專利名稱：一種中水回用設(shè)備及回用工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)廢水和生活污水處理領(lǐng)域，特別是涉及一種中水回用設(shè)備及回用工藝。
背景技術(shù)：
分離膜作為一種高分子化學材料，既有分離、濃縮、凈化和脫鹽功能，又有高效、節(jié)能、環(huán)保、分子級過濾等優(yōu)點，被廣泛應用于污水回用處理、海水淡化、苦咸水淡化、超純凈水等行業(yè)，膜技術(shù)被公認為21世紀最重要的新技術(shù)之一。目前，全球膜組件成套設(shè)備和膜工程的市場已達到數(shù)百億美元，且以每年20%的幅度遞增。我國2005年膜市場需求已達100億元。隨著膜產(chǎn)品的大量應用，也越來越凸顯出以下問題
1)膜分離技術(shù)回收率低，膜污染嚴重如何提高膜的分離效率和回收率的問題、提高膜的抗污染能力、節(jié)約能耗困擾著膜設(shè)備供應商和使用者；
2)膜分離技術(shù)屬于物理分離技術(shù)，膜系統(tǒng)產(chǎn)生大量濃水、濃度高，濃水污染物含量高，不能直接排放，濃水為已經(jīng)物化、生化處理而后經(jīng)膜系統(tǒng)濃縮的廢水，可生化性差，傳統(tǒng)方法難以處理。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于一種回收率高、節(jié)能、抗污染能力強的一種中水回用設(shè)備及回用工藝。為達到上述目的，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案為一種中水回用設(shè)備，包括通過進水管道依次相連的原水罐、原水泵、預處理系統(tǒng)、高壓泵、反滲透膜組件，反滲透膜組件透過水出口通過產(chǎn)水管道與產(chǎn)水罐相連；其特征在于，所述的反滲透膜組件濃水出口通過濃縮管道與閥門、循環(huán)泵相連后與高壓泵后的管道相連，所述的反滲透膜組件濃水出口還通過一管道與閥門、三維電觸媒系統(tǒng)相連，所述的三維電觸媒系統(tǒng)一出口通過一回流管道與輸料泵相連后與原水罐相連，所述的三維電觸媒系統(tǒng)另一出口連接有一排放管道。進一步，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述的三維電觸媒系統(tǒng)包括一三維電極反應器和一納米觸媒流化床，反滲透膜組件濃水出口通過管道與閥門相連后，與三維電極反應器相連，再通過管道與納米觸媒流化床下端進口相連。。進一步，所述的三維電極反應器電解槽電極之間裝填表面帶電的粒狀或其他碎屑狀的工作電極材料。進一步，所述的納米觸媒流化床中填充有納米改性的觸媒材料。進一步，所述的納米改性的觸媒材料的主體為Y-氧化鋁顆粒，所述Y-氧化鋁顆粒表面覆一層納米級的稀土顆粒。進一步，所述的預處理系統(tǒng)為超濾或微濾系統(tǒng)。具體使用時，還包括一種中水回用工藝，采用上述中水回用設(shè)備，將原水罐中待處理的中水，通過原水泵經(jīng)進水管道泵入預處理系統(tǒng)處理后，再經(jīng)高壓泵泵入反滲透系統(tǒng)，透過反滲透膜的透過水通過產(chǎn)水管道進入產(chǎn)水罐回用；反滲透膜截留的濃水一部分經(jīng)循環(huán)泵增壓后回流至高壓泵后的進水管道中，再進入反滲透系統(tǒng)循環(huán)處理，另一部分進入三維電觸媒系統(tǒng)處理，三維電觸媒系統(tǒng)處理后，一部分回流至原水罐，進一步由反滲透系統(tǒng)處理回用，一部分排放。本發(fā)明所述的設(shè)備用于中水回用，所述的反滲透濃水通過濃縮管道一部分回流至循環(huán)泵，通過循環(huán)泵增壓，進入進水口，因為回流的濃水帶有較高的余壓，通過循環(huán)泵適當加壓后使壓力提高至進水口所需的壓力，則可降低膜前原進水流量，可選較低功率的進水泵來實現(xiàn)同等流量的進膜廢水，從而達到節(jié)能的目的；另一部分進入三維電觸媒系統(tǒng)進一步處理，經(jīng)處理后很小一部分水達標排放，部分水回流到預處理系統(tǒng)前，再進入反滲透系統(tǒng)處理，實現(xiàn)二級循環(huán)。本發(fā)明的主要創(chuàng)新點在于采用三維電極反應器和納米觸媒流化床，其特點在于
1)三維電極反應器是一種新型的電化學反應器，又叫粒子電極或床電極。它在傳統(tǒng)二維電解槽電極之間裝填粒狀或其他碎屑狀工作電極材料并使裝填工作電極材料的表面帶電，成為新的一極，即第三極，在工作電極表面能發(fā)生電化學反應。與二維電極相比，三維電極的比表面積增大，而且因為粒子間距小，物質(zhì)效果極大改善，因而具有較高的電流效率； 當廢水電導率較低時，二維電極處理效果不理想，需要投入大量電解質(zhì)，加大了處理費用， 而三維電極在一定程度上克服了這一缺點。三維電極反應器能將難生物降解的大分子有機污染物氧化為小分子污染物，去除部分污染物，同時電解產(chǎn)生一些氧化劑，為后續(xù)觸媒催化氧化提供氧化環(huán)境；
2)納米觸媒流化床在三維電極反應器后，增加納米觸媒流化床，進一步降解小分子污染物。納米觸媒流化床中填充的是經(jīng)納米改性的觸媒材料，其主體可以為Y-氧化鋁顆粒，納米改性為在該顆粒表面覆一層納米級的稀土顆粒，從而提高催化比表面積，可顯著提高觸媒的催化氧化作用。將經(jīng)過三維電觸媒氧化的反滲透濃水一部分回流至預處理前，結(jié)合具有“濃水在線增壓回流”的反滲透膜處理系統(tǒng)，進一步提高整套工藝的回收率達90%以上。本發(fā)明設(shè)備具有兩級循環(huán)的特點，整套工藝用于水處理，水回收率達90%以上，且具有高回收率、抗污染的、濃水經(jīng)處理后可直接排放等優(yōu)點
1)高回收率
由于解決了反滲透濃水的處理問題，濃水經(jīng)處理后可直接排放，整套系統(tǒng)的回收率高。 一般反滲透系統(tǒng)處理工業(yè)廢水，如印染、造紙廢水等，回收率只能達到60%-70%，甚至更低， 而采用本設(shè)備及工藝，由于能對濃水進行再處理，可以把回收率提高到90%以上，可為相關(guān)企業(yè)節(jié)約更多水資源，同時進一步降低排污成本；
2)節(jié)能
采用“濃水在線增壓回流”工藝，將高壓高能的濃水回流到反滲透膜組件的進水口，可以回收利用濃水的能量，具有節(jié)能效果；
3)抗污染能力增強
通過加大進水流量和提高循環(huán)流量來提高膜面沖刷力度，保證高切向流速，提高膜的抗污染能力，能保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。


圖1為本發(fā)明所述的中水回用設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本發(fā)明所述的三維電觸媒系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明做進一步說明。如圖1本發(fā)明所述的中水回用設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)圖所示，一種中水回用設(shè)備，包括通過進水管道2依次相連的原水罐1、原水泵3、預處理系統(tǒng)4，高壓泵5、反滲透膜組件6，反滲透膜組件6透過水出口通過產(chǎn)水管道7與產(chǎn)水罐8相連；反滲透膜組件6濃水出口通過濃縮管道15與閥門13、循環(huán)泵14相連后與高壓泵5后的進水管道2相連，反滲透膜組件6 濃水出口還通過管道11與閥門12、三維電觸媒系統(tǒng)9相連，所述的三維電觸媒系統(tǒng)9出口 921通過一回流管道17與輸料泵16相連后與原水罐1相連，三維電觸媒系統(tǒng)9另一出口 922連接有一排放管道10，預處理系統(tǒng)4為超濾系統(tǒng)或微濾系統(tǒng)。進一步，如圖2本發(fā)明所述的三維電觸媒系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖所示三維電觸媒系統(tǒng)9 包括一三維電極反應器91和一納米觸媒流化床92，反滲透膜組件6濃水出口通過管道11 與閥門12相連后，先與三維電極反應器91相連，三維電極反應器91電解槽電極之間裝填表面帶電的粒狀或其他碎屑狀工作電極材料911。三維電極反應器91上端出口再通過管道 93與納米觸媒流化床92下端進口相連，納米觸媒流化床92內(nèi)部的管道93具有小孔924， 納米觸媒流化床92中填充有納米改性的觸媒材料925，納米改性的觸媒材料925的主體為 Y-氧化鋁顆粒，Y -氧化鋁顆粒表面覆一層納米級的稀土顆粒。具體使用時，將原水罐1中待處理的中水，通過原水泵3經(jīng)進水管道2泵入預處理系統(tǒng)4處理后，再經(jīng)高壓泵5泵入反滲透系統(tǒng)6，透過反滲透膜6的透過水通過產(chǎn)水管道7 進入產(chǎn)水罐8回用；反滲透膜截留的濃水一部分回流經(jīng)循環(huán)泵14增壓后回流至高壓泵5后的進水管道2中，再進入反滲透系統(tǒng)6循環(huán)處理，另一部分進入三維電觸媒系統(tǒng)9處理，三維電觸媒系統(tǒng)處理后，一部分回流至原水罐1，進一步由反滲透系統(tǒng)6循環(huán)處理回用，一部分排放。盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上對本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種中水回用設(shè)備，包括通過進水管道(2)依次相連的原水罐(1)、原水泵(3)、預處理系統(tǒng)(4)、高壓泵(5)、反滲透膜組件(6)，反滲透膜組件(6)透析液出口通過產(chǎn)水管道(7) 與產(chǎn)水罐(8)相連；其特征在于所述的反滲透膜組件(6)濃縮液出口通過濃縮管道(15)與閥門(13)、循環(huán)泵(14)相連后與高壓泵(5)后的進水管道(2)相連，所述的反滲透膜組件 (6)濃縮液出口還通過一管道(11)與閥門(12)、三維電觸媒系統(tǒng)(9)相連，所述的三維電觸媒系統(tǒng)(9) 一出口(921)通過一回流管道(17)與輸料泵(16)相連后與原水罐(1)相連，所述的三維電觸媒系統(tǒng)(9)另一出口(922)連接有一排放管道(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中水回用設(shè)備，其特征在于所述的三維電觸媒系統(tǒng)(9) 包括一三維電極反應器(91)和一納米觸媒流化床(92)，反滲透膜組件(6)濃縮液出口通過管道(11)與閥門(12)相連后，與三維電極反應器(91)相連，再通過管道(93)與納米觸媒流化床(92)下端進口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種中水回用設(shè)備，其特征在于所述的三維電極反應器(91)電解槽電極之間裝填表面帶電的粒狀或其他碎屑狀工作電極材料(911)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種中水回用設(shè)備，其特征在于所述的納米觸媒流化床(92)中填充有納米改性的觸媒材料(925)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種中水回用設(shè)備，其特征在于所述的納米改性的觸媒材料(925)的主體為Y-氧化鋁顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種中水回用設(shè)備，其特征在于所述Y-氧化鋁顆粒表面覆一層納米級的稀土顆粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中水回用設(shè)備，其特征在于所述的預處理系統(tǒng)(4)為超濾系統(tǒng)或微濾系統(tǒng)。
8.一種中水回用工藝，其特征在于采用上述任一權(quán)利要求所述的中水回用設(shè)備，將原水罐(1)中待處理的中水，經(jīng)進水管道(2)由原水泵(3)泵入預處理系統(tǒng)(4)處理后，再經(jīng)高壓泵(5)泵入反滲透系統(tǒng)(6)，透過反滲透膜的產(chǎn)水通過產(chǎn)水管道(7)進入產(chǎn)水罐(8) 回用；反滲透膜截留的濃縮液一部分經(jīng)循環(huán)泵(14)增壓后回流至高壓泵(5)后的進料管道 (2)中，再進入反滲透系統(tǒng)(6)循環(huán)處理，另一部分進入三維電觸媒系統(tǒng)(9)處理，三維電觸媒系統(tǒng)處理后，一部分回流至原水罐(1)，進一步由反滲透系統(tǒng)(6)處理回用，一部分排放。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中水回用設(shè)備及回用工藝，包括通過進水管道依次相連的原水罐、原水泵、預處理系統(tǒng)、高壓泵、反滲透膜組件，反滲透膜組件透析液出口通過產(chǎn)水管道與產(chǎn)水罐相連；其特征在于，所述的反滲透膜組件濃縮液出口通過濃縮管道與閥門、循環(huán)泵相連后與高壓泵后的管道相連，所述的反滲透膜組件濃縮液出口還通過一管道與閥門、三維電觸媒系統(tǒng)相連，所述的三維電觸媒系統(tǒng)一出口通過一回流管道與輸料泵相連后與原料罐相連，所述的三維電觸媒系統(tǒng)另一出口連接有一排放管道。本發(fā)明設(shè)備及工藝具有兩級循環(huán)的特點，整套工藝用于中水處理，水回收率達90%以上，且具有高回收率、抗污染的、濃水經(jīng)處理后可直接排放等優(yōu)點。
文檔編號C02F9/02GK102219321SQ201110121168
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者任以偉, 俞海橋, 王俊川 申請人:廈門市威士邦膜科技有限公司