专利名称：微电凝膜分离污水处理设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种污水处理设备，尤其涉及一种利用电极对污水进行处理的微电凝膜分离污水处理设备。
背景技术：
我国是一个水资源严重匮乏的国家，人均水资源量仅为世界人均水平的1/4。因此，对生产、生活污水的回收既可以解决水源紧缺，又能解决废水排放的问题，同时还节约了大量的新鲜水，这为企业扩大生产规模提供了保障。污水的处理手段有好多种，有活性炭吸附法、砂滤法、加药化学法、生物膜法、生物除污法，这些处理手段的除污效果各有千秋，但其缺点也是比较明显的，设备占地面积大、处理成本、维护管理成本高、出水水质不稳定。为了避免上述的问题，有人发明了一种利用电极对污水进行分离处理的设备，其能对污水中的大多数杂质进行去除，出水的水质相对较稳定。如申请号为CN00114206.2的专利申请中就公开了一种在金属电极的参与下，利用电化学氧化—还原原理使污水中的杂质发生氧化还原反应的微电凝污水分离处理设备。在直流电源的作用下，阳极金属会放电成为金属离子进入水中，其与水被电解后的产物——氢氧根离子结合生成微溶性的絮状物，另外，污水中的一些物质也在电解后产生絮状物，这些絮状物由于有较大的比表面积，可以吸附污水中被氧化还原后生成的物质以及一些离子，在水被电解过程中产生的氢气和/或氧气的作用下，该吸附有杂质的絮状物能够较迅速、充分地浮到水面上，然后从排渣口排出达到净化水的目的。这种微电凝电解处理过的水，虽然可以对外排放，但不能够在工业上再进行回用，浪费了大量的水资源。
发明内容
为克服现有微电凝污水分离处理设备处理过的污水不能进行回用的缺陷，本实用新型需要解决的技术问题是提供一种新型的微电凝膜分离污水处理设备，经过其处理的污水可以在工业上回用，节约了水资源。
为解决所述技术问题，本实用新型所采取的技术方案一种微电凝膜分离污水处理设备，包括相连通的进水室、微电凝电解反应室，以及电极，所述的电极设在微电凝电解反应室中，并与直流电源相连接，在微电凝电解反应室的下游依次设有絮水分离装置、澄清室，其特征在于在所述的澄清室的下游设有膜分离装置，该膜分离装置包括通过管路连接的增压泵、0.2-1μm精密保安器或微滤膜、UF中空纤维超滤膜装置。被微电凝电解处理过的水从絮水分离装置中流出后，再通过0.2-1μm精密保安器或微滤膜、UF中空纤维超滤膜装置，最后的出水就可以在工业上进行回用，从而节约了水资源。
作为优选，所述的UF中空纤维超滤膜装置由至少两支膜组件构成。多支膜组件可以利用相互间的出水进行冲洗，而不需要另外再附设储有清洁水的水箱对UF中空纤维超滤膜进行冲洗，减化了设备配制。
作为优选，在UF中空纤维超滤膜装置的下游，依次设有通过管路连接的开关阀、低压阀控制开关阀、高压泵、RO反渗透膜装置、用水出水阀。设有RO反渗透膜进一步净化了水质。
作为优选，所述的絮水分离装置主体结构为絮水分离室，在絮水分离室上设有与微凝电解反应室相连通的进水口和絮凝物浮渣排出口，该絮凝物浮渣排出口与所述的进水口处于同一水平等高位置；澄清室与絮水分离室通过连通管相连通，该连通管的进水端伸入絮水分离室的中下部位且呈U型，其进水口朝向上方，出水口在水平方向上略低于絮凝物浮渣排出口；在澄清室的下游设有清水储水室，澄清室与清水储水室之间设有同类型、同位置的连通管，该连通管的进水端伸入澄清室的中下部位；所述的絮水分离室的顶部设有顶盖。在电解的过程中，会产生絮凝物，该絮凝物可以吸附住污水中的重金属离子、杂质颗粒、溶解性固体、微粒，在水被电解后产生的氢气和/或氧气的作用下迅速上浮，并通过絮水分离室的进水口进入到絮水分离室中，最后凝聚在絮水分离室的上部，由于在絮水分离室的顶部设有顶盖，絮凝物浮渣凝聚在水面到一定量时从絮凝物浮渣排出口被挤排出，而被收集箱收集；而絮水分离室与澄清室以及澄清室与清水储水室之间通过进水端带有U型的连接器相通，且其进水端的位置处于前述腔室的中下部位，有利于较清洁的水在各个腔室之间的流动。
作为优选，在所述进水室的上游设有预处理装置，所述的预处理装置包括自吸泵、5-10μm的过滤器、流量控制阀、流量仪，四者依次由管路连接，所述的流量仪与所述的进水室通过管路连接。污水通过5-10μm机械精密预处理过滤器的处理后，污水中≥10μm的固体颗粒或有机悬浮物就会被截留住，从而在电极工作过程中，电极表面上所吸附的有机悬浮物相对较少，不需要经常对电极表面进行清洗，减少了劳动强度，且电极发生自腐蚀的程度较低，增加了电极的使用寿命，减少了设备的运行成本。
作为优选，在所述的进水室、絮水分离室、澄清室、清水储水室的底部设有排污阀。设有排污阀可以定期对所述腔室中的一些密度较大的沉淀物进行排放。
作为优选，所述的电极为多对，各对电极之间串联。
作为优选，所述的电极之间设有长度与极间距相应的绝缘垫圈，绝缘棒穿过绝缘垫圈以及电极，所述绝缘棒的两端设有紧固螺帽。设有绝缘垫圈可以有效地防止因电极的过度消耗而引起的短路，提高了设备的工作安全性。
作为优选，在所述的清水储水室内设有两个液位控制器，其分别控制自吸泵和对膜分离装置供水的增压泵。液位控制器可以对自吸泵和增压泵的启闭进行控制，从而有利于整个设备自动化的实现。
因此，本实用新型微电凝膜分离污水处理设备的有益效果产出水可以达到工业净水甚至达到工业纯水的水质，有效地弥补了水资源不足的缺陷，节约了水源，净化了环境；操作简便，不需要经常对电极进行清理，电极使用寿命高，整个设备的运行成本低，有利于推广应用；电极在工作过程中安全可靠，不容易因过度消耗而发生短路现象；整个设备在运行过程中便于实现自动化。
图1是本实用新型微电凝膜分离污水处理设备的结构示意图；图2是微电凝反应器—絮水分离装置结构示意图；
图3是图2的正面透视图；图4是图3的左视图；图5是图3的俯视图；图6是膜分离净化装置的结构示意图；图7是电极组的结构示意图。
具体实施方式
结合图1、图2可以看出，在微电凝电解反应装置的上游设有预处理装置，该预处理装置包括自吸泵4、过滤器5、流量控制阀6、流量仪7，四者依次由管路连接，所述的流量仪7与所述的进水室通过管路连接。所述的过滤器5为5-10μm的机械精密预处理过滤器，其可以有效地截留住污水中的直径≥10μm的固体颗粒或悬浮物。所述的过滤器5优选5μm的机械精密预处理过滤器。污水通过进水室1进入到设在进水室上方的、与进水室相连通的微电流电解反应室2中。在微电流电解反应室2中设有电极3，正常情况下该电极为多对。由图7中可以看出，多对电极3以正负极相隔的方式串联在电路中，电极板面与水流方向平行。为了防止电极3在电解反应过程中因过度消耗而引起短路，在电极板之间设有长度与极间距相应的绝缘垫圈16，绝缘棒穿过绝缘垫圈16和电极板，紧固螺母固定在绝缘棒的两端，用以固定住电极板和绝缘垫圈。所述的绝缘棒、绝缘垫圈、紧固螺母一般由塑料制成，在电极板的纵向上设有多排塑料垫圈和塑料棒。在电极的接线点下设有绝缘浮渣隔板，以防止浮渣对接线点的腐蚀，提高了接线点的连接牢固性。电极板根据污水类型及处理要求采用石墨、铁、铝、锌、钛合金板及贵金属钒、锡、铱等材料镀膜板制作而成。电极板大小尺寸、厚度、正负电极板数量、极间距由污水处理的流量、反应时间、电压、电流确定。
微电凝反应装置工作时，正负电极在直流电源的作用下，使污水中的污染物在阳极被氧化，在阴极被还原而转化为无害成分，实现了对污水的净化处理。与此同时，正负电极还可以对水进行电解，从而在正极产生氧气微气泡，负极产生氢气微气泡。水在被电解的过程中还会产生氢氧根离子，其与进入到水中的阳极离子结合成活性很强的氢氧化物絮凝物，其将污水中的重金属离子、杂质颗粒、溶解性固体、微粒吸附。在微气泡的作用下，絮凝物将浮到水面上而形成凝浮渣层。因此，在正负电极所发生的氧化、还原作用下，污水中的各种有害物质、离子状态的污染物如CN-、AsO2-、Cr6+、Cd2+、Pd2+、Hg2+等重金属离子被还原；各种无机和有机的耗氧物质，如臭、色、氨、酚、硫化物、油等絮凝聚集，例如铝为正极时，形成的Al(OH)3絮凝物将吸附污水中的硅化物、氟化物等，负极的还原作用使氧化型色素还原而成为无色物质。阴离子合成洗涤剂被分解；微生物、细菌、病毒在电絮凝过程中，正极上产生的氧气和氯可使有机物发生氧化而成为无害成分，起到了杀菌作用，以及各种有害物质转化为无害成分被分离而除去，如在正负电极氧化-还原作用下，污水中Cr6+还原成毒性较小的三价铬。微电凝电解反应还具有很强的除浊作用。因此，本实用新型微电凝膜分离污水处理设备，可应用于化工、电镀、造纸、纺织、机械、冶金、餐饮等诸多应用领域。
结合图2、图3、图4、图5可以看出，在微电凝电解反应室的下游设有絮水分离装置，该絮水分离装置主体结构为絮水分离室8，在絮水分离室8上设有与微凝电解反应室2相连通的进水口9和絮凝物浮渣排出口10，该排出口与所述的进水口处于同一水平等高位置；在絮水分离室8的下游依次设有澄清室11和清水储水室12，其中澄清室11与絮水分离室8通过连通管13相连通。该连通管的进水端伸入到絮水分离室8的中下部位，端部带有U型结构，其进水口朝向上方；所述的连通管13的出水口位于絮凝物浮渣排出口10水平下方2-3cm处。在澄清室11与清水储水室12之间也设有与前述连通管的形状位置一致的连通管，其进水端伸入到澄清室11的中下部位。为了便于絮凝物浮渣从排出口中排出，在絮水分离室8的顶部设有顶盖14，这样絮凝物浮渣就可以从排出口10自行排挤出，被活动的絮凝物收集箱31收集，而不会沿着絮水分离室8的四周侧壁溢出。该絮水分离装置与其它同类污水电解处理装置的絮凝物浮渣分离装置相比，不需要使电动刮板装置，结构简单，节省了占地面积，降低了设备的运行成本。
在图3、图4中可以看出，在进水室1、絮水分离室8、澄清室11、清水储水室12的底部设有排污阀15，用以定期对沉淀在室底的污物进行排除。
由图1并结合图6，还可以看出，为了提高出水水质，在清水储水室12的下游设有膜分离装置，该膜分离装置包括依次通过管路连接的增压泵17、压力表18、流量控制阀19、流量仪20、0.2-1μm精密保安器21或微滤膜、UF中空纤维超滤膜装置22、用水开关阀23。UF中空纤维超滤膜装置22由至少两支膜组件构成，一般是采用两支膜组件，这样可相互交替运行及一支膜的产出水对另一支膜提供手动或自动反冲洗维护。UF中空纤维超滤膜装置22的孔径在5nm-0.1μm之间，而一般胶体均≥0.1μm、乳胶≥0.5μm、大肠菌、葡萄球菌等细菌乳胶≥0.2μm、悬浮物、微粒等≥5μm，因此，UF中空纤维超滤膜装置22可以去除相对分子量在300-300000之间的大分子、细菌、病毒、胶体微粒。从清水储水室12内由增压泵17泵出的水通过前述的膜分离装置后，水的浊度(0.1NTU、溶解性固体下降、无菌，产出水清澈、明净，其出水可以在工业上进行回用，节约了水资源。
为了进一步提高出水水质的标准，在UF中空纤维超滤膜装置22的下游，依次设有通过管路连接的开关阀24、低压阀控制开关阀25、高压泵26、RO反渗透膜装置27、用水出水阀28。可根据污水的具体情况，在上述的用水出水阀28的下游可设有离子交换树脂。这样，最终的出水可以达到工业纯水水质。
在图5中可以看出，在清水储水室12内可设有液位控制器29、30，根据清水储水室12内的液位情况，发送指令分别用于控制自吸泵4和增压泵17的启闭，水位过底液位控制器29指令自吸泵4向进水室1泵水，水位过高液位控制器30指令增压泵17向膜处理装置泵水。
本实用新型微电凝膜分离污水处理设备中的各类水泵、液位控制器29、30以及电极3、UF中空纤维超滤膜组件22、RO反渗透膜装置22及膜自动冲洗装置、各类水质在线检测仪器装置在工作过程中的能量都是由电源提供的，其通过电控室33、电源室32进行控制。直流电解电源根据污水处理量、正负电极板的大小确定输出电压、电流参数。输入电压220V或380V，设定输出直流电压0-110V，输出直流电流0-100A、0-1000A、0-10000A不等。输出电源装有输出电源正负极定时自动换向装置，以防止电极板在使用过程中的钝化。
权利要求1.一种微电凝膜分离污水处理设备，包括相连通的进水室、微电凝电解反应室，以及电极，所述的电极设在微电凝电解反应室中，并与直流电源相连接，在微电凝电解反应室的下游依次设有絮水分离装置、澄清室，其特征在于在所述的澄清室(11)的下游设有膜分离装置，该膜分离装置包括通过管路连接的增压泵(17)、0.2-1μm精密保安器(21)或微滤膜、UF中空纤维超滤膜装置(22)。
2.根据权利要求1所述的微电凝膜分离污水处理设备，其特征在于所述的UF中空纤维超滤膜装置(22)由至少两支膜组件构成。
3.根据权利要求1或2所述的微电凝膜分离污水处理设备，其特征在于在UF中空纤维超滤膜装置(22)的下游，依次设有通过管路连接的开关阀(24)、低压阀控制开关阀(25)、高压泵(26)、RO反渗透膜装置(27)、用水出水阀(28)。
4.根据权利要求1或2所述的微电凝膜分离污水处理设备，其特征在于所述的絮水分离装置主体结构为絮水分离室(8)，在絮水分离室(8)上设有与微凝电解反应室(2)相连通的进水口(9)和絮凝物浮渣排出口(10)，该絮凝物浮渣排出口(10)与所述的进水口(9)处于同一水平等高位置；澄清室(11)与絮水分离室(8)通过连通管(13)相连通，该连通管(13)的进水端伸入絮水分离室的中下部位且呈U型，其进水口朝向上方，出水口在水平方向上略低于絮凝物浮渣排出口(10)；在澄清室(11)的下游设有清水储水室(12)，澄清室(11)与清水储水室(12)之间设有同类型、同位置的连通管，该连通管的进水端伸入澄清室(11)的中下部位；所述的絮水分离室(8)的顶部设有顶盖(14)。
5.根据权利要求4所述的微电凝膜分离污水处理设备，其特征在于在所述的进水室(1)、絮水分离室(8)、澄清室(11)、清水储水室(12)的底部设有排污阀(15)。
6.根据权利要求1所述的微电凝膜分离污水处理设备，其特征在于在所述进水室(1)的上游设有预处理装置，所述的预处理装置包括自吸泵(4)、5-10μm的过滤器(5)、流量控制阀(19)、流量仪(20)，四者依次由管路连接，所述的流量仪(20)与所述的进水室(1)通过管路连接。
7.根据权利要求1所述的微电凝膜分离污水处理设备，其特征在于所述的电极(3)为多对，各对电极之间串联。
8.根据权利要求7所述的微电凝膜分离污水处理设备，其特征在于所述的电极(3)之间设有长度与极间距相应的绝缘垫圈(16)，绝缘棒穿过绝缘垫圈(16)以及电极(3)，所述绝缘棒的两端设有紧固螺帽。
9.根据权利要求8所述的微电凝膜分离污水处理设备，其特征在于在所述的清水储水室(12)内设有液位控制器(29、30)，其分别控制自吸泵(4)和对膜分离装置供水的增压泵(17)。
专利摘要本实用新型公开了一种微电凝膜分离污水处理设备，解决了现有污水处理设备处理过的水不能在工业上进行回用的缺陷。所采取的技术措施一种微电凝膜分离污水处理设备，包括相连通的进水室、微电凝电解反应室，以及电极，所述的电极设在微电凝电解反应室中，并与直流电源相连接，在微电凝电解反应室的下游依次设有絮水分离装置、澄清室，其特征在于在所述的澄清室的下游设有膜分离装置，该膜分离装置包括通过管路连接的增压泵、0.2－1μm精密保安器或微滤膜、UF中空纤维超滤膜装置。本实用新型污水处理设备可广泛应用于化工、电镀、造纸、纺织、机械、冶金、餐饮等诸多应用领域。
文档编号C02F1/44GK2778793SQ200520101249
公开日2006年5月10日 申请日期2005年3月26日 优先权日2005年3月26日
发明者王剑波 申请人:王剑波