微波强化微电流电解灭菌及去除悬浮物的水处理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种微波强化微电流电解灭菌及去除悬浮物的水处理装置，包括反应器、微电流发生器、电解电极、微波箱体、微波发射器。反应器上端设有出水口，下端设有进水口和排泥口；反应器内上部设有布水区，下部设有沉淀区，排泥口位于沉淀区下端，布水区中设有与微电流发生器相连接的电解电极，微波箱体内装有微波发射器，反应器贯穿微波箱体。本实用新型可实现对水中病原菌、藻类、胶体和悬浮物的同时去除，避免了向水体中投加絮凝剂、氯消毒剂等化学药剂，不会引起二次污染。本实用新型所提供的装置可广泛应用于农村井水、塘坝水、水窖水等分散式水体的消毒灭菌及悬浮物的去除，处理后的水可直接用作饮用水，具有很大的社会效益。
【专利说明】微波强化微电流电解灭菌及去除悬浮物的水处理装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及环境保护【技术领域】，具体涉及一种微波强化微电流电解灭菌及去除悬浮物的水处理装置。
【背景技术】
[0002]农村饮用水安全是当前我国面临的重要问题之一。目前我国农村饮水不安全人数高达2亿多。农村饮用水主要来源包括窖池水、库塘水、地下水和溪流水等。农村基础设施差、管理水平低，供水普遍缺乏必要的水处理设施和消毒设施，即使配有水处理设施，也存在水质不达标等问题。对于分散式供水和小规模集中供水的农村，几乎普遍缺少水处理设施，而未经处理的饮用水其病原菌和悬浮物超标情况尤其严重。
[0003]细菌超标是农村饮用水中存在的主要问题。有些地区的坑、塘、河、溪人畜共用，甚至既排污又供饮用，缺乏卫生防护，饮用水源被污染，造成水中藻类、致病微生物及其它有害物质含量严重超标，导致疾病流行，有的地方还因此爆发伤寒及霍乱等重大传染疾病。
[0004]胶体和悬浮物是农村饮用水中的主要污染物。胶体表面带电，同类胶体之间有同性电荷的斥力不易相互黏合成较大的颗粒，所以胶体在水中比较稳定，难以用过滤和混凝等常规手段去除。胶体和悬浮物一方面可导致水体产生浑浊，降低光的穿透能力，减少植物光合作用并妨碍水体自净；另一方面又是水中各种污染物的载体，可吸附污染物并随水流动迁移。胶体和悬浮物的存在会对水质产生不良影响。
[0005]农村饮用水中存在的主要问题是细菌和胶体悬浮物超标的问题。针对分散式和小规模供水的农村，亟需开发一种灵活方便、操作简易、具有消毒灭菌和去除胶体、悬浮物功能的高效经济的水处理方法和装置。
[0006]微电流电解是一种环境友好的水处理技术。微电流电解过程中，当采用可溶性阳极(如铝或铁)时，电解时阳极会产生Al3+或Fe3+，水解后形成的氢氧化物胶体絮凝剂可对水中的污染物进行絮凝沉淀处理。电絮凝技术可避免向水中投加絮凝剂等化学药剂，且通过电解产生的絮凝剂比常规絮凝剂的活性更高，凝聚吸附能力更强，处理效果更好。电絮凝过程中，电极板上产生的氧和氢还可以使水中的有机污染物发生氧化反应生成无害的成分，并具有一定的杀菌作用。电絮凝过程的不足在于电解产生絮凝剂后，絮凝沉降的速度较慢，且电絮凝的杀菌作用不显著。
[0007]微波是一种电磁波，微波辐射与絮凝过程存在一定的协同效应，微波的快速高效加热可显著提高絮凝反应速率，促进絮凝剂和污染物颗粒之间的传质作用，有利于絮凝过程快速进行。在微波场作用下，胶体颗粒的微波振动使得胶体的双电层得到压缩，有利于提高颗粒物的碰撞几率，提高絮凝效果。另外，微波辐射技术还具有消毒灭菌的功能，可快速杀灭水体中的病原菌和藻类等微生物。
[0008]中国实用新型专利“微波和电絮凝联合处理印染废水的装置”(专利号:201220557485.0)公开了一种微波和电絮凝联合处理印染废水的装置。该装置首先以活性炭作为吸波载体，采用微波辐照活性炭表面产生高温热点，对印染废水中的有机污染物进行高温氧化处理，将长链大分子物质断裂成短链；微波处理后的废水流入电絮凝反应装置中，电絮凝使有机污染物形成絮状团，通过阳极析出氧气，阴极析出氢气，将絮状团带到水面产生气浮效应；电絮凝后的水再排入沉淀池，进行沉淀处理。
[0009]发明人在实现本实用新型的过程中发现如下问题:上述实用新型专利的装置仅是简单地将微波和电絮凝作用进行前后串联组合，没有利用微波辐射与电絮凝的协同效应，导致电絮凝速度蛮、处理效果不理想；该实用新型仅适用于印染废水中有机污染物的处理，适用范围较窄；另外，电絮凝阴阳极析出气体将絮状团向上带到水面，水面的絮状团再进入沉淀池中向下进行沉淀处理，絮状团的迁移方向与进入沉淀池后沉淀的方向相反，增加了电絮凝的处理步骤和处理时间。
实用新型内容
[0010]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种方便灵活、结构简单的微波强化微电流电解灭菌及去除悬浮物的水处理装置，用于水体中胶体悬浮物、细菌和藻类的同时去除，可大大提升水处理速度和效果。
[0011]一种微波强化微电流电解灭菌及去除悬浮物的水处理装置，包括反应器、微电流发生器、电解电极、微波箱体、微波发射器，反应器上端设有出水口，下端设有进水口和排泥口 ；反应器内上部设有布水区，下部设有沉淀区，排泥口位于沉淀区下端，布水区中设有与微电流发生器相连接的电解电极，微波箱体内装有微波发射器，反应器贯穿微波箱体。
[0012]如上所述的水处理装置，微波发射器的工作方式为间歇式运行，每次开启时间为l-5min,开启微波发射器的同时关闭微电解发生器。
[0013]如上所述的水处理装置，电解电极采用高价铝金属或铁金属作阳极。
[0014]如上所述的水处理装置，微波发生器的微波频率为915MHz或2450MHz。对于小型反应器，选择2450MHz ;对于大型反应器，选择915MHz。
[0015]本实用新型将电絮凝技术和微波技术进行有机结合，通过微波强化作用，显著提升电絮凝对细菌和胶体悬浮物的处理速度，促进电絮凝效果，同时利用微波技术的灭菌作用，对絮凝后胶团中的病原菌和藻类等进行杀灭处理；本实用新型中胶体悬浮物等污染物直接依靠微波和重力的絮凝强化作用向下进行絮凝沉淀，并通过排泥口排出反应器中，大大节省了处理步骤和处理时间。本实用新型可实现对水中细菌、藻类、胶体和悬浮物的同时去除，避免了向水体中投加絮凝剂、氯消毒剂等化学药剂，不会引起二次污染。
[0016]本实用新型所提供的装置可广泛应用于农村井水、塘坝水、水窖水等分散式水体的消毒灭菌及悬浮物的去除，处理后的水可直接用作饮用水，具有很大的社会效益；此外，还可用于生活污水和工业废水的治理中。该装置结构简单，投资少、方便灵活、处理效果好、易于推广实施。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的结构示意图。
[0018]图中:I一反应器，2—微电流发生器，3—电解电极，4一微波箱体，5—微波发射器，6—进水口，7—出水口，8—排泥口，9一布水区，10—沉淀区【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
[0020]图1所示为本实用新型实施例微波强化微电流电解灭菌及去除悬浮物的水处理装置的结构示意图。本实用新型包括反应器1、微电流发生器2、电解电极3、微波箱体4、微波发射器5。
[0021]反应器I下端设有进水口 6和排泥口 8，上端设有出水口 7 ;反应器I内上部设有布水区9，下部设有沉淀区10，排泥口 8位于沉淀区10下端。布水区9中设有与微电流发生器2相连接的电解电极3。微波箱体4内装有微波发射器5，反应器I贯穿微波箱体4。电解电极3可采用高价铝金属或铁金属作阳极。微波发射器5发射的微波频率为915MHz或2450MHz，对于小型反应器，可选择2450MHz，对于大型反应器，可选择915MHz。
[0022]本实用新型的工作原理如下:水从进水口 6进入反应器I中，充满布水区9后，开启微电流发生器2进行电絮凝处理。电解使水中产生一定剂量的Al3+或Fe3+，水解形成氢氧化物胶体絮凝剂，对水体中的胶体悬浮物、病原菌和藻类等进行絮凝处理。絮凝处理过程中间歇性开启微波发射器5,开启微波发射器5的同时关闭微电流发生器2,每次开启微波发射器5的时间为l_5min，发射微波对胶体悬浮物、病原菌和藻类等进行强化絮凝处理，促进絮凝效果，加速絮凝过程并减少絮凝沉降时间，同时利用微波辐射的灭菌效果对絮凝所形成胶团中的病原菌和藻类进行杀灭，起到消毒灭菌的作用。经过微电流电解和微波的反复作用，对水中细菌、藻类、胶体和悬浮物进行杀灭和去除。经过处理后的清水从出水口 7通过溢流作用排出。待该装置经过一段时间的运行，沉淀区10累积了一定量的污泥后，将污泥经过排泥口 8排出。
[0023]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种微波强化微电流电解灭菌及去除悬浮物的水处理装置，其特征在于:包括反应器(I)、微电流发生器(2)、电解电极(3)、微波箱体(4)、微波发射器(5)，反应器(I)上端设有出水口(7)，下端设有进水口(6)和排泥口(8);反应器(I)内上部设有布水区(9)，下部设有沉淀区(10)，排泥口(8)位于沉淀区(10)下端，布水区(9)中设有与微电流发生器(2)相连接的电解电极(3)，微波箱体(4)内装有微波发射器(5)，反应器(I)贯穿微波箱体(4)。
2.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于:微波发射器(5)的工作方式为间歇式运行，每次开启时间为l_5min，开启微波发射器(5)的同时关闭微电解发生器(2)。
3.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于:电解电极(3)采用高价铝金属或铁金属作阳极。
4.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于:微波发射器(5)发射的微波频率为915MHz 或 2450MHz。
【文档编号】C02F1/30GK203402944SQ201320500815
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】林莉, 陈进, 赵良元, 谢雯静 申请人:长江水利委员会长江科学院