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一种分布式废水处理方法

发明公布  在审
申请(专利)号:CN201910125147.6国省代码:上海 31
申请(专利权)人:龚辉
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摘要:
一种分布式废水处理方法,用户将产生的废水分类收集到带有存储芯片或GPS定位的废水储罐,存储芯片中存储用户和废水信息。然后向云端运营监控中心发送废水处理信息,云端运营监控中心根据用户信息反馈用户要求,通过设备搬运系统将电化学氧化或蒸发废水处理装置从分布式设备中心调度运输到现场,通过废水处理装置中的水泵将废水储罐中的废水泵入设备进行电化学氧化去除有机物或蒸发除盐处理,使废水水质达到用户要求。同时装置通过无线网络信息传输系统将装置运行情况和所在位置信息上传云端运营监控中心进行分析和处理。本发明解决了中小企业的少量化、多样性、难以分解、高盐度、有毒废水的就地处理问题,提高了废水处理效率。

主权项:
1.一种分布式废水处理方法,其特征在于:包括如下步骤:1)用户将生产或者生活中产生的废水分类收集到带有存储芯片或定位芯片的废水储罐,芯片中存储用户和废水信息,用户通过无线或者有线网络向一个云端运营监控中心发送废水处理信息;2)所述的云端运营监控中心根据用户信息反馈用户要求,向一个以上数目的分布式设备中心发送任务信息,所述的分布式设备中心反馈废水处理设备状态信息到云端运营监控中心,云端运营监控中心根据所述的废水处理设备状态信息再发送运输调度信息给一个设备搬运系统,所述的设备搬运系统分别反馈废水处理设备物流信息给分布式设备中心和云端运营监控中心,并将废水处理设备从分布式设备中心运输到用户现场,所述的废水处理设备是电化学氧化或蒸发废水处理装置;3)利用电化学氧化或蒸发废水处理装置,根据所述废水储罐存储芯片中的废水信息,对所述的废水储罐中的废水进行电化学氧化去除有机物、或蒸发除盐、或电化学氧化去除有机物和蒸发除盐联合处理,使废水水质达到用户要求;4)利用无线网络信息传输系统将电化学氧化或蒸发废水处理装置的运行情况和所在位置信息上传云端运营监控中心,由云端运营监控中心进行实时分析和处理,电化学氧化或蒸发废水处理装置包括有数据输出装置,所述的数据输出装置与所述的无线网络信息传输系统连接;5)废水处理完成后,云端运营监控中心根据处理时间或水量向用户结算废水处理费用,并通过设备搬运系统把废水处理装置运输到分布式设备中心。


说明书

一种分布式废水处理方法

技术领域

本发明涉及化学领域,尤其涉及水处理技术,特别涉及处理废水的方法,具体来说
是一种分布式废水处理方法。

背景技术

随着社会的进步和人们生活水平的提高,不可避免地对环境产生污染。废水就是
其中之一。随着石化、印染、造纸、农药、电镀、医药卫生、冶金、食品等行业的迅速发展,世界
各国的废水排放总量急剧增加,且由于废水中含有较多的高浓度、高毒性、高盐度、高色度
的成分,使其难以降解和处理,往往会造成非常严重的水环境污染。尤其是在中国水资源使
用率已达70%,正在向极限迫近。水污染严重破坏了生态平衡。大量致癌、致畸的微量有机污
染物残留在饮用水中威胁着人类生活。

为了处理每天大量排出的工业废水,目前物理、化学、生物法齐用,力、声、光、电、
磁结合处理废水。目前,电化学水处理技术处理有机物污染源具有独特优势。它在电极外加
电场的作用下,在电化学反应器内,通过一定的化学反应、电化学过程或物理过程,对废水
中的有机污染物进行降解。电化学系统设备相对简单,占地面积小,能有效避免二次污染,
而且反应可控程度高,可实现自动化操作,被称为“环境友好”技术。而高盐废水处理最理想
的方式就是用低温蒸发方式。低温蒸发设备可以将盐类以固体的形式分离处理,甚至达到
零排放的效果,而得到的固体结晶还可以再回收利用。它可以连续和间歇出料,自动化程度
高、运行成本低,体积小,移动性强。

现有技术中,废水种类繁多,性质复杂,而废水处理技术能力和废水处理厂不足的
问题广泛存在,造成废水处理成本偏高,处理效果难以严格满足行业规范要求。许多中小企
业产生废水不多,又负担不起价格高昂的废水处理设备,经常发生偷排现象,进一步造成水
体污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分布式废水处理方法,所述的这种废水处理方法要解
决现有中小企业的少量化、多样性、难以分解、高盐分、有毒废水的就地处理问题。

本发明的分布式废水处理方法,包括如下步骤:

1)用户将生产或者生活中产生的废水分类收集到带有存储芯片或定位芯片的废水储
罐,芯片中存储用户和废水信息,用户通过无线或者有线网络向一个云端运营监控中心发
送废水处理信息;

2)所述的云端运营监控中心根据用户信息反馈用户要求,向一个以上数目的分布式设
备中心发送任务信息,所述的分布式设备中心反馈废水处理设备状态信息到云端运营监控
中心,云端运营监控中心根据所述的废水处理设备状态信息再发送运输调度信息给一个设
备搬运系统,所述的设备搬运系统分别反馈废水处理设备物流信息给分布式设备中心和云
端运营监控中心,并将废水处理设备从分布式设备中心运输到用户现场,所述的废水处理
设备是电化学氧化或蒸发废水处理装置;

3)利用电化学氧化或蒸发废水处理装置,根据所述废水储罐存储芯片中的废水信息,
对所述的废水储罐中的废水进行电化学氧化去除有机物、或蒸发除盐、或电化学氧化去除
有机物和蒸发除盐联合处理,使废水水质达到用户要求;

4)利用无线网络信息传输系统将电化学氧化或蒸发废水处理装置的运行情况和所在
位置信息上传云端运营监控中心,由云端运营监控中心进行实时分析和处理,电化学氧化
或蒸发废水处理装置包括有数据输出装置,所述的数据输出装置与所述的无线网络信息传
输系统连接;

5)废水处理完成后,云端运营监控中心根据处理时间或水量向用户结算废水处理费
用,并通过设备搬运系统把废水处理装置运输到分布式设备中心。

进一步的,所述的电化学氧化废水处理装置包括一个进水管路和一个出水管路,
所述的进水管路中设置有一个进水泵,所述的进水管路和所述的出水管路串联设置,所述
的进水管路和所述的出水管路之间通过至少一个电化学氧化废水处理模块连通,所述的电
化学氧化废水处理模块包括一个两端开口的电化学反应器,所述的电化学反应器中设置有
至少两个电极,所述的电极和一个电控系统连接,所述的电控系统还和一个无线网络信息
传输系统和进水泵连接。

进一步的,所述的金刚石电极包括由硅或镍或铌材料构成的基底,所述的基底表
面镀掺硼金刚石膜,所述的金刚石膜的厚度在1~10微米之间。

进一步的,所述的蒸发废水处理装置是机械式蒸汽再压缩(MVR)蒸发废水处理装
置,包括一个进水管路和一个出水管路,所述的进水管路中设置有一个进水泵,所述的进水
管路和所述的出水管路串联设置,所述的进水管路和所述的出水管路之间通过蒸发废水处
理模块连通,所述的蒸发废水处理模块包括预热器、蒸发器、分离器和压缩机。

进一步的,所述的蒸发废水处理装置还包括一个电控系统,所述的电控系统和压
缩机、进水泵、预热器、蒸发器和分离器连接,所述的电控系统还和一个无线网络信息传输
系统连接。

进一步的,设备搬运系统包括车辆、船舶和航空器。

进一步的,分布式设备中心的数目为两个以上并分布在两个以上地区。

本发明中,电化学氧化去除有机物工作原理是:利用电极外加电场的作用下直接
电解水形成极强的氧化剂:羟基自由基OH•。电解水产生的羟基自由基OH•具有极强的氧化
能力,氧化电位2.8v。是自然界中仅次于氟的氧化剂。可迅速无选择性的氧化水中所用有机
污染物,生成水、二氧化碳和相应的无机物。硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐,氮转化为
硝酸根和亚硝酸根离子或氮气。该方法有机物去除率可达99%以上,而且不形成二次污染。
该技术在持久性有机污染物污水处理、酚类污染废水处理、硝基苯类化合物污染废处理、有
机络合重金属离子废水处理中具有无以伦比的优势,是一种革命性高效污水处理方法。

本发明中,蒸发除盐工作原理是:利用水和盐分沸点的不同,通过蒸发器使水挥发
出去,将废水含盐浓度提高,等过饱和后盐分就会从溶液中析出来。可以采用离心机将多余
的水分从盐浆中分离出来,这样的盐就会直接在废水中分离出来了。而机械式蒸汽再压缩
(MVR)蒸发技术就是利用蒸发器中产生的二次蒸汽经压缩机压缩,使二次蒸汽的压力、温度
升高,热焓增加后再次进入蒸发器加热室作为加热蒸汽使用,使废水维持沸腾状态,而加热
蒸汽本身则冷凝为冷凝水排出。原来要废弃的二次蒸汽就得到了充分的利用,回收了二次
蒸汽中的潜热,又提高了热效率,减少了对外部加热及冷却资源的需求,降低能耗,减少污
染。通过低温蒸发废水处理工艺,含盐废水最终可以实现盐分与水的完全分离,实现了除盐
的效果。

本发明通过大量安置在分布式设备中心的电化学氧化和蒸发废水处理装置组成
废水处理网络,用户只需简单地向云端运营监控中心发送废水信息和处理请求,云端运营
监控中心将及时的运输电化学氧化和蒸发废水处理装置到用户处进行现场废水处理。 同
时装置通过无线网络信息传输系统将装置运行情况和所在位置信息上传云端运营监控中
心进行分析和处理,实现实时监控运行和管理,彻底和有效的解决中小企业废水处理难题。

本发明采用的电化学氧化和蒸发废水处理装置还均可采用现有技术中的公知技
术方案,易于和现有企业废水处理系统无缝连接,实现零排放。可以大幅降低中小企业废水
处理成本,提高废水处理效率,并且通过标准化运行和云端网络监控的废水处理管理,非常
易于相关政府部门监管。

本发明和已有技术相比较,其效果是积极和明显的。本发明的分布式废水处理方
法,不仅采用了先进的金刚石电极电解氧化废水和高效机械式蒸汽再压缩(MVR)蒸发处理
技术,无需掌握专业知识,无需通过复杂的操作,就能快速使用,设备可以自动24小时运行。
废水处理结果不受人为操作能力和外界环境因素影响。对企业而言,电化学氧化和蒸发废
水处理装置易于和现有废水处理系统无缝连接。尤其是对小批量高危废水处理,可以就地
收集、就地解决,大幅降低成本。而且,废水储罐安装有存储芯片或定位芯片,包含了用户和
废水信息以及位置信息,对于执法者而言,更容易精准管理,从源头上消除废水,保护环境。
废水处理装置租赁运营方法是一种革命性的废水处理方法,必将终极解决中小企业废水处
理和监管问题。

附图说明

图1是本发明的分布式废水处理方法的示意图。

图2是本发明中的电化学氧化废水处理装置的工作示意图。

图3是本发明中的机械式蒸汽再压缩(MVR)蒸发废水处理装置的工作示意图。

其中,1:废水;2:废水储罐; 3:电化学反应器;4:无线网络信息传输系统;5:电控
系统;6:金刚石电极;7:电化学氧化废水处理模块;8:进水泵;9:进水管路; 10:出水管路;
11:冷凝水排放管路;12;电控系统;13:无线网络信息传输系统;14:压缩机;15:分离器;16:
离心机;17:蒸发器;18:预热器;19:进水泵;:20:进水管路;21:存储芯片;22:定位芯片。

具体实施方式

实施例1

如图1所示,本发明提供了分布式废水处理方法,包括如下步骤:

1)用户将生产或者生活中产生的废水分类收集到带有存储芯片21或定位芯片22的废
水储罐2,通过无线或者有线网络向云端运营监控中心发送废水处理信息;

2)云端运营监控中心根据用户信息反馈用户要求,向分布式设备中心发送任务信息,
分布式设备中心反馈信息到云端运营监控中心,云端运营监控中心再发送运输调度信息给
设备搬运系统,设备搬运系统再分别反馈信息给分布式设备中心和云端运营监控中心,设
备搬运系统将电化学氧化废水处理装置从不同地区的分布式设备中心调度运输到用户现
场;

3)通过电化学氧化废水处理装置将废水储罐2中的废水进行电化学氧化去除有机物处
理,使废水水质达到用户要求;

4)电化学氧化废水处理装置通过无线网络信息传输系统将装置运行情况和所在位置
信息上传云端运营监控中心进行分析和处理;

5)废水处理完成后,云端运营监控中心根据处理时间或水量向用户结算废水处理费
用,云端运营监控中心再发送任务信息到分布式设备中心,并通过设备搬运系统将电化学
氧化废水处理装置运输到分布式设备中心。

进一步的,电化学氧化废水处理装置包括一个进水管路9和一个出水管路10,所述
的进水管路中设置有一个进水泵8,所述的进水管路9和所述的出水管路10串联设置,所述
的进水管路9和所述的出水管路10之间通过至少一个电化学氧化废水处理模块7连通,所述
的电化学氧化废水处理模块7包括一个两端开口的电化学反应器3,所述的电化学反应器3
中设置有至少两个电极6,所述的电极6和一个电控系统5连接,所述的电控系统5还和一个
无线网络信息传输系统4信号和进水泵8连接。

进一步的,所述的电极6为金刚石电极,所述的金刚石电极6是在硅或镍或铌材料
的表面镀掺硼金刚石膜,所述的金刚石膜的厚度在10微米之 间。

进一步的,设备搬运系统是利用物流公司汽车运输。

进一步的,所述的分布式设备中心网络化分布在各地区,快速为分布零散的企业
用户到场处理废水。

进一步的,电化学氧化废水处理装置利用无线网络信息传输系统4将装置运行情
况和所在位置信息上传云端运营监控中心进行分析和处理,云端运营监控中心可随时监控
各处装置的运行。

如图2所示,本发明提供了电化学氧化废水处理设备工作示意图。

通过电化学氧化废水处理设备中的水泵8将带有存储芯片21或定位芯片22的废水
储罐2中的废水1通过进水管路9泵入电化学氧化废水处理模块7进行处理,水流速度15吨/
小时。废水1流过电化学氧化废水处理模块7 时,通过电控系统5加在金刚石电极6 上的8—
10伏直流电压,直接电解水形成极强的氧化剂:羟基自由基OH,可以氧化水中有机碳转化为
CO2,对废水中的污染物进行降解,然后再通过出水管路10输入废水储罐2。通过金刚石电极
电解氧化,废水中COD含量可以从几百克/升减少到小于1毫克/升。最后将废水储罐2中的废
水1就地自动处理完成,使废水储罐2中水质达到要求。同时设备通过无线网络信息传输系
统4将设备运行情况和设备所在位置信息上传云端运营监控中心进行分析和处理,实现实
时监控运行。

具体的,所述的存储芯片21是带有存储器和通讯接口的集成电路,例如RFID电子
标签或者NFC芯片。所述的定位芯片22是GPS定位芯片。

实施例2

如图1所示,本发明提供了分布式废水处理方法,包括如下步骤:

1)用户将生产或者生活中产生的废水分类收集到带有存储芯片21或定位芯片22的废
水储罐2中,通过无线或者有线网络向云端运营监控中心发送废水处理信息;

2)云端运营监控中心根据用户信息反馈用户要求,向分布式设备中心发送任务信息,
分布式设备中心反馈信息到云端运营监控中心,云端运营监控中心再发送运输调度信息给
设备搬运系统,设备搬运系统再分别反馈信息给分布式设备中心和云端运营监控中心,设
备搬运系统将蒸发废水处理装置从不同地区的分布式设备中心调度运输到用户现场;

3)通过蒸发废水处理装置将废水储罐2中的废水1进行蒸发除盐处理,使废水水质达到
用户要求;

4)蒸发废水处理装置通过无线网络信息传输系统13将装置运行情况和所在位置信息
上传云端运营监控中心进行分析和处理;

5)废水处理完成后,云端运营监控中心根据处理时间或水量向用户结算废水处理费
用,并通过设备搬运系统将蒸发废水处理装置运输到分布式设备中心。

进一步的,蒸发废水处理装置是机械式蒸汽再压缩(MVR),包括一个进水管路20和
一个出水管路11,所述的进水管路20中设置有一个进水泵19,所述的进水管路20和所述的
出水管路11串联设置,所述的进水管路20和所述的出水管路11之间通过蒸发废水处理模块
连通,所述的蒸发废水处理模块包括预热器18、蒸发器17、分离器15和压缩机14。

进一步的,蒸发废水处理装置包括一个电控系统12,所述的电控系统12和压缩机
14、进水泵19、预热器18、蒸发器17和分离器15连接。所述的电控系统12还和一个无线网络
信息传输系统13连接。

进一步的,所述的设备搬运系统是利用物流公司汽车运输。

进一步的,所述的分布式设备中心网络化分布在各地区,快速为分布零散的企业
用户到场处理废水。

进一步的,蒸发废水处理装置利用无线网络信息传输系统13将装置运行情况和所
在位置信息上传云端运营监控中心进行分析和处理,云端运营监控中心可随时监控各处设
备的运行。

如图3所示,本发明提供了机械式蒸汽再压缩(MVR)废水处理装置的工作示意图。

通过机械式蒸汽再压缩(MVR)废水处理装置中的水泵19将带有存储芯片21或定位
芯片22的废水储罐2中的废水1通过进水管路20泵入预热器18预热,然后预热后的废水进入
蒸发器17蒸发,蒸发后的水汽进入分离器15进行分离,其中,盐分从溶液中析出形成盐浆,
盐浆进入离心机16离心脱水,分离液回流到废水储罐2;其中盐分外运储存再利用。

分离器15中的水蒸汽以二次蒸汽形式经压缩机14压缩,使二次蒸汽的压力、温度
升高,热焓增加后再次进入蒸发器17加热室作为加热蒸汽使用,使废水维持沸腾状态,而加
热蒸汽本身则冷凝为冷凝水通过冷凝水排放管道11排出。

该设备每小时可以处理废水0.5吨。电控系统12通过PLC控制压缩机14、进水泵19、
预热器18、蒸发器17和分离器15运行。最后蒸发废水处理设备将废水储罐2...

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图1
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