一種利用太陽(yáng)能的弱磁場(chǎng)污水處理裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用太陽(yáng)能的弱磁場(chǎng)污水處理裝置，包括污水處理器、磁場(chǎng)發(fā)生器、污水二次過(guò)濾裝置、磁粉回收裝置，所述污水處理器上端設(shè)有進(jìn)水口，側(cè)面設(shè)有出水口，底部設(shè)有污泥出口，曝氣裝置設(shè)置在污水處理器內(nèi)，污水處理器中充滿磁粉和活性污泥，在所述污水處理器外圍有磁場(chǎng)發(fā)生器，所述磁場(chǎng)發(fā)生器包括磁場(chǎng)測(cè)試儀、鐵罩、電源、太陽(yáng)能發(fā)電板、變壓器和螺旋線圈，所述螺旋線圈纏繞在污水處理器的外圍，螺旋線圈與變壓器相連接，變壓器分別與太陽(yáng)能發(fā)電板、電源相連，磁場(chǎng)測(cè)試儀的感應(yīng)端伸入污水處理器內(nèi)，所述鐵罩罩在螺旋線圈的外圍和底部。
【專利說(shuō)明】
一種利用太陽(yáng)能的弱磁場(chǎng)污水處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水凈化領(lǐng)域，特別是一種可變磁場(chǎng)的污水處理裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]食品工業(yè)廢水通常采用生物處理。然而，溫度對(duì)微生物的生長(zhǎng)、繁殖、代謝、物種分布和種群數(shù)量等有著重要影響，進(jìn)而影響污水處理效率。此外，溫度對(duì)活性污泥性能和廢水的絮凝粘度有很大的影響。
[0003]隨著污水處理標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，傳統(tǒng)的食品工業(yè)廢水處理方法無(wú)法滿足要求。特別是在低溫條件下，微生物的代謝能力降低，化學(xué)反應(yīng)速率也會(huì)降低。因此，生物處理廢水的效率也會(huì)降低。研究表明，一定的磁場(chǎng)強(qiáng)度能提高水污染物化學(xué)需氧量、氨氮和硝態(tài)氮的去除率。具體而目，在90mT和120mT之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度可以明顯提尚化學(xué)需氧量的去除效率，30mT和60mT的強(qiáng)度可以提高去除氨氮的效率，磁場(chǎng)對(duì)好氧反硝化過(guò)程也有明顯的影響，在OmT和150mT之間的范圍內(nèi)，磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加提高了硝酸鹽氮的去除率。然而，低溫和磁場(chǎng)相結(jié)合，對(duì)食品工業(yè)廢水處理尚未報(bào)告。針對(duì)上述問(wèn)題，在低溫條件下，常規(guī)處理器具有不穩(wěn)定的運(yùn)行和低的反應(yīng)效率，從而使不合格的廢水排放到外界。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種利用太陽(yáng)能的弱磁場(chǎng)污水處理裝置，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種利用太陽(yáng)能的弱磁場(chǎng)污水處理裝置，包括污水處理器、磁場(chǎng)發(fā)生器、污水二次過(guò)濾裝置、磁粉回收裝置，所述污水處理器上端設(shè)有進(jìn)水口，側(cè)面靠上設(shè)有出水口，底部設(shè)有污泥出口，曝氣裝置設(shè)置在污水處理器內(nèi)，污水處理器中充滿磁性粉和活性污泥，在所述污水處理器外圍有磁場(chǎng)發(fā)生器，所述磁場(chǎng)發(fā)生器包括磁場(chǎng)測(cè)試儀、鐵罩、電源、太陽(yáng)能發(fā)電板、變壓器和螺旋線圈，所述螺旋線圈纏繞在污水處理器的外圍，螺旋線圈與變壓器相連接，變壓器分別與太陽(yáng)能發(fā)電板、電源相連，所述磁場(chǎng)測(cè)試儀的感應(yīng)端伸入污水處理器內(nèi)，所述鐵罩罩在螺旋線圈的外圍和底部，所述電源通過(guò)變壓器控制螺旋線圈的電流強(qiáng)度和方向，從而控制磁場(chǎng)的大小和方向，在污水處理器中心模擬了一個(gè)可變磁場(chǎng)，此磁場(chǎng)作用于處理器內(nèi)，磁場(chǎng)和磁粉都對(duì)污水處理器中微生物產(chǎn)生磁性生物效應(yīng)，鐵罩減弱了磁場(chǎng)對(duì)除污水處理器以外的其他設(shè)施的干擾，磁場(chǎng)測(cè)試儀在污水處理器內(nèi)檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度，所述污水二次處理裝置與污水處理器的出水口連接，包括隔水板、過(guò)濾膜、凈水口，從污水處理器出水口排出的水，經(jīng)隔水板沿過(guò)濾膜上升，進(jìn)一步凈化從凈水口排出，而未通過(guò)過(guò)濾膜的懸浮物進(jìn)一步沉淀與污水處理器排出的沉淀物都排入所述磁粉回收裝置內(nèi)，所述磁粉回收裝置包括鐵芯、線圈、移動(dòng)支架、PH測(cè)試儀、自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述線圈纏繞在鐵芯外表面組成電磁鐵，并與自動(dòng)控制系統(tǒng)相連，所述移動(dòng)支架與所述自動(dòng)控制系統(tǒng)相連接，所述PH測(cè)試儀安裝在磁粉回收裝置內(nèi)，不同的pH值下，磁粉表面電荷不同，在PH值為6左右，磁粉表面呈陽(yáng)性，為正電荷，使水中呈陰性的有機(jī)羧酸類(lèi)分子粘附于它，并在外磁場(chǎng)的作用下團(tuán)聚長(zhǎng)大，從而實(shí)現(xiàn)與水的分離;在PH值為10左右的條件下，磁種表面呈陰性，為負(fù)電荷，與有機(jī)羧酸類(lèi)分子發(fā)生相斥，因此磁分離得到的絮體污泥用堿調(diào)節(jié)PH值至10左右，吸附在磁粉表面的污染物發(fā)生脫離，線圈在通電情況下與鐵芯形成磁場(chǎng)產(chǎn)生磁力，可以吸附污泥中的磁粉，自動(dòng)控制系統(tǒng)控制移動(dòng)支架移動(dòng)到污水處理器中，并斷電，線圈與鐵芯形成的磁場(chǎng)消失，磁粉自動(dòng)脫落到污水處理器中。
[0006]優(yōu)選的，所述螺旋線圈由銅制成。
[0007]優(yōu)選的，所述二次污水處理裝置的過(guò)濾膜是由PTFE制成的液體過(guò)濾膜。
[0008]優(yōu)選的，所述線圈纏繞在鐵芯外表面組成的電磁鐵有多個(gè)。
[0009]優(yōu)選的，一種用該裝置處理污水的方法，方法如下:將污水處理器放置在磁場(chǎng)發(fā)生器的螺旋線圈中，并使電源和太陽(yáng)能發(fā)電板都處于斷開(kāi)狀態(tài)，控制污水處理器內(nèi)的溫度在5-16°C之間，控制活性污泥與廢水比例在4.5 g:1L和5.5 g:1L之間，控制磁粉與廢水的比例在0.8g:1L和1.5 g:1L之間，每天向污水處理器中增加廢水，廢水中有機(jī)物的濃度為0.05kg/m3，磁粉與活性污泥在曝氣裝置作用下生成一種絮凝混合物，將磁粉與活性污泥的絮凝混合物培養(yǎng)18-25天后，接通電源，控制磁場(chǎng)強(qiáng)度在50-300mT之間有規(guī)律的變化，每天向污水處理器中增加廢水，廢水中有機(jī)物的濃度在1.0-1.5 kg/m3之間，在35-45天后，污水處理器中的活性污泥與有機(jī)物達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，第一次污水處理完成。
[0010]優(yōu)選的，所述磁粉由天然磁鐵Fe3O4作為種子，細(xì)磨磁種子使粒徑小于9微米，再用磁力分離器凈化磁種子，磁粉的純度超過(guò)98%。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:該裝置和方法采用磁場(chǎng)磁性粉末微生物強(qiáng)化系統(tǒng)，通過(guò)磁性生物效應(yīng)提高微生物活性，并通過(guò)磁力驅(qū)動(dòng)提高傳質(zhì)效率。因此，克服了低溫條件下常規(guī)廢水處理有機(jī)物不穩(wěn)定和低的降解率的缺點(diǎn)。在磁場(chǎng)中混合磁性粉末的微生物系統(tǒng)，磁粉和活性污泥絮凝污泥結(jié)構(gòu)緊湊，磁性粉體具有較大的比重，因此活性污泥具有較好的沉降性能。通過(guò)外加磁場(chǎng)，在污水處理器中形成磁力，磁力加速污泥絮體的運(yùn)動(dòng)，這是一個(gè)組合的帶電粒子和磁性粉末，從而提高傳質(zhì)速率。螺旋線圈和磁粉都對(duì)污水處理器中微生物產(chǎn)生磁性生物效應(yīng)。由于微生物中過(guò)渡金屬離子存在于生物酶的活性中心，磁場(chǎng)效應(yīng)使酶活性中心被曝光或包圍，從而變形或扭曲的分子，使酶的構(gòu)象變化，酶活性增強(qiáng)。此外，在磁場(chǎng)中，水滲透壓和細(xì)胞膜透性增強(qiáng)，有利于微生物的養(yǎng)分吸收。磁場(chǎng)能提高氧的溶解性，這有利于小分子有機(jī)物的降解，包括碳和氮的營(yíng)養(yǎng)成分，為微生物的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。本發(fā)明過(guò)對(duì)污泥區(qū)微生物施加弱變化磁場(chǎng)(50-300mT)，反應(yīng)區(qū)同時(shí)發(fā)生生化反應(yīng)、磁生物效應(yīng)以及磁場(chǎng)力運(yùn)動(dòng)，從而加強(qiáng)微生物對(duì)有機(jī)質(zhì)的降解，而且采用太陽(yáng)能發(fā)電板提供能源，節(jié)能環(huán)保。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的原理示意圖。
[0013]圖中:1、污水處理器，2、磁粉，3、活性污泥，4、曝氣裝置，5、進(jìn)水口，6、出水口，7、磁場(chǎng)測(cè)試儀，8、鐵罩，9、電源，10、太陽(yáng)能發(fā)電板，11、變壓器，12、螺旋線圈，13、污泥出口，14、污水二次處理裝置，15、凈水口，16、隔水板，17、過(guò)濾膜，18、磁粉回收裝置，19、線圈，20、鐵芯，21、支架，22、自動(dòng)控制系統(tǒng)，23、PH測(cè)試儀。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0015]請(qǐng)參閱圖，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案:一種利用太陽(yáng)能的弱磁場(chǎng)污水處理裝置，包括污水處理器1、污水二次過(guò)濾裝置13、磁粉回收裝置17，污水處理器I上端設(shè)有進(jìn)水口，側(cè)面設(shè)有出水口6，底部設(shè)有污泥出口 13，曝氣裝置4設(shè)置在污水處理器I內(nèi)，污水處理器I中充滿磁粉2和活性污泥3，在污水處理器I外圍有磁場(chǎng)發(fā)生器，磁場(chǎng)發(fā)生器包括磁場(chǎng)測(cè)試儀7、鐵罩8、電源9、變壓器11和螺旋線圈12，螺旋線圈12纏繞在污水處理器I的外圍，螺旋線圈12與變壓器11相連接，變壓器分別與太陽(yáng)能發(fā)電板10、電源9相連，磁場(chǎng)測(cè)試儀7的感應(yīng)端伸入污水處理器I內(nèi)，鐵罩8罩在螺旋線圈12的外圍和底部，電源9通過(guò)變壓器11控制螺旋線圈12的電流強(qiáng)度和方向，從而控制磁場(chǎng)的大小和方向，在污水處理器中心模擬了一個(gè)可變磁場(chǎng)，此磁場(chǎng)作用于污水處理器I內(nèi)，磁場(chǎng)和磁粉都對(duì)污水處理器中微生物產(chǎn)生磁性生物效應(yīng)，將污水處理器放置在磁場(chǎng)發(fā)生器的螺旋線圈中，并使電源和太陽(yáng)能發(fā)電板都處于斷開(kāi)狀態(tài)，控制污水處理器內(nèi)的溫度在10°C之間，控制活性污泥與廢水比例在5 g: 1L，控制磁粉與廢水的比例在I g:lL，磁粉2由天然磁鐵Fe3O4作為種子，細(xì)磨磁種子使粒徑9微米，再用磁力分離器凈化磁種子，磁粉2的純度超過(guò)98%，每天向污水處理器I中增加廢水，廢水中有機(jī)物的濃度為0.05kg/m3，磁粉與活性污泥在曝氣裝置作用下生成一種絮凝混合物，將磁粉與活性污泥的絮凝混合物培養(yǎng)22天后，接通電源或太陽(yáng)能發(fā)電板，在太陽(yáng)能不充足時(shí)，使用電網(wǎng)電源，采用太陽(yáng)能發(fā)電板提供能源，節(jié)能環(huán)保，控制磁場(chǎng)強(qiáng)度在150-200mT之間有規(guī)律的變化，每天向污水處理器中增加廢水，廢水中有機(jī)物的濃度在1.2 kg/m3之間，在40天后，污水處理器中的活性污泥與有機(jī)物達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)以上的處理，污水處理器運(yùn)行穩(wěn)定的低溫條件下⑶D的去除率可提高28-33%左右，氨氮的去除率可提高13- 18%，第一次污水處理完成，鐵罩8減弱了磁場(chǎng)對(duì)除污水處理器以外的其他設(shè)施的干擾，磁場(chǎng)測(cè)試儀7在污水處理器I內(nèi)檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度，污水二次處理裝置14與污水處理器的出水口6連接，包括隔水板16、過(guò)濾膜17、凈水口 15，從污水處理器出水口 6排出的水，經(jīng)隔水板16沿過(guò)濾膜17上升，進(jìn)一步凈化從凈水口 14排出，過(guò)濾膜17是由PTFE制成的液體過(guò)濾膜，親水性好，極低的吸附性，極低溶出物，過(guò)濾性好，而未通過(guò)過(guò)濾膜17的懸浮物進(jìn)一步沉淀與污水處理器I排出的沉淀物都排入磁粉回收裝置18內(nèi)，磁粉回收裝置18包括鐵芯20、線圈19、移動(dòng)支架21、PH測(cè)試儀23、自動(dòng)控制系統(tǒng)22，線圈19纏繞在鐵芯20外表面組成電磁鐵，并與自動(dòng)控制系統(tǒng)21相連，移動(dòng)支架20與自動(dòng)控制系統(tǒng)相連接，PH測(cè)試儀22安裝在磁粉回收裝置17內(nèi)，不同的PH值下，磁粉2表面電荷不同，在pH值為6左右，磁粉2表面呈陽(yáng)性，為正電荷，使水中呈陰性的有機(jī)羧酸類(lèi)分子粘附于它，并在外磁場(chǎng)的作用下團(tuán)聚長(zhǎng)大，從而實(shí)現(xiàn)與水的分離;在PH值為10左右的條件下，磁粉2表面呈陰性，為負(fù)電荷，與有機(jī)羧酸類(lèi)分子發(fā)生相斥，因此磁分離得到的絮體污泥用堿調(diào)節(jié)PH值至10左右，吸附在磁粉2表面的污染物發(fā)生脫離，線圈19在通電情況下與鐵芯20形成磁場(chǎng)產(chǎn)生磁力，可以吸附污泥中的磁粉2，自動(dòng)控制系統(tǒng)22控制移動(dòng)支架21移動(dòng)到污水處理器I中，并斷電，線圈19與鐵芯20形成的磁場(chǎng)消失，磁粉自動(dòng)脫落到污水處理器中，實(shí)現(xiàn)了磁粉2的再回收利用，其中線圈19纏繞在鐵芯20外表面組成的電磁鐵可以有多個(gè)。
[0016]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其改進(jìn)構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用太陽(yáng)能的弱磁場(chǎng)污水處理裝置，其特征是:包括污水處理器、磁場(chǎng)發(fā)生器、污水二次過(guò)濾裝置、磁粉回收裝置和太陽(yáng)能發(fā)電板，所述污水處理器上端設(shè)有進(jìn)水口，側(cè)面靠上設(shè)有出水口，底部設(shè)有污泥出口，曝氣裝置設(shè)置在污水處理器內(nèi)，污水處理器中充滿磁性粉和活性污泥，在所述污水處理器外圍有磁場(chǎng)發(fā)生器，所述磁場(chǎng)發(fā)生器包括磁場(chǎng)測(cè)試儀、鐵罩、電源、太陽(yáng)能發(fā)電板、變壓器和螺旋線圈，所述螺旋線圈纏繞在污水處理器的外圍，螺旋線圈與變壓器相連接，變壓器分別與太陽(yáng)能發(fā)電板、電源相連，所述磁場(chǎng)測(cè)試儀的感應(yīng)端伸入污水處理器內(nèi)，所述鐵罩罩在螺旋線圈的外圍和底部，所述電源通過(guò)變壓器控制螺旋線圈的電流強(qiáng)度和方向，從而控制磁場(chǎng)的大小和方向，在污水處理器中心模擬了一個(gè)可變磁場(chǎng)，此磁場(chǎng)作用于處理器內(nèi)，磁場(chǎng)和磁粉都對(duì)污水處理器中微生物產(chǎn)生磁性生物效應(yīng)，鐵罩減弱了磁場(chǎng)對(duì)除污水處理器以外的其他設(shè)施的干擾，磁場(chǎng)測(cè)試儀在污水處理器內(nèi)檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度，所述污水二次處理裝置與污水處理器的出水口連接，包括隔水板、過(guò)濾膜、凈水口，從污水處理器出水口排出的水，經(jīng)隔水板沿過(guò)濾膜上升，進(jìn)一步凈化從凈水口排出，而未通過(guò)過(guò)濾膜的懸浮物進(jìn)一步沉淀與污水處理器排出的沉淀物都排入所述磁粉回收裝置內(nèi)，所述磁粉回收裝置包括鐵芯、線圈、移動(dòng)支架、PH測(cè)試儀、自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述線圈纏繞在鐵芯外表面組成電磁鐵，并與自動(dòng)控制系統(tǒng)相連，所述移動(dòng)支架與所述自動(dòng)控制系統(tǒng)相連接，自動(dòng)控制系統(tǒng)控制移動(dòng)支架的升降和左右移動(dòng)，所述PH測(cè)試儀安裝在磁粉回收裝置內(nèi)，不同的PH值下，磁粉表面電荷不同，在pH值為6左右，磁粉表面呈陽(yáng)性，為正電荷，使水中呈陰性的有機(jī)羧酸類(lèi)分子粘附于它，并在外磁場(chǎng)的作用下團(tuán)聚長(zhǎng)大，從而實(shí)現(xiàn)與水的分離；在PH值為10左右的條件下，磁種表面呈陰性，為負(fù)電荷，與有機(jī)羧酸類(lèi)分子發(fā)生相斥，因此磁分離得到的絮體污泥用堿調(diào)節(jié)pH值至10左右，吸附在磁粉表面的污染物發(fā)生脫離，線圈在通電情況下與鐵芯形成磁場(chǎng)產(chǎn)生磁力，可以吸附污泥中的磁粉，自動(dòng)控制系統(tǒng)控制移動(dòng)支架移動(dòng)到污水處理器中，并斷電，線圈與鐵芯形成的磁場(chǎng)消失，磁粉自動(dòng)脫落到污水處理器中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變磁場(chǎng)的污水處理裝置，其特征是:所述螺旋線圈由銅制成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可變磁場(chǎng)的污水處理裝置，其特征是:所述二次污水處理裝置的過(guò)濾膜是由PTFE制成的液體過(guò)濾膜。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變磁場(chǎng)的污水處理裝置，其特征是:所述線圈纏繞在鐵芯外表面組成的電磁鐵有多個(gè)。5.—種用該裝置處理污水的方法，其特征在于利用權(quán)力要求3或4所述的可變磁場(chǎng)污水處理裝置，方法如下:將污水處理器放置在磁場(chǎng)發(fā)生器的螺旋線圈中，并使電源和太陽(yáng)能發(fā)電板都處于斷開(kāi)狀態(tài)，控制污水處理器內(nèi)的溫度在5-16°C之間，控制活性污泥與廢水比例在4.5 g:1L和5.5 g:1L之間，控制磁粉與廢水的比例在0.8g:1L和1.5 g:1L之間，每天向污水處理器中增加廢水，廢水中有機(jī)物的濃度為0.05kg/m3，磁粉與活性污泥在曝氣裝置作用下生成一種絮凝混合物，將磁粉與活性污泥的絮凝混合物培養(yǎng)18-25天后，接通電源或太陽(yáng)能發(fā)電板，控制磁場(chǎng)強(qiáng)度在50-300mT之間有規(guī)律的變化，每天向污水處理器中增加廢水，廢水中有機(jī)物的濃度在1.0-1.5 kg/m3之間，在35-45天后，污水處理器中的活性污泥與有機(jī)物達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，第一次污水處理完成。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種處理污水的方法，其特征在于:所述磁粉由天然磁鐵Fe3O4作為種子，細(xì)磨磁種子使粒徑小于9微米，再用磁力分離器凈化磁種子，磁粉的純度超過(guò)98%。
【文檔編號(hào)】C02F9/12GK105948375SQ201610485817
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】趙鵬, 趙波琴
【申請(qǐng)人】趙鵬