申请日2016.08.30
公开(公告)日2017.01.11
IPC分类号C02F9/14; C02F101/16
摘要
本发明公开一种新型臭氧与曝气生物滤池污水处理装置，包括臭氧发生器、高效气液混合塔、尾气分解器、至少一级反应池和曝气生物滤池，高效气液混合塔的入口连接进水管道，水流依次经过高效气液混合塔和各反应池进入到曝气生物滤池，曝气生物滤池顶部设有出口与产水管道连接，高效气液混合塔与臭氧发生器连接使臭氧发生器产生的臭氧进入到高效气液混合塔内并溶解于污水内，高效气液混合塔及反应池还与尾气分解器连接使其处理产生的尾气。本发明先采用臭氧氧化，使污水的生化性大大提高，曝气生物滤池负荷也大大提高，产水水质也更佳。臭氧氧化后，水体中的溶解氧大大提高，使后续曝气生物滤池中的曝气量大大减少，降低了能耗。
摘要附图
权利要求书
1.一种臭氧与曝气生物滤池污水处理装置，其特征在于：包括臭氧发生器、高效气液混合塔、尾气分解器、至少一级反应池和曝气生物滤池，高效气液混合塔的入口连接进水管道，水流依次经过高效气液混合塔和各反应池进入到曝气生物滤池，曝气生物滤池顶部设有出口与产水管道连接，高效气液混合塔与臭氧发生器连接使臭氧发生器产生的臭氧进入到高效气液混合塔内并溶解于污水内，高效气液混合塔及反应池还与尾气分解器连接使其处理产生的尾气。
2.根据权利要求1所述的臭氧与曝气生物滤池污水处理装置，其特征在于：所述的反应池为一级反应池和二级反应池，两者串接后分别与其前面的高效气液混合塔及曝气生物滤池连通，污水在一级反应池和二级反应池的停留时间各为1.5-2h，一级反应池、二级反应池及高效气液混合塔排放的尾气吸收到尾气分解器中，将尾气中的少量臭氧分解后排放。
3.根据权利要求1所述的臭氧与曝气生物滤池污水处理装置，其特征在于：所述的曝气生物滤池为立式容器，上端为开口或封闭型，容器从下往上依次分为配水室、滤料区、产水及反洗水收集室，配水室与滤料区之间由滤板相隔、滤板上安装有滤头，滤料区与产水及反洗水区由微孔滤网隔开。
4.根据权利要求1或3所述的臭氧与曝气生物滤池污水处理装置，其特征在于：所述曝气生物滤池的配水室区接有进水管道、反冲洗进水管道和排污管道，配水室内安装反冲洗曝气管道，反冲洗曝气为反冲洗提供气源，并配有螺旋曝气器进行布气。
5.根据权利要求4所述的臭氧与曝气生物滤池污水处理装置，其特征在于：所述的螺旋曝气器为在同一水平面上的穿孔曝气管道组成，采用了大孔排气泡布气，同时螺旋曝气器清洗方式采用是脉冲气冲和连续水冲的组合的方式，增强反冲洗的效果，螺旋曝气器控制方式是采用全自动PLC控制管道上的气动阀门自动开启和关闭且开启和关闭时间相同。
6.根据权利要求3所述的臭氧与曝气生物滤池污水处理装置，其特征在于：所述的滤料区分成两部分，下层为卵石层，上层为滤料层，所述的滤料为沸石、改性沸石、活性炭、火山灰。
7.根据权利要求6所述的臭氧与曝气生物滤池污水处理装置，其特征在于：所述的卵石层中安装曝气系统，曝气系统包括微孔曝气器，它的主要特点是能产生微小的气泡，气泡直径约0.1～0.2mm。
8.根据权利要求3所述的臭氧与曝气生物滤池污水处理装置，其特征在于：所述的滤料区与产水及反洗水区由微孔滤网隔开，微孔滤网与滤料间留有一定的空间，空间体积占滤料区体积的10～15%。
9.根据权利要求3所述的臭氧与曝气生物滤池污水处理装置，其特征在于：所述的产水及反洗水区中安装有产水及反洗水收集室，产水及反洗水收集室由产水收集室和反洗水收集室组成并由稳流板相隔，所产水经过斜板沉淀器进入收集室。
说明书
臭氧与曝气生物滤池污水处理装置
技术领域
本发明公开一种新型臭氧与曝气生物滤池污水处理装置，属于污水处理技术领域，尤其是涉及采用臭氧氧化与曝气生物滤池相结合的污水处理装置。
背景技术
随着社会经济的发展和人口的增长，水资源已经成为国家经济可持续发展的制约因素。我国面临的水资源危机更加严峻，我国人均水资源仅为世界人均水平的四分之一，经济的高速发展，工农业生产用水和排污总量不断增加，污水处理率不高，加重了自然水体污染。因此，提高污水处理水平，开发适宜的污水处理回用装置，不仅可以保护自然环境，也解决了目前的水资源紧缺问题。
臭氧具有极强的氧化性能，其氧化能力仅次于氟，高于氯和高锰酸钾，且臭氧可在短时间内自行分解，没有二次污染，是理想的绿色氧化药剂。目前，臭氧技术在水处理领域得到了许多方面的应用，臭氧不仅具有很高的消毒杀菌效果，还可以氧化去除水中难以生物降解的有机污染物。但单独使用臭氧氧化的费用很高，且仅能将大部分大分子有机物氧化成小分子有机物，而不能将有机物彻底除去。
曝气生物滤池(BAF)是二十世纪八十年代后期开发的一种污水处理新工艺，实质是一种生物膜法，即在曝气池中填充生物填料，利用填料表面附着的生物膜降解水中污染物的处理单元。由于所选填料自身的特点，填料表面容易附着生物膜。生物膜中生长着众多种属和数量的微生物，有好氧菌，兼氧菌、厌氧菌，所以曝气生物滤池对水中的各种有机物都有一个很好的去除效果，同时对氨氮也有很高的去除效率。然而曝气生物滤池虽然效率高，仅适用于低浓度污水深度处理和原水微污染的水源处理，无法去除难生物降解有机物。
目前，污水处理过程中还没有将臭氧氧化与曝气生物过滤相结合的设备，有效提升原水的过滤效果，故才有本发明的提出。
发明内容
针对污水过滤技术的不足，本发明提供了一种臭氧与曝气生物滤池污水处理装置，该装置适合处理高浓度、难降解的有机污水，且具有低成本、高效率、设备简单、易于操作、产水水质高等优点。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种臭氧与曝气生物滤池污水处理装置，包括臭氧发生器、高效气液混合塔、尾气分解器、至少一级反应池和曝气生物滤池，高效气液混合塔的入口连接进水管道，水流依次经过高效气液混合塔和各反应池进入到曝气生物滤池，曝气生物滤池顶部设有出口与产水管道连接，高效气液混合塔与臭氧发生器连接使臭氧发生器产生的臭氧进入到高效气液混合塔内并溶解于污水内，高效气液混合塔及反应池还与尾气分解器连接使其处理产生的尾气。
进一步，所述的反应池为一级反应池和二级反应池，两者串接后分别与其前面的高效气液混合塔及曝气生物滤池连通，污水在一级反应池和二级反应池的停留时间各为1.5-2h，一级反应池、二级反应池及高效气液混合塔排放的尾气吸收到尾气分解器中，将尾气中的少量臭氧分解后排放。
进一步，曝气生物滤池为立式容器，上端为开口或封闭型，容器从下往上依次分为配水室、滤料区、产水及反洗水收集室，配水室与滤料区之间由滤板相隔、滤板上安装有滤头，滤料区与产水及反洗水区由微孔滤网隔开。
进一步，曝气生物滤池的配水室区接有进水管道、反冲洗进水管道和排污管道，配水室内安装反冲洗曝气管道，反冲洗曝气为反冲洗提供气源，并配有螺旋曝气器进行布气。
进一步，所述的螺旋曝气器为在同一水平面上的穿孔曝气管道组成，采用了大孔排气泡布气，气体推动曝气器旋转，使气体进行正旋和反旋导流，正旋导流为顺时针方向，反旋导流为逆时针方向，由两个不同方向旋流作用下，均匀密布的向上产生气泡，同时螺旋曝气器的旋转，也是上升的水体产水涡流，对滤料具有很好的冲刷效果。同时清洗方式采用是脉冲气冲和连续水冲的组合的方式，增强反冲洗的效果。控制方式是采用全自动PLC控制管道上的气动阀门自动开启和关闭，开启和关闭时间相同，阀门开启和关闭周期为30～60s，达到脉冲供气反洗的目的，反洗时间为5min。
进一步，所述的滤料区分成两部分，下层为卵石层，主要起承托作用，上层为滤料层，所述的滤料为沸石、改性沸石、活性炭、火山灰等。
进一步，所述的卵石层中安装曝气系统，曝气系统包括微孔曝气器，它的主要特点是能产生微小的气泡，气泡直径约0.1～0.2mm，气、液接触面积大，氧利用率高，一般可达到20～25%。
进一步，所述的滤料区与产水及反洗水区由微孔滤网隔开，微孔滤网与滤料间留有一定的空间，供反洗时滤料膨胀使用。空间体积占滤料区体积的10～15%。
进一步，所述的产水/反洗水区中安装有产水/反洗水收集室，产水/反洗水收集室由产水收集室和反洗水收集室组成并由稳流板相隔，所产水经过斜板沉淀器进入收集室。
本发明的特点主要有：
1)本发明同传统曝气生物滤池相比，污水进入曝气生物滤池前先采用臭氧氧化，使污水的生化性大大提高，曝气生物滤池负荷也大大提高，产水水质也更佳。
2)臭氧和污水混合采用高效气液混合塔，具有气液溶解效率高、性能稳定、易操作、易维护等优点。
3)臭氧氧化过程经过了两级反应池，使臭氧利用率得到提高，同时也提供了充足的时间给未参与氧化的臭氧自动降解，保障了后续曝气生物滤池中微生物的安全，同时采用尾气分解器，将尾气中的臭氧进一步分解，保护环境的安全。
4)臭氧氧化后，水体中的溶解氧大大提高，使后续曝气生物滤池中的曝气量大大减少，降低了能耗。
本发明曝气生物滤池反冲洗采用螺旋曝气技术及脉冲气冲和连续水冲的组合的方式，一定强度的反冲气流瞬间进入滤层与连续水流共同使滤层处于变速膨胀状态，生物膜及杂质在强烈的剪切、碰撞作用下快速脱落，瞬间气流脉冲过后，当膨胀滤层逐渐稳定并沉降，尚未达密实状态时再次开气，于是滤层又开始另一周期剧烈的状态变化。其中水流始终起到均匀反冲并漂洗滤层的作用频繁操作的结果是强化了反冲过程，从而在耗水、耗气量小的情况下，保证了较高的反冲效率大大提高了反冲洗效果。