申请日2017.11.09
公开(公告)日2018.03.06
IPC分类号C02F1/28; B01J20/34
摘要
本发明涉及一种污水深度处理装置，包括滤池、进水管和出水管，滤池内设有多块折板，所述折板依次上下交错设置，将滤池分隔成多个依次连通的单元格，所述多个单元格内分别填充有吸附剂;所述进水管与滤池一侧的单元格连通，所述出水管与滤池另一侧的单元格连通;还包括超声清洗机构，该超声清洗机构包括超声波发生器和多个并联于超声波发生器上的超声波换能器，超声波换能器的数量与单元格数量相同，所述多个超声波换能器分别设置于各个单元格的底部。本发明的污水深度处理效果好，可实现TN、TP、COD、色度等目标污染物的吸附脱除;通过超声波原位再生技术，省去废料的搬运成本，且能耗小，再生速率高，再生率高。
摘要附图
权利要求书
1.一种污水深度处理装置，包括滤池(16)、进水管(1)和出水管(6)，其特征在于，滤池(16)内设有多块折板，所述折板依次上下交错设置，将滤池(16)分隔成多个依次连通的单元格，所述多个单元格内分别填充有吸附剂;所述进水管(1)与滤池一侧的单元格连通，所述出水管(6)与滤池另一侧的单元格连通;还包括超声清洗机构，该超声清洗机构包括超声波发生器(13)和多个并联于超声波发生器(13)上的超声波换能器(12)，所述多个超声波换能器(12)分别设置于各个单元格的底部。
2.根据权利要求1所述的污水深度处理装置，其特征在于，所述单元格的数量为5个，从左至右，第一单元格(7)与第二单元格(8)的上部连通，第二单元格(8)与第三单元格(9)的底部连通，第三单元格(9)与第四单元格(10)的上部连通，第四单元格(10)与第五单元格(11)的底部连通;所述进水管(1)与第一单元格(7)连通，进水管(1)设置于滤池(16)左侧壁的底部，所述出水管(6)与第五单元格(11)连通，出水管(6)设置于滤池(16)右侧壁的上部。
3.根据权利要求2所述的污水深度处理装置，其特征在于，所述第一单元格(7)、第二单元格(8)和第三单元格(9)内填充的吸附剂分别为粗砂、煤灰陶粒和沸石，所述第四单元格(10)和第五单元格(11)内填充的吸附剂均为活性炭。
4.根据权利要求3所述的污水深度处理装置，其特征在于，所述粗砂的粒径为4-8目，煤灰陶粒的粒径为4-6目，沸石的粒径为5-10目，活性炭的粒径为5-10目。
5.根据权利要求1-4任一项所述的污水深度处理装置，其特征在于，各单元格内吸附剂的填充率的计算公式为：
其中：Q—日处理水量;C—污染物浓度;Rc—再生周期;V—池体有效容积;qe—饱和吸附量;ρ—填料密度; —再生率。
6.根据权利要求1-4任一项所述的污水深度处理装置，其特征在于，还包括清水管(14)和Fenton加药管(15)，所述清水管(14)和Fenton加药管(15)均与进水管连通的单元格连通。
7.如权利要求1-6任一项所的污水深度处理装置的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)向污水深度处理装置内通入清水，用清水置换滤池内水样2-4遍，在持续通入清水的状态下，打开超声波发生器，清洗3-5min后，关闭超声波发生器;其中，超声波发生器的额定频率为25-31kHZ，输出功率根据滤池容积大小按5-8KW/m3设置;
(2)停止清水的通入，向污水深度处理装置内通入H2O2溶液，充分混匀后，打开超声波发生器，清洗30-40min后，关闭超声波发生器;其中，超声波发生器的额定频率为25-31kHZ，其输出功率根据滤池容积大小按0.8-1.5KW/m3设置;
(3)向污水深度处理装置内通入清水，用清水置换滤池内水样2-4遍，在持续通入清水的状态下，打开超声波发生器，清洗3-5min后，关闭超声波发生器;其中，超声波发生器的额定频率为25-31kHZ，其输出功率根据滤池容积大小按5-8KW/m3设置。
8.根据权利要求7所述的清洗方法，其特征在于，步骤(2)中，H2O2溶液的通入量按每吨吸附剂5-10L H2O2溶液计算。
9.根据权利要求7所述的清洗方法，其特征在于，所述H2O2溶液的质量百分浓度为30%。
10.根据权利要求7所述的清洗方法，其特征在于，所述超声波发生器的额定频率为28kHZ。
说明书
一种污水深度处理装置及清洗方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种污水深度处理装置及清洗方法。
背景技术
污水深度处理是指城市污水或工业废水经预处理、生化处理后，为了达到一定的回用水标准使污水作为水资源回用于生产或生活的进一步水处理过程。针对污水的原水水质和处理后的水质要求可进一步采用三级处理或多级处理工艺。常用于去除水中的微量COD和BOD有机污染物质，SS及氮、磷高浓度营养物质及盐类。深度处理的方法有：絮凝沉淀法、吸附法、臭氧氧化法、膜分离法、离子交换法、电解处理、湿式氧化法、催化氧化法、蒸发浓缩法等物理化学方法与生物脱氮、脱磷法等。深度处理方法费用昂贵，管理较复杂，处理每吨水的费用约为一级处理费用的4-5倍以上。
吸附法是利用多孔性的固体吸附剂将水样中的一种或数种组分吸附于表面，再用适宜溶剂、加热或吹气等方法将预测组分解吸，达到分离和富集的目的。吸附法是利用多孔性固体(吸附剂)吸附污水中某种或几种污染物(吸附质)以回收或去除这些污染物，从而使污水得到净化的方法。在污水处理领域，吸附法主要用于脱除水中的微量污染物，应用范围包括脱色，除臭味，脱除重金属、各种溶解性有机物、放射性元素等。
实用新型专利CN201020571114.9公开了一种污水处理厂污水的二级深度净化装置，采用麦饭石、活性炭、沸石三种材料组成精滤池，上端进水下端出水，用于吸附去除水中铅、砷、镉和六价铬等有害物质。
传统的材料再生的方法有：热再生法、生物再生法、湿式氧化再生法等。发明专利CN201510484386.2公开了一种活性炭的再生方法，采用湿式氧化法再生活性炭，向20g废活性炭中加入200g脱附液，并加入1g五水硫酸铜，搅拌打浆打入高压釜中，通入空气，在8MPa，180°C条件下反应0.2小时，获得可再生90.8%的活性炭。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种可有效吸附水体中目标污染物的污水深度处理装置，该污水深度处理装置用于污水厂提标改造、污水处理一体化设备可保证出水达到地表水Ⅳ类及以上标准，并提高一种该污水深度处理装置的清洗方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种污水深度处理装置，包括滤池、进水管和出水管，其特征在于，滤池内设有多块折板，所述折板依次上下交错设置，将滤池分隔成多个依次连通的单元格，所述多个单元格内分别填充有吸附剂;所述进水管与滤池一侧的单元格连通，所述出水管与滤池另一侧的单元格连通;还包括超声清洗机构，该超声清洗机构包括超声波发生器和多个并联于超声波发生器上的超声波换能器，超声波换能器的数量与单元格数量相同，所述多个超声波换能器分别设置于各个单元格的底部。
采用这样的结构设计，折板将滤池分隔成多个单元格，各单元格内填充不同的吸附剂，可分别对污水中的各种污染物实现逐类吸附去除，折板的错位设置，使得滤池内形成S形折流通道，使得污水与吸附剂充分接触，提升净化处理效果;通过超声清洗机构的设置，可在污水深度处理装置运行一段时间后，通入清水、Fenton试剂等，对装置尤其是装置内的吸附剂进行超声再生清洗，实现各单元内吸附剂的再生，这样无需搬运废料，可实现吸附剂的快速原位再生，使得污水深度处理装置可快速重新投入生产。
优选地，超声波换能器的数量与单元格数量相同。
所述单元格的数量为5个，从左至右，第一单元格与第二单元格的上部连通，第二单元格与第三单元格的底部连通，第三单元格与第四单元格的上部连通，第四单元格与第五单元格的底部连通;所述进水管与第一单元格连通，进水管设置于滤池左侧壁的底部，所述出水管与第五单元格连通，出水管设置于滤池右侧壁的上部。
所述第一单元格、第二单元格和第三单元格内填充的吸附剂分别为粗砂、煤灰陶粒和沸石，所述第四单元格和第五单元格内填充的吸附剂均为活性炭。各单元的吸附剂分别构成砂滤区、陶粒区、人造沸石区和活性炭区，这样污水进入装置后，依次经过砂滤区、陶粒区、人造沸石区和活性炭区，砂滤区用于SS去除，陶粒区用于TP去除、人造沸石区用于NH4+-N、TN去除，活性炭区用于COD、BOD、色度去除，使得污水得到深度处理。
优选地，砂滤区、陶粒区、人造沸石区和活性炭区的有效容积比为1:1:1:2。
优选地，沸石为人造沸石。
所述粗砂的粒径为4-8目，煤灰陶粒的粒径为4-6目，沸石的粒径为5-10目，活性炭的粒径为5-10目。
各单元格内吸附剂的填充率的计算公式为：
其中：Q—日处理水量;C—污染物浓度(陶粒所在单元格以TP计，沸石所在单元格以TN计，活性炭所在单元格以COD计);Rc—再生周期;V—池体有效容积;qe—饱和吸附量;ρ—填料密度; —再生率。
还包括清水管和Fenton加药管，所述清水管和Fenton加药管均与进水管连通的单元格连通，以方便对装置的清洗。
基于同一个发明构思，本发明还提供一种如上所述污水深度处理装置的清洗方法，包括如下步骤：
(1)向污水深度处理装置内通入清水，用清水置换滤池内水样2-4遍，在持续通入清水的状态下，打开超声波发生器，清洗3-5min后，关闭超声波发生器;其中，超声波发生器的额定频率为25-31kHZ，输出功率根据滤池容积大小按5-8KW/m3设置;
(2)停止清水的通入，向污水深度处理装置内通入H2O2溶液，充分混匀后，打开超声波发生器，清洗30-40min后，关闭超声波发生器;其中，超声波发生器的额定频率为25-31kHZ，其输出功率根据滤池容积大小按0.8-1.5KW/m3设置;
(3)向污水深度处理装置内通入清水，用清水置换滤池内水样2-4遍，在持续通入清水的状态下，打开超声波发生器，清洗3-5min后，关闭超声波发生器;其中，超声波发生器的额定频率为25-31kHZ，其输出功率根据滤池容积大小按5-8KW/m3设置。
通过上述清水+超声初洗、超声催化Fenton、清水+超声再洗步骤，可实现对污水深度处理装置内吸附剂的再生处理，清理速度快，全程只需2h左右即可完成，无需搬运废料，人力消耗少;再生后，陶粒、人造沸石、活性炭的再生率可分别达到87%、79%、93%，即可重新投入下一批污水深度处理。
H2O2溶液的通入量按每吨吸附剂5-10L H2O2溶液计算。
所述H2O2溶液的质量百分浓度为30%。
所述超声波发生器的额定频率为28kHZ。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)污水深度处理效果好，通过采用折板将滤池分隔成多个单元格，形成S型折流通道，使得污水与单元格内的吸附剂充分接触，提升吸附效果;
(2)通过在各单元格内填充粗砂、煤灰陶粒、沸和活性炭，可实现TN、TP、COD、色度等目标污染物的吸附脱除;
(3)吸附剂的使用寿命长，通过超声清洗机构的设置，可方便地对装置进行超声-Fenton联合清洗，使得各吸附剂得到再生，污水深度处理装置可重新快速投入运行，降低了运行成本;
(4)通过超声波原位再生技术，省去废料的搬运成本，且能耗小，再生速率高，再生率高。