城市供水与废水处理自动化控制技术

关键词 光催化反应装置 废水处理 自动化 技术

光催化反应装置，具有光催化效率高，处理废水能力和降解深度可调节等优点；水处理自动化控制技术可实现现场和远距离控制、监控、操作和操纵，通过和可编程序控制器集成，实现了对水质的自动控制和净化。将两者集成，节约了废水处理的成本，改善了水质，提高了光催化废水处理装置的科技含量。

城市供水与废水处理自动化控制技术２４小时无需专人监护，现场监测数据，分析、远传；远距离修改现场设定参数，根据反馈信息自动调整控制参数；通过ｅ－ｍａｉｌ发送警报，通过互联网察看流程，通过网络摄像头察看现场等；城市废水处理中可以使难降解物质降解６０％以上，提高水质。

ＴｉＯ２晶须作为光催化剂之一，以其价廉、无毒、化学性质稳定等特性，应用于废水处理已受到各国学者的广泛关注并进行研究。城市供水与废水处理自动化控制技术的核心包括水处理自动化控制技术和国际**的处理难降解有毒有害污染物的光催化反应技术，完全能够达到对城市供水与废水处理的水量、水质实时监控，确保水质符合要求。

以廉价的含钛氧化物和碳酸钾为原料的ＴｉＯ２晶须，具有微米级尺寸（ｄ＝０．５～１．５μｍ，ｌ／ｄ＝３～１００）和纳米结构，ＴｉＯ２晶须光还原能力远高于Ｐ２５；ＴｉＯ２晶须光催化降解饮用水中腐殖质，在臭氧参与条件下，６０ｍｉｎ后腐殖质的降解率达９７．１％以上。同时研制的ＴｉＯ２晶须催化剂在３００Ｗ中压汞灯照射下光催化降解１ｍｍｏｌ／Ｌ氯仿溶液，催化剂用量为０．５ｇ／Ｌ，１２０ｍｉｎ后氯仿降解率为９８．４％。

该技术中的光催化反应装置具有光催化效率高，处理废水能力和降解深度可调节等特点。该装置在相同光功率密度的前提下，效率比传统的全混流反应器提高１０倍以上。目前，已形成一套完整的ＴｉＯ２晶须光催化剂制备和基于该催化剂的有毒有害污染物废水处理技术。

此技术将水处理自动化控制技术和光催化废水处理装置集成，节约了废水处理的综合成本，减少了人为因素对水质的影响，提升了光催化废水处理装置的科技含量，适用于居民生活小区、办公楼宇、学校、医院、**及其他设施供水的自动控制、生活污水净化回用的水质控制等。同时还可根据客户和处理对象的不同，提供由简单到复杂的自动控制系统，对现场控制参数进行测量分析，实现现场和远距离控制、监控、操作，通过和可编程序控制器集成，实现了对水质的自动控制和净化。

功能主要有：

２４小时无需专人监护，现场监测数据，分析、远传；

远距离修改现场设定参数，根据反馈信息自动调整控制参数；

通过ｅ－ｍａｉｌ发送警报，通过互联网察看流程，通过网络摄像头察看现场等；

城市废水处理中可以使难降解物质降解６０％以上，提高水质。

一、生活小区饮用水的净化处理

随着社会及经济的发展，水质问题越来越显得重要，特别是饮用水的净化，直接关系到人民的身体健康。氯气**净化饮用水已有近百年历史，具有使用方便、价廉和控制水源性**的传播等优点，但是，近年来研究发现，在使用氯气**的水中发现了大量的氯仿等有机卤代物，并且实验证实这些有机卤代物对人体具有不同程度的危害作用。因此对于生活小区集中供水区域有必要对自来水作进一步的净化处理，以除去水中痕量的氯仿，提高居民的生活质量。

根据小区居民用水能力的大小，自来水在进入小区前，先进入光催化废水处理装置，通过自动化控制装置对处理过程、水的质量进行自动控制和远传，处理后的水再输送到各家各户。

二、医院、**等有毒污水的净化、**和回用的水质控制

医院污水除含有大量的**、病毒外，还含有化学药剂，如果含有病原微生物的医院污水，不经过**处理任其排放进入城市下水管道或环境水体，往往造成水体的污染，引起各种**及传染病，严重危害人们的身体健康。**、科研院所等排放的废水中是以有机物、无机盐、重金属盐等污染为主，对这类特殊废水的处理，光催化废水处理技术具有非常大的优势。一方面光催化技术反应条件温和，降解在常温常压下进行，另一方面光催化技术可以无选择地将一切有机物降解为无害的二氧化碳、水和无机盐等；*后，光催化可以杀死水中的**和病毒等，从而使水质达到回用的要求。

三、工业废水的深度净化处理

目前对工业废水的治理普遍采用的方法是经过物理、化学吸附处理后再用活性污泥进行生物降解。处理后的废水中ＣＯＤ、ＢＯＤ指标等基本达到国家的排放标准。然而前景仍不容乐观，达标排放的水中仍含有难以用生物方法降解的痕量有毒有害物质。２００１年国内废污水排放总量６２６亿ｔ，其中工业废水占６２％。长江流域废污水排放量呈逐年增加之势，２００１年上升至２２０亿ｔ，特别是中下游地区的水污染，由于对痕量难降解有机物未得到有效的治理与控制，在长江水域中已检测到４８种有毒有害物质，已成为长江水资源保护的突出问题。

基于ＴｉＯ２晶须光催化处理工业废水技术及装置，其主体部分包括年产５００ｔＴｉＯ２晶须光催化剂工业装置及工艺技术，及基于该催化剂日处理５０００ｔ和１００００ｔ废水装置５０套／ａ。其产业化前景广阔，建成年生产能力５００ｔＴｉＯ２晶须光催化剂生产线，产值将达到１５００万元，利税总额４００万元。与此相配套的废水处理装置与现有污水处理系统集成系统可增加产值２４０００万元，利税４０００万元。

就江苏省而言，现有大中型污水排放企业１７５家，每年排放上百亿吨处理后废水。通过技术推广，将基于ＴｉＯ２晶须光催化剂的废水处理装置与现有污水处理系统集成，不仅可彻底降解现有污水处理系统中难以降解的有毒害有机物，进一步净化水质，而且可新增效益１０亿～１５亿元。如在国内普遍推广使用，其潜在市场可达１００亿元以上。

同时，国内目前工业废水、生活污水的处理大多采用半人工半自动化现场控制方式，该技术通过集成应用于各种水处理技术和装置，可充分利用水资源，具有很大的社会经济效益，在国内具有广阔的市场前景。

作者单位：南京新飞源实业公司