开发磁化光催化污水自生设备方案

　　对污水进行磁化混凝处理，射流磁力混凝器——能产生4000到10000高斯的强大磁场，磁力线与水流垂直正交，高速流过的水体，作切割磁力线运动，水体将产生电荷和使电荷运动的电动势，于是流体内便产生了电流、电位差等物理变化，在这磁场作用下，污水因所含的成分不同而得到不同程度地磁化，经过强磁化后污水中会产生大量带正电和负电的离子，离子由于正负电荷的关系而相互吸引，使悬浮物凝聚形成矾花。
　　经过磁化混凝后，污水将通过一个过滤精度为20μm的自动过滤器内，对粒径大于20μm的凝聚物截流，自动过滤器内的压差感应器或定时器感应达到预设值时，自动过滤器将会进行自动冲洗。
　　在O3氧化箱内O3通过静态混合器对经过前面预滤处理的污水，进一步强氧化分解，通过这一步骤水中的BOD5、COD、SS、NH3-N、细菌、病毒及水中的卤代有机物、表面活性剂，含氮有机物、有机磷等有机物将得到有效降解。
　　在O3强氧化之后,污水进入光催化反应装置，该装置前设自动过滤器,自动微滤器是一个三层结构的圆筒，自动微滤器过滤精度为0.5~1μm。当被截流的胶体及悬浮物积满滤筒时，自动微滤器可经过水的压力实现无需断流的在线清洗。
　　光催化反应装置的内壁表层载有大量的半导体型的光催化剂（TiO2膜），它们在波长为185nm~254nm的紫外光照射下，禁带上的电子因吸收光能而导带上产生带有很强负电的高活性电子，同时在禁带上产生带正电的空穴（H+）因而会产生具有很强活性的电子——空穴对，光催化剂所产生的空穴氧化电位以标准氢电位计为3.0V，比O3的2.07V和氯气的1.36V高出许多，具有很强的氧化性，这些具有很强氧化能力的高活性光生空穴，氧化吸附在半导体表面的OH-和H2O分子产生具有强氧化性。OH-自由基，将污水中绝大部分的污染物（包括有机及无机污染物）氧化为二氧化碳和水，通过光催化氧化装置后，污水已经变成了可以再次使用的清水。
　　经过磁化混凝，过滤、O3氧化、微滤、光催化氧化等处理后，污水基本变成清水，水中污染物得到高效去除，为保证出水水质的安全，整套装置在后端又设一套UF超滤装置。这样最终达到污水深处理净化再生利用的目的。
　　自动过滤器、自动微滤器及UF超滤器的冲洗所产生的泥水滤渣都被排入自动固液分离器，固液分离器采用液位控制器控制进行固液分离工作。液体回流到前处理装置，而泥饼则通过带式转轮输送装置打包外送。
　　（一）磁化光催化集成污水再生设备结构
　　① 磁化混凝箱及自动过滤
　　② 自动固液分离箱
　　③ 自动微滤/光催化氧化箱/超滤组件箱
　　④ O3氧化箱
　　（二）中水回用处理工艺
　　常规项是集水池、各种反应构筑物、安装污泥浓缩、脱水机等多种装置。受制于生化反应中生物作用的影响，处理效果常有比较大的波动。磁化光催化集成污水再生设备为模块结构，根据水质特点将整套装置中的部分模块省去。可在出水水质要求不高的情况下，可将UF超滤膜块及泥水自动分离模块省去，从而节省40%的设备投资成本和50%的运行成本。

项目	传统工艺	磁化光催化集成装置
占地	> 130平方	< 8平方
投资	> 250万元	< 150万元
电耗	> 1.5kw/h·m3	< 0.9 kw/h·m3
运行费	> 0.7元/ m3	< 0.6元/ m3
除去效果	<10%	>98%
污染物去除	<90%	>99.9%
自动化程度	手动	全自动
效率	低	高

　　（三）磁化光催化反应器的出水水质及运行费用
　　采用高强磁力混凝，自动过滤等高能物理方法，使得固液分离在水中瞬间完成。再运用O3氧化、光催化氧化等高级氧化技术，进行强氧化去除水中的有机物及细菌、病毒，同时配以高效微滤、UF超滤技术、泥水自动分离技术，确保水质优于国家再生水回用标准。

项目	原水	生水	去除率
PH	7.45	6.52
浊度（度）	1040	0.8	99.9%
BOD5（mg/L）	59	≤2	95%
COD（mg/L）	188	≤23	87.5%
总铁（mg/L）	1.69	≤0.02	96%
余氯（mg/L）	0.5	<0.5
石油类污染物（mg/L）	2.11	≤0.17	90%
氨氮（mg/L）	21.2	9.07	60%
LAS（mg/）	4.95	0.17	95%
总大肠菌群(个/升)	24×108		99.99%

项目	数量/单位（元）/使用时间	每天运行费用（元）
O3发生器电耗	1.8Kw/0.7/24小时	30.24
光催化反应器电耗	1.4 Kw/0.7/24小时	23.52
泥水分离机电耗	2.2 Kw/0.7/8小时	12.32
紫外灯管耗材分摊	10支/250/12个月	6.94
微滤网耗材分摊	10个/100/12个月	2.76
UF超滤组件分摊	35支/2800/48个月	68.05
光催化反应膜更换分摊	涂一次/500/12个月	1.38
成套设备投资按10年分摊	1500000/120月	416.6
分计 561.81

　　（四）磁化光催化反应污水再生设备特点
　　一．污水处理速度快
　　常规混凝沉淀、生物氧化、吸附、过滤、消毒等净化工艺及其组合，由于絮凝物的沉降、上浮速度缓慢，加之滤质的阻力致使固液分离达到水质清澈至少2小时。
　　磁化光催化反应装置采用独特的射流式磁力混凝，自动过滤、O3氧化、高效微滤、光催化氧化、污泥自动脱水等工艺，污水中的悬浮物从水中的去除是通过自动过滤器和自动高效微滤瞬间完成，因此整个水处理时间大大缩短。
　　从污水进入装置到再生水流出机组，整个反应和固液分离的过程只需2~5分钟，本装置只需以流体力学及光化学反应方面考虑装置反应时间。
　　二．5分钟流量的容积就是整个机组的体积。
　　一台日处理能力为1200m3/d(即50m3/h)的机组，占地面积<8m2，高度2~3米。
　　单台最大处理量可到4800 m3/d（200 m3/h）。
　　磁化光催化反应装置综合工艺集成，对水中污染物进行多级净化处理。实现对BOD5、COD、SS、NH3-H、细菌、病毒及水中的卤代烃类有机物、表面活性剂、含氮有机物、有机磷等有机物、以及金属离子等无机物去除或无机化，同时过滤后的污泥实现无害化自动处理，整个过程不发生二次污染。
　　广泛应用于垃圾渗滤液的处理、印染废水处理、工业废水、市政废水的再生利用、大型电厂、炼油厂的工业循环水再生利用、回用注水及花园楼盘、市政公园、旅游区的中水再生利用、农村饮用水深度净化，人工湖、喷泉、景观鱼池等水体消毒杀菌，取出藻类等，为污水低成本处理回用提供了选择。