[發明專利]一種含石墨烯碳催化顆粒的多功能水處理設備與工藝

在審

• 申請號: 202010480829.1
• 申請日: 2020-05-30
• 公開（公告）號: CN111592153A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 侯夢斌
• 申請（專利權）人: 侯夢斌
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種含石墨烯碳催化顆粒的多功能水處理設備,由水處理槽總成(10),石墨烯碳催化顆粒(20),犧牲陽極電解模塊(30),碳化硅平板陶瓷膜過濾模塊(40),凈水槽(70),固液分離槽與絮凝劑生成一體化(60),被處理污水中貯槽(80)構成,其特征是被處理污水中貯槽(80)通過管道與水處理槽總成(10)進水口連接,水處理槽總成(10)出水口通過管道與固液分離槽與絮凝劑生成一體化(60)進水口連接,固液分離槽與絮凝劑生成一體化(60)上清液出口通過管道與水處理槽總成(10)進水口連接；石墨烯碳催化顆粒(20),犧牲陽極電解模塊(30),碳化硅平板陶瓷膜過濾模塊(40),從左至右依序布置在水處理槽總成(10)的槽箱(11)中,碳化硅平板陶瓷膜過濾模塊(40)進出口通過管道與負壓抽水與反洗聯用系統(2)的聯用總管(2-1)連接,聯用總管(2-1)上三通閥(2-4)的第一通與聯用總管(2-1)連接,三通閥的第二通(2-41)與抽水泵進口連接,由抽水泵出口管道與凈水槽(70)連接,三通閥的第三通(2-42)與反洗總成連接；

水處理槽總成(10)由槽體(1),空氣提供系統(4),臭氧提供系統(3),風力吹泡沫系統(5),負壓抽水與反洗聯用系統(2)構成；

槽體(1)由槽箱(11),A型縱隔板(1-7),B型縱隔板(1-8),橫隔板(1-3),有孔底隔板(1-4),進水口(1-1),出水口(1-2)構成；

槽箱(11)呈上開口長矩形體,有孔底隔板(1-4)將槽箱隔成上工作區與下污泥沉積區；橫隔板(1-3)將上工作區隔成貯水上工作區與貯泡沫工作區，橫隔板(1-3)高度比槽箱(11)上開口周邊高度低,以利泡沫貯存在貯泡沫工作區；在構成貯水上工作區的相對應的橫隔板(1-3)面上與槽箱(11)內表面均勻分布有安裝縱隔板的凹導槽(1-31),A型縱隔板(1-7)與B型縱隔板(1-8)從左至右交叉插入安裝縱隔板的凹導槽(1-31),將貯水上工作區分隔成3-18個分貯水上工作區,由于A型縱隔板(1-7)通水區(1-71)在右邊,B型縱隔板(1-8)通水區(1-81)在左邊,所以水是迂回曲折通過各分貯水上工作區；

石墨烯碳催化顆粒(20),犧牲陽極電解模塊(30),碳化硅平板陶瓷膜過濾模塊(40),從左至右依序布置在水處理槽總成(10)的槽箱(11)的分貯水上工作區中；

進水口(1-1)布置在槽箱(11)左端面近上開口處,出水口(1-2)布置在槽箱(11)右端面近槽底處；

空氣提供系統(4)由空氣泵,空氣輸送總管(4-1),帶閥門的空氣輸送支管接頭(4-2),軟空氣輸送支管,棒狀空氣出氣頭構成；

空氣泵出口與空氣輸送總管(4-1)一端連接,空氣輸送總管(4-1)另一端封閉,在空氣輸送總管(4-1)上均勻分布安裝帶閥門的空氣輸送支管接頭(4-2),帶閥門的空氣輸送支管接頭(4-2)的數量與水處理槽總成(10)的槽箱(11)中的分貯水上工作區數量相同,軟空氣輸送支管一端與帶閥門的空氣輸送支管接頭(4-2)連接,軟空氣輸送支管的另一端與棒狀空氣出氣頭一端連接,棒狀空氣出氣頭另一端封閉,棒狀空氣出氣頭放在各水處理槽總成的槽箱(11)中的分貯水上工作區底部,棒狀空氣出氣頭長度與分貯水上工作區底部配合；棒狀空氣出氣頭向上一面均勻分布有出空氣小孔；

臭氧提供系統(3)由臭氧發生器,臭氧輸送總管(3-1),帶閥門的臭氧輸送支管接頭(3-2),軟臭氧輸送支管,棒狀臭氧出氣頭構成；

臭氧發生器出口與臭氧輸送總管(3-1)一端連接,臭氧輸送總管(3-1)另一端封閉,在臭氧輸送總管(3-1)上均勻分布安裝帶閥門的臭氧輸送支管接頭(3-2),帶閥門的臭氧輸送支管接頭(3-2)的數量與水處理槽總成(10)的槽箱(11)中的分貯水上工作區數量相同,軟臭氧輸送支管一端與帶閥門的臭氧輸送支管接頭(3-2)連接,軟臭氧輸送支管的另一端與棒狀臭氧出氣頭一端連接,棒狀臭氧出氣頭另一端封閉,棒狀臭氧出氣頭放在各水處理槽總成(10)的槽箱(11)中的分貯水上工作區底部,棒狀臭氧出氣頭長度與分貯水上工作區底部配合；棒狀臭氧出氣頭向上一面均勻分布有出臭氧小孔；

臭氧發生器采用己商品化定型產品；

風力吹泡沫系統(5)由鼓風機,鼓風總管(5-1),風力吹泡沫口(5-2)構成；

鼓風機出口與鼓風總管(5-1)一端連接,鼓風總管(5-1)另一端封閉,在鼓風總管(5-1)上均勻分布安裝風力吹泡沫口(5-2),風力吹泡沫口(5-2)的出風口與水處理槽總成(10)的槽箱(11)的外邊沿連接,使風力能吹泡沫進貯泡沫工作區；

負壓抽水與反洗聯用系統(2)由三通閥(2-4),聯用總管(2-1),連接碳化硅平板陶瓷膜過濾模塊(40)的聯用支管(2-2),負壓抽水泵,反洗總成構成；

三通閥(2-4)的第一通與聯用總管(2-1)一端連接,聯用總管(2-1)另一端封閉,連接碳化硅平板陶瓷膜過濾模塊(40)的聯用支管(2-2)一端與碳化硅平板陶瓷膜過濾模塊(40)的進出口連接,連接碳化硅平板陶瓷膜過濾模塊(40)的聯用支管(2-2)另一端帶有閥門并均勻分布連接在聯用總管(2-1)上,聯用支管(2-2)數量與碳化硅平板陶瓷膜過濾模塊(40)的數量一一對應；

三通閥(2-4)的第二通(2-41),通過管道與負壓抽水泵連接,三通閥(2-4)的第二通(2-41)上有閥門F2,三通閥(2-4)的第三通(2-42),通過管道與反洗總成連接,三通閥(2-4)的第三通(2-42)上有閥門F3,

反洗總成由反洗液貯槽1-4個,高壓泵與閥門管理系統構成,反洗液是酸性水溶液,堿性水溶液,雙氧水,凈水中一種或幾種；

空氣提供系統(4)的空氣輸送總管(4-1),臭氧提供系統(3)的臭氧輸送總管(3-1),風力吹泡沫系統(5)的鼓風總管(5-1),負壓抽水與反洗聯用系統(2)的聯用總管(2-1)都是通過支架固定在水處理槽總成(10)的槽箱(11) 外壁上；

石墨烯碳催化顆粒(20)由石墨烯碳,催化金屬,粘結淀粉構成,按重量計,石墨烯碳100份,催化金屬3-100份,粘結淀粉100份,加入適量水,在變螺距螺桿擠出機中擠出,淀粉熟化并干燥定型,切斷成顆粒,再在馬弗爐中氮保護下加熱350-450℃下碳化；催化金屬至少含零價鐵,零價銅,其中一種；石墨烯碳中石墨烯含量按重量計大于4％,余量為活性碳,石墨烯碳催化顆粒Φ8-12mm,L20-30mm；犧牲陽極電解模塊(30),由鐵板(41)與不導電固定螺栓(42)構成,鐵板幾何尺寸與水處理槽總成(10)的槽箱(11)內幾何尺寸適配,鐵板(41)3-11塊構成串聯電解電極；

數字直流恒流/恒壓電源己商品化；

碳化硅平板陶瓷膜過濾模塊(40)采用己商品化定型產品；

凈水槽(70),固液分離槽與絮凝劑生成一體化(60),被處理污水中貯槽(80)都是己商品化定型產品。

2.根據權利要求1,利用含石墨烯碳催化顆粒的多功能水處理設備,進行水處理工藝如下述:

a.設定初始條件,被處理污水己裝在被處理污水中貯槽(80),三通閥(2-4)的第二通閥門(2-41)F2開,三通閥(2-4)的第三通(2-42)閥門F3關；在水處理槽總成(10)的槽箱(11)中的分貯水上工作區石墨烯碳催化顆粒(20)工作段由臭氧提供系統(3)提供臭氧鼓氣；犧牲陽極電解模塊(30)工作段由空氣提供系統(4)提供空氣鼓氣；

b.啟動含石墨烯碳催化顆粒的多功能水處理設備,被處理污水從水處理槽總成(10)的槽箱(11)的進水口(1-1)進,迂回曲折通過各分貯水上工作區中石墨烯碳催化顆粒(20)工作段,犧牲陽極電解模塊(30)工作段,碳化硅平板陶瓷膜過濾模塊(40)工作段,凈水從碳化硅平板陶瓷膜過濾模塊(40)被負壓抽至凈水槽(70)；產生泡沫被風力吹泡沫系統(5)的風吹入貯泡沫工作區；絮凝物從有孔底隔板(1-4)的孔洞沉入槽箱(11)的下污泥沉積區；

c.在槽箱(11)的下污泥沉積區中污水連同絮凝物流入固液分離槽與絮凝劑生成一體化(60)的固液分離槽中,經絮凝劑進一步絮凝,固液分離后上清液從水處理槽總成(10)的槽箱(11)中的進水口(1-1)回去循環再處理,固液分離后沉淀物從固液分離槽與絮凝劑生成一體化(60)的固液分離槽底部排出；

d.當發現碳化硅平板陶瓷膜過濾模塊(40)的過濾能力下降到工藝要求以下時,啟動膜反洗模式:

d₁.停止向水處理槽總成(10)的槽箱(11)進水；

d₂.三通閥(2-4)的第二通(2-41)閥門F2關,三通閥(2-4)的第三通(2-42)閥門F3開；

d₃.啟動反洗總成高壓泵,根據工藝要求,選擇反洗液中酸性水溶液,堿性水溶液,雙氧水,凈水中一種或幾種對碳化硅平板陶瓷膜過濾模塊反洗,直至達到工藝要求；

e.反洗達到工藝要求后,回到a.設定初始條件,開始下一個循環。