[发明专利]一种喷射冻结循环净化去除水中污染物的方法及系统

权利要求书

1.一种喷射冻结循环净化去除水中污染物的系统，其特征在于：它包括污水循环系统、控温系统和混合箱(7)；所述的污水循环系统包括装有污染水(2)的污水池(1)、设在污水池(1)下部与混合箱(7)底部相连通的污水导管(20)，污水导管(20)上依次设有开关阀门(23)、过滤器(6)、三通阀门(12)和水泵(21)；所述的控温系统包括控温冷浴(5)、低温气体进气导管(8)、低温气体回气导管(22)、输气管(4)和气泵(3)，所述的低温气体进气导管(8)和低温气体回气导管(22)设在控温冷浴(5)的顶部；气泵(3)经输气管(4)与控温冷浴(5)相连；所述的混合箱(7)内倾斜设有透水膜架，透水膜架上设有收集析出冰晶(15)的透水膜(16)，透水膜斜角一侧的混合箱壁上设有混合箱箱门(9)，混合箱箱门(9)口外设有冰晶收集容器(10)；混合箱(7)的底部一侧设有过滤滤嘴(19)，另一侧设有溶液浓度监测传感器(17)，所述过滤滤嘴(19)的出口与水泵(21)相连，混合箱(7)的顶部中央设有与三通阀门(12)相通的喷雾器(13)，顶部一侧设有与低温气体回气导管(22)相连的入口；所述混合箱箱门(9)的上方设有进入低温气体进气导管(8)的通孔。

2.根据权利要求1所述的一种喷射冻结循环净化去除水中污染物的系统，其特征在于：所述倾斜设置的透水膜架高端位于混合箱(7)整体高度的1/3处，倾斜角度为15°～30°。

3.一种利用权利要求1所述系统的喷射冻结循环净化去除水中污染物的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.首先将污染水(2)导入污水池(1)中静置1-2小时，然后打开开关阀门(23)，使污染水经过滤器(6)过滤除去大颗粒状的污染物；

b.打开三通阀门(12)将定量过滤后的污染水(2)导入混合箱(7)内的喷雾器(13)中，通过喷雾器(13)以污水水雾(14)的形式喷射散发出来，通过调整喷雾器功率的大小获得不同颗粒大小的污水水雾(14)，即可确定污水水雾(14)颗粒粒径的范围；

c.同时根据设计需要设定的冻结温度、风速和污染水雾指标，控制冻结速率，打开气泵(3)和控温冷浴(5)，将低温气体经低温气体进气导管(8)送入混合箱(7)内，进入混合箱(7)内的低温气体与污水水雾(14)相遇后受冷结晶；

d.污水水雾受冷后快速形成的冰晶和冰晶表面未冻结的污水一同落到透水膜(16)上，通过透水膜(16)将析出的冰晶(15)和冰晶表面未冻结的污染水进行分离，分离出来的纯冰晶(11)从混合箱箱门(9)流入设在混合箱箱门外的冰晶收集容器(10)中，滤出来的高浓度废液(18)沉积到混合箱底；

e.沉积到混合箱底的高浓度废液(18)在水泵(21)的作用下，从过滤滤嘴(19)流出，沿污水导管(20)经三通阀门(12)从喷雾器(13)再次进入混合箱(7)循环处理，通过设在混合箱底部的溶液浓度监测传感器(17)测试沉积到混合箱底的污染水浓度情况，当测得沉积到混合箱底的高浓度废液(18)的浓度达到70％时，打开混合箱底出口，收集浓度达70％的高浓度废液(18)，另外进行化学处理；

f.重复步骤b、c、d、e，将收集到的纯冰晶(11)进行自然融化，即得到被净化后的水质。

4.根据权利要求3所述的喷射冻结循环净化去除水中污染物的方法，其特征在于：所述的冻结温度为-5.0～-60.0℃、风速为0.2～3.0m/min，冻结速率为0.01～0.3℃/h。

5.根据权利要求3所述的喷射冻结循环净化去除水中污染物的方法，其特征在于：所述的污水水雾(14)的颗粒粒径为5.0-20.0μm。