CN104445766A - 一种微波紫外光超声波臭氧膜过滤协同水净化联用技术 - Google Patents
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Abstract
一种微波紫外光超声波臭氧膜过滤协同水净化联用技术，涉及到污水处理及中水回用技术，其特征在于：所述的水净化联用技术包括微波灭菌、微波激励产生紫外光灭菌、超声波灭菌、臭氧氧化处理和膜过滤五种技术协同联用进行水净化处理。其工作过程是：污水池(箱)1中的污水通过预过滤装置2、经管道依次连接过滤水泵3、单向阀4及电磁阀5进入污水处理装置6，经膜过滤、超声波灭菌、微波灭菌、紫外光灭菌、臭氧灭菌后的净水经管道及电磁阀18进入净水池(箱)19，该技术具有自动反冲洗、灭菌彻底、处理量大、寿命长、能耗低、效率高及PLC程序控制等特点。
Description
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，涉及到污水处理及中水回用技术，特别涉及到微波、紫外光、臭氧氧化、超声波灭菌和膜过滤五者协同处理污水的水净化联用技术。
背景技术
目前水资源日益枯竭，水污染越来越严重，环保工作者一直在努力探索高效的污水处理技术，膜过滤技术、高级氧化技术、紫外光技术在污水处理领域各自得到良好的应用，为了获得更好的污水处理效果，膜过滤技术和高级氧化技术结合效果良好，也已广泛应用于水处理工艺和装置中。
膜过滤技术是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，能很好的过滤掉固态不溶物甚至重金属离子和大分子物质，但不具有分解有机物和杀灭菌类作用。
目前高级氧化技术包括臭氧氧化工艺、过氧化氢氧化工艺、氯系氧化剂氧化工艺等。其中臭氧氧化工艺是既古老又崭新的技术，1856年被用于水处理消毒行业。臭氧氧化工艺是由臭氧发生器产生臭氧注入水体中，目前，臭氧已广泛用于水处理、空气净化、食品加工、医疗、医药、水产养殖等领域，过氧化氢、氯系氧化剂等强氧化剂是以化学试剂的方式加入水体中。氯系氧化剂中基于氯化出水中存在三卤甲烷等有害物质，而二氧化氯在水中可通过氧化还原反应而以亚硝酸盐和氯酸盐存在，这两种物质均可氧化血红蛋白，引起溶血性贫血症。而且二氧化氯的液体与气体极不稳定，在空气中浓度为10％时就可能爆炸，不易储存。
紫外光技术自从1982年加拿大首次将紫外光实际应用于水处理工厂以后，欧美等过也开始将该技术应用于水处理，我国从2005年开始也开始将该技术应用于水处理，目前在水处理领域已经广泛采用该技术，传统的紫外光灯辐照工艺由电源、镇流器、电极和灯管(泡)等组成。但传统的紫外光灯，一般功率不大，效率不高，镇流器易损坏，紫外灯内的电极随着时间的延长会出现电极劣化、电极打火和电极损耗等现象而损坏，因而寿命不长。
超声波具有的杀菌效力主要由其产生的空化作用所引起的。超声波处理过程中，当高强度的超声波在液体介质中传播时，产生纵波，从而产生交替压缩和膨胀的区域，这些压力改变的区域易引起空穴现象，并在介质中形成微小气泡核。微小气泡核在绝热收缩及崩溃的瞬间，其内部瞬间呈现高温高压，从而使液体中某些细菌致死，病毒失活，甚至使体积较小的一些微生物的细胞壁破坏，但在水处理量大时效果不太明显。
发明内容
本发明提供了一种净化污水快、过滤效果好、处理流程简洁、能耗低的一体化污水处理技术。本发明的目的是提供一种微波、紫外光源、超声波、臭氧、膜过滤协同水净化联用技术，该技术兼具高能电子辐射、紫外光分解有机物、臭氧氧化、超声波灭菌及膜过滤五种作用于一体的污水处理技术，该技术能高效和经济的对污水及中水进行分解、过滤、杀菌直至达到回收利用标准，它具有污水处理量大、杀菌彻底、功率大、寿命长、能耗低、效率高等特点。
本发明是这样实现的(如图1所示)，污水池(箱)1中的污水通过预过滤装置2、经管道依次连接过滤水泵3、单向阀4及电磁阀5进入污水处理装置6，首先经超声波发生器7进行初步杀菌，再经超滤膜组件8过滤水中的悬浮物、胶体、金属离子、大分子有机物，经超滤膜组件8过滤的水进入石英管14的周围的微波紫外臭氧灭菌区域，经微波、紫外光和臭氧对水中有机污染物和有机微生物彻底分解、降解，从而大大降低水中的COD值和BOD值，使COD值、BOD值和菌落数达到净水标准，经过处理后的净水经管道及电磁阀18进入净水池(箱)19，净水池(箱)19中的净水大部分经出口22供用户使用，少部分经单向阀21和反冲洗泵20与污水处理装置6的出水口相通用于对超滤膜组件8进行反冲清洗，延长超滤膜组件8寿命，反冲洗后产生的浓缩水(脏水)由出口17排出。
进一步地，所述的预过滤装置2由不锈钢网箱组成，主要过滤粒度较大的固体物质。
进一步地，所述的污水处理装置6包含超声波发生器7、超滤膜组件8及微波紫外臭氧灭菌装置。
进一步地，所述的超滤膜组件8包含但不限于PTFE超滤膜和PVDF超滤膜，也可以是多种超滤膜的组合或者超滤膜与活性炭滤芯的组合。
进一步地，所述的微波紫外臭氧灭菌装置由磁控管9、微波激励腔10、风机11、微波馈能口(或馈能天线)12、波导13、石英管14、网孔状谐振腔15和无极紫外灯管16组成。
进一步地，所述的超声波发生器7除具有的杀菌作用外，还有配合反冲洗过程清洁超滤膜组件8的作用。
进一步地，所述的超滤膜组件8对于水中的悬浮物、胶体、金属离子、大分子有机物等几乎可以完全截留，而无机盐和小分子有机物则可以透过，清澈度达到自来水标准。
进一步地，所述的微波紫外臭氧灭菌装置不同于传统的紫外灯，是一种微波无极紫外灯，微波高能电子辐射和由微波激励产生的紫外光可以高效分解和降解有机物分子，将高浓度废水中有机污染物和有机微生物彻底分解成CO2、水或羟基、氧离子自由基等无害成份，同时除臭、脱色及杀菌消毒。同时微波紫外光可以将灯管周围的部分空气转变为臭氧，产生的臭氧量适中，起到微波灭菌、紫外光灭菌和臭氧灭菌的协同作用。
进一步地，所述的超滤膜组件8可以和微波紫外光臭氧灭菌装置合为一体，也可以分开，超滤膜组件8可以自成一体然后通过管道和阀门与微波紫外光臭氧灭菌装置连接。
进一步地，所述的微波紫外光臭氧灭菌装置中可以在不锈钢内壁与石英管外壁之间处理成涡流旋转式结构，来延长水流过的时间。也可以不用，视具体情况而定。
进一步地，所述的污水处理装置6中可以只安装一套微波紫外光臭氧灭菌装置，也可以同时安装多套微波紫外光臭氧灭菌装置，视水处理量的大小而定。
所述的污水处理装置6中可以加入紫外线传感器、温度传感器和微波传感器，监控紫外线剂量、温度和微波泄漏。
所有电源控制部分由PLC程序控制。
附图说明：
附图是微波紫外光超声波臭氧膜过滤协同水净化联用技术示意图。
图中：1污水池(箱)；2预过滤装置；3过滤水泵；4单向阀；5电磁阀；6污水处理装置；7超声波发生器；8超滤膜组件；9磁控管；10微波激励腔；11风机；12微波馈能口(或馈能天线)；波13导；14石英管；15网孔状谐振腔；16无极紫外灯管；17浓缩水(脏水)出口；18电磁阀；19净水池(箱)；20反冲洗泵；21单向阀；22净水出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
(如图1所示)，污水池(箱)1中的污水通过预过滤装置2、经管道依次连接过滤水泵3、单向阀4及电磁阀5进入污水处理装置6，首先经超声波发生器7进行初步杀菌，再经超滤膜组件8过滤水中的悬浮物、胶体、金属离子、大分子有机物，经超滤膜组件8过滤的水进入石英管的周围的微波紫外臭氧灭菌区域，经微波、紫外光和臭氧处理后的净水经管道及电磁阀18进入净水池(箱)19，净水池(箱)19中的净水大部分经出口22供用户使用，少部分经单向阀21和反冲洗泵20与污水处理装置6的出水口相通用于对超滤膜组件8进行反冲清洗，延长超滤膜组件8寿命，反冲洗后产生的浓缩水(脏水)由出口17排出。微波紫外臭氧灭菌的原理是磁控管9产生的微波经波导13传输后从微波馈能口(或馈能天线)12进入网孔状微波谐振腔15，微波电磁能量激励无极紫外灯16石英管内的惰性气体产生等离子体并使石英管内的金属汞受热升华产生汞蒸气并进一步电离使之产生等离子体发出紫外光，同时微波紫外光可以将灯管周围的部分空气转变为臭氧，微波电磁能量、紫外光线和臭氧均可对水中有机污染物和有机微生物彻底分解、降解，从而大大降低水中的COD值和BOD值，使COD值、BOD值和菌落数达到净水标准。
Claims (7)
1.一种微波紫外光超声波臭氧膜过滤协同水净化联用技术，其特征在于：所述的水净化联用技术包括微波灭菌、微波激励产生紫外光灭菌、超声波灭菌、臭氧氧化处理和膜过滤五种技术协同联用进行水净化处理。其工作过程是：污水池(箱)1中的污水通过预过滤装置2、经管道依次连接过滤水泵3、单向阀4及电磁阀5进入污水处理装置6，首先经超声波发生器7进行初步杀菌，再经超滤膜组件8过滤水中的悬浮物、胶体、金属离子、大分子有机物，经超滤膜组件8过滤的水进入微波紫外臭氧灭菌装置中石英管14的周围，经微波、紫外光和臭氧对水中有机污染物和有机微生物彻底分解、降解，从而大大降低水中的COD值和BOD值，使COD值、BOD值和菌落数达到净水标准，经过处理后的净水经管道及电磁阀18进入净水池(箱)19，净水池(箱)19中的净水大部分经出口22供用户使用，少部分经单向阀21和反冲洗泵20与污水处理装置6的出水口相通用于对超滤膜组件进行反冲清洗，延长超滤膜组件寿命，反冲洗后产生的浓缩水(脏水)由出口17排出。
2.如权利要求1所述的一种微波紫外光超声波臭氧膜过滤协同水净化联用技术，其特征在于：所述的污水处理装置6包含超声波发生器7、超滤膜组件8及微波紫外臭氧灭菌装置。
3.如权利要求1或2所述的一种微波紫外光超声波臭氧膜过滤协同水净化联用技术，其特征在于：所述的超滤膜组件8包含但不限于PTFE超滤膜组件和PVDF超滤膜组件，也可以是多种超滤膜的组合或者超滤膜与活性炭滤芯的组合。
4.如权利要求1或2所述的一种微波紫外光超声波臭氧膜过滤协同水净化联用技术，其特征在于：所述的微波紫外臭氧灭菌装置由磁控管9、微波激励腔10、风机11、微波馈能口(或馈能天线)12、波导13、石英管14、网孔状谐振腔15和无极紫外灯管16组成。
5.如权利要求1或2所述的一种微波紫外光超声波臭氧膜过滤协同水净化联用技术，其特征在于：所述的超滤膜组件8可以和微波紫外光臭氧灭菌装置合为一体，也可以分开，超滤膜组件8可以自成一体然后通过管道和阀门与微波紫外光臭氧灭菌装置连接。
6.如权利要求1或2所述的一种微波紫外光超声波臭氧膜过滤协同水净化联用技术，其特征在于：所述的超声波发生器7除具有的杀菌作用外，还有配合反冲洗过程清洁超滤膜组件8的作用。
7.如权利要求1所述的一种微波紫外光超声波臭氧膜过滤协同水净化联用技术，所述的污水处理装置6中可以只安装一套微波紫外光臭氧灭菌装置，也可以同时安装多套微波紫外光臭氧灭菌装置，视水处理量的大小而定。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105692775A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-06-22 | 中金辐照武汉有限公司 | 一种超声波-微波-紫外联合辐照进行水消毒的方法 |
| CN109081466A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-25 | 清华大学 | 便携式臭氧净化耦合膜过滤应急净水器 |
| CN110152563A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-08-23 | 深圳市弘玮环境技术有限公司 | 微波高级氧化反应器 |
| CN111825268A (zh) * | 2019-04-17 | 2020-10-27 | 上海尘技机电科技有限公司 | 一种自动控制的工业废水处理系统 |
-
2014
- 2014-12-10 CN CN201410748794.XA patent/CN104445766A/zh active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105692775A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-06-22 | 中金辐照武汉有限公司 | 一种超声波-微波-紫外联合辐照进行水消毒的方法 |
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| CN111825268A (zh) * | 2019-04-17 | 2020-10-27 | 上海尘技机电科技有限公司 | 一种自动控制的工业废水处理系统 |
| CN111825268B (zh) * | 2019-04-17 | 2023-08-29 | 上海尘技机电科技有限公司 | 一种自动控制的工业废水处理系统 |
| CN110152563A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-08-23 | 深圳市弘玮环境技术有限公司 | 微波高级氧化反应器 |
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