家用中水处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种中水回用处理技术，具体涉及一种将生活污水进行处理后再利用的系统装置。
【背景技术】
[0002]水资源的短缺早已成为人们关注的焦点。据统计，中国的617座城市有400多个城市为缺水城市，50多个城市已进入缺水危机状态，而且缺水状况日益恶化。尤其随着城市建设速度的加快，居民生活质量的不断提高，高层住宅楼代替了原来的平房住宅，家庭除了日常餐饮及洗涤用水之外，又添加了洗浴、冲厕、清洗车辆等高用水项目。
[0003]目前我国居民小区装备有中水回用措施的不多，而居民家庭生活用水中大约40-50%的再生水资源因无效使用而浪费。为数不多的居民收集洗衣机漂洗衣物之后的排水和沐浴之后的排水，用来冲洗厕所，或者擦洗地板、清洗污物等。这些举措虽然在一定程度上节约了水资源，但这些废水贮存较为困难，水很快变质，气味难闻。若将这部分污水收集起来，采用可靠工艺加以处理，就可以节约大量的水资源。但是目前的小型中水回用装置，并不适合在家庭中推广使用，原因是:(1)装置未对收集的废水进行处理，如中国专利200510020034.8公开了一种家庭中水自动收集供给装置，该装置对水中污染物不具有去除能力，收集的中水易滋生细菌等治病微生物，不宜推广应用；(2)以过滤技术为主，存在着过滤介质复杂，反洗过程困难等问题，如中国专利CN200910027933.9公开了一种家用中水回用处理的方法，其特征是采用不沾油过滤组件及活性炭过滤技术，但存在着反洗困难及再生问题，在家庭中应用不具有长效性；(3)采用工艺易带来二次污染，如中国专利CN201110219715.2公开了一种家庭中水处理方法和再利用装置，该装置采用了传统的曝气及絮凝沉淀工艺，一方面污水中治病微生物由于曝气可能散逸至空气中；另一方面絮凝加药工艺操作复杂，所用药剂易造成二次污染，并不适合家庭使用。
[0004]为此，如何根据居民的经济水平，开发一种成本低、可靠性强、通用性好、便于维护、便于推广的家庭小型中水处理装置，成为目前亟待解决的问题，而且具有较大的社会效益。本发明提出了一种新型的家用中水处理装置，结合生活污水特点及应用环境，提出了超声波强化电絮凝，结合膜分离技术的一体化装置，以期以较低的成本，取得满意的节水效果O
【发明内容】
[0005]本发明的目的是，提出一种家用中水处理装置，采用电絮凝、超声波及膜分离技术，构建运行安全可靠的一体化中水回用设备。
[0006]为实现此目的本发明所采取的技术方案是:中水处理装置由中水处理系统和自动控制系统两部分构成，污水处理系统由收集水箱、进水泵、阳极板、阴极板、直流电源、超声波探头、超声波发生器、超滤膜组件、出水泵以及清水箱组成；自动控制系统由液位触头、液位控制器、时间继电器组成。在反应器的一侧，设有平行放置的阳极板与阴极板；另一侧设有超滤膜组件，阳、阴极板的下方设有超声波探头。收集水箱中设有进水泵，进水泵的出口接于反应器的下端，超滤膜组件的出水管与出水泵、清水箱依次连接。阳、阴极板分别与直流电源的正负极对应连接，超声波探头与超声波发生器相连，清水箱中设有液位触头，液位触头输出的液位高低信号传入液位控制器，液位控制器控制进水泵、直流电源、超声波发生器以及出水泵的运行及停歇。
[0007]运行时超滤膜组件采用负压出水方式，通过时间继电器以及出水泵来控制超滤膜组件中的膜出水抽吸和反洗时间。在抽吸阶段，超滤膜组件持续产水；在反洗阶段，出水泵以清水箱中的水作为反冲洗水，实现超滤膜组件膜通量恢复。
[0008]家用中水处理装置耦合了电絮凝、超声波与膜分离技术，耦合技术具有协同效应，具体表现为:在外加直流电场作用下，阴阳极板分别发生电极反应，对污染物的去除包括絮凝、电气浮及氧化还原过程，从而净化污水；超声波产生的空穴效应，有利于强化电絮凝过程，保证混合液处于悬浮状态，产生的剪切力有利于减缓膜污染，维持膜通量的稳定。
[0009]本发明的有益效果在于，⑴根据家庭用水特点，采用电混凝工艺替代了传统的混凝加药技术，省去了加药的麻烦，使得该技术在家庭中水处理应用更具便捷性；(2)应用超声波技术，一方面可强化电混凝过程，提高污染物去除效果，另一方面替代了曝气搅拌技术，使得本发明装置在家庭使用更为安全，减小二次污染；(3)超滤膜过滤可极大提高出水水质，采用时间继电器控制反冲洗过程安全可靠，便于家庭应用。
【附图说明】
[0010]所示附图为本发明系统的原理及各部件连接示意图。图中的实线表示设备连接管路；虚线表;^控制?目号线路。
[0011]实施具体方式
[0012]以下结合附图并通过实施例对本发明对结构组成做进一步的说明。
[0013]家用中水处理装置，包括反应器、阳极板、阴极板、超滤膜组件、超声波探头、收集水箱、进水泵、出水泵、清水箱、直流电源、超声波发生器、液位触头、液位控制器以及时间继电器等。其部件组成结构是:中水处理装置由中水处理系统和自动控制系统两部分构成，污水处理系统由收集水箱、进水泵、阳极板、阴极板、直流电源、超声波探头、超声波发生器、超滤膜组件、出水泵以及清水箱组成；自动控制系统由液位触头、液位控制器、时间继电器组成。
[0014]中水处理系统:在反应器I的一侧，设有平行放置的阳极板2与阴极板3 ;另一侧设有超滤膜组件4，阳、阴极板的下方设有超声波探头5。收集水箱6中设有进水泵7，进水泵的出口接于反应器的下端，超滤膜组件的出水管与出水泵8、清水箱9依次连接。阳、阴极板分别与直流电源10的正负极对应连接，超声波探头与超声波发生器11相连。
[0015]自动控制系统:清水箱中设有液位触头12，液位触头输出的液位高低信号传入液位控制器13，液位控制器控制进水泵、直流电源、超声波发生器以及出水泵的运行及停歇，运行时超滤膜组件采用负压出水方式，通过时间继电器14以及出水泵来控制超滤膜组件中的膜出水抽吸和反洗时间。在抽吸阶段，超滤膜组件持续产水；在反洗阶段，出水泵以清水箱中的水作为反冲洗水，实现超滤膜组件膜通量恢复。
[0016]该系统装置在设计上充分考虑了家庭产水及用水不连续的特点，应用液位控制器对回用装置进行集中控制。此外，结合家庭使用的特点，采用了电絮凝及超声波技术，替代了传统混凝加药及曝气搅拌等工艺，使得本发明装置更适合家庭推广应用。
[0017]作为实施例，阳极板的材质为铝，阴极板的材质为不锈钢，两极板的间距为1.5cm,在阳极板与阴极板之间正下方2cm处设有超声波探头。直流电源输出的电场强度为4V/cm。超声波探头位于阳极板与阴极板之间正下方2cm处，超声频率为16kHz ;时间继电器控制超滤膜组件出水的抽吸时间为30min，反洗时间为30s。
[0018]超滤膜组件浸没在反应器中，污水经进水泵进入反应器进行电混凝处理，处理后的水经超滤膜组件过滤，由出水泵排至清水箱中。超声波探头为电混凝处理提供搅拌动力。超滤膜组件膜材质为聚偏氟乙烯(PVDF)，膜的截留能力为5kDa ;出水流量80L/h。
[0019]实施例原水为家庭盥洗污水，化学需氧量(COD)为98?124mg/L，SS为90-115mg/L，阴离子表面活性剂1.7-4.5mg/Lo实验运行结果证明，该装置出水完全满足生活杂用水《生活杂用水水质标准》(GB/T18920-2002)中洗车、扫除用水标准。
【主权项】
1.家用中水处理装置，包括反应器、阳极板、阴极板、超滤膜组件、超声波探头、收集水箱、进水泵、出水泵、清水箱、直流电源、超声波发生器、液位触头、液位控制器以及时间继电器，其特征是:所述中水处理装置由中水处理系统和自动控制系统两部分构成，污水处理系统由收集水箱、进水泵、阳极板、阴极板、直流电源、超声波探头、超声波发生器、超滤膜组件、出水泵以及清水箱组成；自动控制系统由液位触头、液位控制器、时间继电器组成，在反应器⑴的一侧，设有平行放置的阳极板⑵与阴极板⑶；另一侧设有超滤膜组件(4)，阳、阴极板的下方设有超声波探头(5)，收集水箱￠)中设有进水泵(7)，进水泵的出口接于反应器的下端，超滤膜组件的出水管与出水泵(8)、清水箱(9)依次连接，阳、阴极板分别与直流电源(10)的正负极对应连接，超声波探头与超声波发生器(11)相连，清水箱中设有液位触头(12)，液位触头输出的液位高低信号传入液位控制器(13)，液位控制器控制进水泵、直流电源、超声波发生器以及出水泵的运行及停歇，运行时超滤膜组件采用负压出水方式，通过时间继电器(14)以及出水泵来控制超滤膜组件中的膜出水抽吸和反洗时间，在抽吸阶段，超滤膜组件持续产水；在反洗阶段，出水泵以清水箱中的水作为反冲洗水，实现超滤膜组件膜通量恢复。
2.按照权利要求1所述的家用中水处理装置，其特征是:所述阳极板的材质为铝，阴极板的材质为不锈钢，两极板的间距为1.5?2.2cm，所述直流电源输出的电场强度为4?5V/cm。
3.按照权利要求1所述的家用中水处理装置，其特征是:所述超声波探头位于阳极板与阴极板之间正下方2?3cm处，超声频率为16?20kHz。
4.按照权利要求1所述的家用中水处理装置，其特征是:所述时间继电器控制超滤膜组件出水的抽吸时间为30?35min，反洗时间为30?35s。
【专利摘要】本发明公开了一种家用中水处理装置，其系统结构是：在反应器的一侧，设有平行放置的阳、阴极板；另一侧设有超滤膜组件，两极板下方设有超声波探头。收集水箱中的进水泵的出口接于反应器的下端，超滤膜组件的出水管与出水泵、清水箱依次连接。阳、阴极板接有直流电源，超声波探头与超声波发生器相连。清水箱中液位高低输出的信号传入液位控制器，该控制器控制进水泵、直流电源、超声波发生器以及出水泵的运行及停歇，通过时间继电器以及出水泵控制膜出水抽吸和反洗时间。系统采用电混凝工艺替代了混凝加药技术，使其更具便捷性。应用超声波技术可强化电混凝过程，同时替代了曝气搅拌技术，而且超滤膜过滤可极大提高出水水质，在家庭使用更为安全。
【IPC分类】C02F9-08
【公开号】CN104529025
【申请号】CN201410809585
【发明人】张海丰, 于海欢, 张兰河
【申请人】东北电力大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月23日