一种微波紫外光超声波膜过滤协同水净化联用装置制造方法
【专利摘要】一种微波紫外光超声波膜过滤协同水净化联用装置，涉及到污水处理及中水回用技术，其特征在于：该装置包括微波灭菌、微波激励产生紫外光灭菌、超声波灭菌和膜过滤四种技术协同联用进行水净化处理。其工作过程是：污水池(箱)1中的污水通过预过滤装置2、经管道依次连接过滤水泵3、单向阀4及电磁阀5进入污水处理装置6，经超声波灭菌、膜过滤、微波灭菌、紫外光灭菌后的净水经管道及电磁阀18进入净水池(箱)19，该装置具有自动反冲洗、灭菌彻底、处理量大、寿命长、能耗低、效率高及PLC程序控制等特点。
【专利说明】一种微波紫外光超声波膜过滤协同水净化联用装置
【技术领域】
[0001]本发明属于环境工程【技术领域】，涉及到污水处理及中水回用装置，特别涉及到微波、紫外光、超声波灭菌和膜过滤四者协同处理污水的水净化联用装置。
【背景技术】
[0002]目前水资源日益枯竭，水污染越来越严重，环保工作者一直在努力探索高效的污水处理技术，膜过滤技术、高级氧化技术、紫外光技术在污水处理领域各自得到良好的应用，为了获得更好的污水处理效果，膜过滤技术和高级氧化技术结合效果良好，也已广泛应用于水处理工艺和装置中。
[0003]膜过滤技术是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，能很好的过滤掉固态不溶物甚至重金属离子和大分子物质，但不具有分解有机物和杀灭菌类作用。
[0004]目前高级氧化技术包括臭氧氧化工艺、过氧化氢氧化工艺、氯系氧化剂氧化工艺、紫外光辐照工艺等。其中臭氧氧化工艺是既古老又崭新的技术，1856年被用于水处理消毒行业。臭氧氧化工艺是由臭氧发生器产生臭氧注入水体中，目前，臭氧已广泛用于水处理、空气净化、食品加工、医疗、医药、水产养殖等领域，过氧化氢、氯系氧化剂等强氧化剂是以化学试剂的方式加入水体中。氯系氧化剂中基于氯化出水中存在三卤甲烷等有害物质，而二氧化氯在水中可通过氧化还原反应而以亚硝酸盐和氯酸盐存在，这两种物质均可氧化血红蛋白，引起溶血性贫血症。而且二氧化氯的液体与气体极不稳定，在空气中浓度为10%时就可能爆炸，不易储存。
[0005]紫外光技术自从1982年加拿大首次将紫外光实际应用于水处理工厂以后，欧美等过也开始将该技术应用于水处理，我国从2005年开始也开始将该技术应用于水处理，目前在水处理领域已经广泛采用该技术，传统的紫外光灯辐照工艺由电源、镇流器、电极和灯管(泡)等组成。但传统的紫外光灯，一般功率不大，效率不高，镇流器易损坏，紫外灯内的电极随着时间的延长会出现电极劣化、电极打火和电极损耗等现象而损坏，因而寿命不长。
[0006]超声波具有的杀菌效力主要由其产生的空化作用所引起的。超声波处理过程中，当高强度的超声波在液体介质中传播时，产生纵波，从而产生交替压缩和膨胀的区域，这些压力改变的区域易引起空穴现象，并在介质中形成微小气泡核。微小气泡核在绝热收缩及崩溃的瞬间，其内部瞬间呈现高温高压，从而使液体中某些细菌致死，病毒失活，甚至使体积较小的一些微生物的细胞壁破坏，但在水处理量大时效果不太明显。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种净化污水快、过滤效果好、处理流程简洁、能耗低的一体化污水处理装置。本发明的目的是提供一种微波、紫外光源、超声波、膜过滤协同水净化联用装置，该装置兼具高能电子辐射、紫外光分解有机物、超声波灭菌及膜过滤四种作用于一体的污水处理装置，该装置能高效和经济的对污水及中水进行分解、过滤、杀菌直至达到回收利用标准，它具有污水处理量大、杀菌彻底、功率大(几百瓦到几十千瓦)、寿命长、能耗低、效率尚等特点O
[0008]本发明是这样实现的(如图1所示)，污水池(箱)I中的污水通过预过滤装置2、经管道依次连接过滤水泵3、单向阀4及电磁阀5进入污水处理装置6，首先经超声波发生器7进行初步杀菌，再经超滤膜组件8过滤水中的悬浮物、胶体、金属离子、大分子有机物，经超滤膜组件8过滤的水进入微波谐振腔10的底部微波紫外灭菌区域，经微波和紫外光处理后的净水经管道及电磁阀18进入净水池(箱)19，净水池(箱)19中的净水大部分经出口 22供用户使用，少部分经单向阀21和反冲洗泵20与污水处理装置6的出水口相通用于定期对超滤膜组件8进行反冲清洗，延长超滤膜组件8寿命，反冲洗后产生的浓缩水(脏水)由出口 23排出。
[0009]进一步地，所述的预过滤装置2由不锈钢网箱组成，主要过滤粒度较大的固体物质。
[0010]进一步地，所述的污水处理装置6包含超声波发生器7、超滤膜组件8及微波紫外灭菌装置。
[0011 ] 进一步地，所述的超滤膜组件8包含但不限于PTFE超滤膜和PVDF超滤膜，也可以是多种超滤膜的组合或者超滤膜与活性炭滤芯的组合。
[0012]进一步地，所述的超声波发生器7除具有的杀菌作用外，还有配合反冲洗过程清洁超滤膜组件8的作用。
[0013]进一步地，所述的超滤膜组件8对于水中的悬浮物、胶体、金属离子、大分子有机物等几乎可以完全截留，而无机盐和小分子有机物则可以透过，清澈度达到自来水标准。
[0014]进一步地，所述的微波紫外灭菌装置由磁控管11、微波激励腔12、风机13、微波馈能口(或馈能天线)14、波导15、微波谐振腔10、网孔状谐振腔底板9、无极紫外灯管16和石英隔板17组成。
[0015]进一步地，所述的微波紫外光灭菌装置中的微波谐振腔10可以是矩形谐振腔也可以是圆柱形谐振腔。
[0016]进一步地，所述的微波紫外光灭菌装置中的微波谐振腔10可以安放一根至多根无极紫外灯管。
[0017]进一步地，所述的微波紫外光灭菌装置中的微波谐振腔10内可以安放一套磁控管9及微波传输系统(包含微波激励腔12、微波馈能口或馈能天线14、波导15)，也可以在同一微波谐振腔内安装多套磁控管及微波传输系统。
[0018]进一步地，所述的微波紫外光灭菌装置中的微波谐振腔10的底板为网孔状谐振腔底板9，其网孔直径为2?6毫米，也可以是边长为2?6毫米的多边形孔，孔距2?6毫米，谐振腔底板设计为网孔状的目的一是有利透光二是抑制微波的泄漏。
[0019]进一步地，所述的微波紫外光灭菌装置中的微波谐振腔的底板为网孔状谐振腔底板9下面安装有石英隔板17，其目的是既透光又隔水，同时从网孔状谐振腔底板9泄漏的少部分微波能能透过石英隔板17进入水中协同杀菌。
[0020]进一步地，所述的超滤膜组件8可以和微波紫外光灭菌装置合为一体，也可以分开，超滤膜组件8可以自成一体然后通过管道和阀门与微波紫外光灭菌装置连接。
[0021]进一步地，所述的污水处理装置6中可以加入紫外线传感器、温度传感器和微波传感器，监控紫外线剂量、温度和微波泄漏。
[0022]进一步地，所述的一种微波紫外光超声波膜过滤协同水净化联用装置所有电源控制部分由PLC程序控制。
【专利附图】
【附图说明】
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[0023]附图是本发明的示意图。
[0024]图中:I污水池(箱)；2预过滤装置；3过滤水泵；4单向阀；5电磁阀；6污水处理装置；7超声波发生器；8超滤膜组件；9网孔状谐振腔底板；10微波谐振腔；11磁控管；12微波激励腔；13风机；14微波馈能口(或馈能天线)；15波导；16无极紫外灯管；17石英隔板；18电磁阀；19净水池(箱)；20反冲洗泵；21单向阀；22净水出口 ；23浓缩水(脏水)出口。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0026](如图所示)，污水池(箱)I中的污水通过预过滤装置2、经管道依次连接过滤水泵3、单向阀4及电磁阀5进入污水处理装置6，首先经超声波发生器7进行初步杀菌，再经超滤膜组件8过滤水中的悬浮物、胶体、金属离子、大分子有机物，经超滤膜组件8过滤的水进入微波紫外灭菌区域，磁控管11产生的微波经微波激励腔12激励后从微波馈能口(或馈能天线)14、波导15传输进入微波谐振腔10，微波电磁能量激励无极紫外灯16石英管内的惰性气体产生等离子体并使石英管内的金属汞受热升华产生汞蒸气并进一步电离使之产生等离子体发出紫外光，微波紫外光透过网孔状谐振腔底板9和石英隔板17后微波电磁能量和紫外光线均可对水中有机污染物和有机微生物进行分解和降解，从而大大降低水中的COD值和BOD值，使COD值、BOD值和菌落数达到净水标准，经过处理后的净水经管道及电磁阀18进入净水池(箱)19，净水池(箱)19中的净水大部分经出口 22供用户使用，少部分经单向阀21和反冲洗泵20与污水处理装置6的出水口相通用于定期对超滤膜组8进行反冲清洗，延长超滤膜组件8的寿命，反冲洗后产生的浓缩水(脏水)由出口 23排出。为了便于监控，在污水处理装置6中可以加入紫外线传感器、温度传感器和微波传感器，监控紫外线剂量、温度和微波泄漏。整套装置所有电源控制部分由PLC程序控制。
【权利要求】
1.一种微波紫外光超声波膜过滤协同水净化联用装置，其特征在于:装置包括微波灭菌、微波激励产生紫外光灭菌、超声波灭菌和膜过滤四种技术协同联用进行水净化处理。其核心部件主要有超声波灭菌装置、膜过滤装置和微波紫外灭菌装置。超声波灭菌装置由超声波发生器7组成。膜过滤装置由超滤膜组件8组成。微波紫外灭菌装置由磁控管11、微波激励腔12、风机13、微波馈能口(或馈能天线)14、波导15、微波谐振腔10、网孔状谐振腔底板9、无极紫外灯管16和石英隔板17组成。其工作过程是:污水池(箱)I中的污水通过预过滤装置2、经管道依次连接过滤水泵3、单向阀4及电磁阀5进入污水处理装置6，经超声波发生器7初步灭菌后再经超滤膜组件8过滤的水进入微波谐振腔10的底部微波紫外灭菌区域，经微波和紫外光处理后的净水经管道及电磁阀18进入净水池(箱)19，净水池(箱)19中的净水大部分经出口 22供用户使用，少部分经单向阀21和反冲洗泵20与污水处理装置6的出水口相通用于定期对超滤膜组件8进行反冲清洗，延长超滤膜组件8寿命，反冲洗后产生的浓缩水(脏水)由出口 23排出。污水处理装置6中安装有紫外线传感器、温度传感器和微波传感器，监控紫外线剂量、温度和微波泄漏。所有电源控制部分由PLC程序控制。
2.如权利要求1所述的一种微波紫外光超声波膜过滤协同水净化联用装置，其特征在于:所述的污水处理装置6包含超声波发生器7、超滤膜组件8及微波紫外灭菌装置。
3.如权利要求1或2所述的一种微波紫外光超声波膜过滤协同水净化联用装置，其特征在于:所述的超滤膜组件8包含但不限于PTFE超滤膜组件和PVDF超滤膜组件，也可以是多种超滤膜的组合或者超滤膜与活性炭滤芯的组合。
4.如权利要求1或2所述的一种微波紫外光超声波膜过滤协同水净化联用装置，其特征在于:所述的微波紫外灭菌装置由磁控管11、微波激励腔12、风机13、微波馈能口(或馈能天线)14、波导15、微波谐振腔10、网孔状谐振腔底板9、无极紫外灯管16和石英隔板17组成。
5.如权利要求1或2所述的一种微波紫外光超声波膜过滤协同水净化联用装置，其特征在于:所述的微波紫外光灭菌装置中的无极紫外灯管16可以是直管，也可以是U型管，也可以是环形管，还可以是蛇形管。
6.如权利要求1或2所述的一种微波紫外光超声波膜过滤协同水净化联用装置，其特征在于:所述的微波紫外光灭菌装置中的微波谐振腔10的底板为网孔状谐振腔底板9，其网孔可以是直径为2?6毫米圆孔，也可以是边长为2?6毫米的多边形孔，孔距为2?6毫米。
7.如权利要求1所述的一种微波紫外光超声波膜过滤协同水净化联用装置，其特征在于:所述的微波紫外光灭菌装置中的微波谐振腔的网孔状谐振腔底板9下面安装有石英隔板17。
8.如权利要求1或2所述的一种微波紫外光超声波膜过滤协同水净化联用装置，其特征在于:所述的超滤膜组件8所在的膜过滤装置可以和微波紫外灭菌装置合为一体，也可以分开，二者通过管道和阀门连接。
9.如权利要求1所述的一种微波紫外光超声波膜过滤协同水净化联用装置，其特征在于:所述的污水处理装置6中可以安装紫外线传感器、也可以安装温度传感器和微波传感器。
【文档编号】C02F9/08GK104478146SQ201410756432
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】谢曌东 申请人:谢曌东