專利名稱：移動式水處理系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及水處理設備技術領域，尤其涉及一種利用有動力的機動車或是無動力的拖車作為承載體、利用電化學反應原理作為水凈化處理機理的移動式水處理系統。
背景技術：
我國是一個水資源緊缺的國家，人均水資源占有量僅為世界人均占有量的25%，被列為世界12個貧水國之一。隨著工業化和城市化進程的加速，產生了大量污水，形成了對地球環境污染和生態破壞的嚴重威脅。面對國內日益嚴重的水資源短缺及污染問題，國家已經開始逐年加大對水資源的保護和防治力度以實現環境、經濟和社會的可持續發展。根據環境保護法律法規的要求，污水生產企業需要配套設置污水處理設備。對于多數企業來說，通常都是設置固定式污水處理設備。但是，在很多情況下，一些突發的水污染事件需要做緊急處理，如紫金礦業污染事件、廣西龍江河鎘污染事件等。此類情況由于時間、地點和污染物種類的不確定性，固定式污水處理設備不能滿足要求。所以，急需開發一種處理范圍廣的污水處理設備，以便在第一時間到達事故發生現場對污水進行及時的處理。由于環保要求越來越嚴格，要求一些中小型企業都要根據環保要求建設污水處理廠，會給這些中小企業帶來很大的經濟負擔，為此污水處理車的出現可以很好的解決這個問題。中小型企業不必各自建污水處理廠，只需要把所產生的廢水保存起來，由污水處理專業公司將污水處理車定期開到現場處理達到排放。這樣不僅解決了環保的問題，同時也不會給這些企業帶來經濟負擔。
發明內容
為了解決上述問題，本發明提供了一種新型的移動式水處理系統，本發明的技術方案具體如下一種移動式水處理系統，包括承載車、同心管式電化學處理系統、固液分離系統、加藥系統、污泥脫水系統和控制系統，所述同心管式電化學處理系統的進口與外部來水的出口連通，所述同心管式電化學處理系統的出口與所述固液分離系統的進口連通，所述固液分離系統的污泥出口與所述污泥脫水系統的進口連通，所述加藥系統分別與所述同心管式電化學處理系統、所述固液分離系統和所述污泥脫水系統連接，所述同心管式電化學處理系統、所述固液分離系統、所述加藥系統、所述污泥脫水系統和控制系統都搭載在所述承載車上。優選的，所述的同心管式電化學處理系統包括同心管式電化學處理系統反應器和RWEP自適應智能化電源。優選的，所述的同心管式電化學處理系統反應器包括進水管、第一接線端、第二接線端、外管、內管和出水管；所述內管與所述外管同軸且相互絕緣，組成所述反應器的主體，所述第二接線端與所述外管連接，所述第一接線端與所述內管連接，所述進水管連接于所述反應器的主體的一端，所述出水管連接于所述反應器的主體的一側。優選的，所述RWEP自適應智能化電源是一種高、低壓脈沖和高、低壓高頻自適應智能電源，所述RWEP自適應智能化電源包括正極柱、電源主體和負極柱，所述正極柱與所述電源主休的正極連接，所述負極柱與所述電源主體負極連接。優選的，所述RWEP自適應智能化電源的電極出口連接所述同心管式電化學處理系統反應器的電極進口，所述外部來水的出口連接所述同心管式電化學處理系統反應器的進口，所述同心管式電化學處理系統反應器以所述RWEP自適應智能化電源所提供的直流電為動力。優選的，所述的固液分離系統為氣浮沉淀一體機，包括接觸室、分離室、清水室、沉降室及污泥收集室和污泥泵，所述接觸室將經過所述同心管式電化學處理系統反應器處理后水擴散并均勻分布到所述分離室，所述分離室不斷地將絮狀固體物質在處理過的水中形 成沉淀，清水溢流到所述清水室，所述清水室引出清水用于再使用或排放，所述污泥收集室收集所述分離室分離出的污泥，所述污泥泵將污泥從所述污泥收集室抽出。優選的，所述的加藥系統包括至少三套加藥裝置，每一套所述加藥裝置包括罐體、攪拌裝置和計量泵，所述攪拌裝置將藥劑與水充分攪拌后形成的藥液儲存在所述罐體中，通過所述計量泵將藥液投加到投加點。優選的，所述污泥脫水系統包括計量槽、絮凝混合槽、濃縮脫水部和排泥口，所述污泥脫水系統用于對所述固液分離系統排出的污泥進行濃縮處理。優選的，所述控制系統包括控制柜、現場設備和監測儀表，所述控制系統通過所述控制柜、監測所述現場設備及所述監測儀表的反饋數值，來進行對整個系統的手動控制或是自動控制。優選的，所述的承載車可以是有動力的機動車，也可以是無動力的拖車。本發明中的同心管式電化學處理系統采用電化學原理處理污水，促使污染物凝結聚合并沉淀。沉淀過程可以選擇加入或不加入加速沉淀的化學產品。待處理的水進入一個由兩個同心的管道構成的電極中間，給該組電極施加電場、誘發凝結所需的電化學反應。處理過的水從系統中排出，可再使用、排放或再處理。凝結后的污染物經污泥脫水系統處理后，以泥餅的形態排放在儲存桶中進行深度處理或再回收。污染物是溶解或是懸浮于溶液中，取決于其分子或顆粒表面的細小靜電荷。如果表面電荷是同類的，則分子或顆粒相斥，而對抗這種相斥會產生一種微弱的分子間作用力，從而導致分子相互吸在一起。不過，這種分子間作用力很小，并會隨顆粒間距離的增大而迅速減小。如果斥力由更強的力量產生，電荷被克服，這種分子間作用力就會導致顆粒凝結。加入的二價或更有效的三價電解液加強電荷的斥力，導致顆粒凝結成足夠大，以便沉淀。在傳統的凝結和沉淀技術中，污染物解決方案中會加入化學添加劑。該添加劑通常是明礬(硫酸鋁)、石灰(氧化鈣)、硫酸三鐵或者帶電的人造或天然有機聚合物(聚合電解質)。在每種情況下，化學添加劑的帶電部分會移動并與溶液中帶相反電荷的污染物結合，使它們凝結，并聚合到足夠大時沉淀。這個去除污染物的方法，缺點是溶解液中需要定期加入昂貴的化學添加劑，在溶解中留下高密度的帶負電荷的添加劑成分，并增加了后來沉淀凝結的污染物所形成的淤泥數量。一些化學添加劑可能會形成穩定的氫氧化混合物，其它的可能會退化，就不能達到環保標準的要求。
在電化學處理法中，根據不同的要求，給同心管式電化學處理系統反應器的正負極施加不同的電場，讓溶解的離子或靜電懸浮污染物移動。在電場的作用下，從陽極金屬而來的陽離子核進入水中。這些陽離子與移動的污染物起反應形成下沉的金屬氧化物或氫氧化物。如果使用鋁作陽極，形成氧化鋁和氫氧化鋁；如果使用鐵作陽極，則形成氧化鐵或氫氧化鐵。氧化物或氫氧化物的形成，及后來的沉淀，跟用明礬或其他化學添加劑產生凝結(或絮狀物)的過程類似。不同之處是凝結劑的來源，在電化學處理法中，是從電解陽極金屬而產生的陽離子，和用于促進氧化物形成的活化作用能量。氧化物比氫氧化物更穩定，因此，更不容易被酸分解。在陽極電解水分子同時也產生氧氣，如果處理的溶液中含有氯化物，從氯離子中會產生氯氣。在電解產生陽離子的過程中，陰極發生聯合反應，從水分子中產生氫氣。其他重要的陰極反應包括減少溶解的金屬陽離子到自然狀態。 同心管式電化學處理系統反應器的幾何形狀可使陰極、陽極間液體獲得最充分的表面接觸，并使有效操作的能耗降低到最小程度。同心管式電化學處理系統反應器可讓待處理的污水連續地流過陰極管和陽極管之間，從而在水體中形成均勻的電化學反應。污水流經一個位于陰極管和陽極管之間的環狀空間，因此液體容易受到相繼的正電場和負電場的作用。本發明利用電解化學原理作為水凈化技術的機理，采用同心管式結構建立一個陰極管和陽極管之間的環狀空間，實現高效率，低能耗，低消耗、體積小和低產泥量的污水處理工藝。同時，利用有動力的機動車或是無動力的拖車作為承載體，可及時到達工作現場進行處理。本發明所產生的有益效果是I、本發明采用高頻電場和電絮凝的合理組合，會產生大量的、具極強氧化性能的羥基自由基( 0H)和新生態的混凝劑，使廢水中的污染物發生諸如催化氧化、分解、混凝、吸附等作用，能有效去除污水中的污染物。2、本發明在高頻電場和敏化劑的作用下，可以發生一般電絮凝很難發生的絡合反應和誘導催化氧化反應。對一般電絮凝難以處理的溶解性污染物有極高的處理能力，使其有非常寬的處理范圍和更好的處理效果。3、本發明在一個封閉的空間內進行電化學反應，使得誘導催化、氧化反應、還原反應、絡合反應、溶氣等一次完成，大大縮短了處理時間，提高了處理效率。4、本發明中的同心管式反應器的幾何形狀可使陰極、陽極間液體與陰、陽極獲得最充分的表面接觸，大大縮短了停留時間。在高頻電場的作用下，使有效操作的能耗降低到最小程度，運行費用低于一般的電絮凝技術。5、本發明產生的污泥為惰性化污泥，可以作為無毒物質分類和處理。6、本發明不僅在污水處理方面有很強的處理能力，同時在諸如飲用水、軟化水、凈化有機溶劑、工業污水及高濃度有機污水資源化處理等方面都有很廣泛的用途。7、本發明具有極強的組合性和很廣的處理范圍，特別是對含有放射性物質的污水和毒性較大的污水有其獨到的處理功能，其自動化程度非常高，可移動式的構造，可以滿足不適合建設污水處理系統的場合或城市應急污水處理的需要。
圖I是本發明實施例的移動式水處理系統的結構示意圖；圖2是本發明實施例中的承載車的結構示意圖；圖3是本發明實施例中的RWEP自適應智能化電源的結構示意圖；圖4是本發明實施例中的同心管式電化學處理系統反應器的結構示意圖；圖5是本發明實施例中的固液分離系統的結構示意圖；圖6是本發明實施例中的加藥系統的結構示意圖；圖7是本發明實施例中的污泥脫水系統的結構示意圖；圖8是本發明實施例中的控制系統的結構示意圖；
附圖中，各標號所代表的部件列表如下10、承載車，11、車頭，12、車箱，20、RWEP自適應智能化電源，21、正極柱，22、電源主體，23、負極柱，30、同心管式電化學處理系統反應器，31、進水管，32、第一接線端，33、第二接線端，34、外管，35、內管，36、出水管，40、固液分離系統，41、接觸室，42、分離室，43、清水室，44、污泥收集室，45、污泥泵，50、加藥系統，51、罐體，52、攪拌裝置，53、計量泵，60、污泥脫水系統，61、計量槽，62、絮凝混合槽，63、濃縮脫水部，64、排泥口，70、控制系統，71、控制柜，72、現場設備，73、監測儀表。
具體實施例方式為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。如圖I至圖8所示的移動式水處理系統。圖I是本發明實施例中的移動式水處理系統的結構示意圖。本發明移動式水處理系統主要包括如下裝置承載車10、RffEP自適應智能化電源20、同心管式電化學處理系統反應器30、固液分離系統40、加藥系統50、污泥脫水系統60和控制系統70。其中，RWEP自適應智能化電源20將交流電轉換成直流電，RffEP自適應智能化電源20的出口連接同心管式電化學處理系統反應器30的電極進口，外部來水的出口連接同心管式電化學處理系統反應器30的進口，同心管式電化學處理系統反應器30以RWEP自適應智能化電源20所提供的直流電為動力，對外部來的污水進行凈化處理。同心管式電化學處理系統反應器30的出口連接固液分尚系統40的進口，固液分尚系統40將同心管式電化學處理系統反應器30處理后的水進行清水與污泥的分離，固液分離系統40的出口連接污泥脫水系統60的進口，污泥脫水系統60將固液分離系統40排出的污泥進行脫水，脫水后的污泥以泥餅的形態排放在儲存桶中進行深度處理或再回收，加藥系統50分別與同心管式電化學處理系統反應器30、固液分離系統40、污泥脫水系統60連接，根據需要添加藥劑，控制系統70分別與RWEP自適應智能化電源20，固液分離系統40、加藥系統50、污泥脫水系統60連接，可根據需要對整個系統進行手動或是自動控制，RffEP自適應智能化電源20，同心管式電化學處理系統反應器30、固液分離系統40、加藥系統50、污泥脫水系統60和控制系統70都搭載在承載車10上，可根據需要機動靈活地到達工作現場進行污水處理。圖2是本發明實施例中的承載車10的結構示意圖。承載車10包括車頭11和車箱12。
其中，車廂12為封閉式，操作人員可通過后部可鎖閉的車門進出車廂。圖3是本發明實施例中的RWEP自適應智能化電源20的結構示意圖。RWEP自適應智能化電源20包括正極柱21、電源主體22和負極柱23。RWEP自適應智能化電源20是一種高、低壓脈沖和高、低壓高頻自適應智能電源。這種電源在一定范圍內，可以根據被處理液體負荷(水量和污染物含量)的變化做自動調整。這樣不但可以實現對液體中某個污染物或物質有針對的去除或提取，也使污水處理或水凈化工程完全實現自動化。圖4是本發明實施例中的同心管式電化學處理系統反應器30的結構示意圖。同心管式電化學處理系統反應器30包括進水管31、第一接線端32、第二接線端33、外管34、內管35、出水管36，同心管式電化學處理系統反應器30對外部來的污水進行凈化處理。其中，第一接線端32與RWEP自適應智能化電源20的正極柱21連接并將直流電送到內管35。其中，內管35發生電解過程，從內管35的金屬而來的陽離子核進入水中。其反應式⑴如下Fe(S) — Fe3+(aq)+3e- (I)這些陽離子與移動的污染物起反應形成下沉的金屬氧化物或氫氧化物。如果使用鋁作內管35，形成氧化鋁和氫氧化鋁；如果使用鐵作內管35，則形成氧化鐵或氫氧化鐵。在內管35電解水分子同時也產生氧氣。其反應式(2)如下2H20 — 4H++02 (g) +4丨 (2)如果處理的溶液中含有氯化物，從氯離子中會產生氯氣。其反應式(3)如下2Cr(aq) — C12(g)+2e- (3)溶液中，分解內管35提供的高價鐵參與后來的自然反應，形成氧化物或氫氧化物。其中氧化物優先形成，因為系統提供的能量超過了它們形成所需的活化作用能量。這些反應合并溶解的污染物分子結構，形成抗酸沉淀物。其中，內管35和外管34相互絕緣，并形成同心管式結構。其中，外管34在電解產生陽離子的過程中發生聯合反應，從水分子中產生氫氣，其反應式(4)如下2H20+2e_ — H2 (g) +20F (4)其他重要的陰極反應包括減少溶解的金屬陽離子到自然狀態，其反應式(5)如下MN++Ne- —M(s) (5)其中，Cl_(aq)=水溶液中的氯離子Cl2 (g)=氯氣Fe(S)=鐵固體Fe3+(aq)=水溶液中的鐵離子H+(aq)=水溶液中的氫離子H2 (g)=氫氣 H2O =7jCMN+(aq)=水溶液中的金屬離子
M(s)=金屬固體0H_(aq)=水溶液中的氫氧根離子O2 (g)=氧氣e_ =電子N+ =金屬離子的電荷其中，第二接線端33與RWEP自適應智能化電源20的負極柱23連接并將直流電 送到外管34。圖5是本發明實施例中的固液分離系統40的結構示意圖。固液分離系統40包括接觸室41、分離室42、清水室43、污泥收集室44和污泥泵45，固液分離系統40將同心管式電化學處理系統反應器30處理后產生的清水與污泥進行分離。其中，接觸室41將經過同心管式電化學處理系統反應器30處理后的水擴散并均勻分布到分離室42，分離室42不斷地將絮狀固體物質在處理過的水中形成沉淀，清水溢流到清水室43，清水室43引出清水用于再使用或排放,污泥收集室44收集分離室42分離出的污泥，污泥泵45將污泥從污泥收集室44抽出，送入污泥脫水裝置進行處理。圖6是本發明實施例中的加藥系統50的結構示意圖。加藥系統50包括罐體51、攪拌裝置52、計量泵53。其中，藥劑與水經攪拌裝置52充分攪拌后形成的藥液儲存在罐體51中，在通過計量泵53將藥液投加到各投加點。 圖7是本發明實施例中的污泥脫水系統60的結構示意圖。污泥脫水系統60包括計量槽61、絮凝混合槽62、濃縮脫水部63、排泥口 64，污泥脫水系統60對固液分離系統40排出的污泥進行濃縮處理。其中，污泥由污泥泵輸送到計量槽61內，再由計量槽61進入絮凝混合槽62中，污泥和絮凝劑在絮凝混合槽62內進行充分混合后形成礬花，礬花在濃縮脫水部63經過重力濃縮和充分脫水，脫水后的泥餅由排泥口 64排出。圖8是本發明實施例中的控制系統70的結構示意圖。控制系統70包括控制柜71、現場設備72、監測儀表73，控制系統70通過控制柜71監測現場設備72及監測儀表73的反饋數值，來進行對整個系統的手動控制或是自動控制。本發明進行的獨創性設計，在處理廢水的過程中同時具有電凝聚、氣浮和電化學氧化還原降解作用，大大提高了有機污染物和重金屬的去除率，同時解決了電極鈍化問題，顯著延長了電極壽命，提高了電流效率；搭載在封閉式的承載車上，具有全天候、機動靈活的特點。可以根據處理量的要求，配備不同處理規模的污水，也可以根據特有的處理對象，配備專用處理系統。以上通過具體的和優選的實施例詳細的描述了本發明，但本領域技術人員應該明白，本發明并不局限于以上所述實施例，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種移動式水處理系統，其特征在于，包括承載車、同心管式電化學處理系統、固液分離系統、加藥系統、污泥脫水系統和控制系統，所述同心管式電化學處理系統的進口與外部來水的出口連通，所述同心管式電化學處理系統的出口與所述固液分離系統的進口連通，所述固液分離系統的污泥出口與所述污泥脫水系統的進口連通，所述加藥系統分別與所述同心管式電化學處理系統、所述固液分離系統和所述污泥脫水系統連接，所述同心管式電化學處理系統、所述固液分離系統、所述加藥系統、所述污泥脫水系統和控制系統都搭載在所述承載車上 。
2.根據權利要求I所述的移動式水處理系統，其特征在于所述的同心管式電化學處理系統包括同心管式電化學處理系統反應器和RWEP自適應智能化電源。
3.根據權利要求2所述的移動式水處理系統，其特征在于所述的同心管式電化學處理系統反應器包括進水管、第一接線端、第二接線端、外管、內管和出水管；所述內管與所述外管同軸且相互絕緣，組成所述反應器的主體；所述第二接線端與所述外管連接，所述第一接線端與所述內管連接，所述進水管連接于所述反應器的主體的一端，所述出水管連接于所述反應器的主體的一側。
4.根據權利要求2所述的移動式水處理系統，其特征在于所述RWEP自適應智能化電源是一種高、低壓脈沖和高、低壓高頻自適應智能電源，所述RWEP自適應智能化電源包括正極柱、電源主體和負極柱，所述正極柱與所述電源主休的正極連接，所述負極柱與所述電源主體負極連接。
5.根據權利要求2所述的移動式水處理系統，其特征在于所述RWEP自適應智能化電源的電極出口連接所述同心管式電化學處理系統反應器的電極進口，所述外部來水的出口連接所述同心管式電化學處理系統反應器的進口，所述同心管式電化學處理系統反應器以所述RWEP自適應智能化電源所提供的直流電為動力。
6.根據權利要求I所述的移動式水處理系統，其特征在于所述的固液分離系統為氣浮沉淀一體機，包括接觸室、分離室、清水室、沉降室及污泥收集室和污泥泵，所述接觸室將經過所述同心管式電化學處理系統反應器處理后水擴散并均勻分布到所述分離室，所述分離室不斷地將絮狀固體物質在處理過的水中形成沉淀，清水溢流到所述清水室，所述清水室引出清水用于再使用或排放，所述污泥收集室收集所述分離室分離出的污泥，所述污泥泵將污泥從所述污泥收集室抽出。
7.根據權利要求I所述的移動式水處理系統，其特征在于所述的加藥系統包括至少三套加藥裝置，每一套所述加藥裝置包括罐體、攪拌裝置和計量泵，所述攪拌裝置將藥劑與水充分攪拌后形成的藥液儲存在所述罐體中，通過所述計量泵將藥液投加到投加點。
8.根據權利要求I所述的移動式水處理系統，其特征在于所述污泥脫水系統包括計量槽、絮凝混合槽、濃縮脫水部和排泥口，所述污泥脫水系統用于對所述固液分離系統排出的污泥進行濃縮處理。
9.根據權利要求I所述的移動式水處理系統，其特征在于所述控制系統包括控制柜、現場設備和監測儀表，所述控制系統通過所述控制柜、監測所述現場設備及所述監測儀表的反饋數值，來進行對整個系統的手動控制或是自動控制。
10.根據權利要求1-9任一所述的移動式水處理系統，其特征在于所述的承載車是有動力的機動車或是無動力的拖車。
全文摘要
一種移動式水處理系統，主要由承載車、同心管式電化學處理系統、固液分離系統、加藥系統、污泥脫水系統和控制系統組成。同心管式電化學處理系統的進口與外部來水的出口連通，同心管式電化學處理系統的出口與固液分離系統的進口連通，固液分離系統的污泥出口與污泥脫水系統的進口連通，加藥系統分別與同心管式電化學處理系統、固液分離系統、污泥脫水系統連接，同心管式電化學處理系統、固液分離系統、加藥系統、污泥脫水系統和控制系統都搭載在承載車上。本發明在處理廢水的過程中同時具有電凝聚、氣浮和電化學氧化還原降解作用，大大提高了有機污染物和重金屬的去除率，同時解決了電極鈍化問題，顯著延長了電極壽命，提高了電流效率。
文檔編號C02F9/06GK102642956SQ20121012739
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月26日 優先權日2012年4月26日
發明者李立, 胡靜生, 陳模先 申請人:北京瑞威潤誠水處理技術有限公司