專利名稱：一種微波污水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種微波污水處理裝置。
背景技術(shù)：
一、微波污水處理的機(jī)理微波技術(shù)起源于20世紀(jì)30年代，最初應(yīng)用于通訊領(lǐng)域，直到最近十幾年間，人們 才開(kāi)始注意到微波技術(shù)應(yīng)用在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)的潛力，目前微波現(xiàn)已成功地用于廢氣、廢 水、固廢的處理和環(huán)境監(jiān)測(cè)。微波處理污水是運(yùn)用微波具有對(duì)流體中吸波物質(zhì)物化反應(yīng)有強(qiáng)烈的催化作用、對(duì) 流體有穿透作用和殺滅微生物的功效。當(dāng)流體置于微波場(chǎng)中，流體中各種固相微粒能迅速 匯聚沉降與水分離，其溶解性的物質(zhì)(包括高分子有機(jī)物)在微波高頻穿透下進(jìn)行解吸和 消降，最終分解率達(dá)100%，且處理后的水質(zhì)長(zhǎng)期保持穩(wěn)定。微波還具有對(duì)菌、藻殺傷力極強(qiáng) 的特性，在短時(shí)間內(nèi)藍(lán)藻即由微粒匯聚成大顆粒沉降與水分離。二、廢水微波處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)有常規(guī)污水微波處理法與傳統(tǒng)污水處理法相比較有如下優(yōu)點(diǎn)(1)、單位污水處理投資強(qiáng)度低，規(guī)模大于5000m3/d時(shí)，單位投資強(qiáng)度為800 1000元/m3污水。(2)、占地面積小，同等規(guī)模僅為傳統(tǒng)污水處理法的占地面積的1/10 1/30。(3)、實(shí)施靈活，污水微波處理技術(shù)不僅適于大、中、小型工程的新建，也適用于現(xiàn) 在運(yùn)行中的傳統(tǒng)技術(shù)污水處理廠的技術(shù)改造，尤其是使用在高難度的工業(yè)污水處理上，具 有國(guó)內(nèi)外目前其它污水處理技術(shù)所不能達(dá)到的效果。(4)、工藝流程短，污水中污染物降解的物化反應(yīng)迅速，污水經(jīng)調(diào)配進(jìn)入微波場(chǎng) 20 30秒流出，5 7分鐘完成澄清分離，產(chǎn)出清水和無(wú)菌污泥。(5)、單位污水處理運(yùn)行費(fèi)用低。(6)、污水中污染物清除徹底，經(jīng)微波一次性處理后產(chǎn)出的清水其主要理化指標(biāo)可 達(dá)到或接近國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量III類，在污水中加入各種誘導(dǎo)劑(如硫酸亞鐵、硅藻精 土等)協(xié)同作用，其出水可達(dá)到國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量I類。(7)、污水處理進(jìn)程不受周圍環(huán)境溫度和原污水污染物濃度影響，傳統(tǒng)污水處理工 藝卻受控于這兩個(gè)因素的影響。(8)、污水處理過(guò)程中可根據(jù)需要隨意開(kāi)、停，傳統(tǒng)生化法和活性污泥法一旦停止 運(yùn)行后，需要半個(gè)月至1個(gè)月才能恢復(fù)正常運(yùn)行。(9)、實(shí)現(xiàn)水的可持續(xù)利用和污水資源化，解決淡水資源日益短缺的問(wèn)題；a、產(chǎn)出 無(wú)菌清水可回用，b、產(chǎn)出無(wú)菌污泥可作用高效復(fù)合肥原料。(10)、污水微波處理對(duì)殺滅藍(lán)藻和殺滅污水中的病原體具有特效，示范工程檢測(cè) 數(shù)據(jù)表明，市政污水微波處理前糞大腸菌群值為24X IO4個(gè)/L，出口僅為20個(gè)/L。三、國(guó)內(nèi)現(xiàn)有微波污水處理裝置及其存在的問(wèn)題[0018]微波污水處理技術(shù)起源于上世紀(jì)80年代，由于其固有的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)也作了大量的 研究，由于其工藝相對(duì)簡(jiǎn)單其處理裝置的先進(jìn)性直接影響其工作效果。在眾多已產(chǎn)業(yè)化和 公布的的微波污水處理裝置中均有一個(gè)共同的特點(diǎn)現(xiàn)有的微波污水處理裝置均由波源(含微波功率可調(diào)控制系統(tǒng))、微波微波屏 蔽腔、微波污水處理芯、三大部分組成。其典型代表為中國(guó)專利公開(kāi)的專利申請(qǐng)?zhí)枮?"200810029022. 5” 一種利用微波能處理污水的設(shè)備專利?，F(xiàn)有技術(shù)的波源大部分采用大功率單一波源形式，而國(guó)內(nèi)外大功率微波源在20KW 以下造價(jià)低，使用壽命長(zhǎng)，高于20KW波源其制作成本較高，壽命較短。受此影響國(guó)內(nèi)外微波 污水處理裝置單一裝機(jī)規(guī)模普遍低于20KW，直接制約了其處理規(guī)模影響市場(chǎng)發(fā)展?，F(xiàn)有的微波污水處理裝置均在微波屏蔽腔的結(jié)構(gòu)上采用箱式結(jié)構(gòu)，受微波的穿透 深度、輻射面積、場(chǎng)分布等因素的影響，其體積較小。單位截面積的微波強(qiáng)度較小，因截面微 波強(qiáng)度與其“致熱效應(yīng)”和“非致熱效應(yīng)”的發(fā)揮成正比列關(guān)系，導(dǎo)致過(guò)程的停留時(shí)間較長(zhǎng)， 平均20-30秒?，F(xiàn)有的微波污水處理裝置均在微波屏蔽腔內(nèi)設(shè)置微波污水處理芯，污水引入處理 芯后，在其設(shè)置的各種異型管路系統(tǒng)中折流，其過(guò)程受微波輻射，完成微波反應(yīng)。由于上述 的微波微波屏蔽腔的體積及結(jié)構(gòu)限制，其處理芯的單位容積相對(duì)較小，加上反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 20-30秒，其芯內(nèi)流速較慢，直接影響其處理能力，同時(shí)由于污水中的大量有機(jī)物的迅速沉 淀、由于流速較慢積聚于污水處理芯的內(nèi)表面，在各種異型接口處，極易出現(xiàn)堵塞積碳影響 運(yùn)行穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容為解決在微波污水處理裝置上使用20KW以下小功率微波發(fā)射器實(shí)現(xiàn)污水處理， 保證微波發(fā)生器發(fā)射的微波在負(fù)載截面不發(fā)生干涉、重疊、抵消現(xiàn)象，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種 微波污水處理裝置結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，微波污水處理裝置，包括微波發(fā)生 器、污水處理芯、微波屏蔽腔，機(jī)架和微波保護(hù)層。所述的污水處理芯包括污水進(jìn)管，污水出管和微波輻射管，污水進(jìn)管和污水出管 分別與微波輻射管兩端連接，污水進(jìn)管和污水出管分別由支架固定在機(jī)架上。所述的微波發(fā)生器伍個(gè)為一組，每組微波發(fā)生器在微波輻射管的同一橫斷面上均 布設(shè)置在微波輻射管外的微波發(fā)生器安裝架上，微波發(fā)生器安裝架固定在機(jī)架上。所述的微波屏蔽腔，由屏蔽層和外保溫層構(gòu)成的封閉矩形結(jié)構(gòu)，安裝在發(fā)生器安 裝架上的微波發(fā)生器處于屏蔽層和外保溫層構(gòu)成的封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)。本實(shí)用新型的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用多個(gè)小功率微波發(fā)射器同時(shí)對(duì)污水進(jìn) 行微波處理，該波源組合微波對(duì)污水處理，單位截面的微波強(qiáng)度是現(xiàn)有裝置的10-20倍，其 促進(jìn)反應(yīng)的“非致熱效應(yīng)”作用明顯，污水的C0D、NH3-N等的去除率是常規(guī)裝置的1.2倍以 上，反應(yīng)時(shí)間縮短至常規(guī)裝置的1/8-1/10，單位功率污水處理能力提高1. 5-2倍。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
附圖1對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為附圖IA-A剖面示意圖。附圖中，1-1、污水進(jìn)管，1-2污水出管，2微波輻射管，3支架，4機(jī)架，5微波發(fā)生器， 6微波發(fā)生器安裝架，7屏蔽層，8外保溫層，9進(jìn)水控制閥，10水控制閥，11安全排氣閥。
具體實(shí)施方式
參看附圖，微波污水處理裝置，包括微波發(fā)生器、污水處理芯、微波屏蔽腔，機(jī)架和 微波保護(hù)層。所述的污水處理芯包括污水進(jìn)管1-1，污水出管1-2和微波輻射管2，污水進(jìn)管 1-1和污水出管1-2分別與微波輻射管2兩端連接，污水進(jìn)管1-1和污水出管1-2分別由支 架3固定在機(jī)架4上。所述的微波發(fā)生器5五個(gè)為一組，每組微波發(fā)生器5在微波輻射管2的同一徑向 斷面上均布設(shè)置在微波輻射管2外的微波發(fā)生器安裝架6上，微波發(fā)生器安裝架6固定在 機(jī)架4上。所述的微波屏蔽腔，由屏蔽層7和外保溫層8構(gòu)成的封閉矩形結(jié)構(gòu)，安裝在發(fā)生器 安裝架6上的微波發(fā)生器5處于屏蔽層7和外保溫層8構(gòu)成的封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)。本實(shí)用新型為保證微波發(fā)生器5發(fā)射的微波在微波輻射管2截面不發(fā)生干涉、重 疊、抵消現(xiàn)象。在微波成組截面，將其在微波輻射管2的同一徑向斷面上上采用5星形排列。由于微波污水處理裝置的吸收介質(zhì)為水，其微波吸收性好，加之科學(xué)合理的波源 分布，其泄露量較小，但為安全起見(jiàn)，本實(shí)用新型設(shè)置微波屏蔽腔，其主要功能為微波屏蔽 和絕熱作用。由屏蔽層7和外保溫層8構(gòu)成的封閉結(jié)構(gòu)構(gòu)成長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)的微波屏蔽腔，采用長(zhǎng) 方形結(jié)構(gòu)，屏蔽層7不銹鋼板制作，所有密封面采用紫銅作為填充料，保證微波的泄漏率低 于常規(guī)手機(jī)的輻射量，實(shí)現(xiàn)絕對(duì)安全，外保溫層8保溫隔熱措施保證熱量最小損失，提高能 源利用率。本實(shí)用新型具有污水處理芯中微波輻射管2截面微波密度大，反應(yīng)時(shí)間短的優(yōu) 勢(shì)，所以該微波污水處理芯設(shè)計(jì)成污水進(jìn)管1-1和污水出管1-2分別與微波輻射管2兩端 連接的直管結(jié)構(gòu)，管路采用組合式結(jié)構(gòu)，污水進(jìn)管1-1和污水出管1-2采用不銹鋼結(jié)構(gòu)，微 波輻射管2采用石英玻璃管(或高氧化鋁陶瓷管)，因?yàn)樯鲜霾牧系奈⒉ù┩嘎?gt; 95%，其 目的主要是提高微波對(duì)于管內(nèi)介質(zhì)的作用效率。同時(shí)由于是直管結(jié)構(gòu)，方便沖洗。杜絕現(xiàn) 有微波污水處理芯異型管路淤泥堵塞堵塞、水汽混流排氣不暢、沖洗不徹底、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn) 行不穩(wěn)定的弊端。直管結(jié)構(gòu)其內(nèi)表面積碳清理難度和效果明顯優(yōu)于普通異型管路。由于5星形排列的波源組合，其微波污水處理芯中的微波輻射管2單位截面的微 波強(qiáng)度是現(xiàn)有裝置的10-20倍，其促進(jìn)反應(yīng)的“非致熱效應(yīng)”作用明顯，污水的COD、NH3-N 等的去除率是常規(guī)裝置的1.2倍以上，反應(yīng)時(shí)間縮短至常規(guī)裝置的1/8-1/10(2-3秒，在誘 導(dǎo)劑協(xié)同作用下)左右，單位功率污水處理能力提高1. 5-2倍。受停留時(shí)間、微波穿透深度影響，推薦最佳微波輻射管2直徑80-100mm，污水平流 速度1-1. 2米/秒，微波輻射管2長(zhǎng)度約為3-4m。
5[0043]本實(shí)用新型實(shí)施例中，每組微波發(fā)生器5之間微波輻射管2的軸線按2倍的微波 發(fā)生器5發(fā)出的微波波長(zhǎng)等距設(shè)置。根據(jù)微波輻射管2的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，設(shè)置微波發(fā)生器5的 組數(shù)。同時(shí)在圓周上相鄰兩個(gè)波源的旋長(zhǎng)距離大于或等于兩個(gè)波長(zhǎng)，五星形波源固定裝置 的切線圓周直徑3-4個(gè)波長(zhǎng)，充分保證在負(fù)載截面(“微波污水處理芯”截面)的分布均勻。 在成組串聯(lián)截面的每組微波裝置的中心距等于兩個(gè)波長(zhǎng)。組合微波發(fā)射源的單一磁控管選 型可以從500-2KW任意配置，每組功率為2. 5KW-10KW,串聯(lián)組數(shù)根據(jù)需要任意組合，為控制 方便一般推薦串聯(lián)8-50個(gè)。微波發(fā)生器5可單獨(dú)控制，可以任意分組開(kāi)停，減少控制機(jī)構(gòu) 制作成本，方便操作，控制可靠運(yùn)行穩(wěn)定性好。為根據(jù)微波發(fā)生器5工作情況，有效控制污水流量，污水進(jìn)管1-1和污水出管1-2 分別經(jīng)進(jìn)水控制閥9和出水控制閥10與微波輻射管2連接。通過(guò)進(jìn)水控制閥9和出水控 制閥10控制污水流量。本實(shí)用新型實(shí)施例中，污水出管1-2上設(shè)置有安全排汽閥11。安全排汽閥11保證 氣體及時(shí)排放，提高安全性。微波反應(yīng)后形成的蒸汽具備一定壓力，通過(guò)出水端的安全排汽 閥11進(jìn)行排放，其控制壓力約為0. 02-0. 04MPa，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求一種微波污水處理裝置，包括微波發(fā)生器、污水處理芯、微波屏蔽腔，機(jī)架和微波保護(hù)層，其特征在于A、所述的污水處理芯包括污水進(jìn)管(1-1)，污水出管(1-2)和微波輻射管(2)，污水進(jìn)管(1-1)和污水出管(1-2)分別與微波輻射管(2)兩端連接，污水進(jìn)管(1-1)和污水出管(1-2)分別由支架(3)固定在機(jī)架(4)上；B、所述的微波發(fā)生器(5)伍個(gè)為一組，每組微波發(fā)生器(5)在微波輻射管(2)的同一徑向斷面上均布設(shè)置在微波輻射管(2)外的微波發(fā)生器安裝架(6)上，微波發(fā)生器安裝架(6)固定在機(jī)架(4)上；C、所述的微波屏蔽腔，由屏蔽層(7)和外保溫層(8)構(gòu)成的封閉矩形結(jié)構(gòu)，安裝在發(fā)生器安裝架(6)上的微波發(fā)生器(5)處于屏蔽層(7)和外保溫層(8)構(gòu)成的封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微波污水處理裝置，其特征在于所述的每組微波 發(fā)生器(5)之間微波輻射管(2)的軸線按2倍的微波發(fā)生器(5)發(fā)出的微波波長(zhǎng)等距設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微波污水處理裝置，其特征在于所述的污水進(jìn)管(1-1) 和污水出管(1-2)分別經(jīng)進(jìn)水控制閥(9)和出水控制閥(10)與微波輻射管(2)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微波污水處理裝置，其特征在于所述的污水出管 (1-2)上設(shè)置有安全排汽閥(11)。
專利摘要一種微波污水處理裝置，解決微波污水處理裝置上使用一組小功率微波發(fā)射器實(shí)現(xiàn)污水處理的技術(shù)問(wèn)題，采用的方案是，污水進(jìn)管和污水出管分別與微波輻射管兩端連接構(gòu)成污水處理芯，微波發(fā)生器五個(gè)為一組，每組微波發(fā)生器在微波輻射管的同一橫斷面上均布設(shè)置在微波輻射管外的微波發(fā)生器安裝架上，微波屏蔽腔由屏蔽層和外保溫層構(gòu)成的封閉矩形結(jié)構(gòu)，安裝在發(fā)生器安裝架上的微波發(fā)生器處于屏蔽層和外保溫層構(gòu)成的封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)。其有益效果是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，多個(gè)小功率微波發(fā)射器同時(shí)對(duì)污水進(jìn)行微波處理，該波源組合微波對(duì)污水處理單位截面的微波強(qiáng)度提高10-20倍，污水的COD、NH3-N等的去除率是提高1.2倍以上，反應(yīng)時(shí)間縮短至常規(guī)污水處理裝置的1/8-1/10，單位功率污水處理能力提高1.5-2倍。
文檔編號(hào)C02F1/30GK201634468SQ20102013760
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者楊啟才, 王新平, 王照壹, 陳冠聲 申請(qǐng)人:深圳市兗能環(huán)保科技有限公司