專利名稱：一種水體綜合處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種水體綜合處理裝置，尤其涉及一種適用于有機廢水凈化和殺菌滅藻的水體綜合處理裝置，該水體綜合處理裝置可廣泛用于エ業(yè)污水、生活污水、垃圾滲透液、景觀水、自來水、家庭小區(qū)分質(zhì)供水和鄉(xiāng)村小鎮(zhèn)飲水等水體的綜合處理。
背景技術(shù)：
眾所周知，對于污水浄化來說，水體中有機物的去除和殺菌滅藻始終是行業(yè)的一個技術(shù)難題，殺菌滅藻很大程度上要依靠使用大量的化學(xué)藥劑來實現(xiàn)。飲用水浄化處理過程中，采用氯氣作氧化劑對自來水進(jìn)行消毒殺菌有它致命的弱點，即，會生成中間產(chǎn)物三氯甲烷、氯こ烷、四氯化碳等多種含氯有機物，這些帶來二次污染的有機物大多是優(yōu)先控制污染物，飲用后會危害人體健康。用臭氧對自來水進(jìn)行消毒殺菌比氯氣安全，但也會形成ー些有毒性的中間產(chǎn)物，而且臭氧維持時間短、水質(zhì)ロ感不好，成本高。用活性炭吸附、高分子濾 芯過濾等方法進(jìn)行深度處理，只能去除水中的大顆粒懸浮物、無機離子和部分有機物，對三氯甲烷、氯こ烷、四氯化碳等小分子有機物去除效率低，且需要經(jīng)常更換濾芯。所以，上述水體深度處理效果均不理想，處理后的水質(zhì)基本不能達(dá)到直接飲用標(biāo)準(zhǔn)。用RO反滲透法進(jìn)行自來水深度處理，雖然可以達(dá)到直飲水標(biāo)準(zhǔn)，但也存在三氯甲烷去除效率低、人體所需微量元素被過濾去除、處理后的水質(zhì)呈弱酸性、水損失很大、投資大、運行成本高等問題。催化氧化水處理技術(shù)可以有效解決上述問題，但是由于反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計和エ藝不理想導(dǎo)致其處理水量小，效率低制約了規(guī)?；焖侔l(fā)展。目前，國內(nèi)外催化氧化水質(zhì)深度處理根據(jù)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)大體可分為懸浮體系和固定型結(jié)構(gòu)。懸浮體系反應(yīng)器的催化劑回收困難而難于大規(guī)模實用化，固定型結(jié)構(gòu)多采用載體鍍膜或涂抹方式，存在接觸表面積小、效率低的問題。日本公開特許平4-141294用多孔燒結(jié)材料或光導(dǎo)纖維作為催化劑載體，増大表面積，但很大部分光照射不到，且價格昂貴不實用。中國實用新型專利95244568公開了ー種固定膜光催化氧化水質(zhì)深度浄化器，中國實用新型專利96251030公開了ー種光催化水質(zhì)處理器，發(fā)明專利CN1257838公開了可連續(xù)光催化浄化含有機污染物廢水及飲用水的方法和設(shè)備，該方法采用懸浮體系實現(xiàn)連續(xù)處理，但難以實現(xiàn)大容量高效處理?，F(xiàn)有技術(shù)中的水處理設(shè)備存在如下共同缺點(I)需要外加攪拌器從而帶來污染源、噪音、故障率上升；(2)反應(yīng)時間長，難于做到連續(xù)處理；(3)催化劑載體、燈管保護(hù)管及上下端等密封困難；(4)處理能力小，擴(kuò)容困難；(5)主要考慮了通過増加催化劑載體面積和提高催化劑的活性來提高整體效率，制約了大容量的規(guī)?；l(fā)展；
(6)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便安裝和維護(hù)。

實用新型內(nèi)容本實用新型是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供ー種可通過調(diào)整預(yù)處理器的體積、増加催化氧化反應(yīng)器的數(shù)量和反應(yīng)器單位處理量來控制處理水量的大小，同時，還可把整體裝置積木式多級并聯(lián)使用，從而得到放大處理水體容量的、裝置結(jié)構(gòu)簡單可行的水體綜合處理裝置。為此，本實用新型提供了ー種水體綜合處理裝置，所述水體綜合處理裝置包括進(jìn)水管；預(yù)處理器，對從進(jìn)水管流入的水進(jìn)行多級精濾預(yù)處理；至少ー個催化氧化反應(yīng)器，對經(jīng)過預(yù)處理器預(yù)處理的水進(jìn)行催化氧化深度浄化；出水管，將經(jīng)過催化氧化反應(yīng)器處理的水排出。根據(jù)本實用新型，所述至少一個催化氧化反應(yīng)器的下端通過下部連接管連接到所述預(yù)處理器的下端，所述至少一個催化氧化反應(yīng)器的上端通過上部連接管連接到所述預(yù)處理器的上端。所述預(yù)處理器的內(nèi)部從上到下設(shè)置有隔層和由多種濾料形成的多級過濾層?？蛇x地，所述催化氧化反應(yīng)器包括反應(yīng)器外殼；催化劑載體，設(shè)置在所述反應(yīng)器外殼的內(nèi)側(cè)表面；催化劑涂層，設(shè)置在所述催化劑載體的表面上；光源組件，一端固定于所述反應(yīng)器外殼的一端而設(shè)置于所述反應(yīng)器外殼的內(nèi)部，以用于向所述催化劑涂層提供觸發(fā) 倉tfi?？蛇x地，所述催化氧化反應(yīng)器包括反應(yīng)器外殼；光源組件，一端固定于所述反應(yīng)器外殼的一端而設(shè)置在所述反應(yīng)器外殼的內(nèi)部；催化劑涂層，涂布于所述發(fā)光單元的外表面。優(yōu)選地，所述催化劑涂層的催化劑為鈦基復(fù)合催化劑或鉬催化劑。所述催化劑載體的材料為玻璃、陶瓷、不銹鋼、金屬、塑料或樹脂材料。所述光源組件發(fā)出的光為紫外光或可見光，或者所述光源組件為產(chǎn)生催化劑觸發(fā)能量的帶電體、熱輻射物質(zhì)。所述進(jìn)水管對水進(jìn)行溶氧活化。本實用新型的水體綜合處理裝置具有如下優(yōu)點(I)這種處理方法本身無毒，不產(chǎn)生二次污染；(2)不需添加其它化學(xué)藥品，即水體充分與催化劑涂層(薄膜)接觸，催化劑獲得觸發(fā)能量，產(chǎn)生具有極強氧化性的活性因子，該活性因子可高效分解去除水體中的有機物，殺滅藻類和菌群；(3)在紫外燈和自由基的雙重作用下保證殺菌滅藻；(4)本實用新型的水體綜合處理裝置是ー個整體的結(jié)構(gòu)，只要以較低的水壓從進(jìn)水管進(jìn)水，則待凈化的水就可根據(jù)水的自身的重量而流動，從而得到?jīng)坊?，因此無需提供較大的水壓；(5)可通過催化氧化處理大水量，一方面在保持反應(yīng)器單位處理量的同時，可通過放大預(yù)處理器和増加催化氧化反應(yīng)器數(shù)量達(dá)到放大處理水體容量的要求，另ー方面，可把整體裝置積木式多級并聯(lián)使用，以達(dá)到放大處理水體容量的目的；并且反應(yīng)器或整體裝置可単體使用，也可復(fù)合擴(kuò)容；(6)裝置結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，效果好、占地面積小、應(yīng)用廣泛，靜態(tài)運行無噪音，節(jié)能環(huán)保，安全、簡單可行，制造和運行成本低，浄化后的水體純凈鮮活；(7)該裝置適用于有機廢水、エ業(yè)廢水、垃圾廢水、飲水深度處理。

圖I為示出本實用新型的水體綜合處理裝置的透視圖；圖2為示出本實用新型的水體綜合處理裝置的俯視圖；[0020]圖3為基于圖2的A-A線截取的本實用新型的水體綜合處理裝置的剖視圖；圖4為本實用新型的水體綜合處理裝置的催化氧化反應(yīng)器的主要部分的剖視圖。主要符號說明100為進(jìn)水管，200為預(yù)處理器，220為隔層，230為多級過濾層，240為濾料，300為催化氧化反應(yīng)器，310為催化劑載體，320為催化劑膜，330為發(fā)光單元，340為上部連接管，350為下部連接管，400為出水管，500為水。
具體實施方式
以下，參照附圖來詳細(xì)說明本實用新型的優(yōu)選實施例。圖I為示出本實用新型的水體綜合處理裝置的透視圖，圖2為示出本實用新型的水體綜合處理裝置的俯視圖。 如圖I和圖2所示，本實用新型的水體綜合處理裝置包括進(jìn)水管100、預(yù)處理器200、催化氧化反應(yīng)器300以及出水管400。以下，參照圖3和圖4對本實用新型的水體綜合處理裝置的各個部件進(jìn)行詳細(xì)說明。圖3為基于圖2的A-A線截取的本實用新型的水體綜合處理裝置的剖視圖。如圖3所示，本實用新型的水體綜合處理裝置包括進(jìn)水管100，優(yōu)選地，為了增加水中的氧含量，可以在待處理的水進(jìn)入進(jìn)水管100的過程中，通過增加待處理的水與空氣的接觸面積來對水進(jìn)行溶氧活化，其中，可以采用本領(lǐng)域中的任何方法來增加水與空氣的接觸面積；預(yù)處理器200，對從進(jìn)水管100流入的水進(jìn)行預(yù)處理；至少ー個催化氧化反應(yīng)器300，催化氧化反應(yīng)器300的下端通過下部連接管350連接到位于預(yù)處理器200下端側(cè)部的下端連接ロ 250，從而對從預(yù)處理器200的下端流出的、經(jīng)過預(yù)處理器200預(yù)處理的水進(jìn)行催化氧化深度凈化；出水管400，將從催化氧化反應(yīng)器300的上端流出的、經(jīng)過催化氧化反應(yīng)器300而被催化氧化深度凈化處理的水排出。在本實施例中，多個催化氧化反應(yīng)器300的下端分別通過多個下部連接管350連接到預(yù)處理器200的下端側(cè)面的多個下端連接ロ 250。而且，多個下端連接ロ 250可形成在預(yù)處理器200的下端的任意位置，并不限定于形成在預(yù)處理器200的下端的側(cè)面。另外，在本實施例中，預(yù)處理器200的內(nèi)部的上端具有隔層220，隔層220具有用于插入進(jìn)水管100的一端的插入口 221。多個催化氧化反應(yīng)器300的上端分別通過多個上部連接管340連接到位于隔層220上方的、形成在預(yù)處理器200的上端側(cè)面的多個上端連接ロ 260。出水管400連接在位于隔層220上方的、形成在預(yù)處理器200的上端側(cè)面的出水管連接ロ 270。由此，經(jīng)過多個催化氧化反應(yīng)器300深度浄化的水流入形成在預(yù)處理器200上端的腔體280內(nèi)。此外，當(dāng)水位達(dá)到出水管400的高度時，經(jīng)深度處理的水將通過出水管400流出。此外，對于預(yù)處理器200的大小沒有特別地限制，可根據(jù)用途(例如，有機廢水、エ業(yè)廢水、垃圾廢水、飲水深度處理等)設(shè)計多種大小。例如，當(dāng)預(yù)處理器200為圓筒狀時可設(shè)計其直徑為500mm至IOOOmm(高度可任意)，由此，可在預(yù)處理器200的周圍設(shè)置多個催化氧化反應(yīng)器300。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，雖然在圖中示出了本實用新型的催化氧化水浄化裝置具有三個催化氧化反應(yīng)器的情況，但根據(jù)需要可設(shè)置ー個或多個催化氧化反應(yīng)器。[0032]另外，一個催化氧化反應(yīng)器的處理量有限，但是本實用新型通過設(shè)置多個催化氧化反應(yīng)器可提高處理量，從而解決了催化氧化不能大量處理的技術(shù)問題。而且，本實用新型可通過并聯(lián)連接多臺本實用新型的催化氧化水浄化裝置而同時使用，從而可増加處理量。雖然在圖中未示出，但是為了使腔體280與外部隔離而維持水的凈化狀態(tài)，可在預(yù)處理器200的上部設(shè)置用于蓋住預(yù)處理器200的上部(S卩，用于蓋住腔體280的上部)開ロ的蓋體(未圖示)，而該蓋體應(yīng)當(dāng)形成有用于插入進(jìn)水管100的一端的開ロ(未圖示)。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，本實用新型可不形成如上所述的腔體280，而 是將連接到多個催化氧化反應(yīng)器300的多個上部連接管340的一端直接連接到出水管400的一端，由此使得經(jīng)深度處理的水直接通過出水管400流出。另外，預(yù)處理器200和催化氧化反應(yīng)器300的外觀形狀可以為圓管狀或方管狀的任意形狀。以下，將對上述預(yù)處理器200的內(nèi)部構(gòu)成以及上述催化氧化反應(yīng)器300的內(nèi)部構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖3所示，在預(yù)處理器200內(nèi)部，在從隔層220的下部至多個下端連接ロ 250的上部的區(qū)域中，設(shè)置由多種濾料240形成的多級過濾層230，由此對從進(jìn)水管100流入的水進(jìn)行預(yù)處理。濾料240的種類可根據(jù)用戶的需要選擇。圖4為本實用新型的水體綜合處理裝置的催化氧化反應(yīng)器的主要部分的剖視圖。在此，首先對本實用新型的催化氧化反應(yīng)器300所依據(jù)的原理進(jìn)行說明即，半導(dǎo)體催化劑在獲得觸發(fā)能量的條件下，生成強氧化劑0H_，OF和H2O分子氧化成 OH自由基，而 OH自由基的氧化能力是水體中存在的氧化劑中除氟外最強的，能氧化大多數(shù)的有機污染物及部分無機污染物并將其最終礦化為C02、H2O等無害物質(zhì)，且有效殺滅菌群，使水質(zhì)得到深度浄化，幾乎無選擇性。下面以甲醇和亞硝酸鹽為例示出了催化氧化的基本反應(yīng)式Ti02+h y — e-+h+H20+h+— OH +H+H++e_ — H HC0H+0H — HC00H+H HC00H+0H — C02+H20+H H +H — H2NO2IOH — NCV+H 如圖4所示，催化氧化反應(yīng)器300包括反應(yīng)器外殼360 ;催化劑載體310，設(shè)置在反應(yīng)器外殼360的內(nèi)側(cè)表面；催化劑涂層320，設(shè)置在催化劑載體310的表面上；發(fā)光單元330,—端固定于反應(yīng)器外殼360的一端而設(shè)置于反應(yīng)器外殼360的內(nèi)部，以用于向所述催化劑涂層320提供光源。對于發(fā)光單兀330設(shè)置在反應(yīng)器外殼360的內(nèi)部的方式可以有多種,例如,發(fā)光單元330的一端安裝在設(shè)置于反應(yīng)器外殼360的上端的固定塞(未圖示)，由此使發(fā)光単元330設(shè)置于反應(yīng)器外殼360的中央。在本實用新型中，只要使發(fā)光單元330設(shè)置于反應(yīng)器外殼360的內(nèi)部即可，對此可采用公知的任意的設(shè)置方式。此外，發(fā)光單元330可通過發(fā)光單元330的一端連接到電源，由此進(jìn)行發(fā)光，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的設(shè)置方式，對此不再進(jìn)行詳細(xì)說明。[0049]另外，作為催化氧化反應(yīng)器的另ー個實施例，該催化氧化反應(yīng)器可包括反應(yīng)器外殼；發(fā)光單元，一端固定于反應(yīng)器外殼的一端而設(shè)置在反應(yīng)器外殼內(nèi)部；催化劑涂層，涂布于發(fā)光単元的外表面上。在此，所述發(fā)光単元不僅起到光源的作用，還起到催化劑載體的作用。相比上述的催化氧化反應(yīng)器300，這種催化氧化反應(yīng)器的催化劑涂層更靠近光源，且接收的熱能更大，因此效率更佳。此外，另ー個實施例的催化氧化反應(yīng)器的發(fā)光單元可以形成為飄帶狀或片狀，由此增大催化劑涂層的面積，提高裝置的凈水效率。另外，催化劑涂層的催化劑可以為鈦基復(fù)合催化劑、鉬催化劑等通過光、電或熱等能量觸發(fā)的各種催化劑材料。并且，所述催化劑載體的形狀可以為管狀、片狀、帯狀(薄膜)顆?；蚓W(wǎng)孔狀，載體材料可以為玻璃、不銹鋼、陶瓷、金屬、塑料、樹脂材料等。所述催化劑的觸發(fā)能量可以為光能、電能或熱能。所述發(fā)光單元發(fā)出的光可以為紫外光或可見光。以下，對水體流動過程進(jìn)行說明。如圖I至圖4所示，待處理水體從進(jìn)水管100流入預(yù)處理器200以進(jìn)行前置預(yù)處理，預(yù)處理后的水體從催化氧化反應(yīng)器300底部以設(shè)定的単位體積流量和流速經(jīng)催化氧化反應(yīng)器300緩慢上升，使水500進(jìn)行催化氧化深度浄化，經(jīng)過t時刻(預(yù)定的時間段)浄化后的優(yōu)質(zhì)水體通過催化氧化反應(yīng)器300上端的出水管400流入儲水箱或水池。本實用新型的水體綜合處理裝置的優(yōu)點是(I)這種處理方法本身無毒，不產(chǎn)生二次污染；(2)不需添加其它化學(xué)藥品，即水體充分與催化劑涂層(薄膜)接觸，催化劑獲得觸發(fā)能量，產(chǎn)生具有極強氧化性的活性因子，該活性因子可高效分解去除水體中的有機物，殺滅藻類和菌群；(3)在紫外燈和自由基的雙重作用下保證殺菌滅藻；(4)本實用新型的水體綜合處理裝置是ー個整體的結(jié)構(gòu)，只要以較低的水壓從進(jìn)水管進(jìn)水，則待凈化的水就可根據(jù)水的自身的重量而流動，從而得到?jīng)坊?，因此無需提供較大的水壓；(5)可通過催化氧化處理大水量，一方面在保持反應(yīng)器單位處理量的同時，可通過放大預(yù)處理器和増加催化氧化反應(yīng)器數(shù)量達(dá)到放大處理水體容量的要求，另ー方面，可把整體裝置積木式多級并聯(lián)使用，以達(dá)到放大處理水體容量的目的；并且反應(yīng)器或整體裝置可単體使用，也可復(fù)合擴(kuò)容；(6)裝置結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，效果好、占地面積小、應(yīng)用廣泛，靜態(tài)運行無噪音，節(jié)能環(huán)保，安全、簡單可行，制造和運行成本低，浄化后的水體純凈鮮活；(7)該裝置適用于有機廢水、エ業(yè)廢水、垃圾廢水、飲水深度處理。
權(quán)利要求1.一種水體綜合處理裝置，其特征在于所述水體綜合處理裝置包括 進(jìn)水管； 預(yù)處理器，對從進(jìn)水管流入的水進(jìn)行多級精濾預(yù)處理； 至少一個催化氧化反應(yīng)器，對經(jīng)過預(yù)處理器預(yù)處理的水進(jìn)行催化氧化深度凈化； 出水管，將經(jīng)過催化氧化反應(yīng)器處理的水排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水體綜合處理裝置，其特征在于所述至少一個催化氧化反應(yīng)器的下端通過下部連接管連接到所述預(yù)處理器的下端，所述至少一個催化氧化反應(yīng)器的上端通過上部連接管連接到所述預(yù)處理器的上端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水體綜合處理裝置，其特征在于所述預(yù)處理器的內(nèi)部從上到下設(shè)置有隔層和由多種濾料形成的多級過濾層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水體綜合處理裝置，其特征在于所述催化氧化反應(yīng)器包括反應(yīng)器外殼；催化劑載體，設(shè)置在所述反應(yīng)器外殼的內(nèi)側(cè)表面；催化劑涂層，設(shè)置在所述催化劑載體的表面上；光源組件，一端固定于所述反應(yīng)器外殼的一端而設(shè)置于所述反應(yīng)器外殼的內(nèi)部，以用于向所述催化劑涂層提供觸發(fā)能量。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水體綜合處理裝置，其特征在于所述催化氧化反應(yīng)器包括反應(yīng)器外殼；光源組件，一端固定于所述反應(yīng)器外殼的一端而設(shè)置在所述反應(yīng)器外殼的內(nèi)部；催化劑涂層，涂布于所述發(fā)光單元的外表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的水體綜合處理裝置，其特征在于所述催化劑涂層的催化劑為鈦基復(fù)合催化劑或鉬催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的水體綜合處理裝置，其特征在于所述催化劑載體的材料為玻璃、陶瓷、不銹鋼、金屬、塑料或樹脂材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的水體綜合處理裝置，其特征在于所述光源組件發(fā)出的光為紫外光或可見光，或者所述光源組件為產(chǎn)生催化劑觸發(fā)能量的帶電體、熱輻射物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水體綜合處理裝置，其特征在于所述進(jìn)水管對水進(jìn)行溶氧活化。
專利摘要本實用新型公開了一種水體綜合處理裝置。所述水體綜合處理裝置包括進(jìn)水管；預(yù)處理器，對從進(jìn)水管流入的水進(jìn)行多級精濾預(yù)處理；至少一個催化氧化反應(yīng)器，對經(jīng)過預(yù)處理器預(yù)處理的水進(jìn)行催化氧化深度凈化；出水管，將經(jīng)過催化氧化反應(yīng)器處理的水排出。本實用新型的水體綜合處理裝置可通過調(diào)整預(yù)處理器的體積、增加催化氧化反應(yīng)器的數(shù)量和反應(yīng)器單位處理量來控制處理水量的大小，同時，還可把整體裝置積木式多級并聯(lián)使用，從而實現(xiàn)大容量水體的高效綜合處理，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長，綜合處理效果好。
文檔編號C02F9/04GK202576122SQ201220104598
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者何明興, 信紅, 王嬋, 信瑋 申請人:成都納爾美環(huán)境能源技術(shù)有限公司