公布日：2022.09.02
申请日：2022.07.13
分类号：C02F1/32(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)I;C02F1/461(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种膜耦合高级氧化技术深度处理污水的装置及应用。所述装置包括一反应器，反应器内设有紫外灯、电极组和膜组件；装置还包括蠕动泵，蠕动泵将待处理的污水通过进水口泵入至反应器；紫外灯内设有UVC灯源；电极组为网状电极；膜组件的一侧设有出水口，并连接压力计；反应器的底部设有曝气管。本发明装置能够以较低浓度的氯离子发挥作用(50mg/L～250mg/L)，满足国家规范所要求的污水氯离子排放标准。本发明装置处理污水时，可根据污水中污染物的种类，确定是否投加光催化剂。本发明在传统的膜技术上引入紫外光及电化学技术，使设备更集中，除传统污水处理方式外，还能利用高级氧化技术完成对污水的深度处理及消毒，并且能够减少有害微生物随污水的排出。
权利要求书
1.一种膜耦合高级氧化技术深度处理污水的装置，包括一反应器；其特征在于：所述反应器内设有紫外灯、电极组和膜组件；所述装置还包括一蠕动泵，所述蠕动泵将待处理的污水通过进水口泵入至所述反应器中；所述紫外灯内设有UVC灯源，发射波长为254nm；所述电极组为网状电极；所述膜组件的一侧设有出水口，并连接压力计；所述反应器的底部设有曝气管。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述UVC灯源外包裹石英套管，且线路连接处进行防水处理；所述电极组包括钌依钛阳极和钛阴极，电极之间的间距为1.5-3cm。所述电极组由数控直流电源控制电流大小、开启时间以及间隔。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：一曝气泵通过塑料管与所述曝气管相连，相连接的管路上设有止回阀和电子流量计；若干个所述曝气管平行布置，两端分别与一管路连接，一侧的管路连接所述曝气管；所述曝气管上的曝气孔由中间向两侧减小。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于：所述膜组件采用平板陶瓷膜，由氧化铝或氧化锆材料制成。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于：所述紫外灯、所述电极组和所述膜组件由聚四氟乙烯材料制作的支架连接，且所述紫外灯放置在所述膜组件的内侧或外侧。
6.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置还包括时控开关；所述时控开关控制所述蠕动泵、所述紫外灯和所述曝气管。
7.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于：所述反应器内设有浮球阀；所述反应器的内部设有可拆卸式隔板，底部设有排污阀。
8.权利要求1-7中任一项所述装置在污水深度处理中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：按照下述1)或2)的方式进行污水处理：1)批式处理：根据需要设置所述数控直流电源及所述时控开关的相关参数，控制所述电极组、所述蠕动泵、所述紫外灯、所述曝气泵及所述计量泵的开启时间段及开启间隔；取出可拆卸式隔板，打开所述蠕动泵将污水送入所述反应器内，水位到达一定高度时停止进水；持续处理一段时间后所述计量泵将抽出处理水，水位低于一定高度时开启所述蠕动泵自动进水，同时关闭所述计量泵；根据设置的参数，自动重复上述过程即可完成下一次批式处理；2)连续处理：根据需要设置所述数控直流电源及所述时控开关相关参数，控制所述电极组、所述紫外灯、所述曝气泵的开启间隔；根据需要设定所述计量泵控制出水流量大小，调节电子流量计使所述蠕动泵流速略高于所述计量泵，两者均设为常开模式；浮球阀控制蠕动泵开启状态，使水位始终维持在一定高度范围；按照上述过程即可完成连续处理操作。
10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于：控制污水中氯离子的浓度为50mg/L-250mg/L。
发明内容
本发明的目的是提供一种膜耦合高级氧化技术深度处理污水的装置，可使用传统微生物处理方法应用于去除污水中的氮、磷等营养物质。
本发明装置中，紫外灯与电极组可以控制微生物数量，减少污水中有害微生物的传播，同时可以减轻膜污染，以便更长久的运行。而对于含有抗生素(如磺胺类抗生素)、难降解有机物(邻苯二甲酸二甲酯)的污水，则可以使用高级氧化工艺来处理，由于膜的存在使得光催化剂得以截留在反应器内重复使用，使得高级氧化的效果能够得到有效加强。
本发明提供的膜耦合高级氧化技术深度处理污水的装置，包括一反应器；
所述反应器内设有紫外灯、电极组和膜组件；
所述装置还包括一蠕动泵，所述蠕动泵将待处理的污水通过进水口泵入至所述反应器中；
所述紫外灯内设有UVC灯源，发射波长为254nm；
所述电极组为网状电极；
所述膜组件的一侧设有出水口，并连接压力计；
所述反应器的底部设有曝气管。
上述的装置中，所述UVC灯源外包裹石英套管，且线路连接处进行防水处理，以在水下使用。
上述的装置中，所述电极组包括钌依钛阳极和钛阴极，电极之间的间距为1.5-3cm，如2cm；
所述电极组由数控直流电源控制电流大小、开启时间以及间隔；
采用网状结构的电极组，便于电解过程中产生的活性物质的扩散，不易在电极表明积累污泥从而影响电解效率；同时易于清洗和更换。
上述的装置中，一曝气泵通过塑料管与所述曝气管相连，相连接的管路上设有止回阀和电子流量计。
上述的装置中，若干个所述曝气管平行布置，两端分别与一管路连接，一侧的管路连接所述曝气管；
所述曝气管上的曝气孔由中间向两侧减小，使得气体流量一致，整体曝气均匀。
上述的装置中，所述膜组件采用平板陶瓷膜，相比传统的中空纤维膜更加易于维护和清洗，产生的膜污染也更少；
所述平板陶瓷膜由氧化铝或氧化锆材料制成。
上述的装置中，所述紫外灯、所述电极组和所述膜组件由聚四氟乙烯材料制作的支架连接，且所述紫外灯放置在所述膜组件的内侧或外侧，使得膜两面的微生物生长均可受到控制。
上述的装置中，所述装置还包括时控开关；
所述时控开关控制所述蠕动泵、所述紫外灯和所述曝气管，实现自动化管理。
上述的装置中，所述反应器内设有浮球阀，用于控制水位。
上述的装置中，所述反应器的内部设有可拆卸式隔板，用于保证连续处理时污水能够处理充分，底部设有排污阀，用于排除污泥及装置清洗产生的污水。
本发明装置可以实现批式处理和连续处理两种模式：
其中，批式处理的实施过程为：根据需要设置好数控直流电源及时控开关的相关参数，控制电极组、蠕动泵、紫外灯、曝气泵及计量泵的开启时间段及开启间隔；打开蠕动泵将污水送入反应器内，取出可拆卸式隔板；除时控开关外，浮球阀也用于控制蠕动泵和计量泵开启状态，水位到达一定高度时停止进水；持续处理一段时间后计量泵将抽出处理水，水位低于一定高度时开启蠕动泵自动进水，同时关闭计量泵；根据设置的参数，自动重复上述过程即可完成下一次批式处理。
连续处理的实施过程为：根据需要设置好数控直流电源及时控开关相关参数，控制电极组、紫外灯、曝气泵的开启间隔；根据需要设定好计量泵控制出水流量大小，调节电子流量计使蠕动泵流速略高于计量泵，两者均设为常开模式；浮球阀控制蠕动泵开启状态，使水位始终维持在一定高度范围；按照上述过程即可完成连续处理操作。
本发明装置能够以较低浓度的氯离子发挥作用(50mg/L-250mg/L，如50mg/L-100mg/L)，满足国家规范所要求的污水氯离子排放标准。
本发明装置处理污水时，可根据污水中污染物的种类，确定是否投加光催化剂，如果紫外光/电化学反应难以降解，则需要投加，否则不需要。
本发明在传统的膜技术上引入了紫外光及电化学技术，使得设备更加集中，除传统污水处理方式外，还能够利用高级氧化技术完成对污水的深度处理及消毒作用，并且能够减少有害微生物随污水的排出；采用了平板陶瓷膜的膜组件，相比传统的中空纤维膜更加易于维护和清洗，同时电极和紫外光的存在使得膜污染大大减少，有利于长期运行；利用数控直流电源及时控开关控制相关设备的运行情况可以实现自动化处理，减少了人员监管时间；设备整体简单紧凑，内部隔板可拆卸，保证连续处理时污水处理充分，底部设有排污口，便于清洗维护。
（发明人：郑志杰;彭红斌;吴小刚;杨剑;熊张巍）
