申请日2013.03.19
公开(公告)日2013.07.17
IPC分类号C02F1/28; C02F9/02; C02F1/44; C02F1/00
摘要
本发明公开了一种湖泊污水处理装置，包括高压水泵和带真空泵的可挥发性有机物收集瓶，还包括水质处理分离器，水质处理分离器包括分离器本体和至少一层薄膜聚合物复合膜，薄膜聚合物复合膜安装在分离器本体内，并将分离器本体的内腔分隔成湖泊污水处理室和可挥发性有机物排出室，高压水泵的输出端与湖泊污水处理室的进水口连通，湖泊污水处理室上设有排水口，可挥发性有机物排出室与可挥发性有机物收集瓶连通。本发明通过水质处理分离器将湖泊污水中的有害污染物吸收过滤，处理高效、周期短且成本低;同时，将吸收过滤的有害污染物首先集中在可挥发性有机物收集瓶中，然后经氧化过程而集中处理，避免了二次污染。适用于湖泊治理。
权利要求书
1.一种湖泊污水处理装置，包括高压水泵和带真空泵的可挥发性有机物 收集瓶，其特征在于，还包括水质处理分离器，所述水质处理分离器 包括分离器本体和至少一层薄膜聚合物复合膜，所述薄膜聚合物复合 膜安装在所述分离器本体内，并将所述分离器本体的内腔分隔成湖泊 污水处理室和可挥发性有机物排出室，所述高压水泵的输出端与所述 湖泊污水处理室的进水口连通，所述湖泊污水处理室上设有排水口， 所述可挥发性有机物排出室与所述可挥发性有机物收集瓶连通。
2.根据权利要求1所述的湖泊污水处理装置，其特征在于，所述薄膜聚合 物复合膜包括多孔聚合物载体层，所述多孔聚合物载体层表面至少设 有一层有活性和选择性的无孔薄膜聚合物致密层。
3.根据权利要求2所述的湖泊污水处理装置，其特征在于，所述多孔聚合 物载体层的厚度、孔隙率和孔径分别为0.03~0.26毫米、20%~80%和0. 01~2微米。
4.根据权利要求3所述的湖泊污水处理装置，其特征在于，所述多孔聚合 物载体层的厚度、孔隙率和孔径分别为0.10~0.15毫米、40%~60%和0. 02~0.06微米。
5.根据权利要求2所述的湖泊污水处理装置，其特征在于，所述有活性和 选择性的无孔薄膜聚合物致密层的厚度为0.1~10微米。
6.根据权利要求5所述的湖泊污水处理装置，其特征在于，所述有活性和 选择性的无孔薄膜聚合物致密层的厚度为0.5~2.0微米。
7.根据权利要求1或2所述的湖泊污水处理装置，其特征在于，所述排水 口连接有喷水器，所述喷水器至少设有一个喷头。
8.根据权利要求1或2所述的湖泊污水处理装置，其特征在于，所述高压 水泵的输入端设有用于拦截悬浮物的网状围栏，所述网状围栏包括从 外到内依次布置的大孔径挡板、中孔径挡板和小孔径挡板。
9.根据权利要求8所述的湖泊污水处理装置，其特征在于，所述大孔径挡 板和中孔径挡板之间的间距为30~40厘米，所述大孔径挡板上的孔为1 5厘米x15厘米~20厘米x20厘米的方孔，所述中孔径挡板上的孔为5厘米 x5厘米~8厘米x8厘米的方孔，所述中孔径挡板和小孔径挡板之间的间 距为16~20厘米，所述小孔径挡板上的孔为1厘米x1厘米~1.6厘米x1.6 厘米的方孔。
10.根据权利要求1或2所述的湖泊污水处理装置，其特征在于，还包括船 体，所述高压水泵、可挥发性有机物收集瓶和水质处理分离器分别安 装在所述船体上。
11.根据权利要求10所述的湖泊污水处理装置，其特征在于，所述船体顶 部设有太阳能电池板，所述太阳能电池板分别与所述高压水泵和真空 泵相连，所述太阳能电池板为所述高压水泵和真空泵提供动力。
12.根据权利要求10所述的湖泊污水处理装置，其特征在于，所述船体上 安装燃料电池，所述燃料电池为分别与所述高压水泵和真空泵相连， 所述燃料电池为所述高压水泵和真空泵提供动力。
13.根据权利要求1或2所述的湖泊污水处理装置，其特征在于，所述可挥 发性有机物排出室与所述可挥发性有机物收集瓶之间设有冷凝器。
说明书
湖泊污水处理装置
技术领域
本发明涉及一种湖泊净化装置，特别涉及一种湖泊污水处理装置。
背景技术
近三十年以来，湖泊沿岸人口剧增，未经处理的生活污水直排入湖。 随着经济、社会的快速发展，带动工业也快速发展，大量未经处理或 虽经处理但不达标的工业污水也直接排入湖中，加之违法填湖现象时 有发生，严重污染了湖泊的水环境。而且，由于中国大多数湖泊是封 闭性内陆湖泊，水体自净能力有限，因而水质不断恶化，功能严重萎 缩。
经调查研究，被污染的湖水主要有氨氮、总氮、总磷、生化需氧量和 化学需氧量等指标超标。由此可见，湖泊污染的主要根源是由于含大 量的氮、磷等污染物的工业废水和生活污水大量排入湖泊所致，导致 某些特征性藻类的异常繁殖，致使水体透明度下降、溶解氧降低、水 质变差，从而出现鱼类及其他湖泊自然生态的微生物、生物和植物大 量死亡的现象。藻类和植物残体腐烂分解时又会更多地消耗溶解氧， 溶解氧耗尽后，终使水体发臭、变质和浑浊。如果对严重污染的湖泊 不进行及时治理，这种透明度会急速下降，从而导致阳光在湖泊水体 中的照射强度和溶解氧也将快速降低，这些污染机制可导致一种恶性 循环而加快湖泊的污染，为将来湖泊的治理带来更大的难度和更高的 费用，甚至恶化到非常难以治理的程度。
目前，湖泊治理大多采用化学处理方法或者挖污泥的治污方法，甚至 还有使用通过江水流动洗刷的方法，这些方法都不能达到将污染湖泊 治理成原生态的湖泊。而且上述方法容易导致二次污染，并对周边环 境产生不可逆的破坏结果。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种低成本、处 理高效且周期短的湖泊污水处理装置。
为了实现以上目的，本发明提供的一种湖泊污水处理装置，包括高压 水泵和带真空泵的可挥发性有机物收集瓶，还包括水质处理分离器， 所述水质处理分离器包括分离器本体和至少一层薄膜聚合物复合膜， 所述薄膜聚合物复合膜安装在所述分离器本体内，并将所述分离器本 体的内腔分隔成湖泊污水处理室和可挥发性有机物排出室，所述高压 水泵的输出端与所述湖泊污水处理室的进水口连通，所述湖泊污水处 理室上设有排水口，所述可挥发性有机物排出室与所述可挥发性有机 物收集瓶连通。通过所述水质处理分离器将湖泊污水中的有害污染物 吸收过滤，处理高效、周期短且成本低;同时，将所述吸收过滤的有 害污染物首先集中在所述可挥发性有机物收集瓶中，然后经氧化过程 (如：过氧化氢催化氧化过程)而集中处理，避免了二次污染。
在上述方案中，所述薄膜聚合物复合膜包括多孔聚合物载体层，所述 多孔聚合物载体层表面至少设有一层有活性和选择性的无孔薄膜聚合 物致密层。首先，湖泊污水中含有的可挥发性有机污染物分子(尤其 是可挥发性的各类有毒、有害、有恶臭味的有机污染物和含硫以及含 氮和含磷富营养化的分子)吸附在与湖泊污水相接触的所述有活性和 选择性的无孔薄膜聚合物致密层的表面上;然后，所述吸附的可挥发 性有机污染物分子通过扩散过程传递到朝向所述可挥发性有机物排出 室一侧的所述有活性和选择性的无孔薄膜聚合物致密层的另一表面上 ;最后，所述扩散传递的可挥发性有机污染物分子经解吸过程并通过 所述多孔聚合物载体层扩散过程而传递到所述可挥发性有机物排出室 内，从而被所述可挥发性有机物收集瓶收集。
在上述方案中，所述多孔聚合物载体层的厚度、孔隙率和孔径分别为 0.03~0.26毫米、20%~80%和0.01~2微米。
为进一步地提高净化效果，所述多孔聚合物载体层的厚度、孔隙率和 孔径分别为0.10~0.15毫米、40%~60%和0.02~0.06微米。
在上述方案中，所述有活性和选择性的无孔薄膜聚合物致密层的厚度 为0.1~10微米。
为更进一步地提高净化效果，所述有活性和选择性的无孔薄膜聚合物 致密层的厚度为0.5~2.0微米。
在上述方案中，所述排水口连接有喷水器，所述喷水器至少设有一个 喷头。所述喷水器能让被净化后的水体充分接触到空气中的氧，从而 达到 人工增氧的目的，并且形成大面积的水体流动。
在上述方案中，所述高压水泵的输入端设有用于拦截悬浮物的网状围 栏，所述网状围栏包括从外到内依次布置的大孔径挡板、中孔径挡板 和小孔径挡板。所述网状围栏有效地除去了湖泊污水中含有的悬浮物 ，包括垃圾、死鱼和藻团污染物等湖水中各类悬浮物，从而提高了湖 泊污水的透明度。
在上述方案中，所述大孔径挡板和中孔径挡板之间的间距为30~40厘米 ，所述大孔径挡板上的孔为15厘米x15厘米~20厘米x20厘米的方孔，所 述中孔径挡板上的孔为5厘米x5厘米~8厘米x8厘米的方孔，所述中孔径 挡板和小孔径挡板之间的间距为16~20厘米，所述小孔径挡板上的孔为 1厘米x1厘米~1.6厘米x1.6厘米的方孔。
在上述方案中，还包括船体，所述高压水泵、可挥发性有机物收集瓶 和水质处理分离器分别安装在所述船体上。通过将所述高压水泵、可 挥发性有机物收集瓶和水质处理分离器安装在船体上，这样既不影响 船体的正常使用，又能起到净化湖泊污水的作用。
在上述方案中，所述船体顶部设有太阳能电池板，所述太阳能电池板 分别与所述高压水泵和真空泵相连，为所述高压水泵和真空泵提供动 力。
在上述方案中，所述船体上安装有燃料电池，所述燃料电池分别与所 述高压水泵和真空泵相连，为所述高压水泵和真空泵提供动力。通过 应用太阳能电池板和安装燃料电池进一步地提高了本装置的环保度。
在上述方案中，所述可挥发性有机物排出室与所述可挥发性有机物收 集瓶之间设有冷凝器，所述冷凝器用于冷凝可挥发性有机物为液体。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
1、通过所述水质处理分离器将湖泊污水中的有害污染物吸收过滤，处 理高效、周期短且成本低;同时，将所述吸收过滤的有害污染物首先 集中在所述可挥发性有机物收集瓶中，然后经氧化过程(如：过氧化 氢催化氧化过程)而集中处理，避免了二次污染;
2、通过加设喷水器能让被净化后的水体充分接触到空气中的氧，从而 达到人工增氧的目的，并且形成大面积的水体流动;
3、通过加设网状围栏能有效地除去湖泊污水中含有的悬浮物，包括垃 圾、死鱼和藻团污染物等湖水中各类悬浮物，从而提高了湖泊污水的 透明 度;
4、通过将所述高压水泵、可挥发性有机物收集瓶和水质处理分离器安 装在船体上，这样既不影响船体的正常使用，又能起到净化湖泊污水 的作用;
5、通过加设的太阳能电池板和安装的燃料电池进一步地提高了本装置 的环保度。