洗车循环水处理集成系统

洗车循环水处理集成系统

技术领域

本发明涉及洗车废水的固体与液体分离及水的脱、脱臭、脱油、脱化学有机物、 杀菌、杀病毒等再生净化作为目的。采用了真空抽吸式移动折叠围堰软胶垫回收废水技术 和手持高压水回收式洗刷盘技术；高梯度稀土永磁固液分离技术；油脂混凝不锈钢浮油吸 除技术；膜过滤反冲洗技术；银纤维杀菌技术；高能物理技术；托玛琳生成碱性离子水清洗 车辆表面油污技术；太阳能应用技术等高新技术。对洗车废水实施再生净化循环使用。尤其 涉及到将高梯度稀土永磁固液分离技术，应用于洗车废水快速化处理的方法。以及将众多 高新技术微型化，并组合集成在太阳能电动车上，形成太阳能电动车载式一体化微型移动 洗车废水循环处理系统。

背景技术

近年来，随着汽车数量的急剧增加，带动了洗车业的迅速发展，就此消耗了大量的 城市自来水，而同时产生了等量的有害废水排放，污染环境。据统计，我国现有小汽车拥有 量2亿多万辆，并逐年在递增。而99％的洗车均采用水冲洗方法，如每台车每周洗二次计，每 次50公斤水，则2*50＝100公斤，2亿万辆车将耗费自来水5.2亿立方米/每年，相当于36.4个 西湖的库容。如循环利用按回收80％计，相当于再造了29.12个西湖。这么触目惊心的数据 至使国家发改委在2007年，就将《洗车循环水设备》作为鼓励发展的环保产品目录。所以全 国各省.市都陆续出台了《节水管理条例》、《整治洗车场浪费水现象》、《洗车场整治行动》等 相关法规和条例。鉴于政府这么強大力度，但收效甚微。循环水再生回用设备在行业中推行 困难，以致于99％的洗车仍延续自来水洗车，各级政府也十分无奈。

因没有更加完善的洗車废水循环处理设备，至使政府在规范市场和整顿市场的力 度上，始终力不从心，故研发新型的循环水洗车设备刻不容缓。

发明内容

为突破我国洗车循环水处理设备技术瓶劲，从根本上摒弃传统技术的设计理念和 模式，本发明将现阶段在钢铁、化工、食品、造纸等行业废水处理应用最先进的《高梯度稀土 永磁固液分离技术》，进行特殊设计和创新，针对洗车行业废水的特殊性加以有效应用，达 到快速循环净化处理并实施固液分离。同时，把《高梯度稀土永磁固液分离技术》；真空抽吸 式移动折叠围堰软胶垫回收废水技术和手持高压水回收式洗刷盘技术；油脂混凝不锈钢浮 油吸除技术；膜过滤反冲洗技术；银纤维杀菌技术；高能物理技术；托玛琳生成弱碱性水清 洗车辆表面油脂技术；太阳能应用等众多技术，采取结构微型化，合理设计组合集成在太阳 能电动车上。从形式上和结构上，系统的配接上以太阳能做动力，完成了洗车废水的收集、 沉淀、混凝、絮凝、净化、脱泥、除油、分解化学有机物、脱、除臭、杀菌、除病毒、等废水重复 净化的全过程，形成太阳能一体化微型移动洗车废水自回收循环处理车载集成系统。

技术方案：

本发明为了实现快速化连续型、一体化微小型、移动化方便型、成本低廉型的高质量循 环处理洗车废水的目的。对所采用的几项创新技术的具体方案是这样实施的：

首先将自行发明的移动折叠式围堰软胶垫洗车污水回收装置，放置与任何一块较为平 坦的地方，将移动处理车上的回收软管直接插入软垫装置的污水收集口，这样一体化洗车 系统就可实行洗车作业，或去掉回收软管，直接采用特殊设计的手持高压水回收式洗刷盘， 通过回收式洗刷盘的自身真空回收功能，实施同时清洗同时回收的方式。

洗车后的废水经回收软管回收至废水储水箱蓄集。废水储水箱底部设污水泵，污 水泵定量将污泥水泵送至管道，经三通由电磁计量泵定量输送的150目铁粉{四氧化三铁} 在管道混合，共同输送至湿合搅拌桶湿合搅拌。搅拌混合好的含铁粉污水，经落差管道和电 磁计量泵定量泵送的混凝剂{聚氯化铝铁}混合，共同输送至下级混合搅拌桶混合絮凝搅 拌。经絮凝混合后的污水生成数十微米的磁性絮凝物团，含磁性絮凝物团的污水，再经管道 落差与电磁计量泵定量泵入高分子助凝剂{聚丙烯酰胺}混合，流入至下一级混合搅拌桶， 在搅拌电机慢速搅拌下生成数百微米固体磁性絮凝物团【该固体磁性絮凝物团，凝聚了水 中全部的悬浮物颗粒、泥砂、油污、阴离子表面活性剂、病菌、病毒、硫化物、可溶性物质、胶 质、重金属污染物以及上光剂、干燥剂、磷酸盐、度、放射性物质】。此时的絮凝污泥物团牢 牢地吸附在磁粉物质上，呈现出不溶于水的固体特征，形成了固液分离壮态。

按顺序絮凝后的污水，经落差通道进入磁滚筒与污水处理箱形成的半圆形隧道， 随着滚筒逆着水流方向的旋转，滚筒内部按装的高梯度稀土磁条，通过随滚筒一同运动的 吸油不锈钢输送带【采用吸油材料制成】，将含有铁磁性固体含油污泥团，牢牢地吸附在不 锈钢带面上。随着滚筒的旋转被带出水面，同时被设置在与磁滚筒平行，且紧压着磁滚筒的 橡胶挤水滚筒的挤压脱水，从而完成了泥水分离(固液分离)。脱水后的污泥经不锈钢输送 带平移，与磁滚筒的夹角逐渐拉大的特征，顺利将磁性污泥，百分百地脱离磁滚筒的磁场强 度吸力。解决了介质余磁不能彻底清除带来的回流污染，这也是与现有磁滚筒分离接术或 磁盘分离技术不同的创新方法。污泥经输送带平移，到达从动滚筒后，被设置在滚筒迎面的 刮泥板清松刮除，并下落到污泥袋箱继续沉降脱水。经过一定时间，污泥储存箱中污泥即可 清除。

由于磁滚筒与污水处理箱形成的半圆形隧道很窄，且长度达到磁滚筒的半个周 长。因此絮凝后的污水，在截面积很小的隧道中紧贴磁滚筒流动，其中的铁磁污泥团是很难 逃脱磁滚筒中高梯度强磁场的吸附的。况且，隧道距离较长，污水从入口至出口，其中的污 泥95％均被高梯磁场吸附直至脱水清除。

从隧道出水口出来的清水，仍含有5％的微小悬浮污泥逃脱磁滚筒的捕捉，其中还 有少量病菌、病毒、硫化物、可溶性物质、胶质、上光剂、度干燥剂等。由于隧道里的水和出 水口的水都在一个污水处理箱内，故此，出水口处的清水中少量悬浮物随时都会进入隧道， 被旋转的磁滚筒捕捉带走。随着出水口污水不断进入，出水口的水位不断升高，则清水通过 从动滚筒的两端盖过滤网下半部流入滚筒內部。当水位继续升高超过从动滚筒轴芯时，经 从动滚筒两端盖过滤过的清水，将沿着从动滚筒空芯轴上部开口处流入外部升流式沉降过 滤净化器。

从动滚筒的两端盖过滤网下半部，因阻挡过滤，清水中剩余的悬浮污团被吸附在 过滤丝网上。随着从动滚筒被不锈钢输送带拖着逆时针转动，过滤网沾附着污泥团被转出 水面。当转至从动滚筒上部1/2处时，被滚筒內部设置的喷嘴喷出的水柱冲洗，冲洗下来的 污泥经设置的斜槽流回到磁滚筒附近。由于磁滚筒的不断转动，冲洗下来的污泥被渐渐带 走。以上过程完成了洗车废水高梯度稀土永磁固液分离；油脂混凝不锈钢浮油吸除；膜过滤 反冲洗的全部程序。

经过磁分离处理后洗车废水，以基本达到了清澈透明，与自来水无异，但还有少部 份的溶解性油污、表面活性剂、病菌及其他可溶性有机化学物质。循环水中的泡沫，度和 水臭的问题都是因此而引发。因此，为了彻底解决这样的问题，从动滚筒空芯轴中流出的 水，被引入到升流沉降式净化脱泥器底部。水量在不断注入上升的过程中，缓慢通过净化器 中悬挂的吸附纤维和陶瓷顆粒过滤层，由于净化器是按升流沉降式原理设计，悬挂纤维上 的污物因吸附重量增大，而下沉至净化器底端排污口。所以，净化器中的悬挂纤维和陶瓷顆 粒永远无需清洗和更换。排污口排污泵定时将聚集的污泥通过管道输送至污泥储存箱。

经净化器完全去除微小悬浮物流出来的水，进入高能物理水箱。在这水箱里按装 了双极性高压脉冲介质阻挡水中放电装置、空气混合泵装置。该装置水箱能产生高能电子、 OH自由基及臭氧、过氧化氢、以及水合电子、紫外光、冲击波、电磁场等。这些高能物理作用， 能分解水中油污、阴离子表面活性剂、硫化物、可溶性物质、胶质、重金属污染物以及上光 剂、干燥剂等一切化学有机物。并脱、除臭、杀菌、杀病毒。

经高能物理水箱处理过的水，基本达到城市自来水标准。由于洗车废水处理速度 较快，被高能物理方法处理过的清水，基本被蓄积在蓄水箱处于待用状态。如果蓄积时间较 长，有可能还会滋生细菌。高能物理方法只能对新来的水实施定时处理，平时是处于不工作 状态。为保持蓄积水处于永不污染状态，而又不耗能的解决这个问题，本系统采用了银纤维 悬挂在水中，利用银纤维表面银离子具有的广谱、高效、安全、持久的抗菌除臭能力，维持洗 车水的长久清澈卫生。

洗车用水处理到这一步，已达到生活用水标准，无需再画蛇添足了。但全球对环境 的保护要求越来越严格，所以，在洗车时尽量减少化学洗涤剂和上光剂、干燥剂等物质的使 用，甚至不用是最好的方法。化学洗涤剂产品，不仅仅是对环境造成污染，单纯对洗车而言， 大量使用也会加速车辆表面油漆的老化，使之失去光泽。但是，车辆在道路行驶中遭受到各 种各样的污染。如果不采用阴离子表面活性剂这类洗涤产品的话，是很难将车辆表面的脂 类、酸类等各种污染物去除。当然，如果有更为科学、先进、自然的技术能去除车辆表面污染 物，使车辆涣然一新，保持光亮新艳的方法，是迫切需求的。基于这一需求，根据车辆表面的 污染和漆面保护的技术要求，系统将托玛琳技术和太阳能辐射装置，安装应用到洗车水清 水箱中。

由于托玛琳的生物电特性，水分子(H2O)一接触到能放出电子(e)的托玛琳，一瞬 间就会产生轻微的电解，变成氢离子(H⁺)和羟基(OH^-)，而氢离子(H⁺)又马上与托玛琳放出 的负电子(e-)相结合而被中和成为氢原子(H)被放出。剩下的羟基(OH^-)和水(H2O)结合成 为羟离子(H3O2^-)的负离子。通过这些化学反应，水中含有氢气和许多羟离子(H3O2^-)。由于 水中氢离子的减少，水的pH值为7.4左右呈弱碱性，又由于增加了许多带负电的羟离子(负 离子)，故一瞬间形成了碱性离子水。碱性离子水的(H3O2^-)负羟离子和荷负电电子与带正 电的微粒(如灰尘、微生物、污物、油脂、重金属等)接触时，则异性电荷相吸，紧密的结合在 一起，起到凝聚和固定作用。而当与带负电的微粒(某些微生物)接触时，则同性电荷相斥。

羟离子(H3O2^-)是作为整体拥有负电荷的物质而存在的，具有界面活性条件。一般 来说，为了显示界面活性，需要其分子内同时有亲水基和疏水基存在，而羟离子的部分 (H2O)呈亲水性，而OH基部分为疏水性。因此，托玛林生成的碱性离子水能起到洗涤剂、乳化 剂、分散剂、润湿剂的界面活性作用。用它来清洗车辆，无须使用化学洗涤剂就能去除车辆 表面一切油污。由于碱性离子水的特殊性，将其应用到洗车去污方面有以下几种功能和作 用：

1、碱性离子水pH值呈碱性，对车辆表面油污去除效果较好。对酸性污染物起到中和作 用，保护车面油漆不受弱酸的腐蚀。其润湿效果十分明显，长期使用碱性离子水洗车，能使 车漆光亮如新，延长使用年限，保护漆膜不受损害。

2、碱性离子水稳定期很短，离开了托玛琳作用后，在十几分钟后就还原自然水，达 到正常pH值。因此，碱性离子水是无污染的自然功能水。它能在某些方面代替洗涤剂，减少 大量的环境排放，节约大量的生产和再处理能源，简化了很多环保净化处理工艺。这种方法 制取的碱性离子水，是取之不尽、用之不竭的再生能源。因此，托玛琳技术的拓宽应用前景 十分广阔。

3、托玛琳和水接触后形成负离子水，同时还释放出大量负离子到空气中。负离子 具有分解有害气体、杀菌除臭，改善空气质量，提高人体健康是十分有益的。所以，使用托玛 琳产生的碱性离子水，能给车辆起到车内杀菌、除病毒，防止流行病流行的作用。大量负离 子注入车内，使车内空气新鲜，促进人体健康是最好的大自然氧吧。

4、要使托玛琳永恒地释放能量，就必须满足托玛琳的使用条件。根据托玛琳理、化 特征，将清水箱设计成透明的箱体。(見图四)这样，托玛琳在箱体内水中随时都会接受到太 阳光的辐射，受到太阳辐射的托玛琳将获取无限能量，永无休止的工作，在此，我们就得到 循环的碱性离子水。

有益效果：

本发明的实现其有益效果是：

1、彻底解决洗车废水循环再生利用不达标的现状。突破了洗车废水循环再生回用设备 的技术瓶颈，填补了我国洗车废水循环再生回用设备的空白。对节约水资源，减少污染排 放，保护我国水资源、环境起到有益的作用。

2、本发明将高梯度稀土永磁固液分离技术应用到洗车废水的处理，实现了同时净 化同时分离的目的，开创了快速、高效、连续、微型、一体化集成设备处理洗车废水的应用先 例。摆脱了传统的技术模式，实施了应用创新。这也是对以后制定洗车污水处理设备的标准 开辟了唯一途经和标样。

3、全部结构微型化组装在小型电动车上，形成一体化车载移动式洗车废水处理系 统，这种结构上的创新对洗车行业来说，可以进入社区，解决社区市民洗车难的问题，实行 移动式洗车，流动。这样，不仅减少了车辆为寻洗车场的单车能耗，也节省了全 社会的系统能耗。并提升了社区公共卫生容貌，减少了环境污染。

4、由于本系统无需场地、快捷高效、移动灵活、使用方便，因此，做为社区功能配 套，美化车辆，净化环境，方便市民，节约水资源，减少排放确是一项浩大的民生工程。试想， 上海有5000个社区，如果建立5000个移动洗车站服务于全上海。这样就彻底杜绝了夜晚马 路洗车黑点，规范了洗车行业的管理，减少了马路交通事故，节约了大量水资源，减少了大 量污染排放。如布点合理就近洗车，也节约了整个社会系统能耗。同时，方便与民，服务与民 也产生了社区流动洗车创业和就业岗位，形成了汽车美容、保养的服务性产业。

5、太阳能利用是整个车辆移动和设备运转的能源补给，根据设计计算，顶棚太阳 能板的每天(有阳光)发电量大于整车每耗电量。也就是说，整车能源单靠太阳能就足以满 足整车全年耗能，无需社会能源补充(除北方市场带电加热)。这样，本发明全部依靠再生能 源，是一款节能型绿环保产品。取代原始高压泵冲洗产品，不仅是水资源的节约，也节约 了大量电力资源。

6、本发明的最大新颖性是将银纤维和托玛琳应用与水处理，这项应用充分发挥了 银纤维中银离子杀菌、杀病毒和托玛琳生物电生成碱性离子水作用，以及不消耗能源自然 释放能量的功能。利用这两项技术，能获取源源不断的不含病毒、细菌的碱性离子水。这样 可以达到如下有益效果：

①不用化学洗涤剂去除车辆表面油脂和污染物。对酸性污染物起到中和作用，保护车 面油漆不受弱酸的腐蚀。使车漆光亮如新，延长使用年限，保护漆膜不受损害。同时，减少大 量的化学有机物排放，节约大量的生产和再处理能源，简化了很多环保净化处理工艺。这种 方法制取的碱性离子水，是取之不尽、用之不竭的再生能源。因此，托玛琳技术的拓宽应用 前景十分广阔。

②大量使用碱性离子水洗车，可以杀除车表面细菌和病毒，离子水中放出大量负 离子到空气中也能起到分解车内有害气体、杀菌除臭、除病毒，改善空气质量，提高人体健 康。同样，还能防止流行病流行，提高公共卫生防扩散的等级提高公共卫生的环境夹所以， 由于有大量负离子注入车内，使车内空气新鲜，促进人体健康起到了积极作用。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1洗车废水循环处理工艺流程图。

图中：1、高压水回收式洗刷盘2、(D)真空抽吸折叠式围堰胶垫3、洗车废水储水箱 4、铁粉混凝搅拌5、混凝剂(PAC)混凝搅拌6、高分子(PAM)絮疑搅拌7、高梯度磁固液分离8、 污泥储存箱9、升流沉降式过滤净化脱泥器10、高能物理分解清水净化箱11、银纤维清水杀 菌箱12、托玛琳碱性离子清水箱13、回用洗车水

图2洗车废水高梯度稀土永磁固液分离循环处理工艺结构示意图。

图中：D、真空抽吸折叠式围堰胶垫1、废水回收软管2、真空废水回收泵3、管道4、洗 车废水储水箱5、污水输送泵6、管道7、铁粉桶8、铁粉定量计量泵9、搅拌器10、搅拌混合桶 11、混凝剂(PAC)药桶12、药剂定量计量泵13、管道14、搅拌器15、搅拌混合桶16、高分子 (PAM)药桶17、药剂定量计量泵18、管道19、搅拌器20、搅拌混合桶21、磁滚筒处理箱半圆形 隧道22、污泥23、磁滚筒24、磁条25、吸油不锈钢钢带26、挤水滚筒27、压紧滚筒28喷水冲洗 管29、斜槽污泥滑板30、从动滚筒31、滚筒内部反冲洗喷水管32、污泥刮板33不锈钢滤网膜 34污泥健存箱35污泥沉降水回流泵36外延清水管37、净化器排污口排污泵38、吸附纤维膜 39、污水回流管40、升流沉降式过滤净化脱泥器41、陶瓷顆粒过滤层42、高能物理清水净化 箱43、高能物理电极44、银纤维45、银纤维杀菌清水箱46、托玛琳颗粒47、托玛琳碱性离子清 水箱48、底座60、触摸屏PLC自动控制器

图3洗车废水循环处理太阳能电动车一体化结构示意图。

图中：1、太阳能电动车2、太阳能接收板3、电动车电池组4、洗车废水储水箱5混凝、 絮凝、磁分离水净化部分6、升流沉降式过滤净化脱泥器7、高能物理分解清水净化箱8、银纤 维杀菌清水箱9、托玛琳碱性离子清水箱10、污泥储存箱11、真空废水回收泵12工具、输入输 出接口13、废水回收软管14、(D)真空抽吸折叠式围堰胶垫15、水喷出回收式两用软管16洗 车器手柄17、喷水转刷回水洗车器18、待洗车辆19、操作显示仪表盘

详見说明书附图3

图4洗车水循环处理清水储水箱托玛琳按装示意图

详见说明书附图4

下面结合说明书附图对本发明进一步说明具体实施方式。

如图1所示：

洗车废水通过1、2收集至3储存输送至4、5、6进行投磁种、混凝、絮凝并各自搅拌，然后 通过7分离将污泥分送到8，分离后的清水经9送入10再经11、12净化成碱性离子清水。碱性 离子清水做为洗车备用水，完成整个洗车废水磁分离处理工艺的全过程。

如图2所示：

洗车废水通过图中D、真空抽吸折叠式围堰胶垫或图1中1、喷水转刷回水洗车器，将废 水聚集经1通过2、3进入4，然后经5输送至6，在6中与7、8定量输送来的磁铁粉混合进入9、10 搅拌。搅拌后的液体经落差进入13，13再与11、12定量输送来的PAC混合送入14、15搅拌。搅 拌后的液体经落差进入18再与16、17定量输送来的PAM混合进入19、20搅拌。搅拌好的液体 进入21，在21中的通过23、24、25的共同作用，将水中絮凝污泥物团牢牢吸附在25上。经23的 转动提出水面，在经26的挤压脱水彻底的实施了污泥与水的分离。分离后的污泥经25的传 送到达从动滚筒30，然后经32刮除下落至34，工作完毕后将污泥袋从34中取出送至公共垃 圾筒。

磁分离后95％污泥均被高梯磁场吸附清除。仍含有5％的悬浮污泥的清水，经过21 一定距离隧道进入出水口水箱。随着水位升高，经过33过滤，清水流入30內部经空芯轴芯， 通过外延清水管36进入下一级处理。被33吸附的悬浮污泥经从动轮逆转，当转至从动滚筒 上部1/2处时，被滚筒內部设置31的喷嘴喷出的水柱冲洗，冲洗下来的污泥经29流回到磁滚 筒附近。由于磁滚筒的不断转动，冲洗下来的污泥被渐渐带走。以上过程完成了洗车废水高 梯度稀土永磁固液分离；油脂混凝不锈钢浮油吸除；膜过滤反冲洗的全部程序。

由36流出的清水流入40底部，并经38吸附上升，经过41过滤溢出至42，在42里经43 处理，流入45经44处理，流入47经46处理变成碱性离子水待用洗车。再有40过滤吸附下沉的 污泥经37通过39排至磁分离器处理。