申请日2016.02.18
公开(公告)日2016.06.22
IPC分类号C02F9/12
摘要
本发明公开了一种纳米磁粉光催化氧化污水处理方法，污水依次经过预处理单元、初级过滤单元、二级过滤单元和光催化氧化单元组成的处理系统进行处理。该预处理单元上部设置有纳米磁粉投放装置且内侧底部设置有搅拌装置，初级过滤单元上部设置有磁鼓和磁粉回收装置，还包括有超声波分离装置，超声波分离装置的进料端与磁粉回收装置通过传送带连接，超声波分离装置的出料端通过倾斜设置的导槽连接至预处理单元的上方。本发明采用纳米磁粉截留污水中的悬浮物，在磁鼓的作用下，收集吸附了污染物的磁粉，在超声波的作用下将纳米磁粉上吸附的污染物的清洗并分离，超声波清洗大大降低了反冲洗再生过程中的用水量，提高了污水处理的效率，节约资源。
摘要附图
权利要求书
1.一种纳米磁粉光催化氧化污水处理方法，该方法使用纳米磁粉光催化氧化污水处理系统，所述系统包括预处理单元、初级过滤单元、二级过滤单元和光催化氧化单元;其特征在于，所述预处理单元为敞口容器，污水从容器下部设置的进水口进入，该预处理单元上部设置有纳米磁粉投放装置,内侧底部设置有搅拌装置，向预处理单元内投放纳米磁粉，且由搅拌装置进行搅拌，使纳米磁粉与污水充分混合，使纳米磁粉充分的吸附并截留污水中的聚合物和悬浮物;经过预处理的污水单元通过管道进入初级过滤单元连接，该初级过滤单元上部设置有磁鼓和磁粉回收装置，该磁粉回收装置设置在磁鼓之上并通过连接部件连接，在磁鼓的作用下，磁粉回收装置将吸附有污染物的磁粉收集并且回收，所述初级过滤单元与二级过滤单元连接的管道之间设置有水泵，经过初级过滤净化的水通过管道进入二级过滤单元,所述二级过滤单元内部填充活性炭，过滤时由于其多孔性吸附各种水中的微细物质，去除大分子有机物及重金属、合成洗涤剂、细菌及病毒等污染物质;所述二级过滤单元顶部的出水端通过管道连接至光催化氧化单元底部的进水端，所述光催化氧化单元的内壁上还覆盖设置有反光层，该光催化氧化单元内部设置有蛇形的挡隔板，该挡隔板上覆盖有光催化薄膜层，所述光催化薄膜层为二氧化钛复合材料,且挡隔板的间隙之中设置有紫外光灯，所述光催化氧化单元的外侧壁上设置有成对的超声波换能器，超声波频率高于20000赫兹，在传播时会产生正负交变的声压，形成射流，进一步增加了水流与光催化剂的有效接触面积，进而加强光催化氧化效果;该光催化氧化单元顶部的出水端通过管道连接至出水口。
2.根据权利要求1所述的纳米磁粉光催化氧化污水处理方法，其特征在于：该污水处理系统还包括有超声波分离装置，所述超声波分离装置的进料端与磁粉回收装置通过传送带连接，所述传送带由磁性材料制成，使得截留污染物的磁粉更容易吸附在传送带之上，从而更稳定高效的将其输送进入超声波分离装置,超声波分离装置的出料端通过倾斜设置的导槽连接至预处理单元的上方，所述超声波分离装置下部还设置有排污口，在超声波的作用下将纳米磁粉上吸附的污染物的清洗并分离，污染物随少量污水排放，经超声波清洗的纳米磁粉通过倾斜设置的导槽添加至预处理单元的污水中，进行下一次污水处理过程。
3.根据权利要求2所述的纳米磁粉光催化氧化污水处理方法，其特征在于：所述传送带由磁性材料制成。
说明书
一种纳米磁粉光催化氧化污水处理方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种纳米磁粉光催化氧化污水处理方法。
背景技术
当前应用较多的是以石英砂为过滤介质的以吸附作用为主的深床砂滤器。其主体结构是在圆柱罐内有承托层，承托层之上是砂滤床，砂滤床为非均质固定孔隙结构。自下而上有大河卵石、小河卵石、大石子、小石子、粗砂、中砂等，即所谓的“垫层”，属于非有效吸附层。之上主体细砂层，为有效吸附层，滤床上部还有一相当大的预留空间。滤罐外顶部有一滤前水进口，底部有一滤后水出口。过滤时上进下出，反冲洗时下进上出，二者为同一流程，互为逆向过程。
存在的主要问题：一是过滤精度低普遍不达标。二是吸附容易脱附难。滤床结构复杂又属于固定孔隙结构，因此吸附容易，脱附再生十分困难。滤床容易造成堵塞，堵塞后一般需要提高排量冲洗，由于滤床深度为半罐，上半部分是空罐，滤床虽然属于固定孔隙结构，但是整个滤床稳定性极差，冲洗时往往会造成非均质滤床混层而失效，恢复十分困难，因此会影响生产。三是对含聚合物和有机物污水极不适应。
在过滤器堵塞后，从反向冲洗，将过滤在滤材上的杂质冲洗掉，能够恢复其过滤性能，现有技术中，过滤单元的反洗再生能力差，且反洗过程中，水量需求较大，需排放的冲洗污水量相应增加，急需改进。
二氧化钛光催化剂材料在光源激发下能够产生高活性的强还原性电子和带正电荷强氧化性的空穴，从而使溶液中的有机物发生一系列的氧化-还原反应而降解，可分解大多数的小分子有机污染物。二氧化钛作为光催化剂应用于废水的处理，与其他污水处理技术相比，它具有很多优点：安全、稳定、废水处理效率高、无二次污染等。但现有技术中的光催化氧化环节，由于污水在流动过程中，受到容器的限制，导致水流与光催化剂的有效接触面积有限，有必要寻找适当的方法，解决有效利用紫外光源提高其光催化能力且增加水流与光催化剂的有效接触面积的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水处理一种纳米磁粉光催化氧化污水处理方法，该方法使用纳米磁粉光催化氧化污水处理系统，所述系统包括预处理单元、初级过滤单元、二级过滤单元和光催化氧化单元，所述预处理单元为敞口容器，污水从容器下部设置的进水口进入，该预处理单元上部设置有纳米磁粉投放装置,内侧底部设置有搅拌装置，向预处理单元内投放纳米磁粉，且由搅拌装置进行搅拌，使纳米磁粉与污水充分混合，使纳米磁粉充分的吸附并截留污水中的聚合物和悬浮物;经过预处理的污水单元通过管道进入初级过滤单元连接，该初级过滤单元上部设置有磁鼓和磁粉回收装置，该磁粉回收装置设置在磁鼓之上并通过连接部件连接，在磁鼓的作用下，磁粉回收装置将吸附有污染物的磁粉收集并且回收，所述初级过滤单元与二级过滤单元连接的管道之间设置有水泵，经过初级过滤净化的水通过管道进入二级过滤单元,所述二级过滤单元内部填充活性炭，过滤时由于其多孔性吸附各种水中的微细物质，去除大分子有机物及重金属、合成洗涤剂、细菌及病毒等污染物质;所述二级过滤单元顶部的出水端通过管道连接至光催化氧化单元底部的进水端，所述光催化氧化单元的内壁上还覆盖设置有反光层，该光催化氧化单元内部设置有蛇形的挡隔板，该挡隔板上覆盖有光催化薄膜层，所述光催化薄膜层为二氧化钛复合材料,且挡隔板的间隙之中设置有紫外光灯，所述光催化氧化单元的外侧壁上设置有成对的超声波换能器，超声波频率高于20000赫兹，在传播时会产生正负交变的声压，形成射流，进一步增加了水流与光催化剂的有效接触面积，进而加强光催化氧化效果;该光催化氧化单元顶部的出水端通过管道连接至出水口。
优选的，该污水处理系统还包括有超声波分离装置，所述超声波分离装置的进料端与磁粉回收装置通过传送带连接，所述传送带由磁性材料制成，使得截留污染物的磁粉更容易吸附在传送带之上，从而更稳定高效的将其输送进入超声波分离装置,超声波分离装置的出料端通过倾斜设置的导槽连接至预处理单元的上方，所述超声波分离装置下部还设置有排污口，在超声波的作用下将纳米磁粉上吸附的污染物的清洗并分离，污染物随少量污水排放，经超声波清洗的纳米磁粉通过倾斜设置的导槽添加至预处理单元的污水中，进行下一次污水处理过程。
优选的，所述传送带17由磁性材料制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用纳米磁粉吸附截留污水中的悬浮物，在磁鼓的磁场的作用下，收集吸附了污染物的磁粉，通过传送带导入超声波分离装置中，在超声波的作用下将纳米磁粉上吸附的污染物的清洗并分离，污染物随少量污水排放，经超声波清洗的纳米磁粉循环使用，加强了污水中悬浮物和有机聚合物的吸附截留作用，超声波清洗大大降低了反冲洗再生过程中的用水量，进而提高了污水处理的效率，纳米磁粉循环使用减少耗材使用，节约资源。
2、本发明光催化氧化单元的内壁上还覆盖设置有反光层，该反光层有效利用紫外光源提高其光催化能力，蛇形的挡隔板增加了水在容器中走过的路程，使未净化的水在净化单元里走的路程更长，增大水与光催化剂膜层的接触面积，反光层是铝镀层或银镀层，提高了紫外光的照射率，提高了反应速率，进一步加强净化效果,从而提高净化效果。在光催化氧化单元的外侧壁上设置有成对的超声波换能器，超声波是频率高于20000赫兹的声波，它方向性好，穿透能力强，超声在传播时会产生正负交变的声压，形成射流，同时由于非线性效应会产生声流和微声流，增加搅拌、扩散作用，进一步增加了水流与光催化剂的有效接触面积，进而加强光催化氧化效果