CN107540034A - 污水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的污水处理装置，包括至少一污水净化单元，所述污水净化单元包括壳体、安装于所述壳体内的滤芯及设置于所述滤芯内的纳米贵金属颗粒，上述污水处理装置利用了纳米贵金属颗粒的催化性能，能够加快污水中微生物、难以生物降解的有机物、矿物质、病原体等加快分解，以实现水质净化的目的。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种污水处理装置。
背景技术
我国城市污水处理标准分为三级，即一级处理、二级处理和三级处理。一级处理是通过沉淀、浮选、过滤等物理方法去除污水中的悬浮状固体物质，或通过凝聚、氧化、中和等化学方法，使污水中的强酸、强碱和过浓的有毒物质，得到初步净化，为二级处理提供适宜的水质条件。二级处理是在一级处理的基础上，通常利用生物化学作用，对污水进行进一步的处理。三级处理也叫深度处理。在二级处理的基础上，三级处理根据进水水质，采用相应处理方法，如凝集沉淀、活性碳过滤、逆渗透、离子交换和电渗析等。
污水生物处理属于二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等多种处理方法。在污水生化处理过程中，温度对微生物的影响是很广泛的，污水处理中绝大部分微生物最适宜生长的温度范围是20-30℃。由于温度的变化与气候有关，对温度的控制通常在在经济上和工程上都比较困难。
污水经过二级处理后，仍含有磷、氮和难以生物降解的有机物、矿物质、病原体等，需要进一步净化处理(即三级处理)以便消除污染。尽管污水三级处理不仅能减少废水排放对环境的污染，而且可以节约水资源，但是污水三级处理厂的基建费和运行费用都很昂贵，约为相同规模二级处理厂的2～3倍，因此其发展和推广应用受到限制。
传统的污水处理工艺仅是通过生物降解转化作用和固液分离，在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中，包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机物和病原体，而且极易腐败发臭，很容易造成二次污染，因此污泥通常必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。常见的污泥减量方法有消化法(包括厌氧消化和好氧消化)、污泥热处理法例如湿式氧化法、污泥浓缩法例如重力浓缩法和气浮浓缩法、污泥脱水法例如机械脱水和化学混凝法、污泥干化法例如自然干化法和烘干法。然而，这些污泥减量方法并未完全解决污泥排放的问题。
絮凝澄清装置(也称为：澄清装置、澄清器、澄清池、絮凝沉淀池、混凝池等)是将絮凝反应(也成为混凝反应)和沉淀两个过程综合于一个构筑物中完成，充分利用成熟絮凝体使杂质颗粒与其接触和絮凝而从水中分离。常见的絮凝澄清装置中，机械搅拌澄清器由于存在短路水流和可能产生水体随搅拌器做整体同心圆运动现象，较难达到药剂混合均匀；悬浮澄清器是一种泥渣悬浮型澄清器，对进水量、水温等因素较敏感，处理效果不太稳定，产水率较低；水力循环澄清器利用水流在水射器的作用下进行混合和达到泥渣循环回流，然而传统水力循环澄清器对水质、水温变化适应性较差，运行不稳定，特别是泥渣回流控制较难，水头损失和能耗较高。
因此，仍然需要新的污水处理装置，特别是能够实现污水三级处理的污水处理装置以满足不断提高的污水处理需要。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中存在的缺陷，提供一种污水处理装置。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种污水处理装置，包括至少一污水净化单元，所述污水净化单元包括壳体、安装于所述壳体内的滤芯及设置于所述滤芯内的纳米贵金属颗粒。
在一些较佳的实施例中，所述纳米贵金属颗粒包括纳米黄金颗粒、纳米铂金颗粒、纳米钯金颗粒、纳米铑金颗粒、纳米铱金颗粒、纳米钌金颗粒或纳米银颗粒中的至少一种以及由上述两种及两种以上纳米贵金属颗粒复合形成的复合纳米贵金属颗粒。
在一些较佳的实施例中，所述纳米贵金属颗粒的粒径小于100纳米。
在一些较佳的实施例中，所述纳米贵金属颗粒的粒径小于10纳米。
在一些较佳的实施例中，所述滤芯至少为2个，且每个所述滤芯间隔排列设置。
在一些较佳的实施例中，所述污水净化单元至少为2个，且每个所述污水净化单元串联。
在一些较佳的实施例中，所述纳米贵金属颗粒，通过下述方法制备：
将贵金属的酸性水溶液与溶有二十二烷基三甲基溴化铵溶液的去离子水溶液搅拌混合，得到混合溶液；
将所述混合液滴入氢硼化钠水溶液，再进行搅拌后静置待混合溶液与去离子水分层；
萃取上层的纳米贵金属颗粒的水溶液，并将所述纳米贵金属颗粒的水溶液烘干处理，得到贵金属纳米颗粒。
在一些较佳的实施例中，所述贵金属的酸性水溶液为金氯酸水溶液。
在一些较佳的实施例中，所述贵金属的酸性水溶液与二十二烷基三甲基溴化铵的体积质量比为60～85ml：0.48～0.52g。
本发明采用上述技术方案，其有益效果在于：
本发明提供的污水处理装置，包括至少一污水净化单元，所述污水净化单元包括壳体、安装于所述壳体内的滤芯及设置于所述滤芯内的纳米贵金属颗粒，上述污水处理装置利用了纳米贵金属颗粒的催化性能，能够加快污水中微生物、难以生物降解的有机物、矿物质、病原体等加快分解，以实现水质净化的目的。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例提供的污水处理装置的结构示意图。
图2为本发明另一较佳实施例提供的污水处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，为本发明一较佳实施例提供的污水处理装置100，包括：至少一污水净化单元110。
所述污水净化单元110包括壳体111、安装于所述壳体111内的滤芯112及设置于所述滤芯112内的纳米贵金属颗粒113。
可以理解，由于纳米贵金属颗粒的具有良好的催化性能，通过污水净化单元110的水体在纳米贵金属颗粒的的催化作用下，水体中的微生物、难以生物降解的有机物、矿物质、病原体等能够快速分解，以实现水质净化的目的。
在一些较佳的实施例中，所述纳米贵金属颗粒包括纳米黄金颗粒、纳米铂金颗粒、纳米钯金颗粒、纳米铑金颗粒、纳米铱金颗粒、纳米钌金颗粒或纳米银颗粒中的至少一种以及由上述两种及两种以上纳米贵金属颗粒复合形成的复合纳米贵金属颗粒。
可以理解，所述纳米贵金属颗粒并不限于上述纳米贵金属颗粒，还可以为其他的纳米贵金属颗粒。
在一些较佳的实施例中，所述纳米贵金属颗粒的粒径小于100纳米。
进一步地，所述纳米贵金属颗粒的粒径小于10纳米。
可以理解，所述纳米贵金属颗粒的粒径越小，其活性越强，催化能力也越强，水体净化能力越好。
在一些较佳的实施例中，所述滤芯112至少为2个，且每个所述滤芯112间隔排列设置。可以理解，增加滤芯112能够多次过滤水体，进一步提高水体中难以降解生物的降解效果。
在一些较佳的实施例中，所述污水净化单元110至少为2个，且每个所述污水净化单元串联。请参阅图2，为本发明了一较佳实施例提供的污水处理装置200的结构示意图。可以理解，通过设置多个污水净化单元110，且相互串联特别适合河道中水质的净化。
在一些较佳的实施例中，所述纳米贵金属颗粒通过下述方法制备：
步骤S110：将贵金属的酸性水溶液与溶有二十二烷基三甲基溴化铵溶液的去离子水溶液搅拌混合，得到混合溶液。
在一些较佳的实施例中，所述贵金属的酸性水溶液为金氯酸水溶液。可以理解，在实际中还可以采用其他的贵金属的酸性水溶液
在一些较佳的实施例中，所述贵金属的酸性水溶液与二十二烷基三甲基溴化铵的体积质量比为60～85ml：0.48～0.52g。
步骤S120：将所述混合液滴入氢硼化钠水溶液，再进行搅拌后静置待混合溶液与去离子水分层。
在一些较佳的实施例中，所述氢硼化钠水溶液的滴入速度为每2秒1滴。
步骤S120：萃取上层的的贵金属颗粒的水溶液，并将所述贵金属纳米颗粒的水溶液烘干处理，得到贵金属纳米颗粒。
本发明提供的污水处理装置，包括至少一污水净化单元，所述污水净化单元包括壳体、安装于所述壳体内的滤芯及设置于所述滤芯内的纳米贵金属颗粒，上述污水处理装置利用了纳米贵金属颗粒的催化性能，能够加快污水中微生物、难以生物降解的有机物、矿物质、病原体等加快分解，以实现水质净化的目的。
以下结合具体实施例对本发明上述提供的纳米贵金属颗粒的制备进行详细说明。
实施例一
将60ml的金氯酸(HAuCl4)水溶液与溶有0.48克十六烷基三甲基溴化铵(C16TAB)的50ml去离子水溶液，置于搅拌器上定速搅拌180分钟，得到混合溶液。
在上述混合溶液中，以每2秒1滴的速度将2.8ml氢硼化钠(NaBH4，0.02克)水溶液缓缓滴入，完成后置于搅拌器上搅拌24小时，停止搅拌后静置于阴凉处，静置待混合溶液与去离子水分层。
萃取上层的纳米贵金属颗粒的水溶液，并将所述纳米贵金属颗粒的水溶液烘干处理，即获得含有金纳米颗粒，黄金纳米颗粒直径平均在10nm以下。
实施例二
将80ml的金氯酸(HAuCl4)水溶液与溶有0.52克十六烷基三甲基溴化铵(C16TAB)的50ml去离子水溶液，置于搅拌器上定速搅拌200分钟，得到混合溶液。
在上述混合溶液以每2秒1滴的速度将3.0ml氢硼化钠(NaBH4，0.02克)水溶液缓缓滴入，完成后置于搅拌器上搅拌24小时，停止搅拌后静置于阴凉处，，静置待混合溶液与去离子水分层。
萃取上层的纳米贵金属颗粒的水溶液，并将所述纳米贵金属颗粒的水溶液烘干处理，即获得含有金纳米颗粒，黄金纳米颗粒直径平均在10nm以下。
实施例三
将90ml的金氯酸(HAuCl4)水溶液与溶有0.58克十六烷基三甲基溴化铵(C16TAB)的60ml去离子水溶液，置于搅拌器上定速搅拌200分钟，得到混合溶液。
在上述混合溶液中，以每2秒1滴的速度将3.0ml氢硼化钠(NaBH4，0.02克)水溶液缓缓滴入，完成后置于搅拌器上搅拌24小时，停止搅拌后静置于阴凉处，，静置待混合溶液与去离子水分层。
萃取上层的纳米贵金属颗粒的水溶液，并将所述纳米贵金属颗粒的水溶液烘干处理，即获得含有金纳米颗粒，黄金纳米颗粒直径平均在10nm以下。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种污水处理装置，其特征在于，包括至少一污水净化单元，所述污水净化单元包括壳体、安装于所述壳体内的滤芯及设置于所述滤芯内的纳米贵金属颗粒。
2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述纳米贵金属颗粒包括纳米黄金颗粒、纳米铂金颗粒、纳米钯金颗粒、纳米铑金颗粒、纳米铱金颗粒、纳米钌金颗粒或纳米银颗粒中的至少一种以及由上述两种及两种以上纳米贵金属颗粒复合形成的复合纳米贵金属颗粒。
3.根据权利要求2所述的污水处理装置，其特征在于，所述纳米贵金属颗粒的粒径小于100纳米。
4.根据权利要求3所述的污水处理装置，其特征在于，所述纳米贵金属颗粒的粒径小于10纳米。
5.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述滤芯至少为2个，且每个所述滤芯间隔排列设置。
6.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述污水净化单元至少为2个，且每个所述污水净化单元串联。
7.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述纳米贵金属颗粒，通过下述方法制备：
将贵金属的酸性水溶液与溶有二十二烷基三甲基溴化铵溶液的去离子水溶液搅拌混合，得到混合溶液；
将所述混合液滴入氢硼化钠水溶液，再进行搅拌后静置待混合溶液与去离子水分层；
萃取上层的纳米贵金属颗粒的水溶液，并将所述纳米贵金属颗粒的水溶液烘干处理，得到贵金属纳米颗粒。
8.根据权利要求7所述的污水处理装置，其特征在于，所述贵金属的酸性水溶液为金氯酸水溶液。
9.根据权利要求7所述的污水处理装置，其特征在于，所述贵金属的酸性水溶液为金氯酸水溶液。
10.根据权利要求7所述的污水处理装置，其特征在于，所述贵金属的酸性水溶液与二十二烷基三甲基溴化铵的体积质量比为60～85ml：0.48～0.52g。
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