CN116040857A - 一种基于膜-活性炭-消毒循环处理的一体式净化洗手池 - Google Patents
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Abstract
一种基于膜‑活性炭‑消毒循环处理的一体式净化洗手池，本发明涉及一种洗手池，本发明为解决现有的洗手设备无法将污废水有效的循环再利用的问题，它包括膜箱、净化箱和钢构支杆，净化箱位于膜箱的上部，净化箱与膜箱之间通过多个钢构支杆连接，洗手后的污水经过洗手池池体底部的排水口流入膜箱，在膜箱中经过超滤膜过滤有效截留大分子有机物，通过水泵提升至活性炭层吸附小分子有机质，再经消毒杀灭潜在致病微生物后依靠重力流向水龙头。本发明能够高效净化水并循环利用，具有占地面积小、易于操作和检修、低能耗低成本等优点，适用于火车、飞机、游乐园和景区等分散式用水地区，具有推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种洗手池，具体涉及一种基于重力驱动膜过滤-活性炭吸附-消毒循环的一体式净化洗手池，本发明涉及洗手池设备技术领域。
背景技术
洗手池是目前家庭常用的洗手设备，包括水池体和池体上方的水龙头，池体下部连接污水管，将收集来的污废水排入市政污水管网。在空间有限的火车、飞机等的洗手间内以及游乐园、景区或偏僻的农村地区，水资源稀少、管网设施配置不足，亟需小规模、低成本、易于运行的高效循环水处理技术。
发明内容
本发明为解决现有的洗手设备在水资源稀少，管网设施配置不足的情况，无法满足分散式用水需求，无法将污废水有效的循环再利用的问题，进而提出一种基于膜-活性炭-消毒循环处理的一体式净化洗手池。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：
一种基于膜-活性炭-消毒循环处理的一体式净化洗手池，它包括膜箱、净化箱和钢构支杆，净化箱位于膜箱的上部，净化箱与膜箱之间通过多个钢构支杆连接，所述膜箱的上端安装有洗手池池体，池体的底部设有排水口，膜箱内腔设有超滤膜组件，超滤膜组件位于池体的下部。
进一步地，排水口处设有过滤网。
进一步地，所述净化箱上部设有活性炭箱，净化箱的底部通过管道连接有一个水龙头，水龙头位于洗手池的正上方，净化箱下部设有提升水泵箱，水泵箱内置有提升水泵。
进一步地，所述洗手池池体、膜箱箱体及净化箱箱体均采用不锈钢材质的构件。
进一步地，所述超滤膜组件包括集水管、曝气管、膜架，禁固膜片和软管，膜架为矩形架体，膜架的底部设有曝气管，膜架内设有禁锢膜片，禁锢膜片通过软管与集水管连接。
进一步地，膜架的下部设有四个支撑架脚，每个架脚设有地脚，地脚与架脚连接呈L型，每个地脚上设有固定孔。
进一步地，所述膜箱的前部设有箱门，柜相门上设有把手，箱门底部装有固定锁扣，箱门门板周围附有防水胶条。
进一步地，所述超滤膜组件可选用超滤膜、纳滤膜及微滤膜，膜组件形式可选用平板膜、中空纤维膜及管式膜，其膜通量范围为4-10L/m2·h。
进一步地，所述净化箱上部活性炭箱，其活性炭填充高度为0.2-0.4m，活性炭类型可选用颗粒活性炭(GAC)或粉末活性炭(PAC)，其中颗粒活性炭的粒径范围在0.42-0.85mm，粉末活性炭粒径范围在20-100μm，活性炭层滤速范围为8-15m/h,活性炭投加为人工投加，根据出水指标决定更换频次。
进一步地，所述膜箱箱长为0.45-0.55m，宽度为0.2-0.3m，高度为0.95-1.05m，洗手池深度为0.15-0.2m；所述净化箱(2)箱长为0.5-0.6m，宽度为0.2-0.3m，高度为0.65-0.7m；所述循环净化洗手池整体高度约为1.8-2.0m。
本发明的有益效果是：
1、本发明将洗手与循环净化装置合二为一，将洗手后的污水通过超滤膜组件过滤和提升水泵回收，并经过活性炭吸附和消毒工艺深度处理后达到循环利用的目的，具有占地面积小、结构简单、使用方便等优点。
2、本发明采用超滤膜过滤、活性炭吸附、消毒的净化工艺流程，在保证水量的同时能够满足出水的水量与水质安全要求，净化效率高。
3、本发明采用重力驱动膜过滤系统，与传统的膜技术相比，其可在超低压的条件下运行，不需进行反冲洗或化学清洗，通量稳定。
4、本发明的膜箱箱门和水泵箱门设有把手，便于检修或更换膜组件及提升水泵，保证整个设备的高效运转。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的侧视结构示意图；
图3为本发明的侧视纵剖面结构示意图；
图4为本发明的膜组件结构示意图。
图中：1-膜箱；11-膜箱门；111-膜箱门把手；12-洗手池池体；121-排水管(带过滤网)；13-按钮开关；14-侧壁把手；15-滚轮；16-膜组件；161-集水管；162-曝气装置；163-膜架；164-膜片；165-软管；166-架脚；2-净化箱；21-水龙头；22-提升水泵箱体；23-加药口；3-钢构支杆。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式包括膜箱1、净化箱2和钢构支杆3，净化箱2位于膜箱1的上部，净化箱2与膜箱1之间通过多个钢构支杆3连接，所述膜箱1的上端安装有洗手池池体12，池体12的底部设有排水口121，排水口121处设有过滤网。膜箱1内腔设有超滤膜组件16，超滤膜组件16位于池体12的下部。
膜箱1前部为柜门11，柜门一侧设有门把手111，膜箱底部设有滚轮15；净化箱2上部为活性炭箱，底部通过管道连有水龙头21，位于洗手池12正上方，净化箱2下部为提升水泵箱22，内腔置有提升水泵。箱体门11通过合页铰接在膜箱1的前部，同时箱体门11边框周围设置一圈防水胶条，防止内部水流渗出，箱体门11前侧壁安装有箱体门把111，控制门的开合以便检修和更换超滤膜组件16，箱体门11下端设置锁扣以日常锁定箱体门；
膜箱1内腔下部放置超滤膜组件16，用于过滤阻隔细小颗粒物和大分子有机物等，超滤膜组件16的四个架脚166底部设有地脚，每个地脚均打孔，便于采用螺丝固定，使超滤膜组件16稳定，架脚166支撑膜架163，膜架底部设有曝气管162等曝气装置，进行气洗防止膜污染，膜架内禁锢膜片164，便于拆卸与更换，膜片上端通过软管165连接在集水管161上，将膜过滤后的水收集至集水管161以进行进一步处理；
膜箱1中的超滤膜组件16，其使用类型可选用为超滤膜、纳滤膜及微滤膜，膜组件形式可选用平板膜、中空纤维膜及管式膜，其膜通量范围为4-10L/m2·h。
循环水水量约为50L，膜组件水通量约为10LWH，洗手时单次出水量约0.5L，可维持10秒左右。洗手后的污水经过排水口流入膜箱，在膜箱中经过膜过滤有效截留大分子有机物，通过水泵提升至活性炭层吸附小分子有机质，再经消毒杀灭潜在致病微生物后依靠重力流向水龙头，不需要额外的加压装置。
手池主体2设置为矩形的凹陷内腔，用于收集清理手后的水，两侧设有两个把手14，便于装置的整体移动，洗手池池底左右两部分设有坡度，中间设有排水口121，采用过滤网阻隔倾倒的大颗粒杂质，防止后续超滤膜组件堵塞，按钮开关13后部设有电路，与提升水泵箱22相连，按下开关，提升水泵启动；
净化箱2由上部的活性炭箱与下部的提升水泵箱22组成，活性炭箱能够储存少量的水，内部上端设有活性炭层，用于吸附有机物，抑制细菌再生长，其活性炭填充高度为0.2-0.4m，活性炭类型可选用颗粒活性炭(GAC)或粉末活性炭(PAC)，其中颗粒活性炭的粒径范围在0.42-0.85mm，粉末活性炭粒径范围在20-100μm，活性炭层滤速范围为8-15m/h,活性炭投加为人工投加，根据出水指标决定更换频次。
净化箱2侧面设有加药口23，用于投加药剂片或消毒液，以实现进一步去除水中的病原微生物，消毒区域在活性炭填充层下部，消毒区域高度在0.05-0.1m，消毒过程可通过手动投加消毒剂，手动投加消毒剂可选用500-1500mg/L的次氯酸钠溶液或400-1000mg/L的过氧乙酸溶液等，
额外增加臭氧微纳气泡装置及额外增加电解装置进行，额外增加臭氧微纳气泡装置通过臭氧发生器产生臭氧后引入消毒区进行消毒，臭氧微纳气泡发生器置于装置外，电解装置安置在消毒区两侧，电源与提升水泵、按钮开关的电路相连接，可设置单独启动消毒装置的电源，通过手动添加浓度为300-400g/L氯化钠溶液制备消毒液进行消毒。
装置处理工艺为超滤膜过滤、活性炭吸附、药剂消毒，消毒后的水通过水龙头21流出供给人们洗手，提升水泵箱22内置提升水泵，箱门打孔抽拉开启以进行水泵的检修和维护；
为了增强膜箱1、洗手池池体12、净化箱2、膜架163的耐腐蚀性，其主体均采用一种不锈钢材质的构件；
水龙头21上的连接管采用pvc材质，防止生锈影响水质，膜组件软管165采用塑胶软管。
具体使用方式：
在使用时按下按钮开关13，此时提升水泵启动，膜箱1中的水经过禁锢膜片164过滤掉水中的大部分杂质后，通过软管165收集流入集水管161，提升水泵抽吸集水管161中的水至活性炭箱中，由活性炭层过滤，吸附有机物并抑制细菌再生，再经过药剂消毒去除病原微生物后能够达到安全的使用标准，通过重力流入水龙头的连接管中，打开水龙头即供给使用，提升水泵启动后可实现10秒左右的供水，每次洗手水量约为0.5L。该实施例下的进出水水质参数见附表1，均达到回用水标准。
附表1
具体实施方式二：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的结构和原理与具体实施方式一的结构和原理基本相同，不同之处在于净化箱2的活性炭箱中的处理工艺不同，活性炭箱箱内部设有电解消毒或臭氧微纳气泡消毒装置，更加高效实现病原微生物的去除，AOC去除率可达到95％以上，装置处理工艺为超滤膜过滤、电解或臭氧微纳气泡消毒，本实施例不需设置活性炭层。额外增加臭氧微纳气泡装置通过臭氧发生器产生臭氧后引入消毒区进行消毒，臭氧微纳气泡发生器置于装置外，电解装置安置在消毒区两侧，电源与提升水泵、按钮开关的电路相连接，可设置单独启动消毒装置的电源，通过手动添加浓度为300-400g/L氯化钠溶液制备消毒液进行消毒。
具体使用方式：
在使用时按下按钮开关，此时提升水泵启动，膜箱中的水经过膜片过滤掉水中的大部分杂质后，通过软管收集流入集水管，提升水泵抽吸集水管中的水至活性炭箱中，经过电解消毒装置去除病原微生物后能够达到安全的使用标准，通过重力流入水龙头的连接管中，供给使用，提升水泵启动后实现10秒左右的供水，每次洗手水量约为0.5L。该实施例下的进出水水质参数见附表2，均达到回用水标准。
附表2
在另一种优选实施方式中，该洗手池还包括使水龙头21排出的水为热水的加热模块，以便冬季进行使用，具体加热方式可采用现有技术，比如在水龙头21的连接管上设置加热器，优选加热器为恒温加热器；比如在活性炭箱中设置加热丝对水进行加热，此时净化箱2外部还应设有保温层以减少耗电。
在另一种优选实施方式中，膜箱1的超滤膜组件16除平板膜外还可采用中空纤维膜、管式膜等，膜材料无机膜有机膜均可选用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于膜-活性炭-消毒循环处理的一体式净化洗手池，其特征在于：它包括膜箱(1)、净化箱(2)和钢构支杆(3)，净化箱(2)位于膜箱(1)的上部，净化箱(2)与膜箱(1)之间通过多个钢构支杆(3)连接，所述膜箱(1)的上端安装有洗手池池体(12)，洗手池池体(12)的底部设有排水口(121)，膜箱(1)内腔设有超滤膜组件(16)，超滤膜组件(16)位于洗手池池体(12)的下部。
2.根据权利要求1所述的一种基于膜-活性炭-消毒循环处理的一体式净化洗手池，其特征在于：排水口(121)处设有过滤网。
3.根据权利要求1所述的一种基于膜-活性炭-消毒循环处理的一体式净化洗手池，其特征在于：所述净化箱(2)上部设有活性炭箱，净化箱(2)的底部通过管道连接有一个水龙头(21)，水龙头(21)位于洗手池池体(12)的正上方，净化箱(2)下部设有提升水泵箱(22)，提升水泵箱(22)内置有提升水泵。
4.根据权利要求1所述的一种基于膜-活性炭-消毒循环处理的一体式净化洗手池，其特征在于：所述洗手池池体(12)、膜箱(1)箱体及净化箱(2)箱体均采用不锈钢材质的构件。
5.根据权利要求1所述的一种基于膜-活性炭-消毒循环处理的一体式净化洗手池，其特征在于：所述超滤膜组件(16)包括集水管(161)、曝气管(162)、膜架(163)，禁固膜片(164)和软管(165)，膜架(163)为矩形架体，膜架(163)的底部设有曝气管(162)，膜架(163)内设有禁锢膜片(164)，禁锢膜片(164)通过软管(165)与集水管(161)连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于膜-活性炭-消毒循环处理的一体式净化洗手池，其特征在于：膜架(163)的下部设有四个支撑架脚(166)，每个架脚(166)设有地脚，地脚与架脚(166)连接呈L型，每个地脚上设有固定孔。
7.根据权利要求1所述的一种基于膜-活性炭-消毒循环处理的一体式净化洗手池，其特征在于：所述膜箱(1)的前部设有箱门(11)，柜相门(11)上设有把手(111)，箱门(11)底部装有固定锁扣，箱门(11)门板周围附有防水胶条。
8.根据权利要求1所述的一种基于重力驱动膜过滤-活性炭吸附-消毒循环的一体式净化洗手池，其特征在于：所述超滤膜组件(16)可选用超滤膜、纳滤膜及微滤膜，膜组件形式可选用平板膜、中空纤维膜及管式膜，其膜通量范围为4-10L/m2·h。
9.根据权利要求1所述的一种基于膜-活性炭-消毒循环处理的一体式净化洗手池，其特征在于：所述净化箱(2)上部的活性炭箱，其活性炭填充高度为0.2-0.4m，活性炭类型可选用颗粒活性炭(GAC)或粉末活性炭(PAC)，其中颗粒活性炭的粒径范围在0.42-0.85mm，粉末活性炭粒径范围在20-100μm，活性炭层滤速范围为8-15m/h,活性炭投加为人工投加，根据出水指标决定更换频次。
10.根据权利要求1所述的一种基于重力驱动膜过滤-活性炭吸附-消毒循环的一体式净化洗手池，其特征在于：所述膜箱箱长为0.45-0.55m，宽度为0.2-0.3m，高度为0.95-1.05m，洗手池深度为0.15-0.2m；所述净化箱(2)箱长为0.5-0.6m，宽度为0.2-0.3m，高度为0.65-0.7m；所述循环净化洗手池整体高度约为1.8-2.0m。
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