CN112537870A - 一种一体化水深度处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一体化水深度处理系统，包括高级氧化池、活性炭滤池和氧化剂投加模块，高级氧化池与活性炭滤池连通，高级氧化池的出水口位于活性炭滤池的上部；氧化剂投加模块包括双氧水投放组件和臭氧投放组件，双氧水投放组件和臭氧投放组件分别与高级氧化池连通；高级氧化池包括紫外线灯管组，紫外线灯管组贯穿高级氧化池；控制模块分别与双氧水投放组件、臭氧投放组件和紫外线灯管组连接，用于控制双氧水投放组件、臭氧投放组件和紫外线灯管组的开关。其优点在于，本发明可改变投加的氧化剂类型和紫外线灯管组的开关，可以实现多种不同高级氧化工艺组合形式的切换，适应不同原水微污染类型的需要，在净水基础上最优化能耗及药耗。

Description

一种一体化水深度处理系统
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种一体化水深度处理系统。
背景技术
目前，水环境保护是当前人类社会广泛关注的一个问题，有机废水对水资源造成了威胁，通常以高级氧化和生物活性炭滤池联用的深度处理方式来解决此类问题。高级氧化形式较多，但其直接相关的消耗品是O3及H2O2，而不同的高级氧化法形式独立，功能单一，各自具有较大的局限性，此外，臭氧—生物活性炭深度处理多应用于大型水厂深度处理，臭氧工艺和活性炭工艺分离，在应急供水领域，临时增加臭氧及活性炭的深度处理工艺及其配套设施困难。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种一体式水深度处理系统，其适用于供给水及不同有机废水，可进行不同高级氧化方式的切换，满足不同使用要求。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种一体化水深度处理系统，包括高级氧化池、活性炭滤池和氧化剂投加模块，其中：
所述高级氧化池与所述活性炭滤池连通，且所述高级氧化池的出水口位于所述活性炭滤池的上部；
所述氧化剂投加模块包括双氧水投放组件和臭氧投放组件，所述双氧水投放组件和所述臭氧投放组件分别与所述高级氧化池连通；
所述高级氧化池包括紫外线灯管组，所述紫外线灯管组贯穿所述高级氧化池；
还包括控制模块，所述控制模块分别与所述双氧水投放组件、所述臭氧投放组件和所述紫外线灯管组连接，用于控制所述双氧水投放组件、所述臭氧投放组件和所述紫外线灯管组的开关。
优选地，所述高级氧化池中设置至少一个隔板，所述隔板与池壁之间设有间隙，进水管位于高级氧化池的底部，第一隔板与顶部池壁存在间隙；所述紫外线灯管组穿过所述隔板。
优选地，所述高级氧化池中设有至少两个隔板，相邻的隔板与池壁的间隙位置相反；所述进水管位于池体的下部，靠近进水管的第一隔板与池壁的间隙位于上部，第二隔板与池壁的间隙位于下部。
优选地，所述活性炭滤池包括封闭箱体和滤头板，所述滤头板位于所述封闭箱体的下部，所述封闭箱体的顶部设有自动呼吸阀，所述封闭箱体外设有反冲洗气管，所述反冲洗气管与所述封闭箱体连通。
优选地，所述滤头板包括滤板和滤头，其中，所述滤板为波形板，波形板的横截面形状为连续梯形；滤头设置在波形板的波峰；滤板垂直与波形方向的两边设有封板，所述封板与所述封闭箱体或另一封板固定连接。
优选地，所述滤板为不锈钢材料制成。
优选地，所述活性炭滤池为饮用水级别炭滤池或饮用水级别炭砂滤池。
优选地，所述高级氧化池设置在氧化箱中，所述氧化箱设置在所述活性炭滤池所在的活性炭滤箱在的侧面上方，并与所述活性炭滤箱固定连接，所述氧化箱和所述活性炭滤箱通过管路连通；所述双氧水投放组件和所述臭氧投放组件通过管路与所述氧化箱连通。
优选地，所述氧化箱上设有窗口。
优选地，所述紫外线灯管组的接线端穿出所述氧化箱的侧壁并与所述氧化箱固定连接，所述紫外线灯管组与所述氧化箱的侧壁密封连接。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1.本发明的系统包括高级氧化池、活性炭滤池和氧化剂投加模块，利用控制模块改变投加的氧化剂类型和高级氧化池中的紫外线灯管组的开关，可以实现UV/H2O2、H2O2/O3、UV/H2O2/O3不同高级氧化工艺组合形式的切换，适应不同原水微污染类型的需要，在净水基础上最优化能耗及药耗；
2.将高级氧化池和活性炭滤池集成为一体，在小规模应急供水领域有很强的应用性及很好的效果。
附图说明
图1为本发明实施例的系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的氧化箱的剖面结构示意图；
图3为本发明实施例的系统的剖面结构示意。
图中：10、氧化箱；11、进水管；12、第一隔板；13、第二隔板；14、紫外线灯管组；15、出水口；16、窗口；20、活性炭滤池；21、进水口；22、封闭箱体；23、滤头板；24、自动呼吸阀；25、反冲洗气管；26、滤板；27、滤头；28、封板；29、分水板；30、氧化剂投加模块；31、双氧水投放组件；32、臭氧投放组件；33、开关。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明进行更为详细的描述，需要说明的是，下参照附图对本发明进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
参看附图1至附图3所示，本发明实施例的一体化水深度处理系统将在接下来的描述中被阐明，其中，利用控制模块对氧化剂投放模块和紫外线灯管组进行控制，以应对不同类型的有机废水，同时实现最优化能耗和药耗。
如附图1至附图3，本实施例的一体化水深度处理系统，包括高级氧化池、活性炭滤池20和氧化剂投加模块30，其中：高级氧化池与活性炭滤池20连通，且高级氧化池的出水口15位于活性炭滤池20的上部；氧化剂投加模块30包括双氧水投放组件31和臭氧投放组件32，双氧水投放组件31和臭氧投放组件32分别与高级氧化池连通；高级氧化池包括紫外灯管组，紫外灯管组贯穿高级氧化池；本实施例将高级氧化池、活性炭滤池20、双氧水投放组件31和臭氧投放组件32集成在一起，使整个系统的体积精简化，占地面积小，适用于小规模应急供水领域。另外，本实施例的系统还包括控制模块，控制模块分别与双氧水投放组件31、臭氧投放组件32和紫外灯管组连接，用于控制双氧水投放组件31、臭氧投放组件32和紫外灯管组的开关33，从而实现UV/H2O2、H2O2/O3、UV/H2O2/O3不同高级氧化工艺组合形式的切换。作业人员在使用本实施例的污水深度处理系统时，可根据原水所含有机物的不同状态来通过控制模块改变投放的氧化剂类型，并控制紫外灯管组的开关33，以处理不同的有机污水。
更具体地说，有机废水中的主要组分为有机物，污水中含重金属时，很多有机物会与重金属络合，使重金属不能完全生成氢氧化物沉淀；污水中含悬浮物，胶体类时，很多有机物会与之藕合，使胶体表面双电层稳定，降低了Fe2+/A13+的电中和能力；有机物会消耗NaClO、O3、KMnO4等氧化剂，大幅度降低它们的杀菌灭藻能力；有机物中危害最大是污染性水源中溶解性油类，其次是生物毒性藻类。本实施例的控制模块可以采用人工操作，实现氧化剂切换和紫外线灯管组14的开关33；也可以与传感器结合，自动检测有机污水的状态，实现控制模块的自动控制和自动切换。一般来说：臭氧主要用于水的消毒，去除水中酚、氰等污染物质，水的脱色、除去水中铁、锰等金属离子，除异味和臭味；臭氧和紫外线结合，能有效处理氰化物废水；紫外线和双氧水结合，能高效氧化常用的阴离子表面活性剂，如十二烷基苯磺酸钠、EDTA(乙二胺四乙酸)，但对DOC(溶解性有机碳)的去除效率有限；而双氧水与臭氧的联合氧化工艺，对废水COD(水质需氧量)、色度的去除效果明显；紫外线、双氧水和臭氧的联合氧化工艺，可有效降解消毒副产物(如三氯硝基甲烷等)、农药残留、内分泌干扰物等难降解的痕量污染物。本实施例中，可设置水质在线监测仪器，对水质进行检测，判断水质的无机物和有机物种类后，反馈至控制模块，控制模块控制阀门和紫外线灯管组来切换至适合的氧化模式。水质在线监测仪器为现有产品，市场上均有销售，直接组装使用即可，在此不再赘述。
如附图1所示，本实施例的高级氧化池设置在氧化箱10中，氧化箱10设置在活性炭滤池20所在的活性炭滤箱在的侧面上方，并与活性炭滤箱固定连接，氧化箱10和活性炭滤箱设置在一体化的箱体中，经隔板分离，氧化箱和活性炭滤箱共用同一侧壁，并通过管路连通；氧化箱10的下方设有双氧水投放组件31和臭氧投放组件32，在实际使用时，本实施例的系统体积较小，臭氧投放组件的体积较大，不便放置在氧化箱下方，则氧化箱下方只放置双氧水投放组件，臭氧投放组件放置在氧化箱的侧面，双氧水投放组件31和臭氧投放组件32通过管路与氧化箱10连通。污水经进水管11排入氧化箱10中，进水管11经过双氧水投放组件31和臭氧投放组件32时，双氧水投放组件31和臭氧投放组件32与进水管11连接，且连接处设有两个开关33，分别连接进水管11和双氧水投放组件31以及进水管11和臭氧投放组件32，两个开关33均与控制模块连接，受控制模块控制，从而控制进入进水管11的氧化剂类型。氧化剂在进水管11中与有机污水混合，而后进入氧化箱10；在氧化箱10中进行高级氧化后，从氧化箱10进入活性炭滤池20的上部，而后从上至下在活性炭滤池20中进行过滤，进一步实现污水处理。
更具体地说，为了使有机污水在氧化箱10中的停留时间更久，高级氧化更充分，同时优化氧化箱10的体积，在一具体实施例中，高级氧化池中设置至少一个隔板，隔板与池壁之间设有间隙，进水管11位于高级氧化池的底部，第一隔板12与顶部池壁存在间隙；紫外线灯管组14穿过隔板。如附图2所示，第一隔板12为靠近进水管11的第一块隔板，从进水管11进来的有机废水需要先填满第一个隔槽后，才能从第一隔板12与氧化箱10顶壁之间的间隙流向下一隔槽，从而延长有机废水的路径，延长紫外线灯管组14对有机废水的照射时间；优选地，高级氧化池中设有至少两个隔板，相邻的隔板与池壁的间隙位置相反；如附图2所示，进水管11位于池体的下部，靠近进水管11的第一隔板12与池壁的间隙位于上部，第二隔板13与池壁的间隙位于下部，两个隔板将氧化箱10分割成三个隔槽，使水流上下翻越流动，进一步延长有机废水的路径，增加废水停留时间，使有机废水的高级氧化更彻底。氧化箱10的出水口15位于氧化箱10的上方，与活性炭滤池20的封闭箱体22采用管路连通，活性炭滤池20的封闭箱体22上进水口21位于封闭箱体22的上部。
另外，为了方便维修和观察氧化箱10内的状况，氧化箱10的顶面设有窗口16，窗口16大小可供作业人员对氧化箱10内部进行清洗和维修。氧化箱10中的紫外线灯管组14需要通电使用，为了使用安全，紫外线灯管组14的接线端穿出氧化箱10的侧壁并与氧化箱10固定连接，紫外线灯管组14与氧化箱10的侧壁密封连接，保证氧化箱10的密封，防止漏水。
活性炭滤池20也是本发明的污水深度处理系统中的重要设施，如附图3所示，本实施例的活性炭滤池20包括封闭箱体22和滤头板23，滤头板23位于封闭箱体22的下部，与封闭箱体的底壁之间设有至少300mm的间隙，封闭箱体22的顶部外侧设有自动呼吸阀24，封闭箱体22外设有反冲洗气管25，反冲洗气管25与封闭箱体22连通。位于封闭箱体22上的自动呼吸阀24，自动呼吸阀24具有自动排气和进气功能，当滤池正常运行时呼吸阀自动排除滤池顶部剩余的臭氧；当滤池达到冲洗条件时，为避免滤池顶部产生负压，影响反冲洗排水，此时呼吸阀根据压力情况自动切换为进气功能。自动呼吸阀24可采购市面上的成熟产品，反冲洗气管25的结构为常规结构，在此不再赘述。
当经过高级氧化后的有机废水进入封闭箱体22后，先经过封闭箱体22内上部的分水板29，分水板29的两侧设有若干分水孔(未画出)，可将有机废水分散，使其均匀落下，进行过滤，避免大量污水直接冲击滤头板23的某一部位，导致该部分的滤头板23损坏或极快地被阻塞。
如附图3所示，为了实现更好地过滤效果，滤头板23包括滤板26和滤头27，其中，滤板26为波形板，波形板的横截面形状为连续梯形；滤头27设置在波形板的波峰；由于滤板26采用波形结构，滤板26底部反冲洗空气和水在波峰和波谷部位连通，能够平衡滤池滤板26底部反冲洗时气压水压的微小差异。由于滤板26采用了波形板构造，可以大大增强滤板26的刚度，并且易于实现工厂化制作；优选地，本实施例的滤板26采用不锈钢材料经机械加工而成波形板，在波峰上根据滤池工艺要求设置安装滤头27的圆孔，滤头27固定件从这些圆孔穿过，通过螺纹、橡胶软垫片等结构在板面两边连接，连接后的固定件与不锈钢板固定牢固，不会漏气漏水。不锈钢波形板具有很高的刚度，能够满足在滤池内运行上下荷载的要求
滤头27通过螺纹与安装于滤板26上的滤头27固定件相连接。滤板26垂直与波形方向的两边设有封板28，封板28与封闭箱体22或另一封板28固定连接，可将较小面积的不锈钢波形板拼接成较大面积的滤板26，运输和组装均十分方便，可采用氩弧焊接或者螺丝固定连接。滤板26未设置封板28的两侧与封闭箱体22之间可采用聚双硫密封胶和密封胶泥密封。
本实施例的污水深度处理系统可以应用于小规模应急供水领域，因此，本实施例的活性炭滤池20与现有水厂中使用的滤池相同，使经过深度处理的有机废水达到饮用水标准。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种一体化水深度处理系统，其特征在于，包括高级氧化池、活性炭滤池和氧化剂投加模块，其中：
所述高级氧化池与所述活性炭滤池连通，且所述高级氧化池的出水口位于所述活性炭滤池的上部；
所述氧化剂投加模块包括双氧水投放组件和臭氧投放组件，所述双氧水投放组件和所述臭氧投放组件分别与所述高级氧化池连通；
所述高级氧化池包括紫外线灯管组，所述紫外线灯管组贯穿所述高级氧化池；
还包括控制模块，所述控制模块分别与所述双氧水投放组件、所述臭氧投放组件和所述紫外线灯管组连接，用于控制所述双氧水投放组件、所述臭氧投放组件和所述紫外线灯管组的开关。
2.如权利要求1所述的一体化水深度处理系统，其特征在于：所述高级氧化池中设置至少一个隔板，所述隔板与池壁之间设有间隙，进水管位于高级氧化池的底部，第一隔板与顶部池壁存在间隙；所述紫外线灯管组穿过所述隔板。
3.如权利要求2所述的一体化水深度处理系统，其特征在于：所述高级氧化池中设有至少两个隔板，相邻的隔板与池壁的间隙位置相反；所述进水管位于池体的下部，靠近进水管的第一隔板与池壁的间隙位于上部，第二隔板与池壁的间隙位于下部。
4.如权利要求1所述的一体化水深度处理系统，其特征在于：所述活性炭滤池包括封闭箱体和滤头板，所述滤头板位于所述封闭箱体的下部，所述封闭箱体的顶部设有自动呼吸阀，所述封闭箱体外设有反冲洗气管，所述反冲洗气管与所述封闭箱体连通。
5.如权利要求4所述的一体化水深度处理系统，其特征在于：所述滤头板包括滤板和滤头，其中，所述滤板为波形板，波形板的横截面形状为连续梯形；滤头设置在波形板的波峰；滤板垂直与波形方向的两边设有封板，所述封板与所述封闭箱体或另一封板固定连接。
6.如权利要求5所述的一体化水深度处理系统，其特征在于：所述滤板为不锈钢材料制成。
7.如权利要求4所述的一体化水深度处理系统，其特征在于：所述活性炭滤池为饮用水级别炭滤池或饮用水级别炭砂滤池。
8.如权利要求1所述的一体化水深度处理系统，其特征在于：所述高级氧化池设置在氧化箱中，所述氧化箱设置在所述活性炭滤池所在的活性炭滤箱在的侧面上方，并与所述活性炭滤箱固定连接，所述氧化箱和所述活性炭滤箱通过管路连通；所述双氧水投放组件和所述臭氧投放组件通过管路与所述氧化箱连通。
9.如权利要求8所述的一体化水深度处理系统，其特征在于：所述氧化箱上设有窗口。
10.如权利要求8所述的一体化水深度处理系统，其特征在于：所述紫外线灯管组的接线端穿出所述氧化箱的侧壁并与所述氧化箱固定连接，所述紫外线灯管组与所述氧化箱的侧壁密封连接。
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