申请日2014.07.25
公开(公告)日2014.12.10
IPC分类号C02F9/14
摘要
一种多阶段进水垂直流土壤渗滤系统的污水处理装置，主要包括：格栅机、多阶段进水垂直流土壤渗滤系统、中间调节池、涡轮筛滤池和出水池。本发明还公开了利用上述装置进行污水处理的方法。本发明占地面积小，运行方便，经过本发明处理的出水透明度高、水质好，不但可以灭杀病菌、虫卵等好氧生物，而且反应周期短、投资少、见效快。利用多阶段进水保证土壤渗滤系统深层碳源的充足，并利用涡轮筛滤池拦截剩余有机物与其他污染物质，深度净化污水，出水远超国家一级指标。
权利要求书
1.一种多阶段进水垂直流土壤渗滤系统的污水处理装置，包括：
一格栅机，处理的污水输入导入多阶段进水垂直流土壤渗滤系统中;
多阶段进水垂直流土壤渗滤系统设有一顶盖，顶盖下方自上而下依次 为表面土壤层、过滤层和导水层，表面土壤层下不同高度的埋设有布水管 进行多阶段进水，布水管的管径由上而下变小;经过多阶段进水垂直流土 壤渗滤系统处理的污水导入中间调节池进行沉淀处理，沉淀后的上清液导 入涡轮筛滤池中;
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，复合填料的底部设置有纳米曝气头，复合填料上方设置一涡轮，涡 轮筛滤池连进水管一侧设置有缩口进水管，该缩口进水管设在涡轮的一侧 上部;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有 纳米曝气头，储水箱内剩余空间填充有半导体负载填料;储水箱通过反冲 洗管道连接一缩口反洗管，缩口反洗管的出水口位于复合填料的表面;
涡轮筛滤池的出水进入出水池，出水池通过一反冲洗泵连接缩口反洗 管。
2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其中，布水管为钻孔PVC 套管。
3.根据权利要求1所述的污水处理装置，其中，表面土壤层为砂土 混合物，并添加有赤泥分子筛，用于缓冲、富集、重金属截留、土壤过滤 以及栽种植物;过滤层为无纺布，防止上层土壤、砂石的移动，造成导水 层的堵塞;导水层铺设有填料粒径为20mm-60mm的砾石和石灰石混合填 料，用于磷的固化以及污水的再度净化，砾石与石灰石布设体积比例为 1:1-9。
4.根据权利要求1所述的污水处理装置，其中，多阶段进水垂直流 土壤渗滤系统底部设有i=0.1-0.5的坡度，以保证污水自导水层顺利流出。
5.根据权利要求1所述的污水处理装置，其中，涡轮筛滤池内的复 合填料为粒径0.5-1.0mm的石英砂以及锰砂的混合物。
6.根据权利要求1所述的污水处理装置，其中，涡轮筛滤池内的两 纳米曝气头各自连接一纳米曝气机。
7.利用权利要求1所述装置进行污水处理的方法：
格栅机将待处理的污水进行格栅处理，将污水中的固体以及大于格栅 孔径的固体悬浮物进行分离、拦截，降低污水处理难度，经过格栅处理的 污水导入多阶段进水垂直流土壤渗滤系统;
多阶段进水垂直流土壤渗滤系统呈封闭厌氧环境，在填料作用下，截 留、沉淀污水中的大颗粒杂质;在微生物作用下，污水中的大分子有机物 厌氧分解，提高废水可生化性，减小对后续工艺的负荷强度，同时为生物 处理提供碳源;
污水在多阶段进水垂直流土壤渗滤系统中向下运动过程中不断被微 生物降解;多阶段进水垂直流土壤渗滤系统采用多阶段进水，在处理过程 中提供碳源，提高污水处理效率;同时布水管的管径由上而下变小，水量 依次减少，防止提高处理效率的同时降低处理效果;
经过多阶段进水垂直流土壤渗滤系统处理的污水导入中间调节池进 行沉淀处理，沉淀后的上清液导入涡轮筛滤池中;
在涡轮筛滤池的缩口进水管的作用下，污水喷向池内并带动涡轮转 动，扰动填复合料表层，使涡轮筛滤池内的污水呈现涡流状态，使污水自 复合填料缝隙通过填料层;涡轮筛滤池的复合填料底部设置的纳米曝气头 采用O3曝气，增加气液接触面积、接触时间，利于臭氧溶于水中;纳米 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;且纳米级的O3气泡与紫外 灭菌灯、半导体负载填料共存于涡轮筛滤池，提高氧化效果，提高·OH产 生率;经涡轮筛滤池处理的污水达到排放标准。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，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，涡轮筛滤池的出水回流至多阶 段进水垂直流土壤渗滤系统进水，调节水质并刺激植物生长过程分泌次生 物质。
说明书
多阶段进水垂直流土壤渗滤系统的污水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及一种多阶段进水垂直流土壤渗滤系统的污水处理装置，具 体地涉及一种用于去除污水中污染物质(如：有机物、无机物、微生物、 重金属等)的装置。
本发明还涉及利用上述装置进行污水处理的方法。
背景技术
生物法处理污水现已非常普及，工艺也日趋成熟，但很多相关问题仍 然未能解决，需继续深入研究，如生物法处理污水过程中常常发现碳源不 足的状况。以土壤渗滤系统为例，污水在系统中向下运动过程中不断被微 生物降解，在此过程中，常常发生由于碳源不足而导致污水处理情况不佳 的现象，导致其处理效率不佳，
本发明结合生物法与物理法对污水进行有效处理，使用多阶段进水的 方式改良土壤渗滤系统的处理效率，避免处理过程后期由于碳源不足，导 致微生物衰减、死亡，污水处理效果差的现象产生。本发明占地面积小， 运行方便，经过本装置处理的出水透明度高、水质好，不但可以灭杀病菌、 虫卵等好氧生物，而且反应周期短、投资少、见效快。本发明设计一种独 特的筛滤方法，筛滤出水同时进行类芬顿氧化氧化分解残余污染物，对生 物处理出水进行深度处理，达到排放标准要求并适应环境容量要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多阶段进水垂直流土壤渗滤系统的污水 处理装置。
本发明还涉及一种利用上述装置快速去除污水中污染物质(如：有机 物、无机物、微生物、重金属等)的方法。
为实现上述目的，本发明提供的处理污水的一种多阶段进水垂直流土 壤渗滤系统的污水处理装置，包括：
一格栅机，其处理的污水输入导入多阶段进水垂直流土壤渗滤系统 中;
多阶段进水垂直流土壤渗滤系统设有一顶盖，顶盖下方自上而下依次 为表面土壤层、过滤层和导水层，表面土壤层下不同高度的埋设有布水管 进行多阶段进水，布水管的管径由上而下变小;经过多阶段进水垂直流土 壤渗滤系统处理的污水导入中间调节池进行沉淀处理，沉淀后的上清液导 入涡轮筛滤池中;
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，复合填料的底部设置有纳米曝气头，复合填料上方设置一涡轮，涡 轮筛滤池连进水管一侧设置有缩口进水管，该缩口进水管设在涡轮的一侧 上部;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有 纳米曝气头，储水箱内剩余空间填充有半导体负载填料;储水箱通过反冲 洗管道连接一缩口反洗管，缩口反洗管的出水口位于复合填料的表面;
涡轮筛滤池的出水进入出水池，出水池通过一反冲洗泵连接缩口反洗 管。
所述的污水处理装置，其中，布水管为钻孔PVC套管。
所述的污水处理装置，其中，表面土壤层为砂土混合物，并添加有赤 泥分子筛，用于缓冲、富集、重金属截留、土壤过滤以及栽种植物;过滤 层为无纺布，防止上层土壤、砂石的移动，造成导水层的堵塞;导水层铺 设有填料粒径为20mm-60mm的砾石和石灰石混合填料，用于磷的固化以 及污水的再度净化，砾石与石灰石布设体积比例为1:1-9。
所述的污水处理装置，其中，多阶段进水垂直流土壤渗滤系统底部设 有i=0.1-0.5的坡度，以保证污水自导水层顺利流出。
所述的污水处理装置，其中，涡轮筛滤池内的复合填料为粒径 0.5-1.0mm的石英砂以及锰砂的混合物。
所述的污水处理装置，其中，涡轮筛滤池内的两纳米曝气头各自连接 一纳米曝气机。
本发明提供的利用上述装置进行污水处理的方法：
格栅机将待处理的污水进行格栅处理，将污水中的固体以及大于格栅 孔径的固体悬浮物进行分离、拦截，降低污水处理难度，经过格栅处理的 污水导入多阶段进水垂直流土壤渗滤系统;
多阶段进水垂直流土壤渗滤系统呈封闭厌氧环境，在填料作用下，截 留、沉淀污水中的大颗粒杂质;在微生物作用下，污水中的大分子有机物 厌氧分解，提高废水可生化性，减小对后续工艺的负荷强度，同时为生物 处理提供碳源;
污水在多阶段进水垂直流土壤渗滤系统中向下运动过程中不断被微 生物降解;多阶段进水垂直流土壤渗滤系统采用多阶段进水，在处理过程 中提供碳源，提高污水处理效率;同时布水管的管径由上而下变小，水量 依次减少，防止提高处理效率的同时降低处理效果;
经过多阶段进水垂直流土壤渗滤系统处理的污水导入中间调节池进 行沉淀处理，沉淀后的上清液导入涡轮筛滤池中;
在涡轮筛滤池的缩口进水管的作用下，污水喷向池内并带动涡轮转 动，扰动填复合料表层，使涡轮筛滤池内的污水呈现涡流状态，使污水自 复合填料缝隙通过填料层;涡轮筛滤池的复合填料底部设置的纳米曝气头 采用O3曝气，增加气液接触面积、接触时间，利于臭氧溶于水中;纳米 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;且纳米级的O3气泡与紫外 灭菌灯、半导体负载填料共存于涡轮筛滤池，提高氧化效果，提高·OH产 生率;经涡轮筛滤池处理的污水达到排放标准。涡轮筛滤池的出水回流至 多阶段进水垂直流土壤渗滤系统进水，调节水质并刺激植物生长过程分泌 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。
本发明的积极效果是：
本发明结合生物法与物理法对污水进行有效处理，使用多阶段进水的 方式改良土壤渗滤系统的处理效率，避免处理过程后期由于碳源不足，导 致微生物衰减、死亡，污水处理效果差的现象产生。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。本 发明占地面积小，运行方便，经过本发明处理的出水透明度高、水质好， 不但可以灭杀病菌、虫卵等好氧生物，而且反应周期短、投资少、见效快。 本发明设计一种独特的筛滤方法，筛滤出水同时进行类芬顿氧化氧化分解 残余污染物，对生物处理出水进行深度处理，达到排放标准要求并适应环 境容量要求。