一種水體綜合處理裝置的製作方法

2023-06-06 15:39:46

專利名稱：一種水體綜合處理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種水體綜合處理裝置，尤其涉及一種適用於有機廢水淨化和殺菌滅藻的水體綜合處理裝置，該水體綜合處理裝置可廣泛用於エ業汙水、生活汙水、垃圾滲透液、景觀水、自來水、家庭小區分質供水和鄉村小鎮飲水等水體的綜合處理。
背景技術：
眾所周知，對於汙水浄化來說，水體中有機物的去除和殺菌滅藻始終是行業的一個技術難題，殺菌滅藻很大程度上要依靠使用大量的化學藥劑來實現。飲用水浄化處理過程中，採用氯氣作氧化劑對自來水進行消毒殺菌有它致命的弱點，即，會生成中間產物三氯甲烷、氯こ烷、四氯化碳等多種含氯有機物，這些帶來二次汙染的有機物大多是優先控制汙染物，飲用後會危害人體健康。用臭氧對自來水進行消毒殺菌比氯氣安全，但也會形成ー些有毒性的中間產物，而且臭氧維持時間短、水質ロ感不好，成本高。用活性炭吸附、高分子濾 芯過濾等方法進行深度處理，只能去除水中的大顆粒懸浮物、無機離子和部分有機物，對三氯甲烷、氯こ烷、四氯化碳等小分子有機物去除效率低，且需要經常更換濾芯。所以，上述水體深度處理效果均不理想，處理後的水質基本不能達到直接飲用標準。用RO反滲透法進行自來水深度處理，雖然可以達到直飲水標準，但也存在三氯甲烷去除效率低、人體所需微量元素被過濾去除、處理後的水質呈弱酸性、水損失很大、投資大、運行成本高等問題。催化氧化水處理技術可以有效解決上述問題，但是由於反應器結構設計和エ藝不理想導致其處理水量小，效率低制約了規模化快速發展。目前，國內外催化氧化水質深度處理根據反應器的結構大體可分為懸浮體系和固定型結構。懸浮體系反應器的催化劑回收困難而難於大規模實用化，固定型結構多採用載體鍍膜或塗抹方式，存在接觸表面積小、效率低的問題。日本公開特許平4-141294用多孔燒結材料或光導纖維作為催化劑載體，増大表面積，但很大部分光照射不到，且價格昂貴不實用。中國實用新型專利95244568公開了ー種固定膜光催化氧化水質深度浄化器，中國實用新型專利96251030公開了ー種光催化水質處理器，發明專利CN1257838公開了可連續光催化浄化含有機汙染物廢水及飲用水的方法和設備，該方法採用懸浮體系實現連續處理，但難以實現大容量高效處理。現有技術中的水處理設備存在如下共同缺點(I)需要外加攪拌器從而帶來汙染源、噪音、故障率上升；(2)反應時間長，難於做到連續處理；(3)催化劑載體、燈管保護管及上下端等密封困難；(4)處理能力小，擴容困難；(5)主要考慮了通過増加催化劑載體面積和提高催化劑的活性來提高整體效率，制約了大容量的規模化發展；
(6)結構複雜，不便安裝和維護。

實用新型內容本實用新型是為了解決上述問題而提出的，其目的在於提供ー種可通過調整預處理器的體積、増加催化氧化反應器的數量和反應器單位處理量來控制處理水量的大小，同時，還可把整體裝置積木式多級並聯使用，從而得到放大處理水體容量的、裝置結構簡單可行的水體綜合處理裝置。為此，本實用新型提供了ー種水體綜合處理裝置，所述水體綜合處理裝置包括進水管；預處理器，對從進水管流入的水進行多級精濾預處理；至少ー個催化氧化反應器，對經過預處理器預處理的水進行催化氧化深度浄化；出水管，將經過催化氧化反應器處理的水排出。根據本實用新型，所述至少一個催化氧化反應器的下端通過下部連接管連接到所述預處理器的下端，所述至少一個催化氧化反應器的上端通過上部連接管連接到所述預處理器的上端。所述預處理器的內部從上到下設置有隔層和由多種濾料形成的多級過濾層。可選地，所述催化氧化反應器包括反應器外殼；催化劑載體，設置在所述反應器外殼的內側表面；催化劑塗層，設置在所述催化劑載體的表面上；光源組件，一端固定於所述反應器外殼的一端而設置於所述反應器外殼的內部，以用於向所述催化劑塗層提供觸發 倉tfi。可選地，所述催化氧化反應器包括反應器外殼；光源組件，一端固定於所述反應器外殼的一端而設置在所述反應器外殼的內部；催化劑塗層，塗布於所述發光單元的外表面。優選地，所述催化劑塗層的催化劑為鈦基複合催化劑或鉬催化劑。所述催化劑載體的材料為玻璃、陶瓷、不鏽鋼、金屬、塑料或樹脂材料。所述光源組件發出的光為紫外光或可見光，或者所述光源組件為產生催化劑觸發能量的帶電體、熱輻射物質。所述進水管對水進行溶氧活化。本實用新型的水體綜合處理裝置具有如下優點(I)這種處理方法本身無毒，不產生二次汙染；(2)不需添加其它化學藥品，即水體充分與催化劑塗層(薄膜)接觸，催化劑獲得觸發能量，產生具有極強氧化性的活性因子，該活性因子可高效分解去除水體中的有機物，殺滅藻類和菌群；(3)在紫外燈和自由基的雙重作用下保證殺菌滅藻；(4)本實用新型的水體綜合處理裝置是ー個整體的結構，只要以較低的水壓從進水管進水，則待淨化的水就可根據水的自身的重量而流動，從而得到浄化，因此無需提供較大的水壓；(5)可通過催化氧化處理大水量，一方面在保持反應器單位處理量的同時，可通過放大預處理器和増加催化氧化反應器數量達到放大處理水體容量的要求，另ー方面，可把整體裝置積木式多級並聯使用，以達到放大處理水體容量的目的；並且反應器或整體裝置可単體使用，也可複合擴容；(6)裝置結構科學合理，效果好、佔地面積小、應用廣泛，靜態運行無噪音，節能環保，安全、簡單可行，製造和運行成本低，浄化後的水體純淨鮮活；(7)該裝置適用於有機廢水、エ業廢水、垃圾廢水、飲水深度處理。

圖I為示出本實用新型的水體綜合處理裝置的透視圖；圖2為示出本實用新型的水體綜合處理裝置的俯視圖；[0020]圖3為基於圖2的A-A線截取的本實用新型的水體綜合處理裝置的剖視圖；圖4為本實用新型的水體綜合處理裝置的催化氧化反應器的主要部分的剖視圖。主要符號說明100為進水管，200為預處理器，220為隔層，230為多級過濾層，240為濾料，300為催化氧化反應器，310為催化劑載體，320為催化劑膜，330為發光單元，340為上部連接管，350為下部連接管，400為出水管，500為水。
具體實施方式
以下，參照附圖來詳細說明本實用新型的優選實施例。圖I為示出本實用新型的水體綜合處理裝置的透視圖，圖2為示出本實用新型的水體綜合處理裝置的俯視圖。 如圖I和圖2所示，本實用新型的水體綜合處理裝置包括進水管100、預處理器200、催化氧化反應器300以及出水管400。以下，參照圖3和圖4對本實用新型的水體綜合處理裝置的各個部件進行詳細說明。圖3為基於圖2的A-A線截取的本實用新型的水體綜合處理裝置的剖視圖。如圖3所示，本實用新型的水體綜合處理裝置包括進水管100，優選地，為了增加水中的氧含量，可以在待處理的水進入進水管100的過程中，通過增加待處理的水與空氣的接觸面積來對水進行溶氧活化，其中，可以採用本領域中的任何方法來增加水與空氣的接觸面積；預處理器200，對從進水管100流入的水進行預處理；至少ー個催化氧化反應器300，催化氧化反應器300的下端通過下部連接管350連接到位於預處理器200下端側部的下端連接ロ 250，從而對從預處理器200的下端流出的、經過預處理器200預處理的水進行催化氧化深度淨化；出水管400，將從催化氧化反應器300的上端流出的、經過催化氧化反應器300而被催化氧化深度淨化處理的水排出。在本實施例中，多個催化氧化反應器300的下端分別通過多個下部連接管350連接到預處理器200的下端側面的多個下端連接ロ 250。而且，多個下端連接ロ 250可形成在預處理器200的下端的任意位置，並不限定於形成在預處理器200的下端的側面。另外，在本實施例中，預處理器200的內部的上端具有隔層220，隔層220具有用於插入進水管100的一端的插入口 221。多個催化氧化反應器300的上端分別通過多個上部連接管340連接到位於隔層220上方的、形成在預處理器200的上端側面的多個上端連接ロ 260。出水管400連接在位於隔層220上方的、形成在預處理器200的上端側面的出水管連接ロ 270。由此，經過多個催化氧化反應器300深度浄化的水流入形成在預處理器200上端的腔體280內。此外，當水位達到出水管400的高度時，經深度處理的水將通過出水管400流出。此外，對於預處理器200的大小沒有特別地限制，可根據用途(例如，有機廢水、エ業廢水、垃圾廢水、飲水深度處理等)設計多種大小。例如，當預處理器200為圓筒狀時可設計其直徑為500mm至IOOOmm(高度可任意)，由此，可在預處理器200的周圍設置多個催化氧化反應器300。本領域的技術人員應當知道，雖然在圖中示出了本實用新型的催化氧化水浄化裝置具有三個催化氧化反應器的情況，但根據需要可設置ー個或多個催化氧化反應器。[0032]另外，一個催化氧化反應器的處理量有限，但是本實用新型通過設置多個催化氧化反應器可提高處理量，從而解決了催化氧化不能大量處理的技術問題。而且，本實用新型可通過並聯連接多臺本實用新型的催化氧化水浄化裝置而同時使用，從而可増加處理量。雖然在圖中未示出，但是為了使腔體280與外部隔離而維持水的淨化狀態，可在預處理器200的上部設置用於蓋住預處理器200的上部(S卩，用於蓋住腔體280的上部)開ロ的蓋體(未圖示)，而該蓋體應當形成有用於插入進水管100的一端的開ロ(未圖示)。另外，本領域的技術人員應當知道，本實用新型可不形成如上所述的腔體280，而 是將連接到多個催化氧化反應器300的多個上部連接管340的一端直接連接到出水管400的一端，由此使得經深度處理的水直接通過出水管400流出。另外，預處理器200和催化氧化反應器300的外觀形狀可以為圓管狀或方管狀的任意形狀。以下，將對上述預處理器200的內部構成以及上述催化氧化反應器300的內部構成進行詳細說明。如圖3所示，在預處理器200內部，在從隔層220的下部至多個下端連接ロ 250的上部的區域中，設置由多種濾料240形成的多級過濾層230，由此對從進水管100流入的水進行預處理。濾料240的種類可根據用戶的需要選擇。圖4為本實用新型的水體綜合處理裝置的催化氧化反應器的主要部分的剖視圖。在此，首先對本實用新型的催化氧化反應器300所依據的原理進行說明即，半導體催化劑在獲得觸發能量的條件下，生成強氧化劑0H_，OF和H2O分子氧化成 OH自由基，而 OH自由基的氧化能力是水體中存在的氧化劑中除氟外最強的，能氧化大多數的有機汙染物及部分無機汙染物並將其最終礦化為C02、H2O等無害物質，且有效殺滅菌群，使水質得到深度浄化，幾乎無選擇性。下面以甲醇和亞硝酸鹽為例示出了催化氧化的基本反應式Ti02+h y — e-+h+H20+h+— OH +H+H++e_ — H HC0H+0H — HC00H+H HC00H+0H — C02+H20+H H +H — H2NO2IOH — NCV+H 如圖4所示，催化氧化反應器300包括反應器外殼360 ;催化劑載體310，設置在反應器外殼360的內側表面；催化劑塗層320，設置在催化劑載體310的表面上；發光單元330,—端固定於反應器外殼360的一端而設置於反應器外殼360的內部，以用於向所述催化劑塗層320提供光源。對於發光單兀330設置在反應器外殼360的內部的方式可以有多種,例如,發光單元330的一端安裝在設置於反應器外殼360的上端的固定塞(未圖示)，由此使發光単元330設置於反應器外殼360的中央。在本實用新型中，只要使發光單元330設置於反應器外殼360的內部即可，對此可採用公知的任意的設置方式。此外，發光單元330可通過發光單元330的一端連接到電源，由此進行發光，這對於本領域技術人員來說是公知的設置方式，對此不再進行詳細說明。[0049]另外，作為催化氧化反應器的另ー個實施例，該催化氧化反應器可包括反應器外殼；發光單元，一端固定於反應器外殼的一端而設置在反應器外殼內部；催化劑塗層，塗布於發光単元的外表面上。在此，所述發光単元不僅起到光源的作用，還起到催化劑載體的作用。相比上述的催化氧化反應器300，這種催化氧化反應器的催化劑塗層更靠近光源，且接收的熱能更大，因此效率更佳。此外，另ー個實施例的催化氧化反應器的發光單元可以形成為飄帶狀或片狀，由此增大催化劑塗層的面積，提高裝置的淨水效率。另外，催化劑塗層的催化劑可以為鈦基複合催化劑、鉬催化劑等通過光、電或熱等能量觸發的各種催化劑材料。並且，所述催化劑載體的形狀可以為管狀、片狀、帯狀(薄膜)顆粒或網孔狀，載體材料可以為玻璃、不鏽鋼、陶瓷、金屬、塑料、樹脂材料等。所述催化劑的觸發能量可以為光能、電能或熱能。所述發光單元發出的光可以為紫外光或可見光。以下，對水體流動過程進行說明。如圖I至圖4所示，待處理水體從進水管100流入預處理器200以進行前置預處理，預處理後的水體從催化氧化反應器300底部以設定的単位體積流量和流速經催化氧化反應器300緩慢上升，使水500進行催化氧化深度浄化，經過t時刻(預定的時間段)浄化後的優質水體通過催化氧化反應器300上端的出水管400流入儲水箱或水池。本實用新型的水體綜合處理裝置的優點是(I)這種處理方法本身無毒，不產生二次汙染；(2)不需添加其它化學藥品，即水體充分與催化劑塗層(薄膜)接觸，催化劑獲得觸發能量，產生具有極強氧化性的活性因子，該活性因子可高效分解去除水體中的有機物，殺滅藻類和菌群；(3)在紫外燈和自由基的雙重作用下保證殺菌滅藻；(4)本實用新型的水體綜合處理裝置是ー個整體的結構，只要以較低的水壓從進水管進水，則待淨化的水就可根據水的自身的重量而流動，從而得到浄化，因此無需提供較大的水壓；(5)可通過催化氧化處理大水量，一方面在保持反應器單位處理量的同時，可通過放大預處理器和増加催化氧化反應器數量達到放大處理水體容量的要求，另ー方面，可把整體裝置積木式多級並聯使用，以達到放大處理水體容量的目的；並且反應器或整體裝置可単體使用，也可複合擴容；(6)裝置結構科學合理，效果好、佔地面積小、應用廣泛，靜態運行無噪音，節能環保，安全、簡單可行，製造和運行成本低，浄化後的水體純淨鮮活；(7)該裝置適用於有機廢水、エ業廢水、垃圾廢水、飲水深度處理。
權利要求1.一種水體綜合處理裝置，其特徵在於所述水體綜合處理裝置包括 進水管； 預處理器，對從進水管流入的水進行多級精濾預處理； 至少一個催化氧化反應器，對經過預處理器預處理的水進行催化氧化深度淨化； 出水管，將經過催化氧化反應器處理的水排出。
2.根據權利要求I所述的水體綜合處理裝置，其特徵在於所述至少一個催化氧化反應器的下端通過下部連接管連接到所述預處理器的下端，所述至少一個催化氧化反應器的上端通過上部連接管連接到所述預處理器的上端。
3.根據權利要求I所述的水體綜合處理裝置，其特徵在於所述預處理器的內部從上到下設置有隔層和由多種濾料形成的多級過濾層。
4.根據權利要求I所述的水體綜合處理裝置，其特徵在於所述催化氧化反應器包括反應器外殼；催化劑載體，設置在所述反應器外殼的內側表面；催化劑塗層，設置在所述催化劑載體的表面上；光源組件，一端固定於所述反應器外殼的一端而設置於所述反應器外殼的內部，以用於向所述催化劑塗層提供觸發能量。
5.根據權利要求I所述的水體綜合處理裝置，其特徵在於所述催化氧化反應器包括反應器外殼；光源組件，一端固定於所述反應器外殼的一端而設置在所述反應器外殼的內部；催化劑塗層，塗布於所述發光單元的外表面。
6.根據權利要求4或5所述的水體綜合處理裝置，其特徵在於所述催化劑塗層的催化劑為鈦基複合催化劑或鉬催化劑。
7.根據權利要求4或5所述的水體綜合處理裝置，其特徵在於所述催化劑載體的材料為玻璃、陶瓷、不鏽鋼、金屬、塑料或樹脂材料。
8.根據權利要求4或5所述的水體綜合處理裝置，其特徵在於所述光源組件發出的光為紫外光或可見光，或者所述光源組件為產生催化劑觸發能量的帶電體、熱輻射物質。
9.根據權利要求I所述的水體綜合處理裝置，其特徵在於所述進水管對水進行溶氧活化。
專利摘要本實用新型公開了一種水體綜合處理裝置。所述水體綜合處理裝置包括進水管；預處理器，對從進水管流入的水進行多級精濾預處理；至少一個催化氧化反應器，對經過預處理器預處理的水進行催化氧化深度淨化；出水管，將經過催化氧化反應器處理的水排出。本實用新型的水體綜合處理裝置可通過調整預處理器的體積、增加催化氧化反應器的數量和反應器單位處理量來控制處理水量的大小，同時，還可把整體裝置積木式多級並聯使用，從而實現大容量水體的高效綜合處理，該裝置結構簡單，使用壽命長，綜合處理效果好。
文檔編號C02F9/04GK202576122SQ201220104598
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者何明興, 信紅, 王嬋, 信瑋 申請人:成都納爾美環境能源技術有限公司