CN202519116U - 移动式水处理系统 - Google Patents

Abstract

一种移动式水处理系统，主要由承载车、同心管式电化学处理系统、固液分离系统、加药系统、污泥脱水系统和控制系统组成。同心管式电化学处理系统的进口与外部来水的出口连通，同心管式电化学处理系统的出口与固液分离系统的进口连通，固液分离系统的污泥出口与污泥脱水系统的进口连通，加药系统分别与同心管式电化学处理系统、固液分离系统、污泥脱水系统连接，同心管式电化学处理系统、固液分离系统、加药系统、污泥脱水系统和控制系统都搭载在承载车上。本实用新型在处理废水的过程中同时具有电凝聚、气浮和电化学氧化还原降解作用，大大提高了有机污染物和重金属的去除率，同时解决了电极钝化问题，显著延长了电极寿命，提高了电流效率。

Description

移动式水处理系统

技术领域

本实用新型涉及水处理设备技术领域，尤其涉及一种利用有动力的机动车或是无动力的拖车作为承载体、利用电化学反应原理作为水净化处理机理的移动式水处理系统。

背景技术

我国是一个水资源紧缺的国家，人均水资源占有量仅为世界人均占有量的25％，被列为世界12个贫水国之一。随着工业化和城市化进程的加速，产生了大量污水，形成了对地球环境污染和生态破坏的严重威胁。面对国内日益严重的水资源短缺及污染问题，国家已经开始逐年加大对水资源的保护和防治力度以实现环境、经济和社会的可持续发展。

根据环境保护法律法规的要求，污水生产企业需要配套设置污水处理设备。对于多数企业来说，通常都是设置固定式污水处理设备。

但是，在很多情况下，一些突发的水污染事件需要做紧急处理，如紫金矿业污染事件、广西龙江河镉污染事件等。此类情况由于时间、地点和污染物种类的不确定性，固定式污水处理设备不能满足要求。所以，急需开发一种处理范围广的污水处理设备，以便在第一时间到达事故发生现场对污水进行及时的处理。

由于环保要求越来越严格，要求一些中小型企业都要根据环保要求建设污水处理厂，会给这些中小企业带来很大的经济负担，为此污水处理车的出现可以很好的解决这个问题。中小型企业不必各自建污水处理厂，只需要把所产生的废水保存起来，由污水处理专业公司将污水处理车定期开到现场处理达到排放。这样不仅解决了环保的问题，同时也不会给这些企业带来经济负担。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种新型的移动式水处理系统，本实用新型的技术方案具体如下：

一种移动式水处理系统，包括承载车、同心管式电化学处理系统、固液分离系统、加药系统、污泥脱水系统和控制系统，所述同心管式电化学处理系统的进口与外部来水的出口连通，所述同心管式电化学处理系统的出口与所述固液分离系统的进口连通，所述固液分离系统的污泥出口与所述污泥脱水系统的进口连通，所述加药系统分别与所述同心管式电化学处理系统、所述固液分离系统和所述污泥脱水系统连接，所述同心管式电化学处理系统、所述固液分离系统、所述加药系统、所述污泥脱水系统和控制系统都搭载在所述承载车上。

优选的，所述的同心管式电化学处理系统包括同心管式电化学处理系统反应器和RWEP自适应智能化电源。

优选的，所述的同心管式电化学处理系统反应器包括进水管、第一接线端、第二接线端、外管、内管和出水管；所述内管与所述外管同轴且相互绝缘，组成所述反应器的主体；所述第二接线端与所述外管连接，所述第一接线端与所述内管连接，所述进水管连接于所述反应器的主体的一端，所述出水管连接于所述反应器的主体的一侧。

优选的，所述RWEP自适应智能化电源是一种高、低压脉冲和高、低压高频自适应智能电源，所述RWEP自适应智能化电源包括正极柱、电源主体和负极柱，所述正极柱与所述电源主休的正极连接，所述负极柱与所述电源主体负极连接。

优选的，所述RWEP自适应智能化电源的电极出口连接所述同心管式电化学处理系统反应器的电极进口，所述外部来水的出口连接所述同心管式电化学处理系统反应器的进口，所述同心管式电化学处理系统反应器以所述RWEP自适应智能化电源所提供的直流电为动力。

优选的，所述的固液分离系统为气浮沉淀一体机，包括接触室、分离室、清水室、沉降室及污泥收集室和污泥泵，所述接触室将经过所述同心管式电化学处理系统反应器处理后水扩散并均匀分布到所述分离室，所述分离室不断地将絮状固体物质在处理过的水中形成沉淀，清水溢流到所述清水室，所述清水室引出清水用于再使用或排放，所述污泥收集室收集所述分离室分离出的污泥，所述污泥泵将污泥从所述污泥收集室抽出。

优选的，所述的加药系统包括至少三套加药装置，每一套所述加药装置包括罐体、搅拌装置和计量泵，所述搅拌装置将药剂与水充分搅拌后形成的药液储存在所述罐体中，通过所述计量泵将药液投加到投加点。

优选的，所述污泥脱水系统包括计量槽、絮凝混合槽、浓缩脱水部和排泥口，所述污泥脱水系统用于对所述固液分离系统排出的污泥进行浓缩处理。

优选的，所述控制系统包括控制柜、现场设备和监测仪表，所述控制系统通过所述控制柜、监测所述现场设备及所述监测仪表的反馈数值，来进行对整个系统的手动控制或是自动控制。

优选的，所述的承载车可以是有动力的机动车，也可以是无动力的拖车。

本实用新型中的同心管式电化学处理系统采用电化学原理处理污水，促使污染物凝结聚合并沉淀。沉淀过程可以选择加入或不加入加速沉淀的化学产品。待处理的水进入一个由两个同心的管道构成的电极中间，给该组电极施加电场、诱发凝结所需的电化学反应。处理过的水从系统中排出，可再使用、排放或再处理。凝结后的污染物经污泥脱水系统处理后，以泥饼的形态排放在储存桶中进行深度处理或再回收。

污染物是溶解或是悬浮于溶液中，取决于其分子或颗粒表面的细小静电荷。如果表面电荷是同类的，则分子或颗粒相斥，而对抗这种相斥会产生一种微弱的分子间作用力，从而导致分子相互吸在一起。不过，这种分子间作用力很小，并会随颗粒间距离的增大而迅速减小。如果斥力由更强的力量产生，电荷被克服，这种分子间作用力就会导致颗粒凝结。加入的二价或更有效的三价电解液加强电荷的斥力，导致颗粒凝结成足够大，以便沉淀。

在传统的凝结和沉淀技术中，污染物解决方案中会加入化学添加剂。该添加剂通常是明矾(硫酸铝)、石灰(氧化钙)、硫酸三铁或者带电的人造或天然有机聚合物(聚合电解质)。在每种情况下，化学添加剂的带电部分会移动并与溶液中带相反电荷的污染物结合，使它们凝结，并聚合到足够大时沉淀。这个去除污染物的方法，缺点是溶解液中需要定期加入昂贵的化学添加剂，在溶解中留下高密度的带负电荷的添加剂成分，并增加了后来沉淀凝结的污染物所形成的淤泥数量。一些化学添加剂可能会形成稳定的氢氧化混合物，其它的可能会退化，就不能达到环保标准的要求。

在电化学处理法中，根据不同的要求，给同心管式电化学处理系统反应器的正负极施加不同的电场，让溶解的离子或静电悬浮污染物移动。在电场的作用下，从阳极金属而来的阳离子核进入水中。这些阳离子与移动的污染物起反应形成下沉的金属氧化物或氢氧化物。如果使用铝作阳极，形成氧化铝和氢氧化铝；如果使用铁作阳极，则形成氧化铁或氢氧化铁。氧化物或氢氧化物的形成，及后来的沉淀，跟用明矾或其他化学添加剂产生凝结(或絮状物)的过程类似。不同之处是凝结剂的来源，在电化学处理法中，是从电解阳极金属而产生的阳离子，和用于促进氧化物形成的活化作用能量。氧化物比氢氧化物更稳定，因此，更不容易被酸分解。在阳极电解水分子同时也产生氧气，如果处理的溶液中含有氯化物，从氯离子中会产生氯气。在电解产生阳离子的过程中，阴极发生联合反应，从水分子中产生氢气。其他重要的阴极反应包括减少溶解的金属阳离子到自然状态。

同心管式电化学处理系统反应器的几何形状可使阴极、阳极间液体获得最充分的表面接触，并使有效操作的能耗降低到最小程度。同心管式电化学处理系统反应器可让待处理的污水连续地流过阴极管和阳极管之间，从而在水体中形成均匀的电化学反应。污水流经一个位于阴极管和阳极管之间的环状空间，因此液体容易受到相继的正电场和负电场的作用。

本实用新型利用电解化学原理作为水净化技术的机理，采用同心管式结构建立一个阴极管和阳极管之间的环状空间，实现高效率，低能耗，低消耗、体积小和低产泥量的污水处理工艺。同时，利用有动力的机动车或是无动力的拖车作为承载体，可及时到达工作现场进行处理。

本实用新型所产生的有益效果是：

1、本实用新型采用高频电场和电絮凝的合理组合，会产生大量的、具极强氧化性能的羟基自由基(·OH)和新生态的混凝剂，使废水中的污染物发生诸如催化氧化、分解、混凝、吸附等作用，能有效去除污水中的污染物。

2、本实用新型在高频电场和敏化剂的作用下，可以发生一般电絮凝很难发生的络合反应和诱导催化氧化反应。对一般电絮凝难以处理的溶解性污染物有极高的处理能力，使其有非常宽的处理范围和更好的处理效果。

3、本实用新型在一个封闭的空间内进行电化学反应，使得诱导催化、氧化反应、还原反应、络合反应、溶气等一次完成，大大缩短了处理时间，提高了处理效率。

4、本实用新型中的同心管式反应器的几何形状可使阴极、阳极间液体与阴、阳极获得最充分的表面接触，大大缩短了停留时间。在高频电场的作用下，使有效操作的能耗降低到最小程度，运行费用低于一般的电絮凝技术。

5、本实用新型产生的污泥为惰性化污泥，可以作为无毒物质分类和处理。

6、本实用新型不仅在污水处理方面有很强的处理能力，同时在诸如饮用水、软化水、净化有机溶剂、工业污水及高浓度有机污水资源化处理等方面都有很广泛的用途。

7、本实用新型具有极强的组合性和很广的处理范围，特别是对含有放射性物质的污水和毒性较大的污水有其独到的处理功能，其自动化程度非常高，可移动式的构造，可以满足不适合建设污水处理系统的场合或城市应急污水处理的需要。

附图说明

图1是本实用新型实施例的移动式水处理系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的承载车的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中的RWEP自适应智能化电源的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中的同心管式电化学处理系统反应器的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中的固液分离系统的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中的加药系统的结构示意图；

图7是本实用新型实施例中的污泥脱水系统的结构示意图；

图8是本实用新型实施例中的控制系统的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

10、承载车，11、车头，12、车箱，20、RWEP自适应智能化电源，21、正极柱，22、电源主体，23、负极柱，30、同心管式电化学处理系统反应器，31、进水管，32、第一接线端，33、第二接线端，34、外管，35、内管，36、出水管，40、固液分离系统，41、接触室，42、分离室，43、清水室，44、污泥收集室，45、污泥泵，50、加药系统，51、罐体，52、搅拌装置，53、计量泵，60、污泥脱水系统，61、计量槽，62、絮凝混合槽，63、浓缩脱水部，64、排泥口，70、控制系统，71、控制柜，72、现场设备，73、监测仪表。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图8所示的移动式水处理系统。

图1是本实用新型实施例中的移动式水处理系统的结构示意图。本实用新型移动式水处理系统主要包括如下装置：承载车10、RWEP自适应智能化电源20、同心管式电化学处理系统反应器30、固液分离系统40、加药系统50、污泥脱水系统60和控制系统70。

其中，RWEP自适应智能化电源20将交流电转换成直流电，RWEP自适应智能化电源20的出口连接同心管式电化学处理系统反应器30的电极进口，外部来水的出口连接同心管式电化学处理系统反应器30的进口，同心管式电化学处理系统反应器30以RWEP自适应智能化电源20所提供的直流电为动力，对外部来的污水进行净化处理。同心管式电化学处理系统反应器30的出口连接固液分离系统40的进口，固液分离系统40将同心管式电化学处理系统反应器30处理后的水进行清水与污泥的分离，固液分离系统40的出口连接污泥脱水系统60的进口，污泥脱水系统60将固液分离系统40排出的污泥进行脱水，脱水后的污泥以泥饼的形态排放在储存桶中进行深度处理或再回收，加药系统50分别与同心管式电化学处理系统反应器30、固液分离系统40、污泥脱水系统60连接，根据需要添加药剂，控制系统70分别与RWEP自适应智能化电源20，固液分离系统40、加药系统50、污泥脱水系统60连接，可根据需要对整个系统进行手动或是自动控制，RWEP自适应智能化电源20，同心管式电化学处理系统反应器30、固液分离系统40、加药系统50、污泥脱水系统60和控制系统70都搭载在承载车10上，可根据需要机动灵活地到达工作现场进行污水处理。

图2是本实用新型实施例中的承载车10的结构示意图。承载车10包括车头11和车箱12。

其中，车厢12为封闭式，操作人员可通过后部可锁闭的车门进出车厢。

图3是本实用新型实施例中的RWEP自适应智能化电源20的结构示意图。RWEP自适应智能化电源20包括正极柱21、电源主体22和负极柱23。RWEP自适应智能化电源20是一种高、低压脉冲和高、低压高频自适应智能电源。这种电源在一定范围内，可以根据被处理液体负荷(水量和污染物含量)的变化做自动调整。这样不但可以实现对液体中某个污染物或物质有针对的去除或提取，也使污水处理或水净化工程完全实现自动化。

图4是本实用新型实施例中的同心管式电化学处理系统反应器30的结构示意图。同心管式电化学处理系统反应器30包括进水管31、第一接线端32、第二接线端33、外管34、内管35、出水管36，同心管式电化学处理系统反应器30对外部来的污水进行净化处理。

其中，第一接线端32与RWEP自适应智能化电源20的正极柱21连接并将直流电送到内管35。

其中，内管35发生电解过程，从内管35的金属而来的阳离子核进入水中。其反应式(1)如下：

Fe(s)→Fe³⁺(aq)+3e^-    (1)

这些阳离子与移动的污染物起反应形成下沉的金属氧化物或氢氧化物。如果使用铝作内管35，形成氧化铝和氢氧化铝；如果使用铁作内管35，则形成氧化铁或氢氧化铁。在内管35电解水分子同时也产生氧气。其反应式(2)如下：

2H2O→4H⁺+O2(g)+4e^-    (2)

如果处理的溶液中含有氯化物，从氯离子中会产生氯气。其反应式(3)如下：

2Cl^-(aq)→C12(g)+2e^-   (3)

溶液中，分解内管35提供的高价铁参与后来的自然反应，形成氧化物或氢氧化物。其中氧化物优先形成，因为系统提供的能量超过了它们形成所需的活化作用能量。这些反应合并溶解的污染物分子结构，形成抗酸沉淀物。

其中，内管35和外管34相互绝缘，并形成同心管式结构。

其中，外管34在电解产生阳离子的过程中发生联合反应，从水分子中产生氢气，其反应式(4)如下：

2H₂O+2e^-→H₂(g)+2OH^-    (4)

其他重要的阴极反应包括减少溶解的金属阳离子到自然状态，其反应式(5)如下：

MN⁺+Ne^--→M(s)          (5)

其中，

Cl^-(aq)＝水溶液中的氯离子

Cl₂(g)＝氯气

Fe(s)＝铁固体

Fe³⁺(aq)＝水溶液中的铁离子

H⁺(aq)＝水溶液中的氢离子

H₂(g)＝氢气

H₂O＝水

HN⁺(aq)＝水溶液中的金属离子

M(s)＝金属固体

OH^-(aq)＝水溶液中的氢氧根离子

O₂(g)＝氧气

e^-＝电子

N⁺＝金属离子的电荷

其中，第二接线端33与RWEP自适应智能化电源20的负极柱23连接并将直流电送到外管34。

图5是本实用新型实施例中的固液分离系统40的结构示意图。固液分离系统40包括接触室41、分离室42、清水室43、污泥收集室44和污泥泵45，固液分离系统40将同心管式电化学处理系统反应器30处理后产生的清水与污泥进行分离。

其中，接触室41将经过同心管式电化学处理系统反应器30处理后的水扩散并均匀分布到分离室42，分离室42不断地将絮状固体物质在处理过的水中形成沉淀，清水溢流到清水室43，清水室43引出清水用于再使用或排放，污泥收集室44收集分离室42分离出的污泥，污泥泵45将污泥从污泥收集室44抽出，送入污泥脱水装置进行处理。

图6是本实用新型实施例中的加药系统50的结构示意图。加药系统50包括罐体51、搅拌装置52、计量泵53。

其中，药剂与水经搅拌装置52充分搅拌后形成的药液储存在罐体51中，在通过计量泵53将药液投加到各投加点。

图7是本实用新型实施例中的污泥脱水系统60的结构示意图。污泥脱水系统60包括计量槽61、絮凝混合槽62、浓缩脱水部63、排泥口64，污泥脱水系统60对固液分离系统40排出的污泥进行浓缩处理。

其中，污泥由污泥泵输送到计量槽61内，再由计量槽61进入絮凝混合槽62中，污泥和絮凝剂在絮凝混合槽62内进行充分混合后形成矾花，矾花在浓缩脱水部63经过重力浓缩和充分脱水，脱水后的泥饼由排泥口64排出。

图8是本实用新型实施例中的控制系统70的结构示意图。控制系统70包括控制柜71、现场设备72、监测仪表73，控制系统70通过控制柜71监测现场设备72及监测仪表73的反馈数值，来进行对整个系统的手动控制或是自动控制。

本实用新型进行的独创性设计，在处理废水的过程中同时具有电凝聚、气浮和电化学氧化还原降解作用，大大提高了有机污染物和重金属的去除率，同时解决了电极钝化问题，显著延长了电极寿命，提高了电流效率；搭载在封闭式的承载车上，具有全天候、机动灵活的特点。可以根据处理量的要求，配备不同处理规模的污水，也可以根据特有的处理对象，配备专用处理系统。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动式水处理系统，其特征在于，包括承载车、同心管式电化学处理系统、固液分离系统、加药系统、污泥脱水系统和控制系统，所述同心管式电化学处理系统的进口与外部来水的出口连通，所述同心管式电化学处理系统的出口与所述固液分离系统的进口连通，所述固液分离系统的污泥出口与所述污泥脱水系统的进口连通，所述加药系统分别与所述同心管式电化学处理系统、所述固液分离系统和所述污泥脱水系统连接，所述同心管式电化学处理系统、所述固液分离系统、所述加药系统、所述污泥脱水系统和控制系统都搭载在所述承载车上。

2.根据权利要求1所述的移动式水处理系统，其特征在于：所述的同心管式电化学处理系统包括同心管式电化学处理系统反应器和RWEP自适应智能化电源。

3.根据权利要求2所述的移动式水处理系统，其特征在于：所述的同心管式电化学处理系统反应器包括进水管、第一接线端、第二接线端、外管、内管和出水管；所述内管与所述外管同轴且相互绝缘，组成所述反应器的主体；所述第二接线端与所述外管连接，所述第一接线端与所述内管连接，所述进水管连接于所述反应器的主体的一端，所述出水管连接于所述反应器的主体的一侧。

4.根据权利要求2所述的移动式水处理系统，其特征在于：所述RWEP自适应智能化电源是一种高、低压脉冲和高、低压高频自适应智能电源，所述RWEP自适应智能化电源包括正极柱、电源主体和负极柱，所述正极柱与所述电源主休的正极连接，所述负极柱与所述电源主体负极连接。

5.根据权利要求2所述的移动式水处理系统，其特征在于：所述RWEP自适应智能化电源的电极出口连接所述同心管式电化学处理系统反应器的电极进口，所述外部来水的出口连接所述同心管式电化学处理系统反应器的进口，所述同心管式电化学处理系统反应器以所述RWEP自适应智能化电源所提供的直流电为动力。

6.根据权利要求1所述的移动式水处理系统，其特征在于：所述的固液分离系统为气浮沉淀一体机，包括接触室、分离室、清水室、沉降室及污泥收集室和污泥泵，所述接触室将经过所述同心管式电化学处理系统反应器处理后水扩散并均匀分布到所述分离室。

7.根据权利要求1所述的移动式水处理系统，其特征在于：所述的加药系统包括至少三套加药装置，每一套所述加药装置包括罐体、搅拌装置和计量泵。

8.根据权利要求1所述的移动式水处理系统，其特征在于：所述污泥脱水系统包括计量槽、絮凝混合槽、浓缩脱水部和排泥口，所述污泥脱水系统用于对所述固液分离系统排出的污泥进行浓缩处理。

9.根据权利要求1所述的移动式水处理系统，其特征在于：所述控制系统包括控制柜、现场设备和监测仪表，所述控制系统通过所述控制柜、监测所述现场设备及所述监测仪表的反馈数值，来进行对整个系统的手动控制或是自动控制。

10.根据权利要求1-9任一所述的移动式水处理系统，其特征在于：所述的承载车是有动力的机动车或是无动力的拖车。

Images