申请日2014.07.25
公开(公告)日2014.12.10
IPC分类号C02F9/14
摘要
一种污水三级过滤的组合装置，包括：一离心机连接复合垂直流人工湿地，复合垂直流人工湿地连接表层湍流筛滤装置，表层湍流筛滤装置连接超滤装置。本发明还公开了污水三级过滤的组合装置的水三级过滤的方法。
权利要求书
1.一种污水三级过滤的组合装置，其主要结构包括：
一离心机，该离心机的出水连接复合垂直流人工湿地;
复合垂直流人工湿地为两个区域，第一区域包括有进水池和并排设置 的上行池，上行池内由上到下分别填充有复合填料层和砾石层;第二区域 包括下行池和并排设置的出水池，下行池内由上到下分别为赤泥分子筛和 砾石层，出水池通过增压泵连接表层湍流筛滤装置;
表层湍流筛滤装置由多孔板分为上、下两个部分，多孔板的孔洞为倾 斜状，多孔板上方铺设有筛滤填料，筛滤填料底部设置有纳米曝气头，筛 滤填料的内表层分别平行且间隔一段距离地安装有第一缩口进水管和第 二缩口进水管，第一缩口进水管和第二缩口进水管通过增压泵与复合垂直 流人工湿地的出水口相连接;
表层湍流筛滤装置位于第一缩口进水管的另一侧下方在筛滤填料中 设有缩口反洗管，通过液压泵连接超滤装置;表层湍流筛滤装置位于缩口 反洗管的上方设置有回流槽，位于回流槽一侧设置有曝气管，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;
超滤装置中的纳米曝气头设置在膜组件的正下方。
2.根据权利要求1所述污水三级过滤的组合装置，其中，离心机转 速为3000r/min。
3.根据权利要求1所述污水三级过滤的组合装置，其中，复合垂直 流人工湿地的上行池内的复合填料层是由粉煤灰分子筛、弗洛里硅藻土混 拌而成。
4.根据权利要求1所述污水三级过滤的组合装置，其中，复合垂直 流人工湿地的上行池栽种用于浅水的千屈菜，下行池栽种挺水植物香蒲。
5.根据权利要求1所述污水三级过滤的组合装置，其中，表层湍流 筛滤装置的填料为石英砂、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，粒径为0.5-2.0mm。
6.根据权利要求1所述污水三级过滤的组合装置，其中，表层湍流 筛滤装置及超滤装置中的纳米曝气头连接纳米曝气机。
7.一种污水三级过滤的方法，主要过程为：
利用悬浮液密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理，实 现液-固分离，分离出的污水先通过砾石层的均匀布水，再经复合填料层微 生物-填料-植物的综合处理，对污水进行离子交换、吸附、过滤处理;然 后经赤泥分子筛、砾石层两级过滤后流入表层湍流筛滤装置;
表层湍流筛滤装置进行筛滤时，储水箱内纳米曝气间歇曝气，曝气时 储水箱内气压增大，空气被多孔板切割成为气泡鼓起，冲击筛滤填料，通 过二个缩口进水管提升对表层湍流筛滤装置中筛滤填料的冲击力，打散筛 滤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;曝气管上多个垂直向上的细孔曝气孔产生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;
筛滤填料底部的纳米曝气头进气为O2，用于清洁填料;储水箱内的纳 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;
使用纳米曝气的方式提高-OH产生率，由于微气泡具有庞大的数量、 比表面积、缓慢的上升速度，大大增加了气液接触面积、接触时间，有利 于臭氧溶于水中，克服了臭氧难溶于水的缺点。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，增强臭氧氧化分解有机物的能力;
臭氧在紫外光的照射作用下产生-OH，臭氧能带走二氧化钛光致电子 空穴对中的电子，从而产生了更多的羟基自由基，加速了有机物的降解， 通过-OH的强氧化作用对有机污染物进行处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，紫外灭菌灯的平均照射剂量 在300J/m2以上。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，表层湍流筛滤装置的出水回流 至复合垂直流人工湿地进水，调节水质并刺激植物生长过程分泌次生物 质。
说明书
一种污水三级过滤的组合装置和污水处理方法
技术领域
本发明涉及一种污水三级过滤的组合装置。
本发明还涉及一种污水三级过滤的方法。
背景技术
水是人类发展不可缺少的自然资源，是人类和一切生物赖以生存的物 质基础。当今世界，水资源不足和污染构成的水源危机已成为任何一个国 家在政策、经济和技术上所面临的复杂问题和社会经济发展的主要制约因 素。
在水资源日益缺乏的情况下，水资源污染的现实又使人们增加了一份 忧虑。在中国很多地区，由于各种复杂因素致使不少水体已经严重受到污 染，这更加剧了水资源紧缺的矛盾。
解决水资源紧张的重要途径，目前主要的方法有：
1)降低工业用水量，提高水的重复利用率
2)实行科学灌溉，减少农业用水浪费
3)回收利用城市污水、开辟第二水源
要解决好现实当中与人类社会生活密切相关的水问题，就一定要用到 现代的水处理技术以及水处理过滤器。污水过滤处理就是通过各种物理 的、化学的手段，去除水中一些对生产、生活不需要的物质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水三级过滤的组合装置。
本发明的又一目的在于提供一种污水三级过滤的方法。
为实现上述目的，本发明提供的污水三级过滤的组合装置，其主要结 构包括：
一离心机，该离心机的出水连接复合垂直流人工湿地;
复合垂直流人工湿地为两个区域，第一区域包括有进水池和并排设置 的上行池，上行池内由上到下分别填充有复合填料层和砾石层;第二区域 包括下行池和并排设置的出水池，下行池内由上到下分别为赤泥分子筛和 砾石层，出水池通过增压泵连接表层湍流筛滤装置;
表层湍流筛滤装置由多孔板分为上、下两个部分，多孔板的孔洞为倾 斜状，多孔板上方铺设有筛滤填料，筛滤填料底部设置有纳米曝气头，筛 滤填料的内表层分别平行且间隔一段距离地安装有第一缩口进水管和第 二缩口进水管，第一缩口进水管和第二缩口进水管通过增压泵与复合垂直 流人工湿地的出水口相连接;
表层湍流筛滤装置位于第一缩口进水管的另一侧下方在筛滤填料中 设有缩口反洗管，通过液压泵连接超滤装置;表层湍流筛滤装置位于缩口 反洗管的上方设置有回流槽，位于回流槽一侧设置有曝气管，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;
超滤装置中的纳米曝气头设置在膜组件的正下方。
所述污水三级过滤的组合装置中，离心机转速为3000r/min。
所述污水三级过滤的组合装置中，复合垂直流人工湿地的上行池内的 复合填料层是由粉煤灰分子筛、弗洛里硅藻土混拌而成。
所述污水三级过滤的组合装置中，复合垂直流人工湿地的上行池栽种 用于浅水的千屈菜，下行池栽种挺水植物香蒲。
所述污水三级过滤的组合装置中，表层湍流筛滤装置的填料为石英 砂、改性锰砂与天然沸石分子筛的混合物，粒径为0.5-2.0mm。
所述污水三级过滤的组合装置中，表层湍流筛滤装置及超滤装置中的 纳米曝气头连接纳米曝气机。
本发明提供的污水三级过滤的方法，主要过程为：
利用悬浮液密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理，实现液 -固分离，分离出的污水先通上行池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，经微生物-填料-植物的综合处理， 对污水进行离子交换、吸附、过滤处理;下行池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，由外至内形成好氧、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;
表层湍流筛滤装置进行筛滤时，储水箱内纳米曝气间歇曝气，曝气时 储水箱内气压增大，空气被多孔板切割成为气泡鼓起，冲击筛滤填料，通 过二个缩口进水管提升对表层湍流筛滤装置中筛滤填料的冲击力，打散筛 滤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;曝气管上多个垂直向上的细孔曝气孔产生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;
筛滤填料底部的纳米曝气头进气为O2，用于清洁填料;储水箱内的纳 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;
使用纳米曝气的方式提高-OH产生率，由于微气泡具有庞大的数量、 比表面积、缓慢的上升速度，大大增加了气液接触面积、接触时间，有利 于臭氧溶于水中，克服了臭氧难溶于水的缺点。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，增强臭氧氧化分解有机物的能力;
臭氧在紫外光的照射作用下产生-OH，臭氧能带走二氧化钛光致电子 空穴对中的电子，从而产生了更多的羟基自由基，加速了有机物的降解， 通过-OH的强氧化作用对有机污染物进行处理。
表层湍流筛滤装置的出水回流至复合垂直流人工湿地进水，调节水质 并刺激植物生长过程分泌次生物质。
所述的方法中，紫外灭菌灯的平均照射剂量在300J/m2以上。
本明采用离心机将污水内大型固体初步分离，而后在复合垂直流人工 湿地的物理作用、化学作用及生物作用下对污水初次过滤，此时出水透明 度已有显著提升，再通过表层湍流筛滤装置对湿地出水进行深度过滤，去 除污水中有机物、胶体、重金属等污染物质，最后使用超滤装置使出水达 到回用标准。本发明本着截流的理念，利用物理过滤、化学过滤、微生物 过滤的方式一层一层将污染物质从污水中剥离，使用较少步骤将水质复杂 的污水一步步处理干净，操作简便，效果优越。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。