1.本实用新型涉及污水消毒领域,尤其涉及一种医疗污水消毒系统。
背景技术:2.医疗污水含有大量病原微生物,根据国家医疗污水处理规范,医疗污水排放前必须经过消毒处理。
3.传统的医疗污水消毒方法都是采用化学消毒,主要利用液氯、次氯酸钠、二氧化氯等含氯化合物以及臭氧等,大量的化学药剂,容易引起水体的二次污染,同时也给医疗行业带来一定风险和不确定性安全隐患。
4.物理消毒方法主要方法有紫外线辐射、超声波及膜分离等。这些消毒方法受水质干扰较大且能源消耗较高,不经济实用。
5.电化学消毒方法用于医疗污水消毒时,虽然不用添加化学药品,更符合环保的要求,但其电流效率低、能耗高以及成本高等缺点限制其在实际医疗污水处理中的广泛应用。
6.因此,有必要研究一种医疗污水消毒系统来解决上述的一个或多个技术问题。
技术实现要素:7.为解决上述至少一个技术问题,根据本实用新型一方面,提供了一种医疗污水消毒系统,采用炭基电催化膜作为阳极,钛板作为阴极,施加外部直流电源,采用正压死端过滤的方式处理预处理后的医疗污水,达到消毒的效果。
8.具体地,提供了一种医疗污水消毒系统,其特征在于包括:
9.过滤单元,具有输入端和输出端;以及
10.消毒单元,与所述过滤单元的输出端连通;
11.其中,所述消毒单元包括封闭的膜组件和直流电源,所述封闭的膜组件包括入口和出口,所述入口与所述过滤单元的输出端连通,所述封闭的膜组件包括阳极和阴极,所述阳极与阴极之间容纳有污水和电解质,所述出口设置于所述阳极的远离所述阴极的一侧。
12.根据本实用新型又一方面,所述阳极为炭基电催化膜阳极,所述阴极为钛板阴极。
13.根据本实用新型又一方面,所述阴极与阳极之间通过硅胶圈隔开。
14.根据本实用新型又一方面,所述电解质为硫酸钠。
15.根据本实用新型又一方面,所述污水透过所述炭基电催化膜阳极到达所述出口。
16.本实用新型可以获得以下一个或多个技术效果:
17.采用本系统处理医疗污水可以有效提高医疗污水中病原微生物的灭活和去除效果。电催化膜结合了膜分离和电催化氧化的优势,不仅缓解了膜分离过程中的膜污染问题,更强化了电催化氧化过程的传质速率,有效提高了电催化降解水中污染物的效率和能力,它在低电场下通过直接作用和间接氧化产生(
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oh、
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o2-、
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ho2)等活性基团,对医疗污水中病原微生物有很好去除和灭活效果。同时,煤基炭膜具有比表面积大、导电性好、孔径厚度可调以及成本低等特点,是电催化膜用于医疗污水消毒实际应用的良好材料,建立改性
炭膜消毒处理医疗污水工艺流程,对减轻医疗污水对环境和人类健康造成的危害意义重大,具有很大的应用前景。
附图说明
18.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
19.图1为根据本实用新型的一种优选实施例的医疗污水消毒系统的示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图,通过优选实施例来描述本实用新型的最佳实施方式,这里的具体实施方式在于详细地说明本实用新型,而不应理解为对本实用新型的限制,在不脱离本实用新型的精神和实质范围的情况下,可以做出各种变形和修改,这些都应包含在本实用新型的保护范围之内。
21.实施例1
22.根据本实用新型一种优选实施方式,参见图1,提供了一种医疗污水消毒系统,其特征在于包括:
23.过滤单元,具有输入端和输出端;以及
24.消毒单元,与所述过滤单元的输出端连通;
25.其中,所述消毒单元包括封闭的膜组件和直流电源5,所述封闭的膜组件包括入口3和出口4,所述入口3与所述过滤单元的输出端连通,所述封闭的膜组件包括阳极1和阴极2,所述阳极1与阴极2之间容纳有污水和电解质,所述出口4设置于所述阳极1的远离所述阴极2的一侧。
26.根据本实用新型又一优选实施方式,所述阳极1为炭基电催化膜阳极1,所述阴极2为钛板阴极2。
27.根据本实用新型又一优选实施方式,所述阴极2与阳极1之间通过硅胶圈隔开。
28.根据本实用新型又一优选实施方式,所述电解质为硫酸钠。
29.根据本实用新型又一优选实施方式,所述污水透过所述炭基电催化膜阳极1到达所述出口4。
30.根据本实用新型又一优选实施方式,还提供了一种基于电催化膜技术的医疗污水消毒方法,其特征在于,将制备得到的炭基电催化膜作为阳极1,钛板作为阴极2进行医疗污水的消毒处理。
31.根据本实用新型又一优选实施方式,所用医疗污水首先进行过滤预处理,去除水中颗粒物等杂质。
32.根据本实用新型又一优选实施方式,将经预处理后的医疗污水放入封闭的膜组件中,加入电解质,采用正压死端过滤处理。
33.根据本实用新型又一优选实施方式,所述膜组件为将炭基电催化膜阳极1和钛板阴极2用树脂胶封闭在一个组件内,且阴阳极1之间由硅胶圈隔开。
34.根据本实用新型又一优选实施方式,所述电解质为硫酸钠。
35.根据本实用新型又一优选实施方式,所述正压死端过滤为,在封闭的组件内,污水只能通过炭基电催化膜进出,从而达到污水消毒处理的作用。
36.根据本实用新型又一优选实施方式,所述炭基电催化膜的制备方法包括:将预处理后的炭膜超声浸渍于含sb和sn先驱体溶胶中30min后,将炭膜缓慢地提拉出,在烘箱中80℃烘干,并浸渍涂覆多次,之后置于管式马弗炉中,在氮气保护下进行高温热处理,即制得以sb-sno2为催化剂的炭基电催化膜。
37.有利地,通过改性修饰的方法在煤基炭膜表面负载纳米金属催化剂可显著提高其电催化活性和稳定性,对医疗污水中病原微生物有很好的灭活和去除效果,具有导电性好、孔径可调以及成本低廉等优点,同时,炭材料具有一定的吸附特性,可进一步去除污水中的药品等有机污染物。因此,采用电催化膜技术消毒处理医疗污水更有实际的应用价值。
38.根据本实用新型又一优选实施方式,还提供了一种基于电催化膜技术消毒医疗污水的方法,其特征在于包括:将采用溶胶-凝胶法制备得到的炭基电催化膜作为阳极,钛板作为阴极进行医疗污水的消毒处理。其中,所用医疗污水首先经过微孔滤膜进行过滤预处理,去除水中颗粒物等杂质。
39.进一步,将经过过滤后的医疗污水放入封闭的膜组件中,以硫酸钠作为支持电解质,以达到导电的效果,同时采用正压死端过滤处理。
40.进一步,所述膜组件为将炭基电催化膜阳极和钛板阴极用树脂胶封闭在一个组件内,且阴阳极之间由硅胶圈隔开。
41.进一步,所述正压死端过滤为,在封闭的组件内,污水只能通过炭基电催化膜进出,在蠕动泵的作用下,污水中病原微生物随着液体流动在炭基电催化膜表面聚集截留,在电化学氧化作用下灭活,从而实现医疗污水的消毒处理。
42.进一步,所述炭基电催化膜采用溶胶-凝胶法制备过程包括:将预处理后的炭膜超声浸渍于含sb和sn先驱体溶胶中30min后,将炭膜缓慢地提拉出,在烘箱中80℃烘干,并浸渍涂覆多次,之后置于管式马弗炉中,在氮气保护下进行高温热处理,以2℃/min的升温速率升至一定温度并保温4h。在炉内自然冷却后,即制得以sb-sno2为催化剂的炭基电催化膜。
43.根据本实用新型又一优选实施方式,还提供了一种基于电催化膜技术消毒医疗污水的方法,其包括:
44.1.将采用溶胶-凝胶法制备得到的炭基电催化膜作为阳极,钛板作为阴极,通过导线与电源连接,组成电催化膜反应装置,进行医疗污水的消毒处理。其中,所用医疗污水首先经过微孔滤膜进行过滤预处理,去除水中颗粒物等杂质。
45.2.将经过过滤后的医疗污水放入封闭的膜组件中,以硫酸钠作为支持电解质,以达到导电的效果,同时采用正压死端过滤处理。
46.3.所述膜组件为将炭基电催化膜阳极和钛板阴极用树脂胶封闭在一个组件内,且阴阳极之间由硅胶圈隔开。
47.4.所述正压死端过滤为,在封闭的组件内,污水只能通过炭基电催化膜进出,在蠕动泵的作用下,污水中病原微生物随着液体流动在炭基电催化膜表面聚集截留,在低压电场下通过直接氧化或间接氧化产生的
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oh、
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o2-等自由基,对水中病原微生物有很好去除和灭活效果,从而实现医疗污水的消毒处理。
48.5.所述炭基电催化膜采用溶胶-凝胶法制备过程包括:将预处理后的炭膜超声浸渍于含sb和sn先驱体溶胶中30min后,将炭膜缓慢地提拉出,在烘箱中80℃烘干,并浸渍涂
覆多次,之后置于管式马弗炉中,在氮气保护下进行高温热处理,以2℃/min的升温速率升至一定温度并保温4h。在炉内自然冷却后,即制得以sb-sno2为催化剂的炭基电催化膜。
49.优选地,本实例以医疗污水中大肠菌群数和粪大肠菌群数为检测指标,采用多管发酵法测定大肠菌群数及粪大肠菌群数,期间改变实验操作电压、流速、温度、初始浓度以及ph值等实验条件,在单因素实验的基础上,优化操作条件,确定操作参数。根据实验结果,对水中大肠杆菌的去除率最高可达99.6%。实例表明,该消毒方法对医疗污水中大肠杆菌有很好的去除效果。
50.本实用新型可以获得以下一个或多个技术效果:
51.采用本系统处理医疗污水可以有效提高医疗污水中病原微生物的灭活和去除效果。电催化膜结合了膜分离和电催化氧化的优势,不仅缓解了膜分离过程中的膜污染问题,更强化了电催化氧化过程的传质速率,有效提高了电催化降解水中污染物的效率和能力,它在低电场下通过直接作用和间接氧化产生(
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oh、
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o2-、
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ho2)等活性基团,对医疗污水中病原微生物有很好去除和灭活效果。同时,煤基炭膜具有比表面积大、导电性好、孔径厚度可调以及成本低等特点,是电催化膜用于医疗污水消毒实际应用的良好材料,建立改性炭膜消毒处理医疗污水工艺流程,对减轻医疗污水对环境和人类健康造成的危害意义重大,具有很大的应用前景。
52.本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。