申请日2014.07.25
公开(公告)日2014.11.19
IPC分类号C02F9/14
摘要
一种污水处理回用的处理装置，其主要包括：一格栅池通过进水管连接折流复合垂直人工湿地;折流复合垂直人工湿地通过两缩口进水管连接至表层湍流筛滤装置;表层湍流筛滤装置的出水口与纳米曝气深度处理装置相连接。本发明还公开了污水处理回用的处理方法。
权利要求书
1.一种污水处理回用的处理装置，其主要包括：
一格栅池通过进水管连接折流复合垂直人工湿地;
折流复合垂直人工湿地通过两缩口进水管连接至表层湍流筛滤装置;
表层湍流筛滤装置的出水口与纳米曝气深度处理装置相连接;
其中：
折流复合垂直人工湿地内部由两个隔板分为三部分，连接格栅池部分 由上到下分别为复合多功能填料层和砾石层，格栅池的进水管埋在砾石层 中;连接表层湍流筛滤装置部分为沉淀池;沉淀池部分由上到下分别为表 面砂土层和砾石层，表面砂土为赤泥分子筛以及砂土按照体积比3:2混合 而成，砾石层下方为排空管;折流复合垂直人工湿地内设置有水平交错排 列的折板，以延长污水在湿地内水力停留时间;沉淀池的上清液通过增压 泵导入表层湍流筛滤装置;
表层湍流筛滤装置由多孔板分为上、下两个部分;多孔板孔洞为倾斜 状，多孔板上方铺设有筛滤填料，筛滤填料的底部设有纳米曝气头，筛滤 填料内表层两侧相对地各设有一缩口进水管，两个缩口进水管与折流复合 垂直人工湿地的增压泵相连接;表层湍流筛滤装置的一侧下方设有缩口反 洗管，通过反冲洗管道连接增压泵;表层湍流筛滤装置位于缩口反洗管的 上方设置有回流槽;筛滤填料上方位于回流槽一侧设置有曝气管，曝气管 设有多个细孔曝气孔，细孔曝气孔垂直向上;在筛滤填料上方安装有超声 波发生仪;多孔板下方为储水箱，储水箱内壁均匀负载一层非金属掺杂光 催化剂，储水箱底部安装有紫外灭菌灯，在紫外灭菌灯的空隙间设置纳米 曝气头，表层湍流筛滤装置内部剩余空间填充有半导体负载填料;
表层湍流筛滤装置的储水箱出水口通过增压泵与纳米曝气深度处理 装置相连;纳米曝气深度处理装置的底部开设有排泥口，内部位于排泥口 上方设置有斜管填料层，斜管填料层设置有纳米曝气盘，纳米曝气深度处 理装置的顶部设置有电动机通过皮带带动齿轮运转，从而使皮带上的刮板 将气浮处理污水表面的泥渣、油渣刮除至集渣槽内排除;集渣槽与两个折 板组成的出水池相连通，隔绝上部浮渣及底部污泥后将中部清液收集起来 由出水口排出。
2.根据权利要求1所述污水处理回用的处理装置，其中，排空管为 一钻孔PVC管。
3.根据权利要求1所述污水处理回用的处理装置，其中，复合多功 能填料层由弗罗里硅藻土、碎石和粉煤灰分子筛组成，弗罗里硅藻土粒径 为0.8-1.8mm，碎石粒径为20-50mm，粉煤灰分子筛粒径为10-50mm。
4.根据权利要求1所述污水处理回用的处理装置，其中，筛滤填料 是由石英砂、改性锰砂与天然沸石分子筛按照5:2:1比例混合而成，其中 掺杂少量零价纳米铁。
5.根据权利要求1所述污水处理回用的处理装置，其中，半导体负 载填料为纳米TiO2粉体负载在立体网状聚丙烯填料上。
6.根据权利要求1所述污水处理回用的处理装置，其中，表层湍流 筛滤装置及纳米曝气深度处理装置的曝气盘分别连接纳米曝气机。
7.根据权利要求1或6所述污水处理回用的处理装置，其中，表层 湍流筛滤装置进气为O2，用于清洁填料;纳米曝气深度处理装置的进气为 O3，通过纳米曝气大量获得羟基自由基，起强氧化作用。
8.一种污水处理回用的处理方法，其过程为：
格栅池的滤网过滤水中杂质后进入折流复合垂直人工湿地，进水流经 砾石层和多功能填料层，溢流过中间挡板后，污水经过表面砂土层到达砾 石层，在出水区沉淀静置，由折流复合垂直人工湿地内设置的折板延长污 水在湿地内水力停留时间，增强系统处理效果;
折流复合垂直人工湿地的出水区上清液在增压泵的作用下导入表层 湍流筛滤装置;
表层湍流筛滤装置的储水池内纳米曝气间歇曝气，曝气时储水池内气 压增大，空气被多孔板切割成为气泡鼓起，冲击筛滤填料，打散填料表面 的污染物质层并使其浮起，使得污水能顺利经过筛滤填料过滤;曝气管的 气泡将浮起的污染物推至水面，溢流至回流槽，与进水混合调节进水水质， 同时延长筛滤装置使用寿命及反洗周期;
表层湍流筛滤装置的筛滤填料底部纳米曝气头进气为O2，用于清洁填 料;下方储水箱内纳米曝气头的进气为O3，通过纳米曝气大量获得羟基自 由基，与紫外灭菌灯、半导体负载填料共同提高高级氧化效果，同时其中 富含羟自由基的出水在装置进行反洗时，冲刷筛滤填料，使筛滤填料清洁 与再生;表层湍流筛滤装置处理后的出水进入纳米曝气深度处理装置，在 高温纳米曝气的情况下对污水进行纳米曝气处理，分解残留难降解有机化 合物及残存的病原菌和微生物，在去除有机物、降低COD的同时，提高 污水的透明度和色度。
9.根据权利要求8所述污水处理回用的处理方法，其中，紫外灭菌 灯平均照射剂量在300J/m2以上。
10.根据权利要求8所述污水处理回用的处理方法，其中，表层湍流 筛滤装置的出水回流至折流复合垂直人工湿地进水，调节水质并刺激植物 生长过程分泌次生物质。
说明书
一种污水处理回用的处理装置和处理方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理回用的处理装置。
本发明还涉及利用上述装置进行污水三级出水深度处理的方法。
背景技术
污水深度处理是指城市污水或工业废水经一级、二级处理后，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(废水)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、砂滤法、活性炭法、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。但深度处理费用较高，且容易造成浪费以及 二次污染，故需寻找一种造价低廉、更加切实有效的方法进行污水的深度 处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水处理回用的处理装置。
本发明的又一目的在于提供一种利用上述装置进行污水三级出水深 度处理的方法。
为实现上述目的，本发明提供的污水处理回用的处理装置，其主要包 括：
一格栅池通过进水管连接折流复合垂直人工湿地;
折流复合垂直人工湿地通过两缩口进水管连接至表层湍流筛滤装置;
表层湍流筛滤装置的出水口与纳米曝气深度处理装置相连接;
其中：
折流复合垂直人工湿地内部由两个隔板分为三部分，连接格栅池部分 由上到下分别为复合多功能填料层和砾石层，格栅池的进水管埋在砾石层 中;连接表层湍流筛滤装置部分为沉淀池;复合多功能填料层和砾石层部 分与沉淀池之间的部分由上到下分别为表面砂土层(赤泥分子筛以及砂土 按照体积比3:2混合)和砾石层，砾石层下方为排空管;折流复合垂直人 工湿地内设置有水平交错排列的折板，以延长污水在湿地内水力停留时 间;沉淀池的上清液通过增压泵导入表层湍流筛滤装置;复合多功能填料 层内填充的填料用于大量吸附污染负荷并逐渐缓释，用于降低污染负荷和 毒性，同时表面砂土层利用偏碱性的赤泥分子筛作为填料，迅速吸附中和 厌氧部分酸化产生的小分子酸，调节污水酸碱度，使装置内环境更适宜植 物、微生物生存;同时营造偏碱性环境固定污水中的重金属，防止其浸出， 利用小分子有机物供给植物养分，在植物生长过程中吸附、吸收重金属进 行重金属生物稳定化。所有的混合填料表面形成生物膜，由上至下形成好 氧、缺氧、厌氧状态，在植物根系与微生物的协同作用下去除污水中的污 染物质;
表层湍流筛滤装置由多孔板分为上、下两个部分;多孔板孔洞为倾斜 状，多孔板上方铺设有筛滤填料，筛滤填料的底部设有纳米曝气头，筛滤 填料内表层两侧相对地各设有一缩口进水管，两个缩口进水管与折流复合 垂直人工湿地的增压泵相连接;表层湍流筛滤装置的一侧下方设有缩口反 洗管，通过反冲洗管道连接增压泵;表层湍流筛滤装置位于缩口反洗管的 上方设置有回流槽;筛滤填料上方位于回流槽一侧设置有曝气管，曝气管 设有多个细孔曝气孔，细孔曝气孔垂直向上;在筛滤填料上方安装有超声 波发生仪;多孔板下方为储水箱，储水箱内壁均匀负载一层非金属掺杂光 催化剂，储水箱底部安装有紫外灭菌灯，在紫外灭菌灯的空隙间设置纳米 曝气头，表层湍流筛滤装置内部剩余空间填充有半导体负载填料;
表层湍流筛滤装置的储水箱出水口通过增压泵与纳米曝气深度处理 装置相连;纳米曝气深度处理装置的底部开设有排泥口，内部位于排泥口 上方设置有斜管填料层，斜管填料层设置有纳米曝气盘，纳米曝气深度处 理装置的顶部设置有电动机通过皮带带动齿轮运转，从而使皮带上的刮板 将气浮处理污水表面的泥渣、油渣刮除至集渣槽内排除;集渣槽与两个折 板组成的出水池相连通，隔绝上部浮渣及底部污泥后将中部清液收集起来 由出水口排出。
所述污水处理回用的处理装置中，排空管为一钻孔PVC管。
所述污水处理回用的处理装置中，复合多功能填料层由弗罗里硅藻 土、碎石和粉煤灰分子筛组成，弗罗里硅藻土粒径为0.8-1.8mm，碎石粒 径为20-50mm，粉煤灰分子筛粒径为10-50mm。
所述污水处理回用的处理装置中，筛滤填料是由天然石英砂与改性锰 砂的混合物。
所述污水处理回用的处理装置中，半导体负载填料为纳米TiO2粉体负 载在立体网状聚丙烯填料上。
所述污水处理回用的处理装置中，表层湍流筛滤装置及纳米曝气深度 处理装置的曝气盘分别连接纳米曝气机。
所述污水处理回用的处理装置中，表层湍流筛滤装置进气为O2，用于 清洁填料;纳米曝气深度处理装置的进气为O3，通过纳米曝气大量获得羟 基自由基，起强氧化作用。
本发明提供的污水处理回用的处理方法，其过程为：
格栅池的滤网过滤水中杂质后进入折流复合垂直人工湿地，进水流经 砾石层和多功能填料层，溢流过中间挡板后，污水经过表面砂土层(赤泥 分子筛以及砂土按照体积比3:2混合)，到达砾石层，在出水区沉淀静置， 由折流复合垂直人工湿地内设置的折板延长污水在湿地内水力停留时间， 增强系统处理效果;
折流复合垂直人工湿地的出水区上清液在增压泵的作用下导入表层 湍流筛滤装置;
表层湍流筛滤装置的储水池内纳米曝气间歇曝气，曝气时储水池内气 压增大，空气被多孔板切割成为气泡鼓起，冲击筛滤填料，打散填料表面 的污染物质层并使其浮起，使得污水能顺利经过筛滤填料过滤;曝气管的 气泡将浮起的污染物推至水面，溢流至回流槽，与进水混合调节进水水质， 同时延长筛滤装置使用寿命及反洗周期;
表层湍流筛滤装置的筛滤填料底部纳米曝气头进气为O2，用于清洁填 料;下方储水箱内纳米曝气头的进气为O3，通过纳米曝气大量获得羟基自 由基，与紫外灭菌灯、半导体负载填料共同提高高级氧化效果，同时其中 富含羟自由基的出水在装置进行反洗时，冲刷筛滤填料，使筛滤填料清洁 与再生;表层湍流筛滤装置处理后的出水进入纳米曝气深度处理装置，在 高温纳米曝气的情况下对污水进行纳米曝气处理，分解残留难降解有机化 合物及残存的病原菌和微生物，在去除有机物、降低COD的同时，提高 污水的透明度和色度。
表层湍流筛滤装置的出水回流至折流复合垂直人工湿地进水，调节水 质并刺激植物生长过程分泌次生物质。
所述污水处理回用的处理方法中，紫外灭菌灯平均照射剂量在 300J/m2以上。
本发明是将物理法、化学法、生物法处理污水的高度结合，采用最前 沿的污水处理工艺进行污水处理及中水回用的深度净化方法，并在根本上 改进技术原理，彻底革新污水深度处理技术，工艺简便，占地少，净化效 果好，清除有机物彻底，为水资源节约、回用提供了更好的方法。其中表 层湍流筛滤装置中纳米二氧化钛晶体作为光触媒在紫外灯照射下激发极 具氧化力的自由负离子，同时在纳米曝气过程中以及超声波发生过程激发 的能量亦可发生并加强自由负离子的产生，达成光催化效果;而自由负离 子以及其摆脱共价键的束缚后留下空位，与纳米气泡表面带有的电荷同时 产生微电解效果，可灭杀大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、病毒等，分解残留 难降解有机化合物及有毒物质，持久安全的对污水进行消毒降解。针对环 境类激素(如激素类农药、抗生素、二恶英、雌激素以及人工合成激素等 微量有害化学物质)的处理方面具有很大的优势，能够使绝大部分有机物 完全矿化或分解，对污水进行筛滤处理的同时对其出水净化、消毒，出水 较好的达到国家要求标准。