CN107352711B - 纳米电解协同高频振荡的污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米电解协同高频振荡的污水处理系统，主要包括超声机组和纳米电解池，粗细格栅的输入端与污水进口相连，粗细格栅的输出端与高低压反应釜的输入端相连，高低压反应釜的输出端与超声机组的输入端相连接，超声机组的输出端与纳米电解池的输入端相连接，纳米电解池的输出端与检测器相连接；如果检测器检测COD值达标，则通过沉淀池进行沉淀，达标水排放，污泥干燥压缩后外运或焚烧。本发明的有益效果为：通过创新设计的纳米电解协同高频振荡的污水处理系统，实现的模块化，对超声波的前置处理做出复合式的设计，更增加了系统的适应性，电解模块的合力设计，大大体高了处理效率，降低了部分能耗。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，主要是一种纳米电解协同高频振荡的污水处理系统。
背景技术
水资源与环境污染问题日益受到人类社会的重视，一方面淡水用量不断增加，水资源日益紧张，另一方面污水排放量日益增多，对环境污染日益严重，因此，污水处理和再生资源化循环利用越来越收到重视。
对于传统的污水治理方式，尤其是河道和池塘的生活污水，大多都是加入大量化学药物和微生物，这样的好处是治理水体见效快，但会带来严重的二次污染，而且水体复发快，对与带来的二次污染治理成本会更高。要想彻底治理，当然需要综合去考虑，治理污水的同时，还要政府对城镇的污水排放管道进行合理分配规划。综合考虑传统方式的治理一系列问题可知，研究开发适合中国经济现状和发展水平的安全、可靠、高效等再生水循环利用超声波和纳米电解等技术联合应用，做成配套设备，为再生水回收的规模化、产业化发展开启一个新的篇章。
超声辐射水体中的有机污染物，尤其是难降解有机污染物，是近年来发展的一项新型水处理技术。
电化学氧化又称电化学燃烧，它是在电极表面的电氧化作用下或由电场作用而产生的自由基作用下使有机物氧化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种纳米电解协同高频振荡的污水处理系统，是一种快捷效率高，没有二次污染的污水处理设备实现方式，运用超声波和纳米电解技术的联合处理方式，解决当下劣五类水质，还可以通过简易的模块调节运用到更多的污水领域。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种纳米电解协同高频振荡的污水处理系统，主要包括超声机组和纳米电解池，粗细格栅的输入端与污水进口相连，粗细格栅的输出端与高低压反应釜的输入端相连，高低压反应釜的输出端与超声机组的输入端相连接，超声机组的输出端与纳米电解池的输入端相连接，纳米电解池的输出端与检测器相连接；如果检测器检测COD值达标，则通过沉淀池进行沉淀，达标水排放，污泥干燥压缩后外运或焚烧；如果检测器检测COD值不达标，则返回到高低压反应釜的输入端再次进行处理；纳米电解池与污水泡沫回收装置相连接，将漂浮在水面污染物回收。
更进一步的，粗细格栅的输出端通过酸性曝光池与高低压反应釜的输入端相连，如果检测器检测PH值和COD值均达标，则通过沉淀池进行沉淀，达标水排放，污泥干燥压缩后外运或焚烧；如果检测器检测COD值不达标，则返回到高低压反应釜的输入端再次进行处理；如果检测器检测PH值不达标，则返回到酸性曝光池的输入端再次进行处理。
更进一步的，所述的超声机组主要包括筒体、进水口、出水口和换能器组，换能器组由多个换能器构成，两两组合的换能器形成多种频率自由组合。
更进一步的，在筒体的进水和出水处设置有紫外灯。
更进一步的，所述的换能器组包括第一换能器、第二换能器、第三换能器、第四换能器、第五换能器和第六换能器，其中第一换能器、第二换能器、第三换能器间隔设置在筒体的顶部位置，第四换能器、第五换能器和第六换能器间隔设置在筒体的底部位置，第一换能器、第二换能器、第三换能器、第四换能器、第五换能器和第六换能器错位设置且轴线相互平行。
本发明的有益效果为：通过创新设计的纳米电解协同高频振荡的污水处理系统，实现的模块化，对超声波的前置处理做出复合式的设计，更增加了系统的适应性，电解模块的合力设计，大大体高了处理效率，降低了部分能耗。
附图说明
附图1为本发明超声协同纳米碳纤维污水处理模式框图；
附图2为本发明超声波前置处理主视示意图。
附图3为本发明超声波前置处理左视示意图。
图中，筒体1，进水口2，出水口3，紫外灯4，第一换能器5，第二换能器6，第三换能器7，第四换能器8，第五换能器9，第六换能器10。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
如图1的所示，这种纳米电解协同高频振荡的污水处理系统，主要包括超声机组和纳米电解池，粗细格栅的输入端与污水进口相连，粗细格栅的输出端与高低压反应釜的输入端相连，高低压反应釜的输出端与超声机组的输入端相连接，超声机组的输出端与纳米电解池的输入端相连接，纳米电解池的输出端与检测器相连接；如果检测器检测COD值达标，则通过沉淀池进行沉淀，达标水排放，污泥干燥压缩后外运或焚烧；如果检测器检测COD值不达标，则返回到高低压反应釜的输入端再次进行处理；纳米电解池与污水泡沫回收装置相连接，将漂浮在水面污染物回收。
更优的实施例：粗细格栅的输出端通过酸性曝光池与高低压反应釜的输入端相连，如果检测器检测PH值和COD值均达标，则通过沉淀池进行沉淀，达标水排放，污泥干燥压缩后外运或焚烧；如果检测器检测COD值不达标，则返回到高低压反应釜的输入端再次进行处理；如果检测器检测PH值不达标，则返回到酸性曝光池的输入端再次进行处理。
▼处理的污水里面是附带稀释污泥；
▼粗细格栅，是为了简单过滤掉，废水中含有的比较大的污水垃圾；(例如，浆料、纤维杂质、砂石类物质等)
▼酸性曝气池，是为了中和碱性印染污水；(选择性使用)
▼超声机组，是为了通过超声的一系列作用，进行预处理；
▼电解池，超声预处理的污水，流入电池，污水进行最后的电解净化；
▼检测器，这里是处理的最后一个环节的检测，检测是否达标，检测器会自动分辨出PH值和COD值，哪个不达标，哪路阀门就会自动打开，回到要处理的环节。
▼达标水排放到沉淀池进行污泥和水分离。
图2所示是超声波的前置处理装置，实现多种频率组合，充分的降解水中的有机物和藻类等。所述的超声机组主要包括筒体1、进水口2、出水口3和换能器组，换能器组由多个换能器构成，两两组合的换能器形成多种频率自由组合。在筒体1的进水和出水处设置有紫外灯4。所述的换能器组包括第一换能器5、第二换能器6、第三换能器7、第四换能器8、第五换能器9和第六换能器10，其中第一换能器5、第二换能器6、第三换能器7间隔设置在筒体1的顶部位置，第四换能器8、第五换能器9和第六换能器10间隔设置在筒体1的底部位置，第一换能器5、第二换能器6、第三换能器7、第四换能器8、第五换能器9和第六换能器10错位设置且轴线相互平行。换能器是两两一组，每一组一个频率，组装在同一不锈钢的筒体内，产生一个复合的声场，让预处理效果达到最佳。此装置也可以在需要情况下，加装紫外灯杀菌，配合使用。
本发明型的纳米电解协同高频振荡的污水处理系统根据实际应用的场合要求，对超声波前置处理的频率的多样性和可组合适用性，电解模块灵活高效型进行灵活的配合设计。
通过大量的实验和验证，选取合适的电化学材料、超声频段和对处理流程工艺的设计，开发出了一款灵活、安全、可靠、高效的系统设备。开发主要适用于城镇河道池塘的生活污水治理，但还可以通过灵活的转换，处理一定范围的工业污水。该系统主要部分有两块超声的前置处理和后端的纳米电解部分，其余还有一些列的配套设备。此款设备的主要特点：1、没有二次污染；2、模块化；3、效率高，4；适应性强等。
本发明通过相应换能器设计在功率输出稳定的前提下，满足了长时间大功率输出和能在一定强压下工作的特点。
超声波技术自身具有低能耗、无污染或少污染等特点。在环境保护领域，对毒性高、难降解有机物废水的简便性和有效性处理一直是受普遍关注的课题，超声波的应用为其提供了一条新的途径。另外，超声波设备简单，容易操作，对所要处理的溶液物理化学性质，如pH和反应物浓度要求较低；不需加任何试剂，是一项洁净的安全技术；在降解有机物的同时伴随有杀菌消毒功效，可减少消毒剂用量。
电解法的优点在于：①电子转移只在电极及废水组份间进行，不需另外添加氧化还原剂，避免了由另外添加药剂而引起的二次污染问题：②可以通过改变外加电流、电压随时调节反应条件，可控制性较强；③过程中可能产生的自由基无选择地直接与废水中的有机污染物反应，将其降解，没有或很少产生二次污染；④反应条件温和，电化学过程一般在常温常压下就可进行；⑤反应器设备及其操作一般比较简单，如果设计合理，费用并不昂贵；⑥若排污规模较小，可实现就地处理；⑦既可以作为单独处理，又可以与其他处理工艺相结合，如作为前处理，可以提高废水的可生物降解性；⑧作为一种清洁工艺，其设备占地面积小。
(1)、超声波前置处理增加多种频率自由组合。本发明在设计时，通过大量的试验论证和资料查阅，了解到不同频率段对不同的污水类型的预处理的效果有这很大区别。对于超声前置处理设备增加了多种超声频率，自由组合成预处理装置，和可以增加扩口，增加紫外灯或者臭氧使用。这样对不同污水都可以有相应的对策，达到预期的处理效果。
(2)、根据需求设计出一款适用于污水中的电解模块，因为污水的流速大，所以要设计出一个电化学处理足够快，便于安装更换的电解模块。使用碳纳米纤维复合电极，增加等离子体催化微气泡净化技术，设计出合适的电极距离。增大了与水的接触面积，增加在水中的停留时间，极大提高有机物的氧化效率。电极设计成模块化，可以自由组合使用。此装置可以有效的分解污水中的有超声前置处理过的中小分子量的有机物等(COD、色度、浊度、氨氮、PH等)。
(3)、电解模块工作的同时，会把水中的污染物分离出来，漂浮在水面，需要做一个污水泡沫回收装置。污水泡沫回收装置的使用，解决的漂浮泡沫的问题。在水面装一个一定范围的上下浮动的泡沫推送手臂，把泡沫全部推送到一端的泡沫抽取机旁，然后排放到污泥离心机里，做分离处理。
(4)、智能化电源控制机柜。此系统所有的设备运行都有电源控制柜来控制，在这里把智能超声电源做集成，集成后的电源可以控制多个换能器和不同频段的换能器，还有，电源模块的供电改成脉冲供电，这样及加快了电解速度，也大大降低了使用成本。
总之，本发明型通过相应系统的设计，在保证处理效果的前提下，实现了没有二次污染、模块化、效率高、适应性强等特点。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种纳米电解协同高频振荡的污水处理系统，其特征在于：主要包括超声机组和纳米电解池，纳米电解池使用碳纳米纤维复合电极，粗细格栅的输入端与污水进口相连，粗细格栅的输出端与高低压反应釜的输入端相连，高低压反应釜的输出端与超声机组的输入端相连接，超声机组的输出端与纳米电解池的输入端相连接，纳米电解池的输出端与检测器相连接；如果检测器检测COD值达标，则通过沉淀池进行沉淀，达标水排放，污泥干燥压缩后外运或焚烧；如果检测器检测COD值不达标，则返回到高低压反应釜的输入端再次进行处理；纳米电解池与污水泡沫回收装置相连接，将漂浮在水面的污染物回收；
所述的超声机组主要包括筒体（1）、进水口（2）、出水口（3）和换能器组，换能器组由多个换能器构成，两两组合的换能器形成多种频率自由组合；所述的换能器组包括第一换能器（5）、第二换能器（6）、第三换能器（7）、第四换能器（8）、第五换能器（9）和第六换能器（10），其中第一换能器（5）、第二换能器（6）、第三换能器（7）间隔设置在筒体（1）的顶部位置，第四换能器（8）、第五换能器（9）和第六换能器（10）间隔设置在筒体（1）的底部位置，第一换能器（5）、第二换能器（6）、第三换能器（7）、第四换能器（8）、第五换能器（9）和第六换能器（10）错位设置且轴线相互平行，换能器是两两一组，每一组一个频率，组装在同一不锈钢的筒体内。
2.根据权利要求1所述的纳米电解协同高频振荡的污水处理系统，其特征在于：粗细格栅的输出端通过酸性曝气池与高低压反应釜的输入端相连，如果检测器检测PH值和COD值均达标，则通过沉淀池进行沉淀，达标水排放，污泥干燥压缩后外运或焚烧；如果检测器检测COD值不达标，则返回到高低压反应釜的输入端再次进行处理；如果检测器检测PH值不达标，则返回到酸性曝气池的输入端再次进行处理。
3.根据权利要求1所述的纳米电解协同高频振荡的污水处理系统，其特征在于：在筒体（1）的进水和出水处设置有紫外灯（4）。
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