申请日2016.02.18
公开(公告)日2016.06.01
IPC分类号C02F9/12; C02F1/32; C02F1/72; C02F1/36
摘要
本发明公开了一种纳米磁粉光催化氧化污水处理系统，由预处理单元、初级过滤单元、二级过滤单元和光催化氧化单元组成，该预处理单元上部设置有纳米磁粉投放装置且内侧底部设置有搅拌装置，初级过滤单元上部设置有磁鼓和磁粉回收装置，还包括有超声波分离装置，超声波分离装置的进料端与磁粉回收装置通过传送带连接，超声波分离装置的出料端通过倾斜设置的导槽连接至预处理单元的上方，超声波分离装置下部还设置有排污口。本发明采用纳米磁粉截留污水中的悬浮物，在磁鼓的作用下，收集吸附了污染物的磁粉，在超声波的作用下将纳米磁粉上吸附的污染物的清洗并分离，超声波清洗大大降低了反冲洗再生过程中的用水量，提高了污水处理的效率，节约资源。
摘要附图
权利要求书
1.一种纳米磁粉光催化氧化污水处理系统，包括预处理单元(1)、初级过滤单元(2)、二级过滤单元(3)和光催化氧化单元(4)等，所述预处理单元(1)为敞口容器，下部设置有进水口(5)，该预处理单元(1)上部设置有纳米磁粉投放装置(6)且内侧底部设置有搅拌装置(7)，该预处理单元(1)通过管道与初级过滤单元(2)连接，该初级过滤单元(2)上部设置有磁鼓(8)和磁粉回收装置(9)，该磁粉回收装置(9)设置在磁鼓(8)之上并通过连接部件连接，所述初级过滤单元(2)与二级过滤单元(3)连接的管道之间设置有水泵(10)，所述二级过滤单元(3)顶部的出水端通过管道连接至光催化氧化单元(4)底部的进水端，该光催化氧化单元(4)顶部的出水端通过管道连接至出水口(15)，所述二级过滤单元(3)内部填充活性炭(11)，其特征在于：所述光催化氧化单元(4)的内壁上还覆盖设置有反光层(12)，该光催化氧化单元(4)内部设置有蛇形的挡隔板(13)，该挡隔板(13)上覆盖有光催化薄膜层，且挡隔板(13)的间隙之中设置有紫外光灯(14)，所述光催化氧化单元(4)的外侧壁上设置有成对的超声波换能器(20)，该污水处理系统还包括有超声波分离装置(16)，所述超声波分离装置(16)的进料端与磁粉回收装置(9)通过传送带(17)连接，超声波分离装置(16)的出料端通过倾斜设置的导槽(18)连接至预处理单元(1)的上方，所述超声波分离装置(16)下部还设置有排污口(19)。
2.根据权利要求1所述的纳米磁粉光催化氧化污水处理系统，其特征在于：所述隔挡板(13)表面上设置的光催化薄膜层为二氧化钛复合材料。
3.根据权利要求1所述的纳米磁粉光催化氧化污水处理系统，其特征在于：所述反光层(12)是铝镀层、银镀层。
4.根据权利要求1所述的纳米磁粉光催化氧化污水处理系统，其特征在于：所述传送带(17)由磁性材料制成。
说明书
一种纳米磁粉光催化氧化污水处理系统
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种纳米磁粉光催化氧化污水处理系统。
背景技术
当前应用较多的是以石英砂为过滤介质的以吸附作用为主的深床砂滤器。其主体结构是在圆柱罐内有承托层，承托层之上是砂滤床，砂滤床为非均质固定孔隙结构。自下而上有大河卵石、小河卵石、大石子、小石子、粗砂、中砂等，即所谓的“垫层”，属于非有效吸附层。之上主体细砂层，为有效吸附层，滤床上部还有一相当大的预留空间。滤罐外顶部有一滤前水进口，底部有一滤后水出口。过滤时上进下出，反冲洗时下进上出，二者为同一流程，互为逆向过程。
存在的主要问题：一是过滤精度低普遍不达标。二是吸附容易脱附难。滤床结构复杂又属于固定孔隙结构，因此吸附容易，脱附再生十分困难。滤床容易造成堵塞，堵塞后一般需要提高排量冲洗，由于滤床深度为半罐，上半部分是空罐，滤床虽然属于固定孔隙结构，但是整个滤床稳定性极差，冲洗时往往会造成非均质滤床混层而失效，恢复十分困难，因此会影响生产。三是对含聚合物和有机物污水极不适应。
在过滤器堵塞后，从反向冲洗，将过滤在滤材上的杂质冲洗掉，能够恢复其过滤性能，现有技术中，过滤单元的反洗再生能力差，且反洗过程中，水量需求较大，需排放的冲洗污水量相应增加，急需改进。
二氧化钛光催化剂材料在光源激发下能够产生高活性的强还原性电子和带正电荷强氧化性的空穴，从而使溶液中的有机物发生一系列的氧化-还原反应而降解，可分解大多数的小分子有机污染物。二氧化钛作为光催化剂应用于废水的处理，与其他污水处理技术相比，它具有很多优点：安全、稳定、废水处理效率高、无二次污染等。但现有技术中的光催化氧化环节，由于污水在流动过程中，受到容器的限制，导致水流与光催化剂的有效接触面积有限，有必要寻找适当的方法，解决有效利用紫外光源提高其光催化能力且增加水流与光催化剂的有效接触面积的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种污水处理系统，包括预处理单元1、初级过滤单元2、二级过滤单元3和光催化氧化单元4，所述预处理单元1为敞口容器，下部设置有进水口5，该预处理单元1上部设置有纳米磁粉投放装置6且内侧底部设置有搅拌装置7，该预处理单元1通过管道与初级过滤单元2连接，该初级过滤单元2上部设置有磁鼓8和磁粉回收装置9，该磁粉回收装置9设置在磁鼓8之上并通过连接部件连接，所述初级过滤单元2与二级过滤单元3连接的管道之间设置有水泵10，所述二级过滤单元3顶部的出水端通过管道连接至光催化氧化单元4底部的进水端，该光催化氧化单元4顶部的出水端通过管道连接至出水口15，所述二级过滤单元3内部填充活性炭11，所述光催化氧化单元4的内壁上还覆盖设置有反光层12，该光催化氧化单元4内部设置有蛇形的挡隔板13，该挡隔板13上覆盖有光催化薄膜层，且挡隔板13的间隙之中设置有紫外光灯14，，所述光催化氧化单元4的外侧壁上设置有成对的超声波换能器20，该污水处理系统还包括有超声波分离装置16，所述超声波分离装置16的进料端与磁粉回收装置9通过传送带17连接，超声波分离装置16的出料端通过倾斜设置的导槽18连接至预处理单元1的上方，所述超声波分离装置16下部还设置有排污口19。
优选的，所述隔挡板13表面上设置的光催化薄膜层为二氧化钛复合材料。
优选的。所述反光层12是铝镀层、银镀层或是反光贴膜。
优选的，所述传送带17由磁性材料制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用纳米磁粉吸附截留污水中的悬浮物，在磁鼓的磁场的作用下，收集吸附了污染物的磁粉，通过传送带导入超声波分离装置中，在超声波的作用下将纳米磁粉上吸附的污染物的清洗并分离，污染物随少量污水排放，经超声波清洗的纳米磁粉循环使用，加强了污水中悬浮物和有机聚合物的吸附截留作用，超声波清洗大大降低了反冲洗再生过程中的用水量，进而提高了污水处理的效率，纳米磁粉循环使用减少耗材使用，节约资源。
2、本发明光催化氧化单元的内壁上还覆盖设置有反光层，该反光层有效利用紫外光源提高其光催化能力，蛇形的挡隔板增加了水在容器中走过的路程，从而增加水流与光催化剂的有效接触面积，在光催化氧化单元的外侧壁上设置有成对的超声波换能器，超声波是频率高于20000赫兹的声波，它方向性好，穿透能力强，超声在传播时会产生正负交变的声压，形成射流，同时由于非线性效应会产生声流和微声流，增加搅拌、扩散作用，进一步增加了水流与光催化剂的有效接触面积，进而加强光催化氧化效果。
