申请日2016.12.06
公开(公告)日2017.05.10
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明公开了一种有效改善膜污染的废水处理装置，由以下部件组成：一级过滤单元、二级过滤单元、调节单元、膜反应单元;所述一级过滤单元内置填料，完成初级过滤，所述填料为多级组合填料，所述二级过滤单元为磁性纳米光催化材料，完成二级过滤，所述调节单元内置pH调节器和压力调节器，所述膜反应单元包括外壳、膜组件、微振器、爆气装置、爆气控制装置，所述膜组件为附加电场的管状膜组件，中心设置有阳极电极，外圈为可转动的阴极电极，膜为中空纤维内压膜，分布于阴阳两级之间，所述微振器设置在外圈阴极电极上，所述爆气装置设置在膜组件下部，所述爆气装置通过爆气控制装置控制。
摘要附图
权利要求书
1.一种有效改善膜污染的废水处理装置，其特征在于，由以下部件组成：一级过滤单元(1)、二级过滤单元(2)、调节单元(3)、膜反应单元(4);所述一级过滤单元(1)内置填料，完成初级过滤，所述填料为多级组合填料，所述二级过滤单元(2)为磁性纳米光催化材料，完成二级过滤，所述调节单元(3)内置pH调节器(5)和压力调节器(6)，所述膜反应单元(4)包括外壳(13)、膜组件(7)、微振器(8)、爆气装置(9)、爆气控制装置(14)，所述膜组件(7)为附加电场的管状膜组件，中心设置有阳极电极(11)，外圈为可转动的阴极电极(12)，膜为中空纤维内压膜(10)，分布于阴阳两级之间，所述微振器(8)设置在外圈阴极电极(12)上，所述爆气装置(9)设置在膜组件(7)下部，所述爆气装置(9)通过爆气控制装置(14)控制，所述废水分别经一级过滤单元(1)去除大分子物质和重金属，经二级过滤单元(2)去除废水中的有机污染物，经调节单元(3)调解pH和水压，经膜反应单元(4)过滤，浓缩液回流到一级过滤单元(1)中进行循环过滤，过滤液从出水口达标排放。
2.如权利要求1所述的一种有效改善膜污染的废水处理装置，其特征在于，所述膜组件(7)为改造了的中空纤维管式膜组件，膜组件(7)中膜采用超薄膜片，将其膜片围绕中间的阳极电极旋转，形成动态膜袋。
3.如权利要求2所述的一种有效改善膜污染的废水处理装置，其特征在于，所述多级组合填料为活性碳纤维、改性矿渣和天然沸石从上到下依次分布组合。
4.如权利要求1所述的一种有效改善膜污染的废水处理装置，其特征在于，所述改性矿渣是将废弃的矿渣经匀料处理后用超微粉碎机进行机械粉碎处理，再将其放入改性机中，温度设置在130-150℃，加入KⅡ-560硅烷改性剂，用量为1.3‰，助剂硬脂酸，用量为0.9‰，改性时间为20-25min，得到改性矿渣。
5.如权利要求1所述的一种有效改善膜污染的废水处理装置，其特征在于，所述磁性纳米光催化材料是将磁性纳米Fe3O4与壳聚糖醇溶液以2.5:1.3的混合质量比在超声作用下相互作用混合，超声处理时间为30min，并不断搅拌，室温下用无水乙醇洗脱后干燥处理得到磁性纳米光催化材料。
6.如权利要求1所述的一种有效改善膜污染的废水处理装置，其特征在于，所述pH调节器(5)调节废水的pH值在3.5-6。
7.如权利要求1所述的一种有效改善膜污染的废水处理装置，其特征在于，所述爆气装置(9)是采用正弦波变化规律的活塞流爆气装置。
8.如权利要求1所述的一种有效改善膜污染的废水处理装置，其特征在于，所述膜组件(7)置于膜反应单元(4)下部与液面形成高度差，从而实现过滤出水可通过压力自出水。
说明书
一种有效改善膜污染的废水处理装置
技术领域
本发明属于环境保护领域，具体涉及一种有效改善膜污染的废水处理装置。
背景技术
废水是指居民活动过程中排出的水及径流雨水的总称。它包括生活污水、工业废水和初雨径流入排水管渠等其它无用水，一般指经过一定技术处理后不能再循环利用或者一级污染后制纯处理难度达不到一定标准的水。我国作为土地和人口大国，水资源的紧缺是毋庸置疑的，而经济的告诉发展所带来的环境问题同样严重，废水的不达标排放使其有害物质对土壤、空气、地下水等的危害越来越严重，对于水资源十分紧缺的中国来说，合理利用水资源，不造成过度浪费，已经不能满足国家经济的发展，如何合理处理生活生产中的废水，将有害物质降到最低，实现有效的回收再利用，降低废水对环境和人类的危害，都是现在我们要面临的问题。
废水的一般处理方法包括物理、化学、生物及其他特殊处理方法，都具有一定的效果但也避免不了技术限制带来的问题，新的处理方法的研究对于废水处理显得尤为重要，近年来，膜反应器采用高效膜分离技术与其他技术的结合使用为废水处理带来新的突破，有害物质去除率高，出水水质好，但随之产生的膜污染问题是制约其发展的关键，膜污染因素主要体现在膜材料，膜组件的构造和膜反应时液体的性质等，对其污染的控制包括膜的物理化学清洗，膜组件的优化设计，外加设备的辅助作用等，电场强化过滤技术科有效改善膜污染，如何合理地将电场强化技术运用，有效减少膜污染，提高膜反应器的废水处理效率就是本发明要研究的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有效改善膜污染的废水处理装置。
为实现上述目的，一种有效改善膜污染的废水处理装置，由以下部件组成：一级过滤单元、二级过滤单元、调节单元、膜反应单元;所述一级过滤单元内置填料，完成初级过滤，所述填料为多级组合填料，所述二级过滤单元为磁性纳米光催化材料，完成二级过滤，所述调节单元内置pH调节器和压力调节器，所述膜反应单元包括外壳、膜组件、微振器、爆气装置、爆气控制装置，所述膜组件为附加电场的管状膜组件，中心设置有阳极电极，外圈为可转动的阴极电极，膜为中空纤维内压膜，分布于阴阳两级之间，所述微振器设置在外圈阴极电极上，所述爆气装置设置在膜组件下部，所述爆气装置通过爆气控制装置控制，所述废水分别经一级过滤单元去除大分子物质和重金属，经二级过滤单元去除废水中的有机污染物，经调节单元调解pH和水压，经膜反应单元过滤，浓缩液回流到一级过滤单元中进行循环过滤，过滤液从出水口达标排放。
进一步地，所述膜组件为改造了的中空纤维管式膜组件，膜组件中膜采用超薄膜片，将其膜片围绕中间的阳极电极旋转，形成动态膜袋，膜利用率高，无需支撑材料，改善膜通量，降低膜污染。
进一步地，所述多级组合填料为活性碳纤维、改性矿渣和天然沸石从上到下依次分布组合，可有效吸附废水中的多种重金属及化学残留有害物质。
进一步地，所述改性矿渣是将废弃的矿渣经匀料处理后用超微粉碎机进行机械粉碎处理，再将其放入改性机中，温度设置在130-150℃，加入KⅡ-560硅烷改性剂，用量为1.3‰，助剂硬脂酸，用量为0.9‰，改性时间为20-25min，得到改性矿渣，大大提高了其吸附效果。
进一步地，所述磁性纳米光催化材料是将磁性纳米Fe3O4与壳聚糖醇溶液以2.5:1.3的混合质量比在超声作用下相互作用混合，超声处理时间为30min，并不断搅拌，室温下用无水乙醇洗脱后干燥处理得到磁性纳米光催化材料，可在可见光作用下将废水中的有机物降解。
进一步地，所述pH调节器调节废水的pH值在3.5-6。
进一步地，所述爆气装置是采用正弦波变化规律的活塞流爆气装置。
进一步地，所述膜组件置于膜反应单元下部与液面形成高度差，从而实现过滤出水可通过压力自出水，更加高效，智能，环保。
进一步地，所述电场为间断脉冲电场，以加电5min，停电5min的方式进行，脉冲电压为10-20V，可不断改变膜滤速率，改善膜污染。
本发明的优点在于：本发明一种有效改善膜污染的废水处理装置，应用于废水处理，通过多级过滤装置可有效去除废水中的重金属、有机污染物、小颗粒等，多级过滤和膜组件施加脉冲电场可有效改善膜反应装置中膜污染的问题，为膜反应器的发展开拓更好的道路，阴阳电极可控制废水中带电荷的污染物在膜上的附着情况，膜片围绕中间的阳极电极旋转，形成动态膜袋，可很好地控制膜通量，减少膜污染，延长了膜的更换和清洗周期;所处理后的废水可实现直接排放，不会造成环境污染。