一種用于營地沐浴廢水處理及回用的便攜式高級氧化裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及水污染控制領域，特別涉及一種用于營地沐浴廢水處理及回用的便攜式高級氧化裝置，其特征是：由光催化處理單元、電催化處理單元、靜沉分離單元、產(chǎn)能單元、儲能單元五部分組成，光催化處理單元執(zhí)行殺菌和預氧化處理，電催化處理單元執(zhí)行深度氧化，靜沉分離單元對顆粒物和電聚合產(chǎn)物等固相物靜沉分離，太陽能電池板可提供電催化和自吸泵的電能，多余能量儲存于儲能單元中的蓄電池組中。該裝置結構緊湊，自持力強，能耗低，便于轉移，可用于小區(qū)、加油站、駐地等設施的沐浴廢水處理，特別適用于供電條件和給排水條件不佳，常駐人員較少的野外營地沐浴廢水的處理和回收。
【專利說明】
一種用于營地沐浴廢水處理及回用的便攜式高級氧化裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明屬污水處理技術領域，具體涉及一種用于營地沐浴廢水處理及回用的便攜式高級氧化裝置。
【背景技術】
[0002]淋浴廢水是一種較清潔的廢水，這種廢水不同于城市的生活污水，其中B0D、C0D含量較低，幾乎不含重金屬，鹽的濃度較低，主要污染物質可能包括:陰離子表面活性劑、濁度、懸浮顆粒物、氨氮和細菌總數(shù)等。淋浴廢水具有用量大、時效性強、地域分布不均、與人群關系密切等特點。按照《城市污水再利用城市雜用水水質標準》(GBT18920-2002)，此類廢水應進行適當處理，達到⑶D小于50mg/L，BOD小于50/mg L，LAS小于I.0mg/L，色度低于30度，濁度低于5NTU的標準。
[0003]目前城市中的淋浴廢水通常與生活污水一起匯入市政污水官網(wǎng)統(tǒng)一處理。然而在遠離城市的生活區(qū)和營地，如偏遠小區(qū)、校園、船和海運平臺、島嶼、研究基地、軍事駐地、農(nóng)業(yè)或工業(yè)作業(yè)點等，其生活區(qū)的淋浴廢水無法匯入城市污水處理系統(tǒng)。這些淋浴廢水的隨意排放，不但污染了周圍環(huán)境，還會影響附近的生態(tài)平衡，因此被廣泛關注，并開發(fā)相應技術對其進行處理。
[0004]Leffler等設計了一種使用空氣和電產(chǎn)生反應性氣態(tài)氧和氮離子活性基團用于處理淋浴廢水的方法;Mehl等發(fā)明了一種以電絮凝、自旋磁性介質過濾器、紫外殺菌和絮凝沉淀來進行廢水處理的系統(tǒng)。這兩種方法基于高級氧化和紫外殺菌技術，可實現(xiàn)淋浴廢水的深度凈化，但所需配套設施復雜，安置條件不易滿足。專利(ZL201610062841.4)公開了一種將加熱后的淋浴廢水通過反滲透膜，再次過濾去除溶于水的雜質，滅菌消毒的方法，然而反滲透膜技術的產(chǎn)水率較低，無法實現(xiàn)廢水的完整回用；專利ZL201210101912.9，公開了一種智能型浴室廢水循環(huán)利用系統(tǒng)，通過在浴室鋪設U型管道，淋浴區(qū)的出水口連接U型管道，U型管道的出口接下水管到樓下的水箱中供樓下馬桶用水，這種方法只是對淋浴廢水進行降級使用，并未實現(xiàn)廢水的可持續(xù)性循環(huán)利用。文獻《生物膜法對淋浴廢水中表面活性劑和氮氮去除效果試驗研究》提出了一種以生物膜接觸氧化技術完整處理淋浴廢水的方法，然而，該方法是基于生化水處理技術實現(xiàn)的，而生化反應水力停留時間長，裝置預熱期長，設備占地面積大，并不適合作為野外營地的廢水處理。
[0005]此外，目前開發(fā)的多種淋浴廢水的處理裝置較少考慮野外營地的實際條件，比如供電供水困難，營地經(jīng)常迀移、處理水量不穩(wěn)定連續(xù)等。隨著我國技術輸出的增加，野外營地數(shù)量逐漸增多，生活污水產(chǎn)生量大幅增加，對所在國家地區(qū)的環(huán)境污染造成了較大的負擔，為減少環(huán)境污染，提高我野外營地的形象，有必要開發(fā)新的水處理設備以有效處理野外營地生活污水。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術中存在的上述問題而做出的，本發(fā)明的目的在于提供一種用于營地沐浴廢水處理及回用的便攜式高級氧化裝置。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及一種用于營地沐浴廢水處理及回用的便攜式高級氧化裝置，其特征為:該裝置由光催化處理單元、電催化處理單元、靜沉分離單元、供電單元四部分組成，光催化處理單元包括石英罩板、光催化活性膜、光催化折流擋板；電催化處理單元包括電催化陽極板、電催化陰極板、電催化折流擋板;靜沉分離單元包括靜沉池和沉淀斜管;供電單元包括太陽能電池和蓄電池組。
[0008]光催化單元為一扁平透明箱體，位于裝置最外側，太陽能電池板之下，與水平面成60度角，可以接受石英罩板透過的太陽光進行光催化水處理操作；電催化單元置于光催化單元之后，光催化膜下，為一扁平密封箱體，兩側放置電催化陽極板和電催化陰極板，兩塊極板分別于蓄電池組的正極和負極連接，執(zhí)行電催化操作;光催化和電催化單元內均設有折流擋板，以延長廢水的停留時間;靜沉分離單元置于電催化單元之后，可接受電催化單元溢流而來的處理后廢水，并在底部的沉淀斜管中沉降分理出懸浮顆粒物;供電單元位于裝置頂部，太陽能電池板與石英罩板平行，為整個系統(tǒng)供電，多余電能則儲藏于蓄電池組中。
[0009]沐浴廢水首先經(jīng)格柵去除毛發(fā)、大顆粒懸浮物，進入砂濾去除細微顆粒懸浮物和少量浮沫后，由自吸栗注入帶石英罩板、光催化活性膜和折流擋板的光催化處理單元頂端，在太陽光照射下，光催化活性膜可激發(fā)產(chǎn)生羥基自由基、單線態(tài)氧、超氧離子等氧化性自由基，殺滅水中微生物(消除90%以上微生物)并對水中的有機污染物進行預氧化處理(削減C0D30?40%，B0D 60?80% )，初步處理后的廢水自底部溢流至帶有電催化陽極板、電催化陰極板和折流擋板的電催化處理單元，在電催化處理單元中，陰陽兩極在電場作用下，分別產(chǎn)生還原性和氧化性自由基，高效分解水中的難降解有機污染物(削減剩余COD和B0D)，自電催化處理單元頂端溢出并匯入到帶靜沉池和沉淀斜管的靜沉分離單元，顆粒物和電聚合產(chǎn)物等固相物靜沉分離，上清液自靜沉系統(tǒng)抽出，一部分排出系統(tǒng)，一部分回流至自吸栗入口，循環(huán)處理以延長廢水停留時間，提高處理效率；自吸栗用電和電催化處理單元消耗的電能有產(chǎn)能單元中的太陽能電池板提供，多余能量儲存于儲能單元中的蓄電池組中，以便于該裝置在夜間和低日照氣象條件下連續(xù)運行。
[0010]本發(fā)明的有益效果如下:
[0011]1、該裝置具有較高的自持力，太陽能發(fā)電系統(tǒng)可持續(xù)供給500W以上的電能，維持整套裝置的穩(wěn)定運行；
[0012]2、該裝置具有穩(wěn)定的處理效率，采取格柵、砂濾、斜管沉淀曝氣、光催化、電催化連用的運行方式，可高效去除水中的懸浮顆粒物、氨氮、COD等污染物；
[0013]3、該裝置具有較強的殺菌能力，考慮到駐地衛(wèi)生條件較差，以光催化+電催化協(xié)同處理，可對水中的細菌、霉菌、病毒、隱孢子蟲等有害微生物起到較強的殺滅作用；
[0014]4、該裝置具有維護需求較低，無需藥劑添加，考慮到營地駐地一般經(jīng)濟條件較差，因此在本方案中并未考慮需要大量藥劑投加的混凝、加氯、生化法。光催化膜材料和電催化膜材料可連續(xù)使用10年以上，太陽能電池板壽命可達15?20年，除需要定期清洗沉渣外，不需要專人維護。
[0015]5、設備輕巧，便于運輸，整套裝置折疊狀態(tài)占地面積極小，整體重量不超過50公斤，便于集裝箱托運，貨運，并可人力或畜力托運。
[0016]6、該裝置啟動靈活，無需預熱，無需專業(yè)人員維護，與傳統(tǒng)的生化反應不同，整套裝置不需接種并馴化微生物或定期調整藥劑配方，即開即停，連續(xù)運行。
[0017]7、該裝置具有額外的電能儲備，太陽能發(fā)電系統(tǒng)可以作為額外的駐地電能儲備系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0018]為更清楚地說明本發(fā)明的【具體實施方式】，下面對【具體實施方式】部分的描述中使用到的附圖作簡單說明。
[0019]圖1為營地沐浴廢水處理及回用的便攜式高級氧化裝置示意圖，其中，附圖標記說明如下:1、進水管;2、自吸栗;3、石英罩板;4、光催化折流擋板;5、光催化活性膜;6、電催化陽極板;7、電催化陰極板;8、電催化折流擋板;9、溢流管；10、靜沉池；11、沉淀斜管；12、出水管；13、回流管；14、太陽能電池板;15、蓄電池組。
【具體實施方式】
[0020]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖對本發(fā)明的具體的實施方式進行詳細描述。
[0021]如圖1所示，一種用于營地沐浴廢水處理及回用的便攜式高級氧化裝置，其特征在于:該裝置由光催化處理單元、電催化處理單元、靜沉分離單元、供電單元四部分組成，光催化處理單元包括石英罩板(3)、光催化活性膜(5)、光催化折流擋板(4);電催化處理單元包括電催化陽極板(6)、電催化陰極板(7)、電催化折流擋板(8);靜沉分離單元包括靜沉池
(10)和沉淀斜管(11);供電單元包括太陽能電池板(14)和蓄電池組(15)，其余部件，包括進水管(1)、自吸栗(2)、溢流管(9)、出水管(12)回流管(14)則起到連續(xù)輸送廢水的作用。
[0022]光催化單元為一斜置扁平透明箱體，位于裝置最外側，太陽能電池板(14)之下，與水平面成60度角，可以接受石英罩板(3)透過的太陽光進行光催化水處理操作；電催化單元置于光催化單元之后，光催化活性膜(5)下，為一斜置扁平密封箱體，兩側放置電催化陽極板(6)和電催化陰極板(7)，兩塊極板分別與蓄電池組(15)的正極和負極連接，執(zhí)行電催化操作;光催化和電催化單元內均設有折流擋板(4)(8)，以延長廢水的停留時間;靜沉分離單元置于電催化單元之后，可接受電催化單元溢流而來的處理后廢水，并在底部的沉淀斜管
(11)中沉降分離出懸浮顆粒物;供電單元位于裝置頂部，太陽能電池板(14)與石英罩板(3)平行，為整個系統(tǒng)供電，多余電能則儲藏于蓄電池組(15)中。
[0023]以該裝置處理沐浴廢水，沐浴廢水首先經(jīng)格柵去除毛發(fā)、大顆粒懸浮物，進入砂濾去除細微顆粒懸浮物和少量浮沫后，由經(jīng)進水管(I)由自吸栗(2)注入帶石英罩板(3)、光催化折流擋板(4)和光催化活性膜(5)的光催化處理單元頂端對水中的有機污染物進行預氧化處理，初步處理后的廢水自光催化處理單元底部溢流至帶有電催化陽極板(6)、電催化陰極板(7)和電催化折流擋板(8)的電催化處理單元，削減剩余COD和B0D，而后自電催化處理單元頂端經(jīng)溢流管(9)溢出，并匯入到帶靜沉池(10)和沉淀斜管(11)的靜沉分離單元，顆粒物和電聚合產(chǎn)物等固相物靜沉分離后，上清液自靜沉單元中部抽出，一部分經(jīng)出水管(12)排出系統(tǒng)，一部分自回流管(13)回流至自吸栗(2)入口以延長廢水停留時間；自吸栗(2)用電和電催化處理單元消耗的電能由產(chǎn)能單元中的太陽能電池板(14)提供，多余能量儲存于儲能單元中的蓄電池組(15)中，以便于該裝置在夜間和低日照氣象條件下連續(xù)運行。
[0024]該裝置適于處理BOD5在30?150mg/L，CODcr為50?250mg/L，SS為5?50mg/L，氨氮為O?15mg/L，PH為6?9，大腸菌群1.0 X 14個/L的廢水。其中光催化活性膜(5)的活性組分是一種具有可見光吸收轉化能力的鉍鎂復合氧化物，電催化陽極板(6)為形態(tài)穩(wěn)定的鈦基無定形氧化鈦涂層極板，電催化陰極板(7)為鍍鉑鈦板。
[0025]以上所述的【具體實施方式】僅用于具體說明本發(fā)明的精神，本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，對于本技術領域的技術人員來說，當然可根據(jù)本說明書中所公開的技術內容，通過變更、置換或變型的方式輕易做出其它的實施方式，這些其它的實施方式都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于營地沐浴廢水處理及回用的便攜式高級氧化裝置，其特征在于:該裝置由光催化處理單元、電催化處理單元、靜沉分離單元、供電單元四部分組成，光催化處理單元包括石英罩板、光催化活性膜、光催化折流擋板；電催化處理單元包括電催化陽極板、電催化陰極板、電催化折流擋板;靜沉分離單元包括靜沉池和沉淀斜管;供電單元包括太陽能電池板和蓄電池組。光催化單元為一扁平透明箱體，位于裝置最外側，太陽能電池板之下，與水平面成60度角，可以接受石英罩板透過的太陽光進行光催化水處理操作；電催化單元置于光催化單元之后，光催化活性膜下，為一扁平密封箱體，兩側放置電催化陽極板和電催化陰極板，兩塊極板分別與蓄電池組的正極和負極連接，執(zhí)行電催化操作;光催化和電催化單元內均設有折流擋板，以延長廢水的停留時間;靜沉分離單元置于電催化單元之后，可接受電催化單元溢流而來的處理后廢水，并在底部的沉淀斜管中沉降分理出懸浮顆粒物;供電單元位于裝置頂部，太陽能電池板與石英罩板平行，為整個系統(tǒng)供電，多余電能則儲藏于蓄電池組中； 以該裝置處理沐浴廢水時，沐浴廢水首先經(jīng)格柵去除毛發(fā)、大顆粒懸浮物，進入砂濾去除細微顆粒懸浮物和少量浮沫后，經(jīng)進水管由自吸栗注入光催化處理單元頂端對水中的有機污染物進行預氧化處理，初步處理后的廢水自光催化處理單元底部溢流至電催化處理單元，削減剩余COD和BOD，而后自電催化處理單元頂端經(jīng)溢流管溢出，并匯入到靜沉分離單元，顆粒物和電聚合產(chǎn)物等固相物靜沉分離后，上清液自靜沉單元中部抽出，一部分經(jīng)出水管排出系統(tǒng)，一部分自回流管回流至自吸栗入口，自吸栗用電和電催化處理單元消耗的電能由產(chǎn)能單元中的太陽能電池板提供，多余能量儲存于儲能單元中的蓄電池組中，以便于該裝置在夜間和低日照氣象條件下連續(xù)運行。
【文檔編號】C02F9/08GK105884099SQ201610387621
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】殷立峰, 代云容, 牛軍峰, 謝利利, 張園正
【申請人】北京師范大學