專利名稱：臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深度處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及水處理領(lǐng)域，具體是利用臭氧催化氧化一下流式曝氣生物濾池 一體化水處理裝置處理受污染原水、廢水，特別是含難生物,有機物廢水的深度 處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
臭氧具有極強的氧化性能，其氧化能力僅次于氟，高于氯和高錳酸鉀。基于臭 氧的強氧化性，且在水中可短時間內(nèi)自行分解，沒有二次污染，是理想的綠色氧化 藥劑。目前，臭氧技術(shù)在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用正不斷增加。臭氧不僅具有很強的消毒 殺菌作用，還可以氧化去除水中的難以生物降解的污染物質(zhì)。但是如果單獨使用臭 氧將難以生物降解的污染物礦化為二氧化碳和水直接去除，往往臭氧投加量大，所 需費用太高，經(jīng)濟性差，無法在實際工程中大規(guī)模應(yīng)用。同時，傳統(tǒng)的臭氧氧化技 術(shù)不能有效地提高臭氧氧化能力，對難,有機物去除率也較低。因此，對臭氧進 行催化氧化，提高其氧化能力也是目前研究的熱點。
曝氣生物濾池(B A F )工藝主要應(yīng)用于低濃度的污7jC深度處理和原7jC微污染 的預(yù)處理，如城市生活污水處理，低濃度工業(yè)污水處理，給水的原水預(yù)處理等。它 是一種微生物接觸生長系統(tǒng)，通過附著在填料上的微生物的吸收、降解、氧化、合 成等作用，去除可生物降解和利用的溶解性物質(zhì)。該方法集污水處理曝氣池和給水 快濾池的特點于一體，高比表面積的粒狀填料的使用不僅增大了微生物量，而且微 生物的活性高，同時使得廢水能同填料表面的微生物充分有效地接觸，因而使得曝 氣生物^T池較一般傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)有更高的處理效率。曝氣生物濾池的最大特 點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)二次沉淀池，在保證處理效果 的前提下使處理工藝簡化。此外，曝氣生物濾池工藝還具有有機物容積負(fù)荷高、水 力負(fù)荷大，水力停留時問短、所需基建投資少、能耗及運行成本低及保證較高出水 水質(zhì)等特點。但曝氣生物濾池技術(shù)僅能脫除可生物降解的有機物，對含難生物糊軍 有機物廢水的處理效果往往不佳。對含溶解性，且又難以生物降解污染物的去除是 污7jC深度處理，中水回用的一個難題。
實用新型內(nèi)容
本實用新型裝置的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)處理含難生物降解有機物廢水 的不足，開發(fā)一種既保持臭氧氧化能力強和曝氣生物濾池生物氧化和截留懸浮 物的特點，又避免臭氧對曝氣生物濾池生物氧化干擾，并提高其有機污染物的 可生化性的臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深度處理裝置。
本實用新型原理采用臭氧非均相催化氧化，在裝置中填充臭氧氧化催 化陶粒，大大提高臭氧的氧化效率，降低廢水的處理成本；經(jīng)過臭氧催化氧 化，不但氧化分解了部分有機物，更主要的是提高了有機污染物的可生化性， 然后廢水溢流進入下流式曝氣生物濾池，利用曝氣生物濾池處理工藝最終將 被臭氧氧化處理后的難生物降解有機物去除。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是-
臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深度處理裝置，包括臭氧發(fā) 生系統(tǒng)、氣水混合系統(tǒng)和下流式曝氣生物濾池，所述氣水混合系統(tǒng)包括依次 連接的輸送水泵、文丘里管和廢水噴射口，臭氧發(fā)生系統(tǒng)與文丘里管相連； 所述廢水深度處理裝置還包括非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)，該系統(tǒng)由下到上包 括氣水混合層、承托布水板、非均相催化氧化填料層、鋼絲網(wǎng)和出水堰；廢 水噴射口位于氣水混合層中，出水堰與下流式曝氣生物濾池上端的氣水混合 區(qū)連通；所述非均相催化氧化填料層由負(fù)載了錳金屬系列的陶粒堆積形成， 陶粒粒徑為2 8mm，高度為3 8m。
為進一步實現(xiàn)本實用新型的目的，所述鋼絲網(wǎng)為不銹鋼鋼絲網(wǎng)，規(guī)格為 10 20目。
所述下流式曝氣生物濾池在池體內(nèi)由上到下依次包括氣水混合區(qū)、生物 填料層、承壓層和反沖洗布?xì)獠妓畬?，在反沖洗布?xì)獠妓畬舆€設(shè)有出水口。
所述下流式曝氣生物濾池還包括反沖洗系統(tǒng)，反沖洗系統(tǒng)包括反沖洗氣 泵、反沖洗水泵和反沖洗出水堰，反沖洗氣泵、反沖洗水泵分別與反沖洗布 氣布水層連通，反沖洗出水堰設(shè)置在氣水混合區(qū)的上部。
所述承壓層為鋼板或水泥板，在板上安裝ABS或者不銹鋼濾頭。 所述生物填料層由粒徑為1 10mm的陶粒、活性炭、蜂窩陶瓷、沸石或 火山巖顆粒填料中的一種堆積形成。所述廢水進水輸送水泵與文丘里管連通的管道上依次設(shè)有第一閥門和流
所述承托布水板為鋼板或水泥板，在板上安裝ABS或者不銹鋼濾頭。 所述下流式曝氣生物濾池的橫截面積為非均相臭氧催化反應(yīng)系統(tǒng)橫截面 積的1.5-2.5倍。
本實用新型有如下優(yōu)點和積極效果
(1) 本實用新型在一個組合的反應(yīng)器中實現(xiàn)了臭氧催化氧化和曝氣生物 濾池生化的兩個作用，利用進水水泵和文丘里管產(chǎn)生的吸力，將臭氧吸入臭 氧催化氧化裝置，反應(yīng)以后的廢水利用高度差，直接溢流進入下流式曝氣生 物濾池，在一個反應(yīng)器中實現(xiàn)了臭氧催化氧化和曝氣生物濾池的聯(lián)合處理。 減少了臭氧化以后的水再泵入曝氣生物濾池的麻煩；減少了泵與管道，及各 單元間流量不平衡的問題，處理系統(tǒng)緊湊，占地面積小。
(2) 臭氧化后不必再安裝臭氧破壞系統(tǒng)，由于臭氧要經(jīng)過充滿催化載體 的填料層，因此尾氣中基本沒有臭氧殘留。而溶解于廢水中的臭氧在整個臭 氧催化反應(yīng)器的停留時間為1 3小時，相對于無催化作用下臭氧的半衰期 15 20分鐘，停留的時間夠長，同時，下流式曝氣生物濾池通過調(diào)節(jié)出水管 的高度，保證生物填料上部的氣水混合層有l(wèi)m以上的保護高度，進一步分解 降低廢水中可能殘留的微量臭氧，對曝氣生物濾池的微生物起保護作用。


圖1是臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深度處理裝置整體結(jié) 構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)和下流式曝氣生物濾池結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深度處理裝置俯視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實例對本實用新型作進一步詳細(xì)的說明，但本實用新型 的實施方式不限于此。
如圖l、 2所示臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深度處理裝
置包括非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)8、臭氧發(fā)生系統(tǒng)7、氣水混合系統(tǒng)和下流式曝氣生物濾池9。氣水混合系統(tǒng)包括依次連接的輸送水泵l、第一閥門2、流 量計3、文丘里管4、第二閥門5和廢水噴射口6;臭氧發(fā)生系統(tǒng)7與文丘里 管4相連；非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)8由下到上包括氣水混合層11、承托布 水板12，非均相催化氧化填料層13，鋼絲網(wǎng)1和出水堰15;廢水噴射口 6 位于氣水混合層11中，出水堰15與下流式曝氣生物濾池上端的氣水混合區(qū) 16連通。臭氧發(fā)生系統(tǒng)7與文丘里管4相連相通，臭氧通過文丘里管進入非 均相臭氧催化氧化系統(tǒng)8。鋼絲網(wǎng)為不銹鋼鋼絲網(wǎng)。臭氧發(fā)生系統(tǒng)通常包括 空氣壓縮機，空氣干燥器，純氧制造機以及臭氧發(fā)生器四部分，目前中、大 型的臭氧發(fā)生系統(tǒng)(500g/h以上的臭氧量)都采用該工藝制備臭氧，有成套 設(shè)備，因此不再詳細(xì)說明。
下流式曝氣生物濾池在池體內(nèi)由上到下依次包括氣水混合區(qū)16、生物填 料層17、承壓層18和反沖洗布?xì)獠妓畬?9，在反沖洗布?xì)獠妓畬?9還設(shè)有 出水口 10。生物填料層由陶粒、活性炭、蜂窩陶瓷、沸石或火山巖顆粒填料 中的一種堆積形成，粒徑為1 10mm。下流式曝氣生物濾池9還包括反沖洗 系統(tǒng)，反沖洗系統(tǒng)包括反沖洗風(fēng)機水泵系統(tǒng)21和反沖洗出水堰20，用于濾 池的反沖洗，反沖洗風(fēng)機水泵系統(tǒng)21與反沖洗布?xì)獠妓畬?9通過管道連通， 反沖洗出水堰20設(shè)置在氣水混合區(qū)16上。反沖洗后的廢水通過反沖洗出水 堰20排回廢水處理原調(diào)節(jié)池。
同時，廢水深度處理裝置還設(shè)置臭氧催化系統(tǒng)檢修人孔22和下流式曝氣 生物濾池系統(tǒng)檢修人孔23，分別位于氣水混合層11和反沖洗布?xì)獠妓畬?9 上，便于進行設(shè)備的定期檢修維護。
如圖3所示下流式曝氣生物濾池的橫截面積約為非均相臭氧催化反應(yīng) 系統(tǒng)橫截面積的1. 5-2. 5倍，具體大小可根據(jù)不同水質(zhì)進行設(shè)計。
非均相臭氧催化反應(yīng)系統(tǒng)的承托布水板和下流式曝氣生物濾池的承壓層 為鋼板或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在鋼板或者鋼筋混凝土板上安裝ABS或者不銹 鋼濾頭進行布?xì)獠妓?br> 使用時，臭氧和廢水經(jīng)過噴射口 6進入氣水混合層11，然后上升經(jīng)過承 托布水板12，使得廢水和臭氧均勻地在非均相催化氧化填料層13進行反應(yīng)， 非均相催化氧化填料層由負(fù)載了錳金屬系列的陶粒組成，其粒徑為2 8mm，高度為3 8m，保證反應(yīng)時間30 60分鐘。反應(yīng)出水經(jīng)過不銹鋼鋼絲網(wǎng)14， 鋼絲網(wǎng)規(guī)格為10 20目，保證非均相載體不隨被處理水排出，同時去除氣水 擾動引起的泡沫，經(jīng)出水堰15出水，溢流進入下流式曝氣生物濾池9。先通 過氣水混合區(qū)16均勻水質(zhì)，再通過生物填料層17進行好氧生物降解，同時 過濾去除懸浮物，然后通過承壓層18的濾頭，最后通過出水口 IO廢水達標(biāo) 排放或者進行中水回用。
本實用新型可以單獨對廢水進行處理，也可以和其他工藝進行組合，作 為一個單元對廢水進行處理。特別是含不可生物降解有機物的廢水處理，如 垃圾滲濾液的深度處理， 一般工業(yè)廢水的深度處理后作為回用的水源等。
權(quán)利要求1、臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深度處理裝置，包括臭氧發(fā)生系統(tǒng)、氣水混合系統(tǒng)和下流式曝氣生物濾池，所述氣水混合系統(tǒng)包括依次連接的輸送水泵、文丘里管和廢水噴射口，臭氧發(fā)生系統(tǒng)與文丘里管相連；其特征在于所述廢水深度處理裝置還包括非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)，該系統(tǒng)由下到上包括氣水混合層、承托布水板、非均相催化氧化填料層、鋼絲網(wǎng)和出水堰；廢水噴射口位于氣水混合層中，出水堰與下流式曝氣生物濾池上端的氣水混合區(qū)連通；所述非均相催化氧化填料層由負(fù)載了錳金屬氧化物系列的陶粒堆積形成，陶粒粒徑為2～8mm，高度為3～8m。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深 度處理裝置，其特征在于所述鋼絲網(wǎng)為不銹鋼鋼絲網(wǎng)，規(guī)格為10 20目。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深 度處理裝置，其特征在于所述下流式曝氣生物濾池在池體內(nèi)由上到下依次 包括氣水混合區(qū)、生物填料層、承壓層和反沖洗布?xì)獠妓畬?，在反沖洗布?xì)?布水層還設(shè)有出水口。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深度處理裝置，其特征在于所述下流式曝氣生物濾池還包括反沖洗系統(tǒng)，反沖洗系統(tǒng)包括反沖洗氣泵、反沖洗水泵和反沖洗出水堰，反沖洗氣泵、反沖 洗水泵分別與反沖洗布?xì)獠妓畬舆B通，反沖洗出水堰設(shè)置在氣水混合區(qū)的上 部。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深 度處理裝置，其特征在于所述承壓層為鋼板或水泥板，在板上安裝ABS或 者不銹鋼濾頭。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深 度處理裝置，其特征在于所述生物填料層由粒徑為1 10mm的陶粒、活性 炭、蜂窩陶瓷、沸石或火山巖顆粒填料堆積形成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深 度處理裝置，其特征在于所述廢水進水輸送水泵與文丘里管連通的管道上 依次設(shè)有第一閥門和流量計。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深度處理裝置，其特征在于所述承托布水板為鋼板或水泥板，在板上安裝ABS或者不銹鋼濾頭。
9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深度處理裝置，其特征在于所述下流式曝氣生物濾池的橫截面積為非均相臭氧催化反應(yīng)系統(tǒng)橫截面積的1. 5-2. 5倍。
專利摘要本實用新型公開了臭氧氧化與下流式曝氣生物濾池結(jié)合的廢水深度處理裝置。該裝置包括臭氧發(fā)生系統(tǒng)、氣水混合系統(tǒng)和非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)以及下流式曝氣生物濾池。非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)由下到上包括氣水混合層、承托布水板、非均相催化氧化填料層、鋼絲網(wǎng)和出水堰；廢水噴射口位于氣水混合層中，出水堰與下流式曝氣生物濾池上端的氣水混合區(qū)連通；非均相催化氧化填料層由負(fù)載了錳金屬氧化物系列的陶粒堆積形成，高度為3～8m。該實用新型在一個組合的反應(yīng)器中實現(xiàn)了臭氧催化氧化和曝氣生物濾池生化的兩個作用，減少了泵與管道，占地面積小，且非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)促進了臭氧的分解，對曝氣生物濾池的微生物起保護作用。
文檔編號C02F9/14GK201240972SQ200820051238
公開日2009年5月20日 申請日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日
發(fā)明者汪曉軍, 顧曉揚 申請人:華南理工大學(xué)