申请日2012.10.31
公开(公告)日2013.02.13
IPC分类号C02F1/32
摘要
本发明提供了一种污水处理方法，包括以下步骤：a)将污水经过第一紫外线的照射，得到第一处理液和臭氧;所述第一紫外线的波长为180~260nm;b)将步骤a)得到的第一处理液和臭氧经过第二紫外线的照射，得到洁净水和氧气;所述第二紫外线的波长为250~260nm。本发明提供的污水处理方法既能杀菌，又能除去水中有害化学物质。本发明还提供了两种污水处理装置。
权利要求书
1.一种污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将污水经过第一紫外线的照射，得到第一处理液和臭氧;所述 第一紫外线的波长为180~260nm;
b)将步骤a)得到的第一处理液和臭氧经过第二紫外线的照射， 得到洁净水和氧气;所述第二紫外线的波长为250~260nm。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述第一紫 外线为波长为180~190nm。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述污水经 过第一紫外线的照射和第二紫外线的照射时间为1~100s。
4.一种污水处理装置，其特征在于，包括：
壳体;
第一石英管，嵌套于所述壳体内，并与所述壳体形成环形通道;
第二石英管，平行排列于所述第一石英管内部，且所述第二石英 管内设置有紫外线发射装置;
所述环形通道为外通路，所述第一石英管内部为内通路，所述内 通路的一端为污水入口，另一端与外通路相通;所述外通路一端与所 述内通路连接，另一端为污水出口;
所述第一石英管为能够屏蔽波长为180~190nm的紫外线且允许 波长为250~260nm的紫外线通过的石英管。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述紫外线发射 装置包括第一紫外线发射装置和第二紫外线发射装置，所述第一紫外 线发射装置能够发射波长为180~190nm的紫外线，所述第二紫外线发 射装置能够发射波长为250~260nm的紫外线。
6.根据权利要去4所述的装置，其特征在于，所述第一紫外线 发射装置的空间密度a与所述第二紫外线发射装置的空间密度b满足 如下关系：a/b=5~10。
7.一种污水处理装置，其特征在于，包括：
壳体，上部有开口;
搅拌器，设置于所述壳体内;所述搅拌器包括搅拌轴以及桨叶， 所述桨叶位于所述壳体底部，所述搅拌轴连接所述桨叶并带动所述桨 叶旋转;
紫外线发射装置，通过固定件固定在独立于搅拌轴的固定架上;
水质监测装置，设置于所述壳体上部。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述紫外线发射装 置包括第一紫外线发射装置和第二紫外线发射装置，所述第一紫外线 发射装置能够发射波长为180~190nm的紫外线，所述第二紫外线发射 装置能够发射波长为250~260nm的紫外线。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一紫外线发 射装置设置于所述壳体上部，与搅拌轴平行设置;所述第二紫外线发 射装置设置于所述壳体底部。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述所述第一紫 外线发射装置的空间密度a与所述第二紫外线发射装置的空间密度b 满足如下关系：a/b=5~10。
说明书
一种污水处理方法及其装置
技术领域
本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种污水处理方法及其装置。
背景技术
污水中的污染物包括微生物,重金属,化学物质,泥沙等.其中 微生物化学物质浓度用COD衡量,一般COD值50以下才符合饮用水 标准.一般污水处理方法包括:生物降解,物理过滤,氯气杀菌和紫 外线杀菌，以及兼有的混合技术。
生物法:利用微生物降解蓝藻等有机物。优点是成本低，缺点是 占地面积大，处理速度慢，而且微生物对水环境有要求。在一般天然 水体中污染物降解在好氧状态下最快，缺氧次之，厌氧最慢。因此设 法采用引水及人工复氧等措施来提高水溶氧，对加速污染物的降解，
物理过滤:物理过滤类型的原理是水压驱动水通过小孔径过滤 膜，颗粒被吸附在过滤膜上。过滤模对0.1微米以上的颗粒的清洁效 率高，不产生二次污染。加入活性碳的滤膜还可以除臭脱色，消除有 害物质，但因为同时吸附氯气不能用于自来水入户前的处理。过滤法 对于微生物和可溶性化学物质无效，另外需要定期更换过滤膜，增加 了使用费用和不便。
氯气处理:氯是自来水中最常用的杀菌保洁化学氧化剂，也广泛 使用于工业污水废水的深度处理。原理是氯气或液氯溶于水后生成的 氢氧化氯或氧化氯能把有机物中的氢原子置换出来从而杀死有机微生 物和分解有机化学物质。其主要优点是能杀死多种微生物包括细菌， 病毒，寄生虫，在浓度低于4～5ppm时对人体无害。但饮用水中氯元 素浓度过高会有损健康，而且高浓度氯气是剧毒物。同时氯氧化作用 弱，保洁需要浓度。
紫外线杀菌是一种新型且在饮用水净化领域飞速发展的水处理 技术，其有效性在1996年被美国环保局官方接受承认，近年在美国几 大城市正建立大型自来水的紫外线消毒装置，以部分替代氯消毒从而 减少二次污染.其原理是利用紫外线辐射(1)穿刺微生物可直接杀菌; 同时其(2)特定波长可激发氧化物使其对水中的有机污染物进行急速 氧化分解(《轻化工水污染控制》)，从而高效杀死水中的细菌，病 毒，霉，藻和寄生虫，降解激素和有害化学分子。紫外线辐射杀菌所 需接触时间极短以秒计(氯气杀菌接触时间以小时计)，光激发氧化 的氧化能力比只用氯气杀菌的氧化高10倍以上(《实用废水处理技 术》)，且对更多有害微生物有效。而且因为这一技术不改变水的属 性，不引入新的微生物和化合物，不造成2次污染，所以国际上归类 为安全绿色技术。
市场上现有的紫外线杀菌多用波长254nm的紫外线，且不添加氧 化剂，由于波长长，因此能量密度低，只能杀菌，不具备光解和激化 氧化功能(《轻化工水污染控制》)，而且在含氯环境中功效受抑制 (《water disinfection and natural organic matter水的杀菌和自然有机 物》)。其杀菌速度低故而所需时间长耗能大，同时不能像强氧化剂 那样能有效分解有害化学物质如染料、硫化氢、一氯甲烷、三氯甲烷 和苯。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种既能杀菌，又能除去水中 有害化学物质的污水处理方法及设备。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种污水处理方法，包括 以下步骤：
a)将污水经过第一紫外线的照射，得到第一处理液和臭氧;所述 第一紫外线的波长为180~260nm;
b)将步骤a)得到的第一处理液和臭氧经过第二紫外线的照射， 得到洁净水和氧气;所述第二紫外线的波长为250~260nm。
优选的，所述第一紫外线为波长为180~190nm。
优选的，所述污水经过第一紫外线的照射和第二紫外线的照射时 间为1~100s。
本发明提供了一种污水处理装置，包括：
壳体;
第一石英管，嵌套于所述壳体内，并与所述壳体形成环形通道;
第二石英管，平行排列于所述第一石英管内部，且所述第二石英 管内设置有紫外线发射装置;
所述环形通道为外通路，所述第一石英管内部为内通路，所述内 通路的一端为污水入口，另一端与外通路相通;所述外通路一端与所 述内通路连接，另一端为污水出口;
所述第一石英管为能够屏蔽波长为180~190nm的紫外线且允许 波长为250~260nm的紫外线通过的石英管。
优选的，所述紫外线发射装置包括第一紫外线发射装置和第二紫 外线发射装置，所述第一紫外线发射装置能够发射波长为180~190nm 的紫外线，所述第二紫外线发射装置能够发射波长为250~260nm的紫 外线。
优选的，所述第一紫外线发射装置的空间密度a与所述第二紫外 线发射装置的空间密度b满足如下关系：a/b=5~10。
本发明还提供了一种污水处理装置，包括：
壳体，上部有开口;
搅拌器，设置于所述壳体内;所述搅拌器包括搅拌轴以及桨叶， 所述桨叶位于所述壳体底部，所述搅拌轴连接所述桨叶并带动所述桨 叶旋转。
紫外线发射装置，通过固定件固定在独立于搅拌轴的固定架上。;
水质监测装置，设置于所述壳体上部。
优选的，所述紫外线发射装置包括第一紫外线发射装置和第二紫 外线发射装置，所述第一紫外线发射装置能够发射波长为180~190nm 的紫外线，所述第二紫外线发射装置能够发射波长为250~260nm的紫 外线。
优选的，所述第一紫外线发射装置设置于所述壳体上部，与搅拌 轴平行设置;所述第二紫外线发射装置设置于所述壳体底部。
优选的，所述所述第一紫外线发射装置的空间密度a与所述第二 紫外线发射装置的空间密度b满足如下关系：a/b=5~10。
本发明提供了一种污水处理方法，先将污水在第一紫外线的照 射，得到第一处理液和臭氧;所述第一紫外线的波长为180~260nm; 再将所属第一处理液和臭氧经过第二紫外线的照射，得到洁净水和氧 气;所述第二紫外线的波长为250~260nm。本发明由于先将污水经过 波长为180~260nm的紫外线照射，氧化污水中的无机化合物分解有机 化合物，得到第一处理液和臭氧，将所述第一处理液和臭氧经过波长 为250~260nm的紫外线照射，杀灭第一处理液中的有害细菌和微生 物，并且将臭氧分解为氧气，最终达到污水的净化处理效果。本发明 提供的方法能够在有效杀灭污水中细菌和微生物的基础上分解有毒有 害化合物，从而使污水得到进一步的净化，能够满足使用。根据实验 数据表明，本发明提供的制备方法的杀菌率99.99%，化合物消除率为 80%。
本发明还提供了两种污水处理装置，一种为封闭式处理装置，一 种为开放式处理装置。所述封闭式处理装置包括：壳体;第一石英管， 嵌套于所述壳体内，并与所述壳体形成环形通道;第二石英管，平行 排列于所述第一石英管内部，且所述第二石英管内设置有紫外线发射 装置;所述环形通道为外通路，所述第一石英管内部为内通路，所述 内通路的一端为污水入口，另一端与外通路相通;所述外通路一端与 所述内通路连接，另一端为污水出口;所述第一石英管为能够屏蔽波 长为180~190nm的紫外线且允许波长为250~260nm的紫外线通过的 石英套管。在使用时，污水通过所述污水入口进入内通道，在紫外线 发射器激发的紫外线照射下，进行第一次紫外线照射，所述第一次紫 外线波长为180~190nm，然后所述污水通过内通道进入外通道，由于 所述第一石英管能够屏蔽180~190nm的紫外线且允许波长为 250~260nm的紫外线通过，所以污水在外通道仅能够接受波长为 250~260nm的紫外线照射，所以能够实现两次不同紫外光照射，在杀 菌的同时除去污水中的有毒有害化合物。
本发明还提供了一种开放式的污水处理装置，包括：壳体，上部 有开口;紫外线发射装置，设置于所述上部;水质监测装置，设置于 所述壳体上部;搅拌器，设置于所述壳体内;所述搅拌器包括搅拌轴 以及桨叶，所述桨叶位于所述壳体底部，所述搅拌轴连接所述桨叶并 带动所述桨叶旋转。本发明提供的开放式污水处理装置，污水通过壳 体上部开口进入壳体内，然后通过搅拌器的搅拌形成稳定的流动场， 壳体上部的污水随着搅拌沿搅拌轴向下流动，接触紫外线发射装置后 进行第一次紫外线照射，然后将随着搅拌器的搅拌，污水向装置底部 运动，并远离搅拌轴回到所述壳体底部，接受第二次紫外线照射，最 终在不断的循环过程中除去水中的细菌和有毒化合物。
