加計(jì)量泵6，該投加計(jì)量泵6用于將反應(yīng)箱5中生成的過氧甲酸按工藝規(guī)程的要求和劑量泵送到等處理的污水中;
一甲酸貯存箱1，該甲酸貯存箱1中存放有甲酸，它通過計(jì)量泵向反應(yīng)箱5中泵送反應(yīng)所需的甲酸;
一雙氧水貯存箱2，該雙氧水貯存箱中存放有以氧水，它通過計(jì)量泵向反應(yīng)箱5中泵送反應(yīng)所需的雙氧水;
一制冷裝置，該制冷裝置有冷卻液貯存箱3和壓縮機(jī)4組成，壓縮機(jī)用于將吸熱后的冷卻液進(jìn)行冷卻，冷卻液通過管道對(duì)反應(yīng)箱5進(jìn)行冷卻，使反應(yīng)箱5內(nèi)的反應(yīng)溫度控制在10℃以下;
一智能控制裝置，它用于控制甲酸計(jì)量泵、雙氧水劑量泵、投加計(jì)量泵及壓縮機(jī)的工作，通過控制甲酸計(jì)量泵和雙氧水劑量泵的開啟以保證反應(yīng)箱中所需的原料供應(yīng)，產(chǎn)生消毒和殺菌所需的過氧甲酸，通過控制投加計(jì)量泵，確保向污水中加入的過氧甲酸的量滿足消毒和殺菌所需的10-40PPM的投放劑量，以保證進(jìn)入污水中的過氧甲酸在60秒內(nèi)完成消毒殺菌并快速分解為水和二氧化碳;
一在線水質(zhì)檢測(cè)裝置，它用于在線檢測(cè)經(jīng)處理過污水的成份，以便及時(shí)調(diào)整過氧甲酸的添加量和添加點(diǎn)的數(shù)量，啟動(dòng)或關(guān)閉相應(yīng)的投加計(jì)量泵6。
所述的其特征是所述的甲酸貯存箱1中安裝有液位傳感器，以便當(dāng)甲酸貯存箱1中的甲酸量低于設(shè)定值時(shí)能向智能控制裝置自動(dòng)報(bào)警。
所述的雙氧水貯存箱2中安裝有液位傳感器，以便當(dāng)雙氧水貯存箱2中的雙氧水量低于設(shè)定值時(shí)能向智能控制裝置自動(dòng)報(bào)警。
所述的反應(yīng)箱5中安裝有溫度傳器和液位傳感器，溫度傳感器用于當(dāng)反應(yīng)箱5內(nèi)的溫度大于設(shè)定值時(shí)自動(dòng)控制壓縮機(jī)工作，對(duì)冷卻液進(jìn)行制冷;液位傳感器用于控制反應(yīng)箱內(nèi)的過氧甲酸的量，當(dāng)反應(yīng)箱的過氧甲酸達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)控制甲酸計(jì)量泵和雙氧水劑量泵停止工作。
所述的甲酸貯存箱1設(shè)有催化劑添加裝置7。
所述的催化劑添加裝置7通過催化劑添加泵向甲酸貯存箱1中添加催化劑，催化劑的加入量為甲酸質(zhì)量的0.1%-5%，甲酸濃度為20-40%。
所述的催化劑為硫酸。
本發(fā)明的技術(shù)方案之二是：
一種污水無(wú)氯消毒殺菌方法，其特征是首先向甲酸中添加硫酸作為催化劑，其次，利用添加有硫酸的甲酸和雙氧水反應(yīng)生成過氧甲酸，并使所述的反應(yīng)溫度不超過10℃，然后將過氧甲酸按10-40PPM的劑量加入污水中，在60秒內(nèi)快速溶解在水中并分解為二氧化碳和水，在分解過程中完成消毒和殺菌，實(shí)現(xiàn)污水的清潔。
催化劑的加入量為甲酸質(zhì)量的0.1%-5%，甲酸濃度為20-40%。
所述的反應(yīng)溫度為0-4℃。
本發(fā)明的有益效果：
1. 消毒殺菌效率高：在10ppm條件下，60S內(nèi)細(xì)菌消滅率達(dá)99.8%。
2. 最終代謝產(chǎn)物為CO2與H2O，不存在對(duì)人體有害的產(chǎn)物，不會(huì)對(duì)設(shè)備、管路等產(chǎn)生腐蝕。
3. 不受水體環(huán)境如溫度、濁度等影響而降低消毒殺菌效率。
4. 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行功率小，相比電解法、紫外線法、臭氧發(fā)生器等能節(jié)省空間約50%、節(jié)省運(yùn)行成本70~80%。
5. 能滿足自然水廠、城市污水廠等廣泛水處理行業(yè)。
6.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝方便，維護(hù)運(yùn)行成本低。
