申请日2014.07.25
公开(公告)日2014.11.19
IPC分类号C02F9/08; C02F1/56; C02F1/52
摘要
一种餐厨垃圾渗滤液预处理降低浊度的装置，包括：一滚筒格栅机，经过滚筒格栅机处理的污水在进入扰流纳米曝气反冲筛滤池中;扰流纳米曝气反冲筛滤池中的储水箱通过液压泵连接纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置;纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置的出水口通过液压泵连接旋三级反冲筛滤装置;三级反冲筛滤装置的储水箱的出水口通过三通管连接至出水池。本发明还公开了利用上述装置降低餐厨垃圾渗滤液浊度的方法，达到生活污水程度而后可采取正常有机污水处理方式处理。
权利要求书
1.一种餐厨垃圾渗滤液预处理降低浊度的装置，包括：
一滚筒格栅机，用于截流餐厨垃圾渗滤液中的固体;
经过滚筒格栅机处理的污水在进入扰流纳米曝气反冲筛滤池中;
扰流纳米曝气反冲筛滤池由多孔板分为上、下两层，多孔板上方设有 连接O2纳米曝气机的纳米曝气头，纳米曝气头上铺设有复合填料，复合 填料上方设置一搅拌机;多孔板的下方为储水箱，该储水箱通过液压泵连 接纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置;
纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置的底部设有螺旋输泥器，螺旋输泥器的 一端为出泥口;纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置的进水口处为主反应区，主 反应区的上部设有添加混凝剂的加药装置，主反应区内设有微涡流混凝 器，微涡流混凝器的上方设有连接O2纳米曝气机的纳米曝气头，以完成 纳米气浮-凝聚过程;主反应区的另一侧为絮体拦截区，絮体拦截区内安装 多根用于拦截絮体并使其沉淀的斜管;絮体拦截区通过上部的水流通道连 接絮体二次拦截区，絮体二次拦截区内填充有聚丙烯立体网状结构填料， 立体网状结构填料下方设有连接O2纳米曝气机的纳米曝气头，立体网状 结构填料底部设有出水口，该出水口通过液压泵连接旋三级反冲筛滤装 置;
三级反冲筛滤装置由多孔网格分为上、下两个部分，多孔网格的上方 正中间设有连接O3纳米曝气机的纳米曝气头，纳米曝气头上填充有用于 筛滤的混合填料，混合填料上方设有一阻流板，阻流板对应的另一侧设有 曝气管，曝气管设有多个细孔曝气孔，曝气孔垂直向上;在曝气管的一侧 安装有超声波发生仪;三级反冲筛滤装置连接纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装 置出水口的一侧设有进水堰，与进水堰相对应的另一侧设有回流槽;
多孔网格的下方为储水箱，储水箱的外壁涂刷有避光黑色涂料，内壁 均匀负载一层非金属掺杂的光催化剂，底部安装有紫外灭菌灯，且紫外灭 菌灯之间设有连接O3纳米曝气机的纳米曝气头，储水箱内部剩余空间填 充有半导体负载填料，储水箱的一端连接一通气管，该通气管同时连接三 级反冲筛滤装置的进水堰;
三级反冲筛滤装置的储水箱的出水口通过三通管连接至出水池，该三 通管还连接出水池的出水口，作为对三级反冲筛滤装置进行反冲洗的用水 通道。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，滚筒格栅机内设有由铁板卷 成两个圆筒后中间夹着一段筛网板组成的滚筛，滚筛的下方为储水池;滚 筒格栅机的外壳为半封闭式外壳，整体架设在支架上，针状清扫器固定在 滾筛的一侧，且位于半封闭式外壳的上端。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，扰流纳米曝气反冲筛滤池中 和三级反冲筛滤装置中的多孔网格是由两层多孔板中间夹设一层不锈钢 纱网所组成。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，三级反冲筛滤装置中的多孔 网格和储水箱之间设有紧密排列的圆筒状分压仓以分割空间，防止局部压 力过大冲破多孔网格。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，三级反冲筛滤装置中储水箱 内壁均匀负载的非金属掺杂的光催化剂为纳米TiO2粉体，储水箱内部剩余 空间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上的 填料。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，扰流纳米曝气反冲筛滤池中 的复合填料和三级反冲筛滤装置中的混合填料是由石英砂、改性锰砂与天 然沸石分子筛的混合物，混合比例为6:1:0.5，粒径为0.5-1.2 mm，不均匀 系数为2。
7.利用权利要求1所述装置降低餐厨垃圾渗滤液浊度的方法，其过 程为：
餐厨垃圾渗滤液自滚筒格栅机的孔隙流过直接跌入储水池内，餐厨垃 圾渗滤液中的固体截流在滚筒格栅机的滚筛上，经过滚筒格栅机处理的污 水在液压泵的作用下输入扰流纳米曝气反冲筛滤池中;
扰流纳米曝气反冲筛滤池中水流从复合填料的缝隙之间流过，污染物 质停留在砂层的表层上，利用搅拌机的旋转扰动复合填料表层，防止污染 物质堆积对水流的顺利通过形成阻力;同时利用纳米曝气水流、气泡的冲 击力和剪切力对填料进行反冲洗;
扰流纳米曝气反冲筛滤池出水导入纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置进 行处理;
在纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置中，污水进行三个处理过程：
1)前期气浮过程，俘获污水中的微细污染物颗粒;
2)中期加药混凝过程，促进胶体相互碰撞凝聚成絮体，打散包裹住 混凝剂的胶体块，提高其分散程度;
3)后期热断裂过程，断裂絮体薄弱处，进而重新形成更加稳固的絮 体;
絮体在斜管的拦截作用下沉至反应器底部，定时在螺旋输送器的带动 下自出泥口定期排出，澄清液溢流至右侧絮体二次拦截区，在立体网状结 构填料的作用下进行二次拦截，过滤后的清液自出水口排出导入三级反冲 筛滤装置;
同时三级反冲筛滤装置的部分出水回流至扰流纳米曝气反冲筛滤池， 使其具备高级氧化功能，大量氧化扰流纳米曝气反冲筛滤池填料表面的泥 渣、油渣等有机污染物，预处理污水的同时对其进行提前消解，防止装置 内大量存积有机污染物发臭腐烂，反而增大了进水污染度;
三级反冲筛滤装置中的储水箱内的O3纳米曝气头为间歇工作，空气 自多孔板分割成微气泡，增加了气液接触面积和接触时间，利于臭氧溶于 水中;微气泡内部具有较大的压力且纳米气泡破裂时界面消失，周围环境 剧烈改变产生的化学能促使产生更多的羟基自由基-OH，增强O3氧化分解 有机物的能力;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，提高氧化效果，可有效提高-OH产生率间歇冲散混合填料上的 致密污物层，污染物质层破碎成片状浮起，在曝气管的浮力以及进水的协 同作用下溢流至回流槽，使填料截留的污染物集中排除装置外，与进水混 合重新处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，滚筒格栅机转速为20-100r/min; 三级反冲筛滤装置中紫外灭菌灯平均照射剂量在300J/m2以上。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，混凝剂为聚合氯化铝+阳离子 聚丙烯酰胺，其添加的重量比为20:1，与污水比例为混凝剂：污水=1:100， 并根据污水混凝情况调节添加量。
说明书
一种餐厨垃圾渗滤液预处理降低浊度的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种餐厨垃圾渗滤液预处理降低浊度的组合工艺，具体地涉及一种去除污水中污染物质(如：颗粒有机物、微生物、病原菌悬浮杂质、胶体等)的装置。
本发明还涉及利用上述装置降低餐厨垃圾渗滤液浊度的方法。
背景技术
餐厨垃圾渗滤液作为一种高浓度的污染源，不仅处理技术难度大，而且处理成本高。常用的处理方法主要有3种：物理化学处理法、生物处理法和土地处理法。餐厨垃圾渗滤液具有成分复杂，水质水量变化大，有机物和氨氮浓度高，微生物营养元素比例失调等特点，其悬浮杂质分为以高分子脂类及其衍生物为主的油类和蔬菜碎粒、不溶性蛋白、纤维质态的非溶解性有机物两类。因此处理的餐厨垃圾渗滤液的关键在于除油和去除复杂杂质，为餐厨垃圾渗滤液的处理提供好的条件。餐厨垃圾渗滤液中污染物主要以胶体形式存在。胶体本身既具有巨大的表面自由能、有较大的吸附能力，又具有布郎运动的特性，可以粘附聚合成大的颗粒，受重力作用而下沉，处理效果优良。
发明内容
本发明的目的在于提供一种餐厨垃圾渗滤液预处理降低浊度的装置。
本发明的又一目的在于提供一种利用上述装置降低餐厨垃圾渗滤液浊度的方法。
为实现上述目的，本发明提供的餐厨垃圾渗滤液预处理降低浊度的装置，包括：
一滚筒格栅机，用于截流餐厨垃圾渗滤液中的固体;
经过滚筒格栅机处理的污水在进入扰流纳米曝气反冲筛滤池中;
扰流纳米曝气反冲筛滤池由多孔板分为上、下两层，多孔板上方设有连接O2纳米曝气机的纳米曝气头，纳米曝气头上铺设有复合填料，复合填料上方设置一搅拌机;多孔板的下方为储水箱，该储水箱通过液压泵连接纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置;
纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置的底部设有螺旋输泥器，螺旋输泥器的一端为出泥口;纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置的进水口处为主反应区，主反应区的上部设有添加混凝剂的加药装置，主反应区内设有微涡流混凝器，微涡流混凝器的上方设有连接O2纳米曝气机的纳米曝气头，以完成纳米气浮-凝聚过程;主反应区的另一侧为絮体拦截区，絮体拦截区内安装多根用于拦截絮体并使其沉淀的斜管;絮体拦截区通过上部的水流通道连接絮体二次拦截区，絮体二次拦截区内填充有立体网状结构填料，立体网状结构填料下方设有连接O2纳米曝气机的纳米曝气头，立体网状结构填料底部设有出水口，该出水口通过液压泵连接旋三级反冲筛滤装置;
三级反冲筛滤装置由多孔网格分为上、下两个部分，多孔网格的上方正中间设有连接O3纳米曝气机的纳米曝气头，纳米曝气头上填充有用于筛滤的混合填料，混合填料上方设有一阻流板，阻流板对应的另一侧设有曝气管，曝气管设有多个细孔曝气孔，曝气孔垂直向上;在曝气管的一侧安装有超声波发生仪;三级反冲筛滤装置连接纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置出水口的一侧设有进水堰，与进水堰相对应的另一侧设有回流槽;
多孔网格的下方为储水箱，储水箱的外壁涂刷有避光黑色涂料，内壁均匀负载一层非金属掺杂的光催化剂，底部安装有紫外灭菌灯，且紫外灭菌灯之间设有连接O3纳米曝气机的纳米曝气头，储水箱内部剩余空间填充有半导体负载填料，储水箱的一端连接一通气管，该通气管同时连接三级反冲筛滤装置的进水堰;
三级反冲筛滤装置的储水箱的出水口通过三通管连接至出水池，该三通管还连接出水池的出水口，作为对三级反冲筛滤装置进行反冲洗的用水通道。
所述的装置中，滚筒格栅机内设有由铁板卷成两个圆筒后中间夹着一段筛网板组成的滚筛，滚筛的下方为储水池;滚筒格栅机的外壳为半封闭式外壳，整体架设在支架上，针状清扫器固定在滾筛的一侧，且位于半封 闭式外壳的上端。
所述的装置中，扰流纳米曝气反冲筛滤池中和三级反冲筛滤装置中的多孔网格是由两层多孔板中间夹设一层不锈钢纱网所组成。
所述的装置中，三级反冲筛滤装置中的多孔网格和储水箱之间设有紧密排列的圆筒状分压仓以分割空间，防止局部压力过大冲破多孔网格。
所述的装置中，三级反冲筛滤装置中储水箱内壁均匀负载的非金属掺杂的光催化剂为纳米TiO2粉体，储水箱内部剩余空间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上的填料。
所述的装置中，扰流纳米曝气反冲筛滤池中的复合填料和三级反冲筛滤装置中的混合填料是由石英砂、改性锰砂与天然沸石分子筛的混合物，粒径为0.5-1.2 mm，不均匀系数为2。
本发明提供的利用上述装置降低餐厨垃圾渗滤液浊度的方法，其过程为：
餐厨垃圾渗滤液自滚筒格栅机的孔隙流过直接跌入储水池内，餐厨垃圾渗滤液中的固体截流在滚筒格栅机的滚筛上，经过滚筒格栅机处理的污水在液压泵的作用下输入扰流纳米曝气反冲筛滤池中;
扰流纳米曝气反冲筛滤池中水流从复合填料的缝隙之间流过，污染物质停留在砂层的表层上，利用搅拌机的旋转扰动复合填料表层，防止污染物质堆积对水流的顺利通过形成阻力;同时利用纳米曝气水流、气泡的冲击力和剪切力对填料进行反冲洗;
扰流纳米曝气反冲筛滤池出水导入纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置进行处理;
在纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置中，污水进行三个处理过程：
1)前期气浮过程，俘获污水中的微细污染物颗粒;
2)中期加药混凝过程，促进胶体相互碰撞凝聚成絮体，打散包裹住混凝剂的胶体块，提高其分散程度;
3)后期热断裂过程，断裂絮体薄弱处，进而重新形成更加稳固的絮体;
絮体在斜管的拦截作用下沉至反应器底部，定时在螺旋输送器的带动下自出泥口定期排出，澄清液溢流至右侧絮体二次拦截区，在立体网状结 构填料的作用下进行二次拦截，过滤后的清液自出水口排出导入三级反冲筛滤装置;
三级反冲筛滤装置中的储水箱内的O3纳米曝气头为间歇工作，空气自多孔板分割成微气泡，增加了气液接触面积和接触时间，利于臭氧溶于水中;微气泡内部具有较大的压力且纳米气泡破裂时界面消失，周围环境剧烈改变产生的化学能促使产生更多的羟基自由基-OH，增强O3氧化分解有机物的能力;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，提高氧化效果，可有效提高-OH产生率间歇冲散混合填料上的致密污物层，污染物质层破碎成片状浮起，在曝气管的浮力以及进水的协同作用下溢流至回流槽，使填料截留的污染物集中排除装置外，与进水混合重新处理。
所述的方法中，滚筒格栅机转速为20-100r/min;三级反冲筛滤装置中紫外灭菌灯平均照射剂量在300J/m2以上。
所述的方法中，混凝剂为聚合氯化铝+阳离子聚丙烯酰胺，其添加的重量比为20:1。
本发明针对餐厨垃圾渗滤液的特性，公开了滚筒格栅机使用机械法完成污水的固液分离步骤，自动拦截、去除污水中漂浮的较大固体，相对现有格栅机具有格栅效果明显，无需反冲洗，不易堵塞，占地面积小，处理量迅速的优点。而后又采用纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置去除污水中细微悬浮物、胶体等污染物质，通过纳米曝气过程产生的纳米气泡进行混凝工艺，分别达成三段功效：前期气浮过程，俘获污水中的微细污染物颗粒;中期加药混凝过程，促进胶体相互碰撞凝聚成絮体，打散包裹住混凝剂的胶体块，提高其分散程度;后期热断裂过程，断裂絮体薄弱处，进而重新形成更加稳固的絮体。优化了混凝效能、降低了药耗、缩短反应时间。三级反冲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，可以快速并深度去除污水中污染物质如：颗粒有机物、微生物、病原菌悬浮杂质、胶体等。