微波強化微電流電解滅菌及去除懸浮物的水處理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種微波強化微電流電解滅菌及去除懸浮物的水處理裝置，包括反應器、微電流發生器、電解電極、微波箱體、微波發射器。反應器上端設有出水口，下端設有進水口和排泥口；反應器內上部設有布水區，下部設有沉淀區，排泥口位于沉淀區下端，布水區中設有與微電流發生器相連接的電解電極，微波箱體內裝有微波發射器，反應器貫穿微波箱體。本實用新型可實現對水中病原菌、藻類、膠體和懸浮物的同時去除，避免了向水體中投加絮凝劑、氯消毒劑等化學藥劑，不會引起二次污染。本實用新型所提供的裝置可廣泛應用于農村井水、塘壩水、水窖水等分散式水體的消毒滅菌及懸浮物的去除，處理后的水可直接用作飲用水，具有很大的社會效益。
【專利說明】微波強化微電流電解滅菌及去除懸浮物的水處理裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及環境保護【技術領域】，具體涉及一種微波強化微電流電解滅菌及去除懸浮物的水處理裝置。
【背景技術】
[0002]農村飲用水安全是當前我國面臨的重要問題之一。目前我國農村飲水不安全人數高達2億多。農村飲用水主要來源包括窖池水、庫塘水、地下水和溪流水等。農村基礎設施差、管理水平低，供水普遍缺乏必要的水處理設施和消毒設施，即使配有水處理設施，也存在水質不達標等問題。對于分散式供水和小規模集中供水的農村，幾乎普遍缺少水處理設施，而未經處理的飲用水其病原菌和懸浮物超標情況尤其嚴重。
[0003]細菌超標是農村飲用水中存在的主要問題。有些地區的坑、塘、河、溪人畜共用，甚至既排污又供飲用，缺乏衛生防護，飲用水源被污染，造成水中藻類、致病微生物及其它有害物質含量嚴重超標，導致疾病流行，有的地方還因此爆發傷寒及霍亂等重大傳染疾病。
[0004]膠體和懸浮物是農村飲用水中的主要污染物。膠體表面帶電，同類膠體之間有同性電荷的斥力不易相互黏合成較大的顆粒，所以膠體在水中比較穩定，難以用過濾和混凝等常規手段去除。膠體和懸浮物一方面可導致水體產生渾濁，降低光的穿透能力，減少植物光合作用并妨礙水體自凈；另一方面又是水中各種污染物的載體，可吸附污染物并隨水流動遷移。膠體和懸浮物的存在會對水質產生不良影響。
[0005]農村飲用水中存在的主要問題是細菌和膠體懸浮物超標的問題。針對分散式和小規模供水的農村，亟需開發一種靈活方便、操作簡易、具有消毒滅菌和去除膠體、懸浮物功能的高效經濟的水處理方法和裝置。
[0006]微電流電解是一種環境友好的水處理技術。微電流電解過程中，當采用可溶性陽極(如鋁或鐵)時，電解時陽極會產生Al3+或Fe3+，水解后形成的氫氧化物膠體絮凝劑可對水中的污染物進行絮凝沉淀處理。電絮凝技術可避免向水中投加絮凝劑等化學藥劑，且通過電解產生的絮凝劑比常規絮凝劑的活性更高，凝聚吸附能力更強，處理效果更好。電絮凝過程中，電極板上產生的氧和氫還可以使水中的有機污染物發生氧化反應生成無害的成分，并具有一定的殺菌作用。電絮凝過程的不足在于電解產生絮凝劑后，絮凝沉降的速度較慢，且電絮凝的殺菌作用不顯著。
[0007]微波是一種電磁波，微波輻射與絮凝過程存在一定的協同效應，微波的快速高效加熱可顯著提高絮凝反應速率，促進絮凝劑和污染物顆粒之間的傳質作用，有利于絮凝過程快速進行。在微波場作用下，膠體顆粒的微波振動使得膠體的雙電層得到壓縮，有利于提高顆粒物的碰撞幾率，提高絮凝效果。另外，微波輻射技術還具有消毒滅菌的功能，可快速殺滅水體中的病原菌和藻類等微生物。
[0008]中國實用新型專利“微波和電絮凝聯合處理印染廢水的裝置”(專利號:201220557485.0)公開了一種微波和電絮凝聯合處理印染廢水的裝置。該裝置首先以活性炭作為吸波載體，采用微波輻照活性炭表面產生高溫熱點，對印染廢水中的有機污染物進行高溫氧化處理，將長鏈大分子物質斷裂成短鏈；微波處理后的廢水流入電絮凝反應裝置中，電絮凝使有機污染物形成絮狀團，通過陽極析出氧氣，陰極析出氫氣，將絮狀團帶到水面產生氣浮效應；電絮凝后的水再排入沉淀池，進行沉淀處理。
[0009]發明人在實現本實用新型的過程中發現如下問題:上述實用新型專利的裝置僅是簡單地將微波和電絮凝作用進行前后串聯組合，沒有利用微波輻射與電絮凝的協同效應，導致電絮凝速度蠻、處理效果不理想；該實用新型僅適用于印染廢水中有機污染物的處理，適用范圍較窄；另外，電絮凝陰陽極析出氣體將絮狀團向上帶到水面，水面的絮狀團再進入沉淀池中向下進行沉淀處理，絮狀團的遷移方向與進入沉淀池后沉淀的方向相反，增加了電絮凝的處理步驟和處理時間。
實用新型內容
[0010]本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種方便靈活、結構簡單的微波強化微電流電解滅菌及去除懸浮物的水處理裝置，用于水體中膠體懸浮物、細菌和藻類的同時去除，可大大提升水處理速度和效果。
[0011]一種微波強化微電流電解滅菌及去除懸浮物的水處理裝置，包括反應器、微電流發生器、電解電極、微波箱體、微波發射器，反應器上端設有出水口，下端設有進水口和排泥口 ；反應器內上部設有布水區，下部設有沉淀區，排泥口位于沉淀區下端，布水區中設有與微電流發生器相連接的電解電極，微波箱體內裝有微波發射器，反應器貫穿微波箱體。
[0012]如上所述的水處理裝置，微波發射器的工作方式為間歇式運行，每次開啟時間為l-5min,開啟微波發射器的同時關閉微電解發生器。
[0013]如上所述的水處理裝置，電解電極采用高價鋁金屬或鐵金屬作陽極。
[0014]如上所述的水處理裝置，微波發生器的微波頻率為915MHz或2450MHz。對于小型反應器，選擇2450MHz ;對于大型反應器，選擇915MHz。
[0015]本實用新型將電絮凝技術和微波技術進行有機結合，通過微波強化作用，顯著提升電絮凝對細菌和膠體懸浮物的處理速度，促進電絮凝效果，同時利用微波技術的滅菌作用，對絮凝后膠團中的病原菌和藻類等進行殺滅處理；本實用新型中膠體懸浮物等污染物直接依靠微波和重力的絮凝強化作用向下進行絮凝沉淀，并通過排泥口排出反應器中，大大節省了處理步驟和處理時間。本實用新型可實現對水中細菌、藻類、膠體和懸浮物的同時去除，避免了向水體中投加絮凝劑、氯消毒劑等化學藥劑，不會引起二次污染。
[0016]本實用新型所提供的裝置可廣泛應用于農村井水、塘壩水、水窖水等分散式水體的消毒滅菌及懸浮物的去除，處理后的水可直接用作飲用水，具有很大的社會效益；此外，還可用于生活污水和工業廢水的治理中。該裝置結構簡單，投資少、方便靈活、處理效果好、易于推廣實施。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0018]圖中:I一反應器，2—微電流發生器，3—電解電極，4一微波箱體，5—微波發射器，6—進水口，7—出水口，8—排泥口，9一布水區，10—沉淀區【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型的技術方案作進一步說明。
[0020]圖1所示為本實用新型實施例微波強化微電流電解滅菌及去除懸浮物的水處理裝置的結構示意圖。本實用新型包括反應器1、微電流發生器2、電解電極3、微波箱體4、微波發射器5。
[0021]反應器I下端設有進水口 6和排泥口 8，上端設有出水口 7 ;反應器I內上部設有布水區9，下部設有沉淀區10，排泥口 8位于沉淀區10下端。布水區9中設有與微電流發生器2相連接的電解電極3。微波箱體4內裝有微波發射器5，反應器I貫穿微波箱體4。電解電極3可采用高價鋁金屬或鐵金屬作陽極。微波發射器5發射的微波頻率為915MHz或2450MHz，對于小型反應器，可選擇2450MHz，對于大型反應器，可選擇915MHz。
[0022]本實用新型的工作原理如下:水從進水口 6進入反應器I中，充滿布水區9后，開啟微電流發生器2進行電絮凝處理。電解使水中產生一定劑量的Al3+或Fe3+，水解形成氫氧化物膠體絮凝劑，對水體中的膠體懸浮物、病原菌和藻類等進行絮凝處理。絮凝處理過程中間歇性開啟微波發射器5,開啟微波發射器5的同時關閉微電流發生器2,每次開啟微波發射器5的時間為l_5min，發射微波對膠體懸浮物、病原菌和藻類等進行強化絮凝處理，促進絮凝效果，加速絮凝過程并減少絮凝沉降時間，同時利用微波輻射的滅菌效果對絮凝所形成膠團中的病原菌和藻類進行殺滅，起到消毒滅菌的作用。經過微電流電解和微波的反復作用，對水中細菌、藻類、膠體和懸浮物進行殺滅和去除。經過處理后的清水從出水口 7通過溢流作用排出。待該裝置經過一段時間的運行，沉淀區10累積了一定量的污泥后，將污泥經過排泥口 8排出。
[0023]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何屬于本領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，均應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種微波強化微電流電解滅菌及去除懸浮物的水處理裝置，其特征在于:包括反應器(I)、微電流發生器(2)、電解電極(3)、微波箱體(4)、微波發射器(5)，反應器(I)上端設有出水口(7)，下端設有進水口(6)和排泥口(8);反應器(I)內上部設有布水區(9)，下部設有沉淀區(10)，排泥口(8)位于沉淀區(10)下端，布水區(9)中設有與微電流發生器(2)相連接的電解電極(3)，微波箱體(4)內裝有微波發射器(5)，反應器(I)貫穿微波箱體(4)。
2.如權利要求1所述的水處理裝置，其特征在于:微波發射器(5)的工作方式為間歇式運行，每次開啟時間為l_5min，開啟微波發射器(5)的同時關閉微電解發生器(2)。
3.如權利要求1所述的水處理裝置，其特征在于:電解電極(3)采用高價鋁金屬或鐵金屬作陽極。
4.如權利要求1所述的水處理裝置，其特征在于:微波發射器(5)發射的微波頻率為915MHz 或 2450MHz。
【文檔編號】C02F1/30GK203402944SQ201320500815
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月16日 優先權日:2013年8月16日
【發明者】林莉, 陳進, 趙良元, 謝雯靜 申請人:長江水利委員會長江科學院