CN112875971A - 污水深度处理装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种污水深度处理装置及工艺，属于污水处理技术领域。本发明所述的污水深度处理装置，包括调节池、反应器和过滤器，调节池与反应器、过滤器依次相连；反应器由上至下依次为集气区、反应区和排杂区；反应区充满半导体小球，反应区中部设有紫外灯，反应区两侧分别设有永磁体，反应器外部的一侧设有臭氧发生器，臭氧发生器通过管线与设于半导体小球下方的放气头相连。本发明所述的污水深度处理装置，结构简单，操作方便，运行成本低，节能环保，处理效率高，把污染物降解到原生态物质，处理效率优异；同时本发明提供了一种简单易行的污水深度处理工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水深度处理装置及工艺，属于污水处理技术领域。
背景技术
目前用于污水处理的主要方法是生物处理法，大体可分为活性污泥法、生物滤池法、生物接触氧化法等，比较先进的设备是MBR生物膜+A/O一体化设备。污水基本上是两级处理，效果不彻底，如果加上三级处理成本过高，效果仍不理想，最后勉强按”几类”水标准排放，此水养鱼不能活，被水十条定性为有时越治越脏。特别是化工废水和医院废水。说明此方法不能用于最终处理方法使用，只能用于初级处理方法使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水深度处理装置，其结构简单，操作方便，运行成本低，节能环保，处理效率高，把污染物降解到原生态物质，处理效率优异；同时本发明提供了一种简单易行的污水深度处理工艺。
本发明所述的污水深度处理装置，包括调节池、反应器和过滤器，调节池与反应器、过滤器依次相连；反应器由上至下依次为集气区、反应区和排杂区；反应区充满半导体小球，反应区中部设有紫外灯，反应区两侧分别设有永磁体，反应器外部的一侧设有臭氧发生器，臭氧发生器通过管线与设于半导体小球下方的放气头相连。
优选的，与集气区相连的排气管中设有分解器。
优选的，调节池通过提升泵与反应器相连。
优选的，过滤器与养鱼池相连。
优选的，反应器底部设有单向阀。
优选的，过滤器底部设有单向阀。
优选的，反应器和过滤器底部均与调节池相连。
所述的污水深度处理工艺，包括以下步骤：污水进入调节池调节pH值，然后泵入反应器；反应区在电子、光、臭氧和磁场的综合作用下发送微电化学反应；废气经由集气区收集后进行分解排放；排杂区和过滤器中的废水排入调节池进行再处理。
不同于现有技术中利用TiO2+紫外线处理废水的工艺，本发明所涉及到的反应为一种微电电解反应。本发明采用模仿大自然降解的原理，在设备中使用光(紫外光)，电、磁、臭氧，把自然界50年到300年降解的物质在该设备中1小时至2小时降解到原始状态，作为三级处理设备使用可弥补现有污水处理方法及设备的不足。
使用所述的污水深度处理装置时，污水先进入调节池，调节至合理的或者规定的pH值，然后通过提升泵提水至反应器中，反应器为圆柱体或方体等，规格按出水量计算。反应器上部为集气区，中部为反应区，下部为排杂区。反应器中部有半导体小球在水流的冲击下产生电子，还设置一个紫外灯和臭氧发生器，臭氧发生器通过管路把臭氧通到半导体小球的下方，在反应器中部两侧分别设置了永磁体。通过电子、光(紫外光)、臭氧和磁场的相互作用产生高强度的微电化学反应，反应强度是单独使用的多倍，污染物被降解为自然的原始状态。在上部集气区的排气管中设置分解器，分解剩余臭氧。经过处理后的废水，流入过滤器，过滤反应沉淀物，然后流水可以直接应用于养鱼池。反应器和过滤器多余的废水可以重新排入调节池进行处理。
本发明涉及到的反应过程及原理如下：
在所述的电场、催化、极化的条件下发生微电化学反应：
2H++2e→2[H]→H2
Fe-2e-→Fe2+→Fe3+
H2O+[O]→H2O2
O2+4H++4e→2H2O
O2+2H2O+4e→4OH-
由此产生的OH-，[O]，[H]，Fe2+具有很强的活性，其工作原理基于电化学、氧化-还原、物理吸附、絮凝沉淀的共同作用。
具体的过程如下：
半导体小球在水流压力的冲击下，释放出电子，产生微电流，电子是最强的还原剂，在小球周围吸附阳离子发生还原反应，2H++2e→2[H]→H2，Fe-2e-→Fe2+→Fe3+，O2+4H++4e→2H2O，O2+2H2O+4e→4OH-，在紫外线的催化和磁场的极化作用下，-OH、O3、O3→O2+O、H2O2，这些强氧化剂与水中酸根、胶体、有机物发生化学反应，把他们降解到原始无害状态的S，N，H2O，CO2，Ca、Mg的沉淀物以及Fe的絮凝物，这些化学反应过程在自然界需要50年到300年，在本发明所述的装置中1到2小时即可完成，本发明所述的装置只涉及到化学反应过程，不是过滤，不加药剂，不产生二次污染，符合自然环境要求，是最理想的环保设备。
经过试验以及有关的实验报告，H2O2/UV/O3装置处理污水的速度和效果好于UV/O3装置，UV/O3装置好于UV或O3装置，由于H2O2/UV/O3装置加注H2O2的成本过高，没有从实验室到产业化。本发明所用到的半导体起到加注H2O2的作用，在水中产生的-OH，H2O2，以及加入的O3→O2+O，增加了溶解度，增加了反应的量值，而且O3本身就是强氧化剂。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明所涉及到的电解过程，与铁碳微电解材料不同，不产生板结现象；
(2)本发明所述装置和工艺运行成本低，工艺和设备简单，占地面积小，出水即能养鱼；
(3)现有技术中在废水处理时，加药剂的过程就是二次污染的过程，只能在某些特定情况下使用，而本发明所述工艺在整个过程没有添加任何药剂，因此本发明不仅具有广阔的经济效益而且具有良好的社会效益；
(4)本发明所述的装置具有净化、活化、杀菌消毒、增氧等效果，是理想的污水深度处理设备，可以单独使用也可以结合生物处理法或其他方法使用，还可以在后部结合反渗透法等制造直饮；可以应用到医院废水、造纸废水、游泳池用水、景观用水、养鱼池用水、农业灌溉、野外救灾用水(军用)、自来水二次加压站等等，应用范围广。
附图说明
图1是本发明所述污水深度处理装置示意图；
图中：1、分解器；2、臭氧发生器；3、反应器；4、过滤器；5、养鱼池；6、单向阀；7、永磁体；8、放气头；9、调节池；10、提升泵；11、紫外灯；12、半导体小球。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
如图1所示，所述的污水深度处理装置，包括调节池9、反应器3和过滤器4，调节池9与反应器3、过滤器4依次相连；反应器3由上至下依次为集气区、反应区和排杂区；反应区充满半导体小球12，反应区中部设有紫外灯11，反应区两侧分别设有永磁体7，反应器3外部的一侧设有臭氧发生器2，臭氧发生器2通过管线与设于半导体小球12下方的放气头8相连。
所述与集气区相连的排气管中设有分解器1。
所述调节池9通过提升泵10与反应器3相连。
所述过滤器4与养鱼池5相连。
所述反应器3底部设有单向阀6。
所述过滤器4底部设有单向阀6。
所述反应器3和过滤器4底部均与调节池9相连。
使用所述的污水深度处理装置时，污水先进入调节池9，调节至规定的pH值，然后通过提升泵10提水至反应器3中，反应器3为圆柱体，规格按出水量计算。反应器3上部为集气区，中部为反应区，下部为排杂区。反应器3中部有半导体小球12在水流的冲击下产生电子，还设置一个紫外灯11和臭氧发生器2，臭氧发生器2通过管路把臭氧通到半导体小球12的下方，在反应器3中部两侧分别设置了永磁体7。通过电子、光(紫外光)、臭氧和磁场的相互作用产生高强度的微电化学反应，反应强度是单独使用的多倍，污染物被降解为自然的原始状态。在上部集气区的排气管中设置分解器1，分解剩余臭氧。经过处理后的废水，流入过滤器4，过滤反应沉淀物，然后流水可以直接应用于养鱼池。反应器3和过滤器4多余的废水可以重新排入调节池9进行处理。
实施例1
生活污水处理：
处理之前的指标为：COD 160mg/L，氨氮30mg/L，大肠菌10^4个/L，有臭味。
把本发明所述的装置安装在单位下水道出口，经过1小时处理，结果为：
COD 10mg/L，氨氮0.15mg/L，无大肠菌，无臭味。
实施例2
污染河水，湖泊的环境改善：
处理之前的指标为：靠近湖水水体浑浊有臭味，COD 100mg/L，氨氮20mg/L，大肠菌10^3个/L。
把本发明所述的装置安装在公园公厕边上，经过1小时处理，结果为：
COD 8mg/L，氨氮0.11mg/L，无大肠菌，无臭味。
Claims (8)
1.一种污水深度处理装置，其特征在于：包括调节池(9)、反应器(3)和过滤器(4)，调节池(9)与反应器(3)、过滤器(4)依次相连；反应器(3)由上至下依次为集气区、反应区和排杂区；反应区充满半导体小球(12)，反应区中部设有紫外灯(11)，反应区两侧分别设有永磁体(7)，反应器(3)外部的一侧设有臭氧发生器(2)，臭氧发生器(2)通过管线与设于半导体小球(12)下方的放气头(8)相连。
2.根据权利要求1所述的污水深度处理装置，其特征在于：与集气区相连的排气管中设有分解器(1)。
3.根据权利要求1所述的污水深度处理装置，其特征在于：调节池(9)通过提升泵(10)与反应器(3)相连。
4.根据权利要求1所述的污水深度处理装置，其特征在于：过滤器(4)与养鱼池(5)相连。
5.根据权利要求1所述的污水深度处理装置，其特征在于：反应器(3)底部设有单向阀(6)。
6.根据权利要求5所述的污水深度处理装置，其特征在于：过滤器(4)底部设有单向阀(6)。
7.根据权利要求1所述的污水深度处理装置，其特征在于：反应器(3)和过滤器(4)底部均与调节池(9)相连。
8.一种权利要求1-7任一所述的污水深度处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：污水进入调节池(9)调节pH值，然后泵入反应器(3)；反应区在电子、光、臭氧和磁场的综合作用下发送微电化学反应；废气经由集气区收集后进行分解排放；排杂区和过滤器(4)中的废水排入调节池(9)进行再处理。
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| CN104797535A (zh) * | 2012-03-28 | 2015-07-22 | 奥雷斯卡宁·维斯贾 | 电化学处理工业废水和饮用水的方法和装置 |
| CN109626494A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-16 | 殷立峰 | 一种紫外强氧深度水处理方法及装置 |
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