專利名稱：紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的方法和裝置，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，主要用于城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)污水的處理。
背景技術(shù)：
隨著人口的增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，中國(guó)水資源緊缺將日趨嚴(yán)重。與水資源 短缺相對(duì)應(yīng)，中國(guó)的另一個(gè)水問(wèn)題是水環(huán)境污染。我國(guó)水體污染主要來(lái)自兩方面，一是工業(yè)發(fā)展超標(biāo)排放工業(yè)廢水，二是城市化中由于城鎮(zhèn)污水排放和集中處理設(shè)施嚴(yán)重缺乏，大量生活污水未經(jīng)處理直接進(jìn)入水體造成環(huán)境污染。近年來(lái)，城鎮(zhèn)生活污水排放量以年均5%的速度遞增，并在1999年首次超過(guò)工業(yè)污水排放量，占到全國(guó)污水排放總量的52. 9%。2003年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)工業(yè)和城鎮(zhèn)生活廢水排放總量為460億噸，其中工業(yè)廢水排放量212. 4億噸，城鎮(zhèn)生活污水排放量247. 6億噸，廢水中化學(xué)需氧量(COD)排放總量1333. 6萬(wàn)噸，城鎮(zhèn)生活污水中COD排放量821. 7萬(wàn)噸。從以上數(shù)據(jù)可以看出，城鎮(zhèn)生活污水已經(jīng)成為水污染的第一大來(lái)源，其防治直接關(guān)系到水體、水質(zhì)的保護(hù)以及水資源的可持續(xù)利用，是我國(guó)水污染防治與環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)之一，對(duì)于改善城市環(huán)境質(zhì)量與居民生存環(huán)境，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。城鎮(zhèn)生活污水主要是指城市居民家庭、賓館飯店、機(jī)關(guān)單位、學(xué)校、商場(chǎng)等設(shè)施由于生活利用而產(chǎn)生的污水，主要包括沖廁用水、生活洗滌用水、廚房污水等。這些生活用水耗量大，往往含有較高的有機(jī)物(如蛋白質(zhì)、油脂、淀粉等)以及氮、磷等無(wú)機(jī)物，此外，還含有病原微生物和較多的懸浮物。城鎮(zhèn)生活污水中的污染物通常包括三大類有機(jī)物、懸浮固體(SS)、營(yíng)養(yǎng)物(磷和氮)，這些污染物都是常規(guī)處理(以達(dá)標(biāo)排放為主要目的)和深度處理(以再生回用為主要目的)的去除對(duì)象。常規(guī)污水處理通常又分為物理去除為主的一級(jí)處理和以生物處理為主的二級(jí)處理兩個(gè)階段。其中，以化學(xué)需氧量(COD)及生化需氧量(BOD)數(shù)值代表水體中有機(jī)物的污染程度，數(shù)值越大，則水體被有機(jī)物污染的程度越嚴(yán)重。目前COD及BOD值已成為許多水質(zhì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的重要參數(shù)，是目前污水處理領(lǐng)域最重要水質(zhì)參數(shù)之一。生活污水處理方法分為物理法、物理化學(xué)及化學(xué)法、生化法及電化學(xué)方法。一般情況下各處理方法很少單獨(dú)使用，大都采用兩種或者兩種以上方法結(jié)合的形式進(jìn)行污水處理。其中降低COD及BOD值有如下幾種方法
物理法采用機(jī)械方法去除污水中固體懸浮物雜志，一般包括篩除、沉淀、氣浮、過(guò)濾和膜分離等技術(shù)。其原理即是使附著在固體顆粒表面的有機(jī)物隨著固體一起被從水中分離，從而降低COD及BOD值。物理化學(xué)及化學(xué)法向污水中投加某些化學(xué)物質(zhì)，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)及藥劑的作用分離、轉(zhuǎn)化、破壞或回收污水中的污染物，主要包括混凝沉淀、中和、氧化還原、吸附電滲析等。化學(xué)法主要利用化學(xué)反應(yīng)的作用處理污染物。生化法利用微生物降解作用，使污水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化、分解。生化法可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。常用的方法有活性污泥法及生物膜法。電化學(xué)法利用特制電極板通電后通過(guò)極板與污水的接觸，直接氧化水中的有機(jī)物，將其分解為二氧化碳與水；或利用電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電絮凝過(guò)程，在水中產(chǎn)生膠狀體，吸附污水中的懸浮物，部分有機(jī)物以懸浮狀態(tài)存在或者附著在固體顆粒表面，能夠隨膠體被從水體中去除，從而達(dá)到降低COD及BOD的效果。在使用各種方法降低水中COD及BOD值時(shí)，均會(huì)有一定的局限性利用物理法或電絮凝方法只能將水中不溶性固體所攜帶的有機(jī)物從水中分離出去，對(duì)于溶解在水中的有機(jī)物，這些方法則不能起到降低COD及BOD值的作用；對(duì)于生化法來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)細(xì)菌分解水中有機(jī)物、降低COD及BOD值后，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，還需要另外投放殺菌劑(次氯酸鈉)殺滅水中大腸桿菌，另外，許多標(biāo)準(zhǔn)對(duì)處理后水中次氯酸鈉的剩余濃度還有強(qiáng)制要求，因此需要進(jìn)行必要的中和；采用電解法能耗要比其他幾種方法高，另外，如在淡水條件下電解，處理后仍需加入殺菌劑進(jìn)行處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的方法和裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的方法，其特征在于，包括以下步驟
(1)污水預(yù)處理對(duì)污水進(jìn)行過(guò)濾、沉淀；
(2)在預(yù)處理后的污水中加入次氯酸鈉溶液；
(3)紫外光照射污水含有次氯酸鈉溶液的污水流經(jīng)安裝有紫外燈的容器。一種實(shí)施所述紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的方法的裝置，其特征在于，包括濾網(wǎng)、收集罐、水泵、計(jì)量泵、次氯酸鈉儲(chǔ)罐和紫外處理罐，濾網(wǎng)設(shè)在收集罐的上部，在收集罐的頂部和下部分別設(shè)有污水入口和出口，該出口通過(guò)串聯(lián)的水泵、流量計(jì)和第二閥門與紫外處理罐的入口連接，在該紫外處理罐的入口還通過(guò)計(jì)量泵與次氯酸鈉儲(chǔ)罐的底部入口連接，在該紫外處理罐的上部和底部分別設(shè)有溢流口和排污閥門。所述的收集罐通過(guò)支架支撐；在該收集罐的底部設(shè)有排放口并裝有第一閥門，用于排污或取樣；在該收集罐的上部設(shè)有罐蓋。從所述的次氯酸鈉儲(chǔ)罐流出的次氯酸鈉溶液與從第二閥門流出的污水混合后的管道上設(shè)有排放口并裝有第三閥門，用于污水取樣，檢測(cè)混合后污水中余氯濃度。在所述的紫外處理罐中安裝有紫外燈管，紫外燈管外部套有石英套管使燈管與污水隔絕；紫外燈管及石英套管通過(guò)支架固定。在所述的收集罐內(nèi)的上部和下部分別設(shè)有上液位控制開關(guān)和下液位控制開關(guān)，所述的上液位控制開關(guān)、下液位控制開關(guān)、水泵、流量計(jì)、計(jì)量泵和紫外燈管均由一控制柜控制。本發(fā)明采用紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的方法，與其他處理技術(shù)相比，其創(chuàng)新點(diǎn)為:
1.首次將光化學(xué)方法引入到降低水中COD及BOD值的領(lǐng)域；
2.降低COD及BOD值的同時(shí)殺滅水中有害病菌；
3.在利用次氯酸鈉殺滅水中有害病菌的同時(shí)，可使水中余氯濃度降低為0，無(wú)二次污染。經(jīng)紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同處理后的水中，COD及BOD數(shù)值有較大程度的降低，其降低程度視紫外照射強(qiáng)度、照射時(shí)間水中次氯酸鈉濃度等因素而定。單獨(dú)采用次氯酸鈉或紫外光照處理，COD及BOD值并沒有明顯的變化。同時(shí)經(jīng)過(guò)協(xié)同處理后，水中大腸桿菌數(shù)量幾乎為零，余氯基本上被消除。


圖I是本發(fā)明的裝置構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明一種紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)污水預(yù)處理對(duì)污水進(jìn)行過(guò)濾、沉淀；
(2)在預(yù)處理后的污水中加入次氯酸鈉溶液；
(3)紫外光照射污水含有次氯酸鈉溶液的污水流經(jīng)安裝有紫外燈的容器。參見圖1，本發(fā)明一種紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的裝置，一種實(shí)施權(quán)利要求I所述方法的裝置，其特征在于，包括濾網(wǎng)I、收集罐2、水泵6、計(jì)量泵9、次氯酸鈉儲(chǔ)罐10和紫外處理罐11，濾網(wǎng)I設(shè)在收集罐2的上部，在收集罐2的頂部和下部分別設(shè)有污水入口 21和出口，該出口通過(guò)串聯(lián)的水泵6、流量計(jì)7和第二閥門8與紫外處理罐11的入口連接，在該紫外處理罐11的入口還通過(guò)計(jì)量泵9與次氯酸鈉儲(chǔ)罐10的底部入口連接，在該紫外處理罐11的上部和底部分別設(shè)有溢流口 15和排污閥門16。所述的收集罐2通過(guò)支架17支撐；在該收集罐2的底部設(shè)有排放口并裝有第一閥門18，用于排污或取樣；在該收集罐2的上部設(shè)有罐蓋19。從所述的次氯酸鈉儲(chǔ)罐10流出的次氯酸鈉溶液與從閥第二門8流出的污水混合后的管道上設(shè)有排放口并裝有第三閥門20，用于污水取樣，檢測(cè)混合后污水中余氯濃度。在所述的紫外處理罐11中安裝有紫外燈管12，紫外燈管12外部套有石英套管13使燈管與污水隔絕；紫外燈管12及石英套管13通過(guò)支架14固定。在所述的收集罐2內(nèi)的上部和下部分別設(shè)有上液位控制開關(guān)3和下液位控制開關(guān)4，所述的上液位控制開關(guān)3、下液位控制開關(guān)4、水泵6、流量計(jì)7、計(jì)量泵9和紫外燈管12均由一控制柜5控制。本發(fā)明的工作過(guò)程是從污水入口 21引入的污水通過(guò)濾網(wǎng)I經(jīng)過(guò)粗過(guò)濾后進(jìn)入收集罐2，收集罐2中設(shè)有上液位控制開關(guān)3及下液位控制開關(guān)4，當(dāng)污水液位到達(dá)高液位點(diǎn)時(shí)上液位控制開關(guān)3向控制柜5發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)水泵6，將污水從收集罐2中抽出；當(dāng)污水液位到達(dá)低液位點(diǎn)時(shí)，下液位控制開關(guān)4向控制柜5發(fā)送停止信號(hào)停止水泵6的工作。水泵6的污水流量通過(guò)調(diào)節(jié)閥門8來(lái)進(jìn)行控制，同時(shí)流量計(jì)7監(jiān)測(cè)污水流量。當(dāng)水泵6啟動(dòng)時(shí)，計(jì)量泵9也同時(shí)啟動(dòng)，將次氯酸鈉儲(chǔ)罐10中的次氯酸鈉溶液抽出，泵入管道內(nèi)與污水混合。次氯酸鈉流量可通過(guò)計(jì)量泵9進(jìn)行調(diào)節(jié)?；旌虾蟮奈鬯M(jìn)入紫外處理罐11中，污水在紫外處理罐11停留一定時(shí)間后，從溢流孔15流出。紫外處理罐11底部的排污閥門16可定期將底部水泥混合物排出。
本發(fā)明針對(duì)各種水體中的有機(jī)物，采用紫外光照與次氯酸鈉聯(lián)合的方法分解水中有機(jī)物，從而降低水中COD及BOD值。主要原理為污水進(jìn)過(guò)濾、沉淀預(yù)處理后，加入一定濃度次氯酸(次氯酸鈉)溶液，流經(jīng)安裝有紫外燈的容器，在一定強(qiáng)度紫外燈的照射下，通過(guò)改變裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及水體流速來(lái)控制水體的被照射時(shí)間，水中次氯酸(次氯酸鈉)在紫外光照射下，發(fā)生光化學(xué)分解，產(chǎn)生初生態(tài)氧，該初生態(tài)氧具有很強(qiáng)的氧化能力，能夠?qū)⑺杏袡C(jī)物氧化、分解為二氧化碳和水，從而降低水中COD及BOD數(shù)值，同時(shí)在次氯酸(次氯酸鈉)以及紫外光照的共同作用下，水中大腸桿菌也同時(shí)被殺滅。另外，次氯酸(次氯酸鈉)在紫外光照作用下被分解，最后水中無(wú)殘余次氯酸(次氯酸鈉)或殘余濃度很低。反應(yīng)過(guò)程如下
HClO ■ >HCl +
(I)
NaQQ 觀 >WaCl + [O](2)[〇]+有機(jī)物——>C02 +H2O (3)
在對(duì)污水進(jìn)行處理時(shí)，該處理方法可單獨(dú)使用或與其他方法聯(lián)合使用進(jìn)行深度處理。
權(quán)利要求
1.ー種紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)污水預(yù)處理對(duì)污水進(jìn)行過(guò)濾、沉淀； (2)在預(yù)處理后的污水中加入次氯酸鈉溶液； (3)紫外光照射污水含有次氯酸鈉溶液的污水流經(jīng)安裝有紫外燈的容器。
2.ー種實(shí)施權(quán)利要求I所述方法的裝置，其特征在于，包括濾網(wǎng)、收集罐、水泵、計(jì)量泵、次氯酸鈉儲(chǔ)罐和紫外處理罐，濾網(wǎng)設(shè)在收集罐的上部，在收集罐的頂部和下部分別設(shè)有污水入口和出口，該出口通過(guò)串聯(lián)的水泵、流量計(jì)和第二閥門與紫外處理罐的入口連接，在該紫外處理罐的入口還通過(guò)計(jì)量泵與次氯酸鈉儲(chǔ)罐的底部入口連接，在該次氯酸鈉儲(chǔ)罐的上部和底部分別設(shè)有溢流ロ和排污閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的裝置，其特征在于，所述的收集罐通過(guò)支架支撐；在該收集罐的底部設(shè)有排放ロ并裝有第一閥門，用于排污或取樣；在該收集罐的上部設(shè)有罐蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的裝置，其特征在干，從所述的次氯酸鈉儲(chǔ)罐流出的次氯酸鈉溶液與從第二閥門流出的污水混合后的管道上設(shè)有排放ロ并裝有第三閥門，用于污水取樣，檢測(cè)混合后污水中余氯濃度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的裝置，其特征在于，在所述的紫外處理罐中安裝有紫外燈管，紫外燈管外部套有石英套管使燈管與污水隔絕；紫外燈管及石英套管通過(guò)支架固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的裝置，其特征在于，在所述的收集罐內(nèi)的上部和下部分別設(shè)有上液位控制開關(guān)和下液位控制開關(guān)，所述的上液位控制開關(guān)、下液位控制開關(guān)、水泵、流量計(jì)、計(jì)量泵和紫外燈管均由ー控制柜控制。
全文摘要
一種紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的方法和裝置，包括以下步驟(1)污水預(yù)處理對(duì)污水進(jìn)行過(guò)濾、沉淀；(2)在預(yù)處理后的污水中加入次氯酸鈉溶液；(3)紫外光照射污水含有次氯酸鈉溶液的污水流經(jīng)安裝有紫外燈的容器。本發(fā)明采用紫外光照與次氯酸鈉協(xié)同消除水中有機(jī)物的方法，其創(chuàng)新點(diǎn)為首次將光化學(xué)方法引入到降低水中COD及BOD值的領(lǐng)域；降低COD及BOD值的同時(shí)殺滅水中有害病菌；在利用次氯酸鈉殺滅水中有害病菌的的同時(shí)，可使水中余氯濃度降低為0，無(wú)二次污染。
文檔編號(hào)C02F9/08GK102838243SQ201210368838
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者于青, 王輝, 劉雪雷, 許舒, 劉光洲, 王洪仁 申請(qǐng)人:青島雙瑞海洋環(huán)境工程股份有限公司