申请日2005.06.06
公开(公告)日2010.09.22
IPC分类号C02F1/32; C02F1/78; C02F1/50; C02F1/28; C02F1/48
摘要
一种磁化光催化集成污水再生利用装置，包括设有进水管、出水管和污泥打包口之集成箱体，所述集成箱体内设有混凝箱、臭氧氧化箱、光催化箱和泥水分离箱，混凝箱通过自动过滤器与臭氧氧化箱连通，其内有与进水管相接之气、药、水混合室，气、药、水混合室出口设射流器喷嘴，与射流扩大器连通，其射流器喷嘴或射流扩大器外表面装有磁环;所述光催化箱与臭氧氧化箱邻接，其内交错排列有紫外灯件组合件和自动微滤器，底部设有垂直放置之UF超滤器组件，与出水管相连;所述自动微滤器之微滤器排污口与泥水分离箱连通，泥水分离箱内设有固液自动分离器，侧壁设有污泥打包口。本发明集多工艺于一体，体积小，流程短，净化效率高，成本低，且可自动控制。
权利要求书
1.一种磁化光催化集成污水再生利用装置，其特征在于：
包括设有进水管(2)、出水管(3)和污泥打包口(28)之集成箱体(1)，所述集成箱体(1)内设有混凝箱(4)，臭氧氧化箱(5)，光催化箱(6)和泥水分离箱(7)，其中混凝箱(4)通过自动过滤器(13)与臭氧氧化箱(5)连通，其内包括设有入口与进水管(2)相接之气、药、水混合室(8)，气、药、水混合室(8)出口设射流器喷嘴(11)，与射流扩大器(12)连通，其射流器喷嘴(11)或射流扩大器(12)或上述两者之外表面装有磁环(10);所述光催化箱(6)与臭氧氧化箱(5)邻接，其内交错排列有至少一个紫外灯件组合件(23)和自动微滤器(20)，底部设有至少一个垂直放置之UF超滤器组件(29)，与出水管(3)相连;所述自动微滤器(20)之微滤器排污口(21)与泥水分离箱(7)连通，所述泥水分离箱(7)内设有固液自动分离器(25)，侧壁设有污泥打包口(28)。
2.根据权利要求1所述的磁化光催化集成污水再生利用装置，其特征在于：所述混凝箱(4)、臭氧氧化箱(5)、光催化箱(6)、泥水分离箱(7)为密封安装。
3.根据权利要求1的磁化光催化集成污水再生利用装置，其特征在于：所述紫外灯件组合件(23)包括紫外灯组合支架(23.1)和紫外灯管(23.2)，紫外灯管(23.2)通过紫外灯座(23.4)固定在紫外灯组合支架(23.1)上，成横排或竖排交错排列，波长为185-254nm，各紫外灯管(23.2)之间的距离为40-80cm。
4.根据权利要求1所述的磁化光催化集成污水再生利用装置，其特征在于：所述自动微滤器(20)包括微孔过滤筒(20.1)，该微孔过滤筒(20.1)一端装有硅胶滤渣清洁环(20.5)，另一端装有压力差控制感应器(20.6)，外边包覆有不锈钢网(20.3)，不锈钢网(20.3)表层镀有光催化剂膜(24)。
5.根据权利要求1所述的磁化光催化集成污水再生利用装置，其特征在于：所述光催化箱(6)内壁镀有光催化剂膜(24)。
6.根据权利要求1所述的磁化光催化集成污水再生利用装置，其特征在于：所述UF超滤器组件(29)包括UF超滤膜组件(29.1)、UF超滤膜支撑板(29.2)，所述UF超滤膜支撑板(29.2)与光催化箱(6)底板密封连接，中间与出水管(3)连通，底部设超滤排污口(29.3)。
7.根据权利要求1或2所述的磁化光催化集成污水再生利用装置，其特征在于：所述臭氧氧化箱(5)内设有臭氧气水混合管(18)，管内装有臭氧气水混合喷嘴(19)。
8.根据权利要求3所述的磁化光催化集成污水再生利用装置，其特征在于：所述紫外光灯管(23.2)外套有防水用的石英套管(23.3)，固定在紫外灯组合支架(23.1)上，为高压纯石英管，两石英套管(23.3)之间的距离为20-30cm。
9.根据权利要求4所述的磁化光催化集成污水再生利用装置，其特征在于：所述自动微滤器(20)成纵向和横向排列，其中各纵向排之间的距离为10-40cm，横向排之间的距离为50-80cm。
10.根据权利要求4或5所述的磁化光催化集成污水再生利用装置，其特征在于：所述光催化剂膜(24)材料为二氧化钛。
说明书
磁化光催化集成污水再生利用装置
技术领域：
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及农、林、牧、渔业用水，城市杂用水，工业用水，环境用水，补充水源水等污水的再生利用装置。
背景技术：
随着社会经济的高度发展，人类社会的工业化和城市化日益加剧，水污染现象日趋严重。近10年来，我国城市生活污水排放量每年以5%的速度递增，1999年首次超过工业污水排放量。2001年城市生活污水排放量为221亿吨，占全国污水排放总量的53.2%。2002年全国工业和城镇生活废水排放总量为439.5亿吨，其中城镇生活废水排放总量为232.3亿吨，比上年增长0.9%。由于如此巨大的排污压力，使各地污水处理厂长期超负荷运作，甚至未经处理过的污水被直接排放到江河湖泊，使江河湖泊慢慢失去自净能力，形成以黑臭缺氧为代表的第一代水污染，或形成以重金属、有毒化学品污染为代表的第二代水污染，或形成以营养元素超量污染为代表的第三代水污染，更甚的是在很多江河湖泊中三代污染同时出现，使我国的江河湖泊水污染日益严重。随着国家新的《城市污水再生利用城市杂用水水质》标准GB/T18920-2002(2003年5月)及《城市污水再生利用景观环境用水水质》标准GB/T18921-2002(2003年5月)的颁布，国内许多城市如北京、上海、天津、青岛、深圳、广州等纷纷出台自己的污水再生利用政策，2004年12月1日天津市规定新建住宅必须安装再生水利用系统。
目前，传统的水处理技术领域，水质的净化、污泥的浓缩，最经典的方法是直接采用反应池、沉降池、过滤池(罐)、污泥浓缩池(机)、脱水机、压滤机等等一系列构筑物和设备，处理后的出水基本可达到要求，但存在着整个工程占地面积大、投资费用高，致使工艺的经济效益不高，造成了资源的浪费，一般中小企业难以承受，这也是环保水处理工作难以推进的重要原因之一。
发明内容：
本发明针对目前城市工业废水、市政生活废水及农业灌溉用水的净水设备占地面积大、投资费用和运行费用高的问题，提供了一种采用磁力混凝、自动过滤、臭氧氧化、高效微滤、光催化氧化、UF超滤、污泥自动脱水等工艺集成一体的一体化污水再生利用装置，该装置体积小，净化程度高，成本低，且可实现全天候自动控制。
本发明所提出的技术方案是：
一种磁化光催化集成污水再生利用装置，其特征在于：
包括设有进水管、出水管和污泥打包口之集成箱体，所述集成箱体内设有混凝箱、臭氧氧化箱、光催化箱和泥水分离箱，相互之间密封安装，其中混凝箱通过自动过滤器与臭氧氧化箱连通，其内包括设有入口与进水管相接之气、药、水混合室，气、药、水混合室出口设射流器喷嘴，与射流扩大器连通，其射流器喷嘴或射流扩大器或上述两者之外表面装有磁环;所述光催化箱与臭氧氧化箱邻接，其内交错排列有至少一个紫外灯件组合件和自动微滤器，底部设有至少一个垂直放置之UF超滤器组件，与出水管相连;所述自动微滤器之微滤器排污口与泥水分离箱连通，所述泥水分离箱内设有固液自动分离器，侧壁设有污泥打包口。
所述紫外灯件组合件包括紫外灯组合支架和紫外灯管，紫外灯管通过紫外灯座固定在紫外灯组合支架上，成横排或竖排交错排列，波长为185-254nm，各紫外灯管之间的距离为40-80cm;
所述自动微滤器包括微孔过滤筒，该微孔过滤筒一端装有硅胶滤渣清洁环，另一端装有压力差控制感应器，外边包覆有不锈钢网，不锈钢网表层镀有光催化剂膜，该光催化剂膜材料为二氧化钛;
所述UF超滤器组件包括UF超滤膜组件、UF超滤膜支撑板，其中UF超滤膜支撑板与光催化箱底板密封连接，中间与出水管连通，底部设超滤排污口;
所述臭氧氧化箱内设有臭氧气水混合管，管内装有臭氧气水混合喷嘴;
所述紫外光灯管外套有防水用的石英套管，固定在紫外灯组合支架，为高压纯石英管，两石英套管之间的距离为20-30cm;
所述自动微滤器成纵向和横向排列，其中各纵向排之间的距离为10-40cm，横向排之间的距离为50-80cm。
本发明与现有技术相比，具有下列技术效果：
1)净化处理速度更快、效率更高：
常规絮凝反应、沉降、过滤等水质净化工艺流程由于絮凝物的沉降、上浮的速度缓慢，加之滤质的阻力致使固液分离达到水质清澈时需耗时至少2个小时以上。而本发明由于采用射流式磁力混凝、自动过滤、臭氧氧化、高效微滤、光催化氧化、污泥自动脱水等过程，免去了絮凝体的沉降、上浮的时间，又由于絮凝泥团从水中的脱除是通过自动过滤器和自动高效微滤，瞬间发生的，几乎不耗费时间，因此，整个水处理的时间就大大缩短，净化效率高，成本低，从污水进入装置到清水流出机组，整个反应和固液分离的过程只需5分钟，可全天候自动控制，非常方便。
2)水处理能量大，体积小：
由于只需从流体力学及光化学反应方面考虑装置的反应时间，5分钟流量的容积就是整台机组的体积。一台日处理1200m3/d(50m3/h)的机组，占地面积<8m2，是传统工艺的1/10，高度仅2-5米左右，设备投资额为45-60万元，是传统工艺的50%左右，吨水运行费用是0.3元，比传统的低30%。如用在景观水处理上，可以巧妙地躲在假山后，产出清水可从假山上呈瀑布泻下，一点也不占地方，解决了传统中水再生装置的占地面积大、工程造价高、运行成本高、需专人操作管理等问题。
本发明装置最大处理量可达到24000m3/d(1000m3/h)，如用在油田含油污水处理上，可省却庞大的沉降池(罐)和众多的过滤罐，可节省大量的场地和基建、维护及运行费用，且水质还更好。
3)机动灵活性强：
由于本发明装置体积小，电功耗小，一台50m3/h的机组耗电为几千瓦，可做成车载、船载形式，随时随地到现场就近、临时、应急处理。如石油钻井现场处理，高倍稀释钻井泥浆处理后清水马上可回用，可大大减少输送的水量。泥浆装袋处理方便，有利于环境保护。
本发明采用现代高科技手段、结合环境工程学、生物学、流体力学、光学、自动控制等多门科学技术的精确计算，采用磁力混凝、自动过滤、臭氧氧化、高效微滤、光催化氧化、UF超滤、污泥自动脱水等工艺集成对中水污染物进行多级净化处理，实现对BOD5、COD、SS、NH3-N、细菌、病毒及水中的卤代烃类有机物、羧酸、表面活性剂、含氮有机物、有机磷等有机物，以及氰离子、金属离子等无机物等达到去除或完全无机化，使出水达到或超过2003年5月颁发的国家GB/T18920-2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》标准及GB/T18921-2002《城市污水再生利用景观环境用水水质》标准。
本发明支持农、林、牧、渔业用水，城市杂用水，工业用水，环境用水，补充水源水等污水再生利用，可广泛应用于工业废水、市政废水的深度净化再生回用处理，垃圾渗透液的处理，大型电厂、炼油厂的工业循环水再生回用，油田注水及花园楼盘、市政公园、旅游区的中水再生回用，人工湖、喷泉、景观鱼池等水体消毒杀菌、去除藻类等。