一種應急水處理工藝及移動式應急水處理設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水處理【技術領域】，特別涉及一種應急水處理工藝及移動式應急水處理設備；應急水處理工藝包括以下工藝步驟：污染水源進水；電氣浮處理；Fenton反應；Fe0反應；中和絮凝；微濾膜處理；紫外光反應；臭氧活性炭處理；吸附；出水。本發(fā)明的工藝能快速處理含有機化合物污染、無機化學物污染、重金屬污染、生物毒性污染的污染水源，使處理后的出水達到廢水排放、回用或者飲用水的標準。本發(fā)明的移動式應急水處理設備是一體化、自動化、組裝式可移動的設備，在突發(fā)性事件發(fā)生時，能夠快速移動到現(xiàn)場，通電即可運行，具有簡易快速、應急和升級轉換三種功能，無需投入多種化工原料，能夠快速處理污染水源。
【專利說明】一種應急水處理工藝及移動式應急水處理設備
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于水處理【技術領域】，特別涉及一種應急水處理工藝及移動式應急水處理設備。
【背景技術】
[0002]隨著我國經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染日漸嚴重，應急水處理顯得日益重要，我國每年有幾百件突發(fā)性水污染事件，而且逐年增加，主要是運輸化學品的車或船發(fā)生事故，企業(yè)廢水庫潰壩、廢水站泄漏等等。突然大面積污染了周邊水域。這種事件通常應急措施就是截流、收集。這樣收集的幾百噸，甚至上千、上萬噸廢水，就要在荒郊野嶺地域應急處理至達標排放，一般只能允許在30~40天內(nèi)處理完畢，否則就會因天氣變化發(fā)生二次污染事故?？拐?、抗洪及局部戰(zhàn)爭現(xiàn)場，水源受到人、畜、動植物尸體污染，受災工廠倉庫化學物品、生物制品污染，有害地質礦物溶出污染，泥石流濁水以及伴生的病毒擴散。成千上萬救災人員，普通百姓、士兵飲用水、生活用水困難，同時帶來臨時集居地生活廢水處理困難，增加了災區(qū)瘟疫滋生風險。而通常用于突發(fā)性災難現(xiàn)場的反滲透機并不能解決問題，這種裝置只適用于城市自來水制造純水，而對災難現(xiàn)場這種復合型污染的水源，很快就失效；經(jīng)常需要飛機空運礦泉水，加大了救災壓力。因此突發(fā)性災難現(xiàn)場缺少產(chǎn)品規(guī)格化的應急水處理設備。大型工地、勘探、石油鉆井作業(yè)區(qū)、軍事演習現(xiàn)場，都遠離城市，自來水輸送、人員的生活用水處理、作業(yè)用水處理都比較困難。由于我國大部分水域、土壤、空氣已受污染，地質災害頻生，這些作業(yè)地點要么缺水，要么是不明性污染水源；有機物污染、重金屬污染，生物毒性污染都會同時存在，傳統(tǒng)的自來水技術及常規(guī)化學法水處理技術，已經(jīng)達不到飲用水衛(wèi)生要求或廢水達標排放要求，而臨時建一個自來水站或廢水站，事發(fā)時已來不及。隨著我國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境改善，大量中小企業(yè)如雨后春筍般出現(xiàn)，這些企業(yè)都是租地租廠房的侯鳥企業(yè)，隨時準備搬遷，建一套常規(guī)廢水站投資大，因此亟需即可達標排放，快速通過環(huán)保局審核，一旦遷廠，又可像機器裝置一樣進行搬遷的水處理裝置。另外，已有廢水站企業(yè)，還經(jīng)常碰到環(huán)保標準升級，廢水站改造問題，改造一套廢水站遠比新建費時、費力，空間緊缺、改造過程中又要保證原廢水站正常達標排放，企業(yè)會面臨停產(chǎn)改造，超標排放罰款兩難困境。這時亟需要應急水處理設備解決上述困境。
[0003]突發(fā)事件現(xiàn)場的污水有千百種，但從污染物分子結構看，有實用意義的分類有四種:有機化合物污染、無機化學物污染、重金屬污染、生物毒性污染，調(diào)查國內(nèi)若干起突發(fā)性水環(huán)境污染事件，這四種污染都同時存在，差別在于主次不同。綜合上面的情況，亟需提供一種可以應用于突發(fā)性水污染事件應急處理、突發(fā)性災難現(xiàn)場應急水處理、野外作業(yè)現(xiàn)場應急水處理、企業(yè)內(nèi)部應急水處理等且同時可以處理含有機化合物污染、無機化學物污染、重金屬污染、生物毒性污染的污染水源的工藝及設備。而這種工藝或設備國內(nèi)市場未見出售，國外市場未見報導相關技術的研究論文，也沒有人涉及。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足和市場空白而提供一種應急水處理工藝及移動式應急水處理設備。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的。
[0006]一種應急水處理工藝，它包括以下工藝步驟:(a)污染水源進水；(b)電氣浮處理；(c) Fenton反應；(d) Fe0反應；Ce)中和絮凝;(f)微濾膜處理；(g)紫外光反應；(h)臭氧活性碳處理；(i)吸附；(j)出水。
[0007]其中，所述步驟(c)Fenton反應具體為:將過氧化氫加入Fenton反應器中，與電氣浮帶入的鐵離子反應，產(chǎn)生羥基自由基[.0H]，分解污染水源中的有機物，降低污染水源的
化學需氧量。
[0008]其中，所述步驟(d) Fe0反應為負載納米Fe°的活性炭與污染水源中的有機污染物進行還原反應，進一步分解Fenton反應中未分解的有機污染物。
[0009]其中，所述步驟(f)微濾膜處理采用具有微孔過濾膜件所組成的過濾機，它能夠直接從中和絮凝水中獲得清亮透明出水，無須用常規(guī)的沉清池，具有體積小、產(chǎn)水快、水質特別透亮的特點。
[0010]其中，所述步驟(g)紫外光反應具體為:在UV光的催化下，臭氧產(chǎn)生羥基自由基[.0H]，羥基自由基[.0H]使污染水源中的污染物的分子鏈斷裂，污染物被逐步降解。
[0011]其中，所述步驟(h)臭氧活性碳處理具體為:污染水源中未反應的臭氧及污染物被活性炭吸附，在活性炭孔隙表面繼續(xù)反應降解。
[0012]進一步的，于所述步驟(i)吸附之后，所述步驟(j)出水之前，還包括步驟(kl) RO反應。
[0013]一種移動式應急水處理設備，它包括移動裝置依次設置于移動裝置的電氣浮裝置、Fenton反應器、Fe°反應器、中和絮凝裝置、微濾膜裝置、紫外光反應器、臭氧活性碳反應器、吸附裝置。
[0014]其中，F(xiàn)e°反應器為鐵碳填料三相循環(huán)流化床。
[0015]其中，所述電氣浮裝置內(nèi)置T1-Fe-Al組合電極、整流器及氣-固-液三相分離器。
[0016]其中，所述吸附裝置內(nèi)置含硅藻土的吸附劑。
[0017]進一步的，它還包括RO反應器，RO反應器設置于吸附裝置的出水端的后方，增加了 RO反應器的移動式應急水處理設備一般應用于飲用水場合。
[0018]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的應急水處理工藝能快速處理含有機化合物污染、無機化學物污染、重金屬污染、生物毒性污染的污染水源，使處理后的出水達到廢水排放、回用或者飲用水的標準。
[0019]本發(fā)明的移動式應急水處理設備具有以下效果功能:(I)、具備快速可靠運輸功能:①限高2.6~2.8m,能夠在高速公路上順利通過無數(shù)4.5m限高橋洞、隧道、高架橋，架空電纜；②限寬2mX限長16m，凈重小于10噸，能夠吊上20噸平板車；③緊固牢靠:能在遠離高速公路的山坡不平道路上長途奔波不壞，卸車即可用；④氣候適應強:能夠經(jīng)受五千公里地域，短時間的高溫、風雪或低溫常溫交替變化考驗，材料及管道安裝，儀器不因溫度、濕度聚變而損壞。(2)、具備自動、簡易、可靠的操作功能:可以適應的應急現(xiàn)場包括遠離城市及配送中心的地方，緊急搶修不便，非專業(yè)人員操作?，F(xiàn)場水質特性不能迅速查明等等特點。(3)、水質適應廣泛性功能:能夠適應同時存在有機化學物污染、無機化學物污染、重金屬污染、生物毒性污染的不明性污染水源，經(jīng)本發(fā)明的一種應急水處理工藝或者設備處理，處理出水90%以上都能達到自來水標準或環(huán)保排放標準。(4)、產(chǎn)水量:本發(fā)明的移動式應急水處理設備設計成3~5噸/時、5~10噸/時、10~15噸/時三種規(guī)格，相互搭配，足以滿足絕大多數(shù)應急現(xiàn)場所需。5、附屬配套功能:本發(fā)明還可以配套有:生活、帳篷、通訊、維護工具箱、快速水質檢測箱、急救藥箱，特殊場合機組還可以配套遠程視頻調(diào)控，便于遠程控制。
[0020]本發(fā)明的移動式應急水處理設備是一體化、自動化、組裝式可移動的設備，在突發(fā)性事件發(fā)生時，能夠快速移動到現(xiàn)場，通電即可運行，具有簡易快速、應急和升級轉換三種功能，能夠快速處理污染水源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的實施例1的一種應急水處理的工藝流程圖。
[0022]圖2是本發(fā)明的實施例2的一種應急水處理的工藝流程圖。
[0023]圖3是本發(fā)明的實施例3的一種移動式應急水處理設備的結構示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明的實施例4的一種移動式應急水處理設備的結構示意圖。
[0025]附圖標記:
I——電氣浮裝置 2——Fenton反應器 3—Fe0反應器 4 —中和絮凝裝置 5——微濾膜裝置 6——紫外光反應器 7—臭氧活性碳反應器8—吸附裝置。
【具體實施方式】
[0026]下面以具體的附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明不受下述實施例的限定。
[0027]實施例1。
[0028]如圖1所示，一種應急水處理工藝，它包括以下工藝步驟:(a)污染水源進水；(b)電氣浮處理；(c) Fenton反應；(d) Fe0反應；(e)中和絮凝；(f)微濾膜處理；(g)紫外光反應；(h)臭氧活性碳處理；(i)吸附；(j)出水。
[0029]本發(fā)明的工藝原理如下。
[0030]有機物污染的處理。
[0031]①有機物是構成COD的主要組分，達標排放水指標參照地表水V類標準，COD< 30~50mg/L，而污染性水源COD通常在300~3000mg/L。
[0032]②污水中含重金屬時，很多有機物會與重金屬絡合，使重金屬不能完全生成氫氧化物沉淀。
[0033]③污水中含懸浮物，膠體類時，很多有機物會與之藕合，使膠體表面雙電層穩(wěn)定，降低了 Fe2+/Al3+的電中和能力，例如自來水行業(yè)中對付微污染水源時，加高錳酸鉀與PAC混合或通O3氧化，就能顯著提高混凝效果。
[0034]④有機物會消耗NaCIO、03、KMnO4等氧化劑，大幅度降低它們的殺菌滅藻能力。有機物中危害最大是污染性水源中溶解性油類，其次是生物毒性藻類。[0035]本實施例中，工藝步驟(b)電氣浮處理是通過電氧化部分降解有機物，破除有機物對重金屬、懸浮物、膠體的絡合-藕合狀態(tài)，并通過氣浮除去溶解性油類及生物毒性藻類。
[0036]有機物從分子結構上可分為以下幾大類并遵循以下歷程降解。
[0037]①環(huán)類(單環(huán)、雙環(huán)、多環(huán)、雜環(huán)等)一長鏈一短鏈一簡單小分子一C02+H20，但各類結構的降解特性不同、分布頻率不同而致水處理能耗、能量輸入密度不同。其中環(huán)類及長鏈分子大多是極性分子，在污水中呈膠體或不溶性油微粒存在，用Fe2+/Al3+則可使它們絮凝吸附而實現(xiàn)分離，這是成本最低、效能比最高的有機物去除手段，本實施例中，工藝步驟(b)電氣浮處理，就具有在電極上通電后產(chǎn)生Fe2+/Al3+的電絮凝功能去除油類大分子。
[0038]②中長鏈、短鏈分子，可以被高級氧化反應(Fenton)降解，因此在電氣浮處理之后，接著進行Fenton反應，可以降解這些類型有機物，而電氣浮的Fe電極則為Fenton反應提供了必須的Fe2+，起到相互協(xié)同的作用。[0039]③最后的簡單分子，用紫外光臭氧降解更有效，但需要水質透明度高，因此本發(fā)明的應急水處理工藝中把紫外光臭氧降解放在中和絮凝和微濾膜工藝之后。
[0040]重金屬污染的處理。
[0041]污水中重金屬可以有兩種方法去除:
①Fetl反應:污水通過零價鐵粉，Cu-N1-Cr等便被還原析出，如Fe°+Cu2+ —Cu°丨+Fe2+;Fe2++20H_ — Fe (OH) 2 I ；Fe2+ 生成 Fe (OH) 2 絮凝體，吸附 Cu2+ ；
③直接生成氫氧化物沉淀，如Cu2++20H_ —Cu(OH)2 I ；
兩種方法去除有效的前提是破除有機物對重金屬的絡合態(tài)，本實施例的應急水處理工藝的電氣浮處理和Fenton反應已經(jīng)實現(xiàn)破除有機物對重金屬的絡合態(tài)，故可以進入去除重金屬污染程序。通過Fe°反應一中和絮凝工藝能去除重金屬，絮凝吸附微電解除Cu產(chǎn)生的Fe2+，在pH8~9下生成Fe (OH) 3絮體，吸附Cu (OH) 3、Cu2+沉淀；反應的全部過程的pH是單向升高，無需反復回調(diào)PH，節(jié)省酸堿消耗。
[0042]生物毒性污染的處理。
[0043]污水中病毒、細菌是必然存在的，本實施例的應急水處理工藝通過紫外光-臭氧活性碳工藝，在降解簡單有機物分子的同時，去除生物毒性污染；且紫外光-臭氧活性碳工藝是置于微濾膜處理之后，污水透明度很高，有利于紫外光作用。
[0044]無機化學物污染的處理。
[0045]①硬度類物質，如CaC03、Mg(0H)3等，在電氣浮中由于陰極的堿性條件就能消除大部分暫時硬度類物質。
[0046]②還原性無機物，如Fe2+、SO廣類，在Fenton反應中，還原性無機物經(jīng)反應成為Fe3+
坐寸ο
[0047]微濾膜處理的應用。
[0048]重金屬氫氧化物有兩種形態(tài)，可以自由沉淀的晶體態(tài)及不可自由沉淀的膠體態(tài)，由于新標準的重金屬指標嚴于河、川、水庫的地表源水，若用傳統(tǒng)工藝，則必須經(jīng)過澄清之后，再經(jīng)過步驟微絮凝、砂濾才能去除殘余膠體，而本發(fā)明是用微濾膜代替體積龐大的澄清+微絮凝+砂濾，僅使用微濾膜處理則可使水處理達到新標準，達到占地少、水質優(yōu)的目的。
[0049]本實施例的應急水處理工藝經(jīng)過吸附工藝，內(nèi)置以精制硅藻土為主要材料的強效吸附劑，能有效進一步深度去除污水中各種極低濃度污染物。[0050]實施例2。
[0051] 如圖2所不,本實施例與實施例1的不同之處在于:本實施例的一種應急水處理工藝，于所述步驟(i )吸附之后，所述步驟(j )出水之前，還包括步驟(kI) RO反應。
[0052]通過RO反應的RO反滲透技術，實現(xiàn)深度脫除無機鹽污染，實現(xiàn)99%以上脫鹽，出水達到飲用水指標。
[0053]在本實施例中未解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。
[0054]實施例3。
[0055]如圖3所不,應用于實施例1的一種移動式應急水處理設備,它包括移動裝置及依次設置于移動裝置的電氣浮裝置UFenton反應器2、Fe°反應器3、中和絮凝裝置4、微濾膜裝置5、紫外光反應器6、臭氧活性碳反應器7、吸附裝置8。移動裝置可以為一個殼體或者平板車，電氣浮裝置UFenton反應器2、Fe°反應器3、中和絮凝裝置4、微濾膜裝置5、紫外光反應器6、臭氧活性碳反應器7、吸附裝置8均依次設置于殼體內(nèi)或者平板車上。
[0056]優(yōu)選的，還包括微格柵，所述微格柵設置于電氣浮裝置I的進水端的前方。
[0057]上述各單元裝置的功能如下表:
【權利要求】
1.一種應急水處理工藝，其特征在于:它包括以下工藝步驟:(a)污染水源進水；(b)電氣浮處理；(c) Fenton反應；(d) Fe0反應；(e)中和絮凝；(f)微濾膜處理；(g)紫外光反應；(h)臭氧活性碳處理；(i)吸附；(j)出水。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種應急水處理工藝，其特征在于:所述步驟(c)Fenton反應具體為:將過氧化氫加入Fenton反應器中，與電氣浮帶入的鐵離子反應，產(chǎn)生羥基自由基[.0H]，分解污染水源中的有機物，降低污染水源的化學需氧量。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種應急水處理工藝，其特征在于:所述步驟(d)Fe°反應為負載納米Fe°的活性炭與污染水源中的有機污染物進行還原反應，進一步分解Fenton反應中未分解的有機污染物。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種應急水處理工藝，其特征在于:所述步驟(g)紫外光反應具體為:在UV光的催化下，臭氧產(chǎn)生羥基自由基[.0Η]，羥基自由基[.0Η]使污染水源中的污染物的分子鏈斷裂，污染物被逐步降解。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種應急水處理工藝，其特征在于:所述步驟(h)臭氧活性碳處理具體為:污染水源中未反應的臭氧及污染物被活性炭吸附，在活性炭孔隙表面繼續(xù)反應降解。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種應急水處理工藝，其特征在于:于所述步驟(i)吸附之后，所述步驟(j )出水之前，還包括步驟(kl) RO反應。
7.權利要求1 飛任意所述的一種移動式應急水處理設備，其特征在于:它包括移動裝置及依次設置于移動裝置的電氣浮裝置、Fenton反應器、Fe°反應器、中和絮凝裝置、微濾膜裝置、紫外光反應器、臭氧活性碳反應器、吸附裝置。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種移動式應急水處理設備，其特征在于:它還包括RO反應器，RO反應器設置于吸附裝置的出水端的后方。
9.根據(jù)權利要求7所述的一種移動式應急水處理設備，其特征在于:所述電氣浮裝置內(nèi)置T1-Fe-Al組合電極、整流器及氣-固-液三相分離器。
10.根據(jù)權利要求7所述的一種移動式應急水處理設備，其特征在于:所述吸附裝置內(nèi)置含硅藻土的吸附劑。
【文檔編號】C02F9/08GK103951129SQ201410207647
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權日:2014年5月16日
【發(fā)明者】袁偉光 申請人:東莞市珠江海咸水淡化研究所