申请日2014.07.25
公开(公告)日2014.11.19
IPC分类号C02F3/08; C02F9/14
摘要
一种生物转盘处理污水的装置，主要包括：离心机、生物转盘、扰流纳米曝气反冲筛滤池和纳米曝气消融装置四部分。本发明还公开了利用上述装置处理污水的方法。本发明具有结构简单、运转安全、处理效果好、维护管理方便、运行费用低等优点，尤其适用于小水量低浓度的废水处理，针对分散型、污染负荷波动大水质效果显著，不会造成膜体脱落，灭菌消毒效果明显，针对痕量污染物处理困难的情况，去除率可超过96%。
权利要求书
1.一种生物转盘处理污水的装置，主要包括：
一纳米曝气消融装置，底部开设有排泥口，内部位于排泥口上方设置 有纳米曝气盘与纳米曝气机连接;纳米曝气消融装置内安装有温度控制 仪，该温度控制仪连接并控制安置在内部的感温控头和加热带;纳米曝气 消融装置的出水口连接生物转盘-生物滤池一体化装置的缩口进水管;
生物转盘-生物滤池一体化装置的底部设有排泥孔，排泥孔上方的铺设 有生物带，生物带间隙设有进水缩口管;生物转盘-生物滤池一体化装置的 上部设置有生物转盘，生物转盘与底部的生物带之间设有隔栏;生物转盘 -生物滤池一体化装置处理的污水通过溢流堰进入涡轮筛滤池的进水口;
涡轮筛滤池由多孔板分为上、下两个部分，多孔板上方铺设一层复合 填料，该复合填料为粒径0.5-1.0mm的天然沸石分子筛以及锰砂，体积比 为5:1;复合填料的底部设置有纳米曝气头，复合填料上方设置一搅拌机 的叶轮，该搅拌机的电机固定在涡轮筛滤池的池体上;叶轮一侧的上部设 置有压力射流管，压力射流管上方有一曝气管，曝气管设有多个细孔曝气 孔，曝气孔垂直向上;曝气管上方设置有回流槽，涡轮筛滤池内安装有超 声波发生仪;
多孔板的下方为储水箱，储水箱的内壁均匀负载一层非金属掺杂光催 化剂，储水箱的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，储水箱内剩余空间填充有半导体负载填料;
多孔板上方的纳米曝气头和储水箱内的纳米曝气头分别各连接一纳 米曝气机;
涡轮筛滤池的出水口连接沉淀池的进水口，污水于沉淀池中在重力的 作用下沉降。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，生物转盘由固定在一横轴上 的若干饼状中空铁笼组成。饼状中空铁笼是由圆形铁板焊接六条铁片作为 骨架，骨架一侧焊接一圆形网板，两片骨架平行布置，之间依靠网板弯曲 成圆形连接，横轴与铁笼采用六边形固定，以强化其连接刚度;铁笼内部 填充满聚乙烯球，聚乙烯球内部中空，球体表面布满方形孔，聚乙烯球内 部填充有粉煤灰分子筛填料。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，生物转盘的轴为实心钢 轴或无缝钢管，轴中心与水面距离≥0.15m;转盘为单轴单级式、单轴多级 式或多轴多级式。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，多孔板是由两层多孔板夹杂 一层钢纱网组成。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，储水箱内填充的半导体负载 填料为纳米TiO2粉体负载在立体网状聚丙烯填料。
6.利用权利要求1所述装置处理污水的方法：
污水进入纳米曝气消融装置，纳米曝气盘的气泡均匀混入污水中，在 50-90℃的高温纳米曝气的情况下对污水进行纳米曝气处理，污水中难降解 有机化合物分解、消融，病原菌和微生物被灭活，同时在去除有机物、降 低COD的同时，污水的透明度、色度也有所提高;经纳米曝气消融装置 处理的出水直接输入生物转盘-生物滤池一体化装置;
污水进入生物转盘-生物滤池一体化装置的缩口进水管，在高流速以及 生物滤池阻力的作用下形成湍流，促进微生物和污水内基质的良好接触， 生物转盘浸入废水的一部分的表面生物膜吸附废水中的有机物，使微生物 获得营养，生物转盘转出水面时，生物膜及其带动的水膜又从大气中直接 吸收氧气，以此循环反复，废水中的有机物在需氧微生物的作用下得到氧 化分解，同时生物转盘中分子筛上的生物膜也会因老化不断地自行脱落， 在生物滤池中沉淀下来，通过生物转盘-生物滤池一体化装置有效去除有机 污染物，提高硝化、脱氮与除磷的功能;生物转盘-生物滤池一体化装置的 出水进入涡轮筛滤池内;
涡轮筛滤池内的复合填料的纳米曝气进气为O2，用于清洁填料，储水 箱的纳米曝气进气为O3，通过纳米曝气大量获得羟基自由基，且纳米级别 O3气泡与紫外灭菌灯、半导体负载填料共存于储水箱，提高高级氧化效果， 有效提高·OH产生率;
涡轮筛滤池储水箱的出水导入沉砂池内，使污水内残余悬浮物及填料 沉淀，上清液直接用于中水回用，部分上清液用于涡轮筛滤池的反冲洗。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，紫外灭菌灯平均照射剂量在 300J/m2以上。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，生物转盘中的分子筛填料形 成的生物膜，由外及里形成了好氧、兼性厌氧和厌氧三种环境的反应区。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，纳米曝气消融装置的进气为 O3，通过纳米曝气大量获得羟基自由基，起强氧化作用。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，涡轮筛滤池的出水回流至生 物转盘-生物滤池一体化装置进水，调节水质并刺激微生物生长过程分泌次 生物质。
说明书
一种生物转盘处理污水的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种生物转盘出水深度处理的装置。
本发明还涉及利用上述装置深度处理污水的方法。
背景技术
生物转盘工艺是生物膜法污水生物处理技术的一种，是污水灌溉和土 地处理的人工强化，这种处理法使细菌和菌类的微生物、原生动物一类的 微型动物在生物转盘填料载体上生长繁育，形成膜状生物性污泥--生物 膜。污水经沉淀池初级处理后与生物膜接触，生物膜上的微生物摄取污水 中的有机污染物作为营养，使污水得到净化。在气动生物转盘中，微生物 代谢所需的溶解氧通过设在生物转盘下侧的曝气管供给。转金表面覆有空 气罩，从曝气管中释放出的压缩空气驱动空气罩使转金转动，当转金离开 污水时，转金表面上形成一层薄薄的水层，水层也从空气中吸收溶解氧。 国内外所用生物转盘的盘片存在着生物膜易脱落、处理效率低、能耗偏高 等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物转盘处理污水的装置。
本发明的又一目的在于提供一种利用上述装置处理污水的方法。
为实现上述目的，本发明提供的生物转盘处理污水的装置，主要包括：
一纳米曝气消融装置，底部开设有排泥口，内部位于排泥口上方设置 有纳米曝气盘与纳米曝气机连接;纳米曝气消融装置内安装有温度控制 仪，该温度控制仪连接并控制安置在内部的感温控头和加热带;纳米曝气 消融装置的出水口连接生物转盘-生物滤池一体化装置的缩口进水管;
生物转盘-生物滤池一体化装置的底部设有排泥孔，排泥孔上方的铺设 有生物带，生物带间隙设有进水缩口管;生物转盘-生物滤池一体化装置的 上部设置有生物转盘，生物转盘与底部的生物带之间设有隔栏;生物转盘 -生物滤池一体化装置处理的污水通过溢流堰进入涡轮筛滤池的进水口;
涡轮筛滤池由多孔板分为上、下两个部分，多孔板上方铺设一层复合 填料，该复合填料为粒径0.5-1.0mm的天然沸石分子筛以及锰砂，体积比 为5:1;复合填料的底部设置有纳米曝气头，复合填料上方设置一搅拌机 的叶轮，该搅拌机的电机固定在涡轮筛滤池的池体上;叶轮一侧的上部设 置有压力射流管，压力射流管上方有一曝气管，曝气管设有多个细孔曝气 孔，曝气孔垂直向上;曝气管上方设置有回流槽，涡轮筛滤池内安装有超 声波发生仪;
多孔板的下方为储水箱，储水箱的内壁均匀负载一层非金属掺杂光催 化剂，储水箱的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，储水箱内剩余空间填充有半导体负载填料;
多孔板上方的纳米曝气头和储水箱内的纳米曝气头分别各连接一纳 米曝气机;
涡轮筛滤池的出水口连接沉淀池的进水口，污水于沉淀池中在重力的 作用下沉降。
所述的装置，其中，生物转盘由固定在一横轴上的若干饼状中空铁笼 组成。饼状中空铁笼是由圆形铁板焊接六条铁片作为骨架，骨架一侧焊接 一圆形网板，两片骨架平行布置，之间依靠网板弯曲成圆形连接，横轴与 铁笼采用六边形固定，以强化其连接刚度;铁笼内部填充满聚乙烯球，聚 乙烯球内部中空，球体表面布满方形孔，聚乙烯球内部填充有粉煤灰分子 筛填料。
所述的装置，其中，生物转盘的轴为实心钢轴或无缝钢管，轴中心与 水面距离≥0.15m;转盘为单轴单级式、单轴多级式或多轴多级式。
所述的装置，其中，多孔板是由两层多孔板夹杂一层钢纱网组成。
所述的装置，其中，储水箱内填充的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。
本发明提供的利用上述装置处理污水的方法：
污水进入纳米曝气消融装置，纳米曝气盘的气泡均匀混入污水中，在 50-90℃的高温纳米曝气的情况下对污水进行纳米曝气处理，污水中难降解 有机化合物分解、消融，病原菌和微生物被灭活，同时在去除有机物、降 低COD的同时，污水的透明度、色度也有所提高;经纳米曝气消融装置 处理的出水直接输入生物转盘-生物滤池一体化装置;
污水进入生物转盘-生物滤池一体化装置的缩口进水管，在高流速以及 生物滤池阻力的作用下形成湍流，促进微生物和污水内基质的良好接触， 生物转盘浸入废水的一部分的表面生物膜吸附废水中的有机物，使微生物 获得营养，生物转盘转出水面时，生物膜及其带动的水膜又从大气中直接 吸收氧气，以此循环反复，废水中的有机物在需氧微生物的作用下得到氧 化分解，同时生物转盘中分子筛上的生物膜也会因老化不断地自行脱落， 在生物滤池中沉淀下来，通过生物转盘-生物滤池一体化装置有效去除有机 污染物，提高硝化、脱氮与除磷的功能;生物转盘-生物滤池一体化装置的 出水进入涡轮筛滤池内;
涡轮筛滤池内的复合填料的纳米曝气进气为O2，用于清洁填料，储水 箱的纳米曝气进气为O3，通过纳米曝气大量获得羟基自由基，且纳米级别 O3气泡与紫外灭菌灯、半导体负载填料共存于储水箱，提高高级氧化效果， 有效提高·OH产生率;
涡轮筛滤池储水箱的出水导入沉砂池内，使污水内残余悬浮物及填料 沉淀，上清液直接用于中水回用，部分上清液用于涡轮筛滤池的反冲洗。 涡轮筛滤池的出水回流至生物转盘-生物滤池一体化装置进水，调节水质并 刺激微生物生长过程分泌次生物质。
所述的方法，其中，紫外灭菌灯平均照射剂量在300J/m2以上。
所述的方法，其中，生物转盘中的分子筛填料形成的生物膜，由外及 里形成了好氧、兼性厌氧和厌氧三种反应环境的反应区。
所述的方法，其中，纳米曝气消融装置的进气为O3，通过纳米曝气大 量获得羟基自由基，起强氧化作用。
本发明具有结构简单、运转安全、处理效果好、维护管理方便、运行 费用低等优点，尤其适用于小水量低浓度的废水处理。
本发明的生物转盘内部填充分子筛填料，分子筛填料有巨大的比表面 积以及强吸附性，有效提高转盘的比表面积，强化微生物附着度，增加微 生物量，同时吸附污水中的氨氮等污染物质，生活污水中氨氮浓度约为 80mg/L，会产生生物毒性，抑制处理过程中微生物活性，经过转盘内分子 筛填料的吸附，氨氮浓度可低于40mg/L，更适宜生物处理过程中微生物 的生长。使用筛滤结合光催化处理生物转盘出水，可大量降低污水中污染 物质，提升水质，出水可作为中水回用或直接排放，其中涡轮筛滤池中纳 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 消解其中的激素类环境污染物以及致毒污染物，并利用其反冲洗筛滤填 料，将分子筛填料孔隙内物质氧化清洗，使其更加清洁、重新获得活性。