公布日：2022.09.02
申請(qǐng)日：2022.07.13
分類號(hào)：C02F1/32(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)I;C02F1/461(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種膜耦合高級(jí)氧化技術(shù)深度處理污水的裝置及應(yīng)用。所述裝置包括一反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有紫外燈、電極組和膜組件；裝置還包括蠕動(dòng)泵，蠕動(dòng)泵將待處理的污水通過進(jìn)水口泵入至反應(yīng)器；紫外燈內(nèi)設(shè)有UVC燈源；電極組為網(wǎng)狀電極；膜組件的一側(cè)設(shè)有出水口，并連接壓力計(jì)；反應(yīng)器的底部設(shè)有曝氣管。本發(fā)明裝置能夠以較低濃度的氯離子發(fā)揮作用(50mg/L～250mg/L)，滿足國(guó)家規(guī)范所要求的污水氯離子排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明裝置處理污水時(shí)，可根據(jù)污水中污染物的種類，確定是否投加光催化劑。本發(fā)明在傳統(tǒng)的膜技術(shù)上引入紫外光及電化學(xué)技術(shù)，使設(shè)備更集中，除傳統(tǒng)污水處理方式外，還能利用高級(jí)氧化技術(shù)完成對(duì)污水的深度處理及消毒，并且能夠減少有害微生物隨污水的排出。
權(quán)利要求書
1.一種膜耦合高級(jí)氧化技術(shù)深度處理污水的裝置，包括一反應(yīng)器；其特征在于：所述反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有紫外燈、電極組和膜組件；所述裝置還包括一蠕動(dòng)泵，所述蠕動(dòng)泵將待處理的污水通過進(jìn)水口泵入至所述反應(yīng)器中；所述紫外燈內(nèi)設(shè)有UVC燈源，發(fā)射波長(zhǎng)為254nm；所述電極組為網(wǎng)狀電極；所述膜組件的一側(cè)設(shè)有出水口，并連接壓力計(jì)；所述反應(yīng)器的底部設(shè)有曝氣管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：所述UVC燈源外包裹石英套管，且線路連接處進(jìn)行防水處理；所述電極組包括釕依鈦陽極和鈦陰極，電極之間的間距為1.5-3cm。所述電極組由數(shù)控直流電源控制電流大小、開啟時(shí)間以及間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于：一曝氣泵通過塑料管與所述曝氣管相連，相連接的管路上設(shè)有止回閥和電子流量計(jì)；若干個(gè)所述曝氣管平行布置，兩端分別與一管路連接，一側(cè)的管路連接所述曝氣管；所述曝氣管上的曝氣孔由中間向兩側(cè)減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于：所述膜組件采用平板陶瓷膜，由氧化鋁或氧化鋯材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于：所述紫外燈、所述電極組和所述膜組件由聚四氟乙烯材料制作的支架連接，且所述紫外燈放置在所述膜組件的內(nèi)側(cè)或外側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于：所述裝置還包括時(shí)控開關(guān)；所述時(shí)控開關(guān)控制所述蠕動(dòng)泵、所述紫外燈和所述曝氣管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于：所述反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有浮球閥；所述反應(yīng)器的內(nèi)部設(shè)有可拆卸式隔板，底部設(shè)有排污閥。
8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述裝置在污水深度處理中的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于：按照下述1)或2)的方式進(jìn)行污水處理：1)批式處理：根據(jù)需要設(shè)置所述數(shù)控直流電源及所述時(shí)控開關(guān)的相關(guān)參數(shù)，控制所述電極組、所述蠕動(dòng)泵、所述紫外燈、所述曝氣泵及所述計(jì)量泵的開啟時(shí)間段及開啟間隔；取出可拆卸式隔板，打開所述蠕動(dòng)泵將污水送入所述反應(yīng)器內(nèi)，水位到達(dá)一定高度時(shí)停止進(jìn)水；持續(xù)處理一段時(shí)間后所述計(jì)量泵將抽出處理水，水位低于一定高度時(shí)開啟所述蠕動(dòng)泵自動(dòng)進(jìn)水，同時(shí)關(guān)閉所述計(jì)量泵；根據(jù)設(shè)置的參數(shù)，自動(dòng)重復(fù)上述過程即可完成下一次批式處理；2)連續(xù)處理：根據(jù)需要設(shè)置所述數(shù)控直流電源及所述時(shí)控開關(guān)相關(guān)參數(shù)，控制所述電極組、所述紫外燈、所述曝氣泵的開啟間隔；根據(jù)需要設(shè)定所述計(jì)量泵控制出水流量大小，調(diào)節(jié)電子流量計(jì)使所述蠕動(dòng)泵流速略高于所述計(jì)量泵，兩者均設(shè)為常開模式；浮球閥控制蠕動(dòng)泵開啟狀態(tài)，使水位始終維持在一定高度范圍；按照上述過程即可完成連續(xù)處理操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的應(yīng)用，其特征在于：控制污水中氯離子的濃度為50mg/L-250mg/L。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種膜耦合高級(jí)氧化技術(shù)深度處理污水的裝置，可使用傳統(tǒng)微生物處理方法應(yīng)用于去除污水中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
本發(fā)明裝置中，紫外燈與電極組可以控制微生物數(shù)量，減少污水中有害微生物的傳播，同時(shí)可以減輕膜污染，以便更長(zhǎng)久的運(yùn)行。而對(duì)于含有抗生素(如磺胺類抗生素)、難降解有機(jī)物(鄰苯二甲酸二甲酯)的污水，則可以使用高級(jí)氧化工藝來處理，由于膜的存在使得光催化劑得以截留在反應(yīng)器內(nèi)重復(fù)使用，使得高級(jí)氧化的效果能夠得到有效加強(qiáng)。
本發(fā)明提供的膜耦合高級(jí)氧化技術(shù)深度處理污水的裝置，包括一反應(yīng)器；
所述反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有紫外燈、電極組和膜組件；
所述裝置還包括一蠕動(dòng)泵，所述蠕動(dòng)泵將待處理的污水通過進(jìn)水口泵入至所述反應(yīng)器中；
所述紫外燈內(nèi)設(shè)有UVC燈源，發(fā)射波長(zhǎng)為254nm；
所述電極組為網(wǎng)狀電極；
所述膜組件的一側(cè)設(shè)有出水口，并連接壓力計(jì)；
所述反應(yīng)器的底部設(shè)有曝氣管。
上述的裝置中，所述UVC燈源外包裹石英套管，且線路連接處進(jìn)行防水處理，以在水下使用。
上述的裝置中，所述電極組包括釕依鈦陽極和鈦陰極，電極之間的間距為1.5-3cm，如2cm；
所述電極組由數(shù)控直流電源控制電流大小、開啟時(shí)間以及間隔；
采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的電極組，便于電解過程中產(chǎn)生的活性物質(zhì)的擴(kuò)散，不易在電極表明積累污泥從而影響電解效率；同時(shí)易于清洗和更換。
上述的裝置中，一曝氣泵通過塑料管與所述曝氣管相連，相連接的管路上設(shè)有止回閥和電子流量計(jì)。
上述的裝置中，若干個(gè)所述曝氣管平行布置，兩端分別與一管路連接，一側(cè)的管路連接所述曝氣管；
所述曝氣管上的曝氣孔由中間向兩側(cè)減小，使得氣體流量一致，整體曝氣均勻。
上述的裝置中，所述膜組件采用平板陶瓷膜，相比傳統(tǒng)的中空纖維膜更加易于維護(hù)和清洗，產(chǎn)生的膜污染也更少；
所述平板陶瓷膜由氧化鋁或氧化鋯材料制成。
上述的裝置中，所述紫外燈、所述電極組和所述膜組件由聚四氟乙烯材料制作的支架連接，且所述紫外燈放置在所述膜組件的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，使得膜兩面的微生物生長(zhǎng)均可受到控制。
上述的裝置中，所述裝置還包括時(shí)控開關(guān)；
所述時(shí)控開關(guān)控制所述蠕動(dòng)泵、所述紫外燈和所述曝氣管，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。
上述的裝置中，所述反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有浮球閥，用于控制水位。
上述的裝置中，所述反應(yīng)器的內(nèi)部設(shè)有可拆卸式隔板，用于保證連續(xù)處理時(shí)污水能夠處理充分，底部設(shè)有排污閥，用于排除污泥及裝置清洗產(chǎn)生的污水。
本發(fā)明裝置可以實(shí)現(xiàn)批式處理和連續(xù)處理兩種模式：
其中，批式處理的實(shí)施過程為：根據(jù)需要設(shè)置好數(shù)控直流電源及時(shí)控開關(guān)的相關(guān)參數(shù)，控制電極組、蠕動(dòng)泵、紫外燈、曝氣泵及計(jì)量泵的開啟時(shí)間段及開啟間隔；打開蠕動(dòng)泵將污水送入反應(yīng)器內(nèi)，取出可拆卸式隔板；除時(shí)控開關(guān)外，浮球閥也用于控制蠕動(dòng)泵和計(jì)量泵開啟狀態(tài)，水位到達(dá)一定高度時(shí)停止進(jìn)水；持續(xù)處理一段時(shí)間后計(jì)量泵將抽出處理水，水位低于一定高度時(shí)開啟蠕動(dòng)泵自動(dòng)進(jìn)水，同時(shí)關(guān)閉計(jì)量泵；根據(jù)設(shè)置的參數(shù)，自動(dòng)重復(fù)上述過程即可完成下一次批式處理。
連續(xù)處理的實(shí)施過程為：根據(jù)需要設(shè)置好數(shù)控直流電源及時(shí)控開關(guān)相關(guān)參數(shù)，控制電極組、紫外燈、曝氣泵的開啟間隔；根據(jù)需要設(shè)定好計(jì)量泵控制出水流量大小，調(diào)節(jié)電子流量計(jì)使蠕動(dòng)泵流速略高于計(jì)量泵，兩者均設(shè)為常開模式；浮球閥控制蠕動(dòng)泵開啟狀態(tài)，使水位始終維持在一定高度范圍；按照上述過程即可完成連續(xù)處理操作。
本發(fā)明裝置能夠以較低濃度的氯離子發(fā)揮作用(50mg/L-250mg/L，如50mg/L-100mg/L)，滿足國(guó)家規(guī)范所要求的污水氯離子排放標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明裝置處理污水時(shí)，可根據(jù)污水中污染物的種類，確定是否投加光催化劑，如果紫外光/電化學(xué)反應(yīng)難以降解，則需要投加，否則不需要。
本發(fā)明在傳統(tǒng)的膜技術(shù)上引入了紫外光及電化學(xué)技術(shù)，使得設(shè)備更加集中，除傳統(tǒng)污水處理方式外，還能夠利用高級(jí)氧化技術(shù)完成對(duì)污水的深度處理及消毒作用，并且能夠減少有害微生物隨污水的排出；采用了平板陶瓷膜的膜組件，相比傳統(tǒng)的中空纖維膜更加易于維護(hù)和清洗，同時(shí)電極和紫外光的存在使得膜污染大大減少，有利于長(zhǎng)期運(yùn)行；利用數(shù)控直流電源及時(shí)控開關(guān)控制相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行情況可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理，減少了人員監(jiān)管時(shí)間；設(shè)備整體簡(jiǎn)單緊湊，內(nèi)部隔板可拆卸，保證連續(xù)處理時(shí)污水處理充分，底部設(shè)有排污口，便于清洗維護(hù)。
（發(fā)明人：鄭志杰;彭紅斌;吳小剛;楊劍;熊張�。�
