[发明专利]一种冻结析出压力反渗去除水中污染物的方法及装置

说明书

本发明公开了一种冻结析出压力反渗去除水中污染物的方法及装置，基于污水冻结过程中水结冰析出污染物的冻结净化原理和压力反渗透原理，采用自上而下单向冻结方式，并针对污染物的冻结析出特性，选择合适的冻结温度，控制合适的冻结速率，自上而下冻结逐步驱除污染物，最后将底部剩余的高浓度污染物集中进行化学处理，减少目前化学处理成本高，具有二次污染的危险等不利影响，该技术充分利用了水结冰相变析出杂质的功能，只需向溶液中输入冷量，具有净化纯度高、无污染、操作简便、性价比高等众多优点。

技术领域

本发明涉及一种去除水中污染物的方法及装置，尤其是一种适用于民用生活和工业污水综合治理的冻结析出压力反渗去除水中污染物的方法及装置。

技术背景

随着城市规模不断扩大和工业化水平的不断提高，人类生产生活总的用水量的不断增加，生活和工业污水的排放量呈逐年上升趋势。然而，目前我国对于污水处理存在如下问题：(一)基础设施建设的投入不够，处理量有限，造成严重的环境污染问题；(二)城市污水处理技术的相对落后，部分化学处理措施存在二次污染的风险；(三)城市污水处理技术、污水处理系统复杂；(四)没有对污泥进行有效处理，进行二次污染；(五)成本较高，偷排现场严重。

综上所述，目前迫切需要一种既能有效净化污水技术，同时又能避免二次污染的方法。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种结构简单、操作方便、能避免二次污染的冻结析出压力反渗去除水中污染物的方法及装置。

技术方案：本发明的冻结析出与压力反渗去除水中污染物的装置，包括污染水容器、分层容器、控温系统、中水容器和高浓度废液容器；所述的污染水容器内插装有与分层容器入水口相连的污染水导管，所述的控温系统包括设在分层容器顶部的控温冷板、低温酒精供液管、低温酒精回液管和控温冷浴，低温酒精供液管和低温酒精回液管一端分别与控温冷浴相连，另一端分别穿过控温冷板进入分层容器上部后相连通，所述的分层容器若干高度相同的金属圆筒通过销钉拧紧组合而成，每层之间均设有防漏密封圈，具体层数根据实际需要自行设定，金属圆筒外壁及底部均附着有绝热材料层，分层容器的下部设有与高浓度废液容器相连的高浓度废液收集导管，并设有与中水容器相连的反渗导管。

所述的污染水导管上设有开关阀门。

所述的高浓度废液收集导管上设有开关阀门。

所述的反渗导管上依次设有过滤器和反渗透膜。

实施上述的装置的冻结析出与压力反渗去除水中污染物的方法：通过污染水导管将污染水容器内的污染水送入分层容器内，利用由控温冷板、低温酒精供液管、低温酒精回液管、控温冷浴组成的控温系统对污染水自上而下的进行冻结析出，当分层容器上部的水体逐步被冻结后，利用销钉来控制分层容器的高度，调整销钉的位置，取出被冻结的纯净冰层，下移控温冷板继续冻结，保证冻结的效率和净化效果满足设计需要；由于水体冻结成冰后积膨胀，未冻结污染水压力增大，在压力作用污染水自动进入反渗导管，经由过滤器和反渗透膜净化后获得的中水进入中水容器内；通过安装污染浓度监测传感器来确定底部未冻结污染水的浓度，当浓度达到100g/L以上时，停止冻结，打开开关阀门，通过废液收集导管，将自上而下冻结后剩余的高浓度废液送入高浓度废液容器内，对收集的高浓度废液集中进行化学处理。

所述对污染水自上而下的进行冻结的温度为-5～-50℃，冻结速率为0.001～0.2℃/h。

所述被冻结的纯净冰层厚度超过二层分层容器厚度，冻结速率降低，此时调整销钉位置，拆除分层容器的上层部分，去除与控温冷板直接接触的纯净冰层。

所述的过滤器为多介质过滤器，过滤精度为10-30μm。

所述的反渗透膜为物理净化获得中水以上标准水的聚酰胺复合膜。

所述取出被冻结的纯净冰层，放置自然融化，即可成为满足二类水质以上的净化水。