三效一體化的船舶污水處理裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種三效一體化的船舶污水處理裝置及方法，包括過濾器和光催化氧化反應(yīng)器，光催化氧化反應(yīng)器包括與過濾器出水端連接的筒狀反應(yīng)器本體、一端與反應(yīng)器本體連接且另一端延伸至海水內(nèi)的水泵、沿反應(yīng)器本體長度方向布置于反應(yīng)器本體內(nèi)的燈管、及設(shè)于反應(yīng)器本體內(nèi)壁的超聲波發(fā)生器。本發(fā)明一方面設(shè)置過濾器出去污泥中較大顆粒雜質(zhì)，降低污水濁度，有利于后續(xù)的光照穿透性，另一方面設(shè)置超聲波發(fā)生器，利用超聲波的機(jī)械作用使污水和污水中的污泥發(fā)生振動(dòng)，避免污泥結(jié)塊，同時(shí)利用超聲波的空化作用形成氣泡，促進(jìn)污泥顆粒分散，同時(shí)利用海水與污水在光催化作用發(fā)生氧化反應(yīng)，減少了資源消耗，降低了污水處理成本。
【專利說明】
三效一體化的船舶污水處理裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及船舶污水處理技術(shù)，尤其是涉及一種三效一體化的船舶污水處理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，光催化氧化污水處理方法成為環(huán)?？茖W(xué)工作者研究的方向。而且，大量的研究證明，烴類和多環(huán)芳烴、鹵化芳烴化合物、染料、表面活性劑、農(nóng)藥、油類、氰化物等都能有效地進(jìn)行光催化反應(yīng)，脫色、去毒、礦化為無毒無機(jī)小分子物質(zhì)，從而消除對環(huán)境的污染。
[0003]光催化氧化還原機(jī)理主要是催化劑受光照射，吸收光能，發(fā)生電子躍迀，生成“電子-空穴”對，對吸附于表面的污染物，直接進(jìn)行氧化還原，或氧化表面吸附的羥基OH-，生成強(qiáng)氧化性的羥基自由基OH-將污染物氧化。
[0004]船舶在運(yùn)輸過程中需要排出大量的污水，為了避免其排出的污水污染海洋，必須對這些污水進(jìn)行處理，現(xiàn)有的船舶污水處理均采用常規(guī)活性污泥法，其不利于提高污水處理效率和降低污水處理過程中能源消耗。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提出一種三效一體化的船舶污水處理裝置及方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)有船舶污水處理中處理效率低下、能耗大的技術(shù)問題。
[0006]為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案一方面提供一種三效一體化的船舶污水處理裝置，包括過濾器和光催化氧化反應(yīng)器，所述光催化氧化反應(yīng)器包括與所述過濾器出水端連接的筒狀反應(yīng)器本體、一端與所述反應(yīng)器本體連接且另一端延伸至海水內(nèi)的水栗、沿所述反應(yīng)器本體長度方向布置于所述反應(yīng)器本體內(nèi)的燈管、及設(shè)于所述反應(yīng)器本體內(nèi)壁的超聲波發(fā)生器。
[0007]優(yōu)選的，所述過濾器和所述光催化氧化反應(yīng)器通過一三通閥連接，所述三通閥一出水端口與一循環(huán)管道連接，所述循環(huán)管道與所述過濾器的進(jìn)水端連接。
[0008]優(yōu)選的，所述一體化光催化氧化污水處理裝置包括一濁度控制部件，所述濁度控制部件包括配合設(shè)置于所述過濾器內(nèi)壁的發(fā)光體和光強(qiáng)度傳感器、及一處理器，所述處理器包括信號采集電路、比較電路、三通閥驅(qū)動(dòng)電路，所述信號采集電路用于采集所述光強(qiáng)度傳感器感應(yīng)所述發(fā)光體照射的光強(qiáng)度產(chǎn)生的電信號，所述比較電路用于判斷所述電信號是否大于設(shè)定閾值，若大于設(shè)定閾值則啟動(dòng)三通閥驅(qū)動(dòng)電路，所述三通閥驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)三通閥使所述過濾器和所述光催化氧化反應(yīng)器連通。
[0009]優(yōu)選的，所述反應(yīng)器本體包括沿污水運(yùn)動(dòng)方向依次設(shè)置的第一分段和第二分段，所述水栗連接于所述第一分段，所述燈管內(nèi)置于所述第二分段。
[0010]優(yōu)選的，所述燈管為紫外燈管，且其同軸布置于所述第二分段內(nèi)。
[0011]優(yōu)選的，所述超聲波發(fā)生器包括分別布置于所述第一分段和第二分段內(nèi)的第一超聲波發(fā)生器和第二超聲波發(fā)生器，所述第二超聲波發(fā)生器包括沿所述第二分段長度方向布置的多個(gè)超聲波發(fā)生組件，每個(gè)所述超聲波發(fā)生組件均包括沿所述第二分段內(nèi)壁呈環(huán)狀布置的多個(gè)超聲波發(fā)生部。
[0012]優(yōu)選的，所述第二分段內(nèi)壁設(shè)置有用于檢測所述紫外燈管的發(fā)光強(qiáng)度的在線光強(qiáng)度計(jì)。
[0013]優(yōu)選的，所述水栗進(jìn)水端延伸至海水內(nèi)并與一海洋生物防護(hù)組件連接。
[0014]本發(fā)明另一方面還提供一種三效一體化的船舶污水處理方法，包括如下步驟，
[0015](I)將污水經(jīng)過過濾器循環(huán)過濾，至污水濁度不高于10mg/L;
[0016](2)向過濾后的污水中加入氧化劑，在紫外光下進(jìn)行催化氧化；
[0017](3)在光催化氧化過程中對污水進(jìn)行超聲波處理。
[0018]優(yōu)選的，所述步驟(2)還包括對加入海水后的污水進(jìn)行超聲波預(yù)處理；所述步驟
(3)包括對發(fā)射紫外光的紫外燈管外的污水進(jìn)行超聲波處理。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一方面設(shè)置過濾器出去污泥中較大顆粒雜質(zhì)，降低污水濁度，有利于后續(xù)的光照穿透性，另一方面設(shè)置超聲波發(fā)生器，利用超聲波的機(jī)械作用使污水和污水中的污泥發(fā)生振動(dòng)，避免污泥結(jié)塊，同時(shí)利用超聲波的空化作用形成氣泡，促進(jìn)污泥顆粒分散，同時(shí)利用海水與污水在光催化作用發(fā)生氧化反應(yīng)，減少了資源消耗，降低了污水處理成本。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的三效一體化的船舶污水處理裝置的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的圖1的A-A向視圖；
[0022]圖3是本發(fā)明的處理器的連接框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]請參閱圖1，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種三效一體化的船舶污水處理裝置，包括過濾器I和光催化氧化反應(yīng)器2，所述光催化氧化反應(yīng)器2包括與所述過濾器I出水端連接的筒狀反應(yīng)器本體21、一端與所述反應(yīng)器本體21連接且另一端延伸至海水內(nèi)的水栗22、沿所述反應(yīng)器本體21長度方向布置于所述反應(yīng)器本體21內(nèi)的燈管23、及設(shè)于所述反應(yīng)器本體21內(nèi)壁的超聲波發(fā)生器24。
[0025]污水首先通過過濾器I進(jìn)行過濾，以降低污水濁度，避免污水中雜質(zhì)對后續(xù)光照的阻擋，降低光催化效果;過濾后的污水直接輸送至光催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)，并通過水栗22將海水抽入光催化氧化反應(yīng)器內(nèi)，海水在燈管23發(fā)出的光的催化作用下，將污水中的有機(jī)物氧化;其中，通過設(shè)置超聲波發(fā)生器24，利用超聲波的機(jī)械作用使污水和污水中的污泥發(fā)生振動(dòng)，避免污泥結(jié)塊，同時(shí)利用超聲波的空化作用形成氣泡，促進(jìn)污泥顆粒分散，上述氣泡分為兩種，一種污泥顆粒內(nèi)部污水產(chǎn)生氣泡直接將顆粒分散、細(xì)化，另一種則是污水形成氣泡破滅，產(chǎn)生激蕩，使得氣泡附近的污泥顆粒破碎、分散。其中，本實(shí)施例的過濾器I優(yōu)選為自沖洗過濾器。
[0026]而為了避免水栗22抽入海水時(shí)將海水中的生物進(jìn)入反應(yīng)器本體I內(nèi)，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)光催化氧化反應(yīng)器2被海洋生物污染，故本實(shí)施例在所述水栗22進(jìn)水端設(shè)置有一海洋生物防護(hù)組件7，其可有效避免海洋生物進(jìn)入，延長了光催化氧化反應(yīng)器2的使用壽命。
[0027]由于過濾器I的過濾效率有限，僅僅通過一次過濾并不能達(dá)到設(shè)定的濁度，故本實(shí)施例所述過濾器I和所述光催化氧化反應(yīng)器2之間通過三通閥3連接，所述三通閥3 —出水端口與一循環(huán)管道4連接，所述循環(huán)管道4與所述過濾器I的進(jìn)水端連接，即當(dāng)過濾器I過濾后的濁度未低于設(shè)定值時(shí)，三通閥3的出水端與循環(huán)管道4連通，從過濾器I出水端流出的污水再次進(jìn)行循環(huán)過濾，直至污水濁度低于設(shè)定值后，三通閥3的出水端與光催化氧化反應(yīng)器2導(dǎo)通。
[0028]實(shí)際應(yīng)用過程中，為了增加使用的便捷性，本實(shí)施例所述一體化光催化氧化污水處理裝置包括一濁度控制部件5，如圖1所示，所述濁度控制部件5包括配合設(shè)置于所述過濾器I內(nèi)壁的發(fā)光體51和光強(qiáng)度傳感器52、及一處理器53，發(fā)光體51和光強(qiáng)度傳感器52配合設(shè)置用以檢測過濾器I出水端的污水濁度，具體可通過光強(qiáng)度傳感器52感應(yīng)的光照強(qiáng)度判斷污水濁度的高低，即光強(qiáng)度傳感器52感應(yīng)值越大，則說明污水濁度越低，當(dāng)光強(qiáng)度傳感器52感應(yīng)光強(qiáng)度值大于設(shè)定值時(shí)，則說明污水濁度低于設(shè)定濁度，處理器53獲取該光強(qiáng)度傳感器52的感應(yīng)信號，并控制三通閥3的出水端與光催化氧化反應(yīng)器2導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)了過濾器I的循環(huán)自動(dòng)過濾。
[0029]具體的如圖3所示，所述處理器53包括信號采集電路531、比較電路532、三通閥驅(qū)動(dòng)電路533，所述信號采集電路531用于采集所述光強(qiáng)度傳感器52感應(yīng)所述發(fā)光體51照射的光強(qiáng)度產(chǎn)生的電信號，所述比較電路532用于判斷所述電信號是否大于設(shè)定閾值，若大于設(shè)定閾值則啟動(dòng)三通閥驅(qū)動(dòng)電路533，所述三通閥驅(qū)動(dòng)電路533用于驅(qū)動(dòng)三通閥3使所述過濾器I和所述光催化氧化反應(yīng)器2連通。
[0030]如圖1所示，本實(shí)施例為了增加光催化氧化效果，將所述反應(yīng)器本體21設(shè)置為沿污水運(yùn)動(dòng)方向依次設(shè)置的第一分段211和第二分段212，所述水栗22連接于所述第一分段21，所述燈管23內(nèi)置于所述第二分段212 ο相對應(yīng)的，所述超聲波發(fā)生器24包括分別布置于所述第一分段211和第二分段212內(nèi)的第一超聲波發(fā)生器241和第二超聲波發(fā)生器242。
[0031]其中，第一分段211用于對污水進(jìn)行預(yù)處理，第二分段212用于進(jìn)行光催化氧化反應(yīng)。
[0032]具體的，水栗22向所述第一分段211內(nèi)的污水中抽入海水，第一超聲波發(fā)生器241對加入海水的污水進(jìn)行預(yù)處理，其一方面利用超聲波的機(jī)械作用使污水發(fā)生振動(dòng)，保證抽入的海水與污水均勻混合，有利于后續(xù)光催化氧化的均衡性，提高光催化氧化效率，同時(shí)也能一定程度的分散、細(xì)化污泥中較大顆粒;另一方面利用超聲波的空化作用，其可在顆粒中形成氣泡，使顆粒分散、細(xì)化，也可在污水中形成氣泡并破碎產(chǎn)生激蕩，使污水與氧化劑進(jìn)一步的混合均勻、使污泥顆粒進(jìn)一步的分散、細(xì)化。
[0033]經(jīng)過預(yù)處理的污水進(jìn)入第二分段212進(jìn)行光催化氧化，為了增加了光催化氧化效果，本實(shí)施例燈管23同軸布置于所述第二分段212內(nèi)，從而便于向包覆于燈管23外的污水進(jìn)行光照。其中，本實(shí)施例的燈管23優(yōu)選為紫外燈管。
[0034]在第二分段212進(jìn)行的光催化氧化過程中，第二分段212內(nèi)壁上設(shè)置的第二超聲波發(fā)生器242對燈管23外的污水進(jìn)行超聲處理，其一方面有利于污水中顆粒進(jìn)一步的分散、細(xì)化，另一方面促進(jìn)了污水中顆粒的振動(dòng)，避免污泥沉淀于燈管23的外壁上形成污垢，從而阻擋燈管23發(fā)出的光線。如圖1、圖3所示，為了增加該超聲處理的效果，本實(shí)施例所述第二超聲波發(fā)生器242包括沿所述第二分段212長度方向布置的多個(gè)超聲波發(fā)生組件，每個(gè)所述超聲波發(fā)生組件均包括沿所述第二分段212內(nèi)壁呈環(huán)狀布置的多個(gè)超聲波發(fā)生部242a，即多個(gè)超聲波發(fā)生組件沿?zé)艄?3長度方向布置，且形成的環(huán)狀多個(gè)超聲波發(fā)生部242a不間斷的向燈管23發(fā)射超聲波，使整個(gè)燈管23外壁與第二分段212內(nèi)壁之間的污水均處于超聲波作用下，保證第二分段212內(nèi)的污水不間斷處于超聲波的機(jī)械作用和空化作用下。
[0035]而且，形成的環(huán)狀多個(gè)超聲波發(fā)生部242a可避免污泥在第二分段212底部沉淀，減少或避免了第二分段212進(jìn)行污泥清理的問題。
[0036]其中，本實(shí)施例所述第二分段212內(nèi)壁設(shè)置有用于檢測所述紫外燈管的發(fā)光強(qiáng)度的在線光強(qiáng)度計(jì)6。
[0037]本實(shí)施例的三效一體化的船舶污水處理裝置具體操作流程如下:將污水通入過濾器內(nèi)進(jìn)行過濾，并通過濁度控制部件控制污水循環(huán)進(jìn)入過濾器內(nèi)進(jìn)行循環(huán)過濾，直至過濾后的污水的濁度低于設(shè)定值，一般為10mg/L;過濾后的污水進(jìn)入光催化氧化反應(yīng)器，進(jìn)入后通過水栗向污水中抽入海水，同時(shí)通過第一超聲波發(fā)生器對污水進(jìn)行超聲預(yù)處理，超聲預(yù)處理后后的污水在紫外燈管的照射下與海水中的物質(zhì)發(fā)生氧化作用，同時(shí)對紫外燈管外的污水進(jìn)行超聲處理。
[0038]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一方面設(shè)置過濾器出去污泥中較大顆粒雜質(zhì)，降低污水濁度，有利于后續(xù)的光照穿透性，另一方面設(shè)置超聲波發(fā)生器，利用超聲波的機(jī)械作用使污水和污水中的污泥發(fā)生振動(dòng)，避免污泥結(jié)塊，同時(shí)利用超聲波的空化作用形成氣泡，促進(jìn)污泥顆粒分散，同時(shí)利用海水與污水在光催化作用發(fā)生氧化反應(yīng)，減少了資源消耗，降低了污水處理成本。
[0039]以上所述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所做出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三效一體化的船舶污水處理裝置，其特征在于，包括過濾器和光催化氧化反應(yīng)器，所述光催化氧化反應(yīng)器包括與所述過濾器出水端連接的筒狀反應(yīng)器本體、一端與所述反應(yīng)器本體連接且另一端延伸至海水內(nèi)的水栗、沿所述反應(yīng)器本體長度方向布置于所述反應(yīng)器本體內(nèi)的燈管、及設(shè)于所述反應(yīng)器本體內(nèi)壁的超聲波發(fā)生器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶污水處理裝置，其特征在于，所述過濾器和所述光催化氧化反應(yīng)器通過一三通閥連接，所述三通閥一出水端口與一循環(huán)管道連接，所述循環(huán)管道與所述過濾器的進(jìn)水端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶污水處理裝置，其特征在于，所述一體化光催化氧化污水處理裝置包括一濁度控制部件，所述濁度控制部件包括配合設(shè)置于所述過濾器內(nèi)壁的發(fā)光體和光強(qiáng)度傳感器、及一處理器，所述處理器包括信號采集電路、比較電路、三通閥驅(qū)動(dòng)電路，所述信號采集電路用于采集所述光強(qiáng)度傳感器感應(yīng)所述發(fā)光體照射的光強(qiáng)度產(chǎn)生的電信號，所述比較電路用于判斷所述電信號是否大于設(shè)定閾值，若大于設(shè)定閾值則啟動(dòng)三通閥驅(qū)動(dòng)電路，所述三通閥驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)三通閥使所述過濾器和所述光催化氧化反應(yīng)器連通。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的船舶污水處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器本體包括沿污水運(yùn)動(dòng)方向依次設(shè)置的第一分段和第二分段，所述水栗連接于所述第一分段，所述燈管內(nèi)置于所述第二分段。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶污水處理裝置，其特征在于，所述燈管為紫外燈管，且其同軸布置于所述第二分段內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船舶污水處理裝置，其特征在于，所述超聲波發(fā)生器包括分別布置于所述第一分段和第二分段內(nèi)的第一超聲波發(fā)生器和第二超聲波發(fā)生器，所述第二超聲波發(fā)生器包括沿所述第二分段長度方向布置的多個(gè)超聲波發(fā)生組件，每個(gè)所述超聲波發(fā)生組件均包括沿所述第二分段內(nèi)壁呈環(huán)狀布置的多個(gè)超聲波發(fā)生部。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的船舶污水處理裝置，其特征在于，所述第二分段內(nèi)壁設(shè)置有用于檢測所述紫外燈管的發(fā)光強(qiáng)度的在線光強(qiáng)度計(jì)。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船舶污水處理裝置，其特征在于，所述水栗進(jìn)水端延伸至海水內(nèi)并與一海洋生物防護(hù)組件連接。9.一種三效一體化的船舶污水處理方法，其特征在于，包括如下步驟， (1)將污水經(jīng)過過濾器循環(huán)過濾，至污水濁度不高于10mg/L; (2)向過濾后的污水中加入海水作為氧化劑，在紫外光下進(jìn)行催化氧化； (3)在光催化氧化過程中對污水進(jìn)行超聲波處理。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的船舶污水處理方法，其特征在于，所述步驟(2)還包括對加入海水后的污水進(jìn)行超聲波預(yù)處理;所述步驟(3)包括對發(fā)射紫外光的紫外燈管外的污水進(jìn)行超聲波處理。
【文檔編號】C02F9/08GK105884101SQ201610409273
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】劉川, 劉曉川
【申請人】武漢東川自來水科技開發(fā)有限公司