一種納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置和方法
【專利摘要】一種納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，主要由納米微電解池、好氧生物膜反應(yīng)器、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置和三級(jí)反沖篩濾裝置組成。本發(fā)明還公開(kāi)了利用上述裝置進(jìn)行污水處理的方法。本發(fā)明具有適用范圍廣、反應(yīng)速率快、工藝流程簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、投資費(fèi)用少、操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本低、處理效果穩(wěn)定、出水水質(zhì)透明度高。
【專利說(shuō)明】一種納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高污水可生化性并對(duì)其進(jìn)行深度處理的工藝，更具體地涉及一種納米曝氣鐵碳微電解凈化難降解有機(jī)廢水的組裝置。
[0002]本發(fā)明還涉及利用上述裝置處理難降解有機(jī)廢水的方法。

【背景技術(shù)】
[0003]由于生物降解作用，有機(jī)廢水會(huì)使受納水體缺氧甚至厭氧，多數(shù)水生物將死亡，從而產(chǎn)生惡臭，惡化水質(zhì)和環(huán)境。二是感觀性污染:有機(jī)廢水不但使水體失去使用價(jià)值，更嚴(yán)重影響水體附近人民的正常生活。三是致毒性危害:超有機(jī)廢水中含有大量有毒有機(jī)物，會(huì)在水體、土壤等自然環(huán)境中不斷累積、儲(chǔ)存，最后進(jìn)入人體，危害人體健康。
[0004]而高濃度難降解有機(jī)廢水的處理，是有機(jī)廢水處理的難題，所謂高難度是指COD達(dá)到2000mg/L以上，難降解是指廢水的可生化性能較低，即B0D/C0D值低于0.3-0.5，難以生物降解。高濃度、難降解兩種性質(zhì)一旦疊加，使得單獨(dú)的生物法或者物化法等常規(guī)方法作用不大，于是研究新的處理方法提高處理效果、降低處理成本，是解決此類廢水污染的關(guān)鍵問(wèn)題。本發(fā)明采用納米微電解池提高廢水的可生化性，再利用好氧生物膜反應(yīng)器降低有機(jī)物含量，并使用納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置和三級(jí)反沖篩濾裝置再凈化以提高出水水質(zhì)，處理效果優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)于B/C低于0.2的有機(jī)污水有機(jī)物去除率高達(dá)100%。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置。
[0006]本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述裝置處理難降解有機(jī)廢水的方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，主要由納米微電解池、好氧生物膜反應(yīng)器、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置和三級(jí)反沖篩濾裝置組成，其中:
[0008]納米微電解池的底部設(shè)有排泥孔，排泥孔上方設(shè)有攪拌器，攪拌器上方設(shè)置有納米曝氣盤(pán)形成曝氣段；曝氣段上方設(shè)有一鋼網(wǎng)，鋼網(wǎng)上方充填有鐵碳填料形成微電解段；微電解段上方為出水段，上清液導(dǎo)出至好氧生物膜反應(yīng)器；
[0009]好氧生物膜反應(yīng)器底部開(kāi)設(shè)有排泥口，好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)部位于排泥口上方設(shè)有納米曝氣盤(pán)，納米曝氣盤(pán)上方設(shè)置攪拌機(jī)，好氧生物反應(yīng)器內(nèi)填充有填料；好氧生物膜反應(yīng)器的出水導(dǎo)入納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置內(nèi)；
[0010]納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置底部設(shè)有螺旋輸泥器和出泥口，納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置連接三段式生物膜反應(yīng)器出水口的一側(cè)為主反應(yīng)區(qū)，用于完成納米氣浮-凝聚過(guò)程，相鄰主反應(yīng)區(qū)為絮體攔截區(qū)，相鄰絮體攔截區(qū)的為絮體二次攔截區(qū)；主反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有微渦流混凝器，主反應(yīng)區(qū)內(nèi)部上方有通入O2的納米曝氣頭，主反應(yīng)區(qū)頂端設(shè)有用以添加混凝劑的加藥裝置；絮體攔截區(qū)內(nèi)鋪設(shè)有用于絮體攔截沉淀的斜管；絮體二次攔截區(qū)內(nèi)部填充有聚丙烯的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)填料，立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)填料下方鋪設(shè)一納米曝氣頭，絮體二次攔截區(qū)底部設(shè)置有出水口，出水通過(guò)液壓泵連接旋三級(jí)反沖篩濾裝置的進(jìn)水口 ；
[0011]三級(jí)反沖篩濾裝置水池的進(jìn)水口處設(shè)有一進(jìn)水堰，出水口處設(shè)有回流槽，三級(jí)反沖篩濾裝置內(nèi)部由多孔網(wǎng)格分為上部的集水池和下部的分流倉(cāng)兩個(gè)部分，分流倉(cāng)為緊密排列的圓筒狀；多孔網(wǎng)格上方中央安放一納米曝氣頭，埋設(shè)在填充的篩濾填料中，篩濾填料上方靠近進(jìn)水堰處設(shè)有一阻流板，靠近回流槽的一側(cè)設(shè)有一通入O2的曝氣管，曝氣管設(shè)有多個(gè)細(xì)孔曝氣孔，曝氣孔垂直向上，篩濾填料安裝有超聲波發(fā)生儀；分流倉(cāng)的下方為儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱外壁涂刷避光黑色涂料，其內(nèi)壁均勻負(fù)載一層非金屬摻雜的光催化劑，其底部安裝有紫外滅菌燈，且滅菌燈之間設(shè)置有通入O3的曝氣納米曝氣頭，儲(chǔ)水箱內(nèi)剩余的空間填充有半導(dǎo)體負(fù)載填料；三級(jí)反沖篩濾裝置的出水直接導(dǎo)入出水池。
[0012]所述納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，其中，納米微電解池內(nèi)采用的鐵碳填料中，鐵碳質(zhì)量比為2:3-1:1，pH為2.5-4.5。
[0013]所述納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，其中，好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)的填料為納米級(jí)碳素纖維填料或組合填料，在好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)呈上下形式的設(shè)置；填料的表面形成厚重的生物膜，其斷面上由外及里形成了好氧、兼性厭氧和厭氧三種反應(yīng)區(qū)。
[0014]所述納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，其中，好氧生物膜反應(yīng)器的一側(cè)安裝有溫度控制儀，該溫度控制儀連接并控制安置在好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)部的感溫控頭和加熱帶。
[0015]所述納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，其中，三級(jí)反沖篩濾裝置中的篩濾填料選取石英砂、改性錳砂與天然沸石分子篩混合，粒徑為0.5-1.2_，不均勻系數(shù)為2。
[0016]所述納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，其中，納米微電解池、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置及三級(jí)反沖篩濾裝置的篩濾池和集水池內(nèi)的納米曝氣頭分別與一納米曝氣機(jī)連接。
[0017]所述納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，其中，納米微電解池、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置、三級(jí)反沖篩濾裝置的反沖洗時(shí)納米曝氣頭進(jìn)氣為O2，用于混凝攪拌和清潔填料；三級(jí)反沖篩濾裝置的儲(chǔ)水池及浸沒(méi)式中空纖維膜納米曝氣頭的進(jìn)氣為O3，通過(guò)納米曝氣強(qiáng)化羥基自由基的產(chǎn)生過(guò)程。
[0018]本發(fā)明提供的利用上述納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置進(jìn)行污水處理的方法:
[0019]污水通過(guò)納米微電解池內(nèi)的鐵碳填料，可有效地去除廢水中的難降解有機(jī)物，并進(jìn)一步提高了廢水的可生化性；經(jīng)過(guò)納米微電解池處理的上清液抽至好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)，在好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)大量去除其中的可降解有機(jī)物，并大量去除污水中易引起污水毒性、使污水富營(yíng)養(yǎng)化的氨氮，好氧生物膜反應(yīng)器的出水導(dǎo)入至納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置內(nèi)的主反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行納米氣浮-凝聚處理后，于微渦流混凝器再次凝聚-絮凝，而后自流至絮體攔截區(qū)，絮體在斜管的攔截作用下沉至反應(yīng)器底部，定時(shí)在螺旋輸送器的帶動(dòng)下自出泥口定期排出，澄清液溢流至絮體二次攔截區(qū)，在立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)填料的作用下進(jìn)行二次攔截，過(guò)濾后的清液自出水口排出進(jìn)入三級(jí)反沖篩濾裝置；
[0020]在三級(jí)反沖篩濾裝置中，儲(chǔ)水箱內(nèi)納米曝氣頭不連續(xù)工作，空氣自多孔網(wǎng)格向上鼓起，分割成小氣泡，間歇沖散篩濾填料上的致密污物層，污染物質(zhì)層破碎成片狀浮起，在曝氣管的浮力以及進(jìn)水沖擊擋流板向右推力的協(xié)同作用下，溢流至回流槽，使篩濾填料截留的污染物集中排除裝置外，與進(jìn)水混合重新處理，以延長(zhǎng)三級(jí)反沖篩濾裝置使用壽命及反洗周期；
[0021 ] 儲(chǔ)水箱內(nèi)的納米曝氣頭采用O3曝氣，由于納米氣泡具有龐大的數(shù)量、比表面積、緩慢的上升速度等特性，同時(shí)氣泡在水中停留時(shí)間長(zhǎng)，增加了氣液接觸面積、接觸時(shí)間，利于臭氧溶于水中，克服了臭氧難溶于水的缺點(diǎn)；微氣泡內(nèi)部具有較大的壓力且納米氣泡破裂時(shí)界面消失，周圍環(huán)境劇烈改變產(chǎn)生的化學(xué)能促使產(chǎn)生更多的羥基自由基.0H，增強(qiáng)03氧化分解有機(jī)物的能力；且納米級(jí)別O3氣泡與紫外滅菌燈、半導(dǎo)體負(fù)載填料共存于儲(chǔ)水箱，提高高級(jí)氧化效果，可有效提高.0H產(chǎn)生率，經(jīng)三級(jí)反沖篩濾裝置處理后達(dá)標(biāo)的污水進(jìn)入出水池。
[0022]所述的方法，其中，納米微電解池、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置及三級(jí)反沖篩濾裝置的篩濾池和集水池內(nèi)，納米曝氣頭分別與一納米曝氣機(jī)連接。
[0023]所述的方法，其中，納米微電解池、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置、三級(jí)反沖篩濾裝置的反沖洗時(shí)納米曝氣頭進(jìn)氣為O2，用于混凝攪拌和清潔填料；三級(jí)反沖篩濾裝置的儲(chǔ)水池及浸沒(méi)式中空纖維膜納米曝氣頭進(jìn)氣為O3，通過(guò)納米曝氣強(qiáng)化羥基自由基的產(chǎn)生過(guò)程。
[0024]本發(fā)明使用納米曝氣微電解技術(shù)對(duì)可生化性較低的污水進(jìn)行預(yù)處理，提高廢水可生化性。技術(shù)上使用高效率的納米曝氣裝置進(jìn)行曝氣，使池內(nèi)填料無(wú)需經(jīng)?！盎罨保苊饬颂盍弦?yàn)榘褰Y(jié)、堵塞現(xiàn)象，不但提高處理效率，降低處理時(shí)間，更可以延長(zhǎng)填料使用壽命，使得運(yùn)行質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。納米微電解池內(nèi)填充一種工業(yè)上廢棄的鐵屑制備的高效鐵碳的填料，可有效地去除廢水中的難降解有機(jī)物，并進(jìn)一步提高了廢水的可生化性。于思想上貫徹了 “以廢治廢”的處理方針，處理污水的同時(shí)，也做到了固體廢棄物的“減量化”。在好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)使用了碳素纖維生態(tài)草做填料，利用填料表面生物膜微生物膠體結(jié)構(gòu)的吸附以及過(guò)濾特性，大量的聚集污染物質(zhì)，而后在微生物的作用下，將吸附的污染物質(zhì)降解。
[0025]本發(fā)明采用納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置、三級(jí)反沖篩濾裝置進(jìn)行深度處理，三級(jí)反沖篩濾裝置中納米二氧化鈦晶體作為光觸媒在紫外燈照射下激發(fā)極具氧化力的自由負(fù)離子，同時(shí)在納米曝氣過(guò)程中以及超聲波發(fā)生過(guò)程激發(fā)的能量亦可發(fā)生并加強(qiáng)自由負(fù)離子的產(chǎn)生，達(dá)成光催化效果；而自由負(fù)離子以及其擺脫共價(jià)鍵的束縛后留下空位，與納米氣泡表面帶有的電荷同時(shí)產(chǎn)生微電解效果，消除前兩步處理出水的毒性，滅殺其中致病微生物，并降解其中長(zhǎng)鏈多環(huán)芳香類有機(jī)物及痕量殘留物。本工藝具有適用范圍廣、反應(yīng)速率快、工藝流程簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、投資費(fèi)用少、操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本低、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中主要組件符號(hào)說(shuō)明:
[0027]I納米微電解池；2鐵碳填料；3溫度控制儀；4加熱帶；5感溫探頭；6好氧生物膜反應(yīng)器；7填料；8主反應(yīng)區(qū)；9、9A、9B、9C納米曝氣頭；10加藥裝置；11絮體攔截區(qū)；12斜管；13納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置；14絮體二次攔截區(qū)；15立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)填料；16第一閥門(mén)；17第二閥門(mén)；18增壓泵；19進(jìn)水堰；20阻流板；21混合填料；22三級(jí)反沖篩濾裝置；23曝氣管；24回流槽；25多孔網(wǎng)格；26分流倉(cāng)；27出水池；28第三閥門(mén)；29第一閘閥；30第二閘閥；31半導(dǎo)體負(fù)載填料；32紫外滅菌燈；33集水池；34通氣管；35出水口 ；36出泥口 ；37螺旋輸送器；38微渦流混凝器；39納米曝氣機(jī)；40排泥孔；41納米曝氣盤(pán)；42攪拌機(jī)；43超聲波發(fā)生儀。

【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明提供的納米曝氣鐵碳微電解凈化難降解有機(jī)廢水的裝置，可以高效提高污水可生化性并對(duì)其進(jìn)行深度處理。
[0029]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供的納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，其主要結(jié)構(gòu)包括:
[0030]納米微電解池I的底部設(shè)有排泥孔40，排泥孔40上方設(shè)有攪拌器42，攪拌器42上方設(shè)置有納米曝氣盤(pán)1，形成曝氣段；曝氣段上方設(shè)有一鋼網(wǎng)，鋼網(wǎng)上方充填有鐵碳填料2，形成微電解段；微電解段上方為出水段，上清液通過(guò)出水段的溢流堰導(dǎo)出至好氧生物膜反應(yīng)器6。
[0031]本發(fā)明的納米曝氣納米微電解池內(nèi)使用的鐵碳填料為公知產(chǎn)品(本發(fā)明采用是購(gòu)自濰坊普茵沃潤(rùn)環(huán)?？萍加邢薰镜漠a(chǎn)品)，是利用工業(yè)上廢棄的鐵屑制備的鐵碳填料，使用納米氣泡持提高納米微電解池活性，在生物濾池內(nèi)也使用了固體廢物粉煤灰制備的分子篩做載體。處理污水的同時(shí)，也做到了固體廢棄物的“減量化”。
[0032]陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)二價(jià)鐵離子具有較強(qiáng)的還原能力，可使某些有機(jī)物還原，也可使某些不飽和基團(tuán)(如羧基C00H、偶氮基-N = N-)的雙鍵打開(kāi)，使部分難降解環(huán)狀和長(zhǎng)鏈有機(jī)物分解成易生物降解的小分子有機(jī)物而提高可生化性。此外，二價(jià)和三價(jià)鐵離子是良好的絮凝劑，調(diào)節(jié)污水的PH可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉淀，吸附污水中的懸浮或膠體態(tài)的微小顆粒及有機(jī)高分子，同時(shí)去除部分有機(jī)污染物質(zhì)使污水得到凈化。陰極反應(yīng)產(chǎn)生大量新生態(tài)的[H]和[O]，在偏酸性的條件下，這些活性成分均能與污水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使有機(jī)大分子發(fā)生斷鏈降解，從而消除了有機(jī)污水的色度，提高了污水的可生化性?？勺鳛樯锾幚淼那疤幚砉に嚕谖勰嗟某两岛蜕飹炷?。
[0033]使用納米曝氣催化納米微電解池在長(zhǎng)期運(yùn)行中始終保持高活性，不需經(jīng)?！盎罨保\(yùn)行質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。解決了傳統(tǒng)鐵床的“結(jié)疤”、“鈍化”、“死床”問(wèn)題。曝氣鐵炭微電解工藝是較適宜預(yù)處理有機(jī)廢水的工藝，本方法適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、操作維護(hù)方便，不需消耗電力資源等優(yōu)點(diǎn)。該工藝用于有機(jī)污水的處理不但能大幅度地降低COD和色度，而且可大大提高廢水的可生化性。
[0034]好氧生物膜反應(yīng)器6底部開(kāi)設(shè)有排泥口 40，好氧生物膜反應(yīng)器6內(nèi)部位于排泥口40上方設(shè)有納米曝氣盤(pán)41，納米曝氣盤(pán)41上方設(shè)置攪拌機(jī)42，好氧生物反應(yīng)器6內(nèi)填充有填料7，填料7使用納米級(jí)碳素纖維填料或組合填料，在填料的表面形成厚重的生物膜，生物膜的斷面上由外及里形成了好氧、兼性厭氧和厭氧三種反應(yīng)區(qū)。填料7在好氧生物膜反應(yīng)器6內(nèi)呈上下形式的設(shè)置。
[0035]好氧生物膜反應(yīng)器6內(nèi)的一側(cè)設(shè)有加熱帶4和溫感探頭5，該加熱帶4和溫感探頭5分別連接設(shè)置在厭氧生物膜反應(yīng)器6外部的溫度控制儀3。納米曝氣盤(pán)41連接一納米曝氣機(jī)39，在好氧生物膜反應(yīng)器6內(nèi)大量去除其中的可降解有機(jī)物，并大量去除污水中易引起污水毒性、使污水富營(yíng)養(yǎng)化的氨氮，好氧生物膜反應(yīng)器6的出水直接導(dǎo)入納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置13內(nèi)。
[0036]納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置13分為左、中、右三個(gè)部分(按圖面所示方向)，底部設(shè)有螺旋輸送器37。納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置13的左邊(即連接好氧生物膜反應(yīng)器6 —端)為主反應(yīng)區(qū)8，用于完成納米氣浮-凝聚過(guò)程，中央為絮體攔截區(qū)11，右邊為絮體二次攔截區(qū)14。主反應(yīng)區(qū)8內(nèi)填充微渦流混凝器38，主反應(yīng)區(qū)8內(nèi)部上方有納米曝氣頭9，納米曝氣頭9用有機(jī)玻璃固定；在主反應(yīng)區(qū)8的頂端有加藥裝置10用以添加混凝齊U，混凝劑為聚合氯化鋁(PAC)+陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(CPAM)。位于中間段的絮體攔截區(qū)11鋪設(shè)有斜管12用于絮體攔截沉淀；位于右邊段的絮體二次攔截區(qū)14內(nèi)部填充有聚丙烯的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)填料15，立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)填料15下方鋪設(shè)一納米曝氣頭9A，立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)填料15底部設(shè)置出水口 35，通過(guò)液壓泵連接旋三級(jí)反沖篩濾裝置22。
[0037]本發(fā)明在納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置中，采用納米曝氣技術(shù)改進(jìn)混凝工藝的凝聚過(guò)程，主要分為三個(gè)步驟:
[0038](A)微納米曝氣前期氣浮過(guò)程:微納米氣泡傳質(zhì)過(guò)程中，污水中的微細(xì)污染物顆粒俘獲在氣泡表面或與氣泡粘附在一起，在氣泡上升過(guò)程中帶動(dòng)微細(xì)污染物顆粒上浮至水體表面，達(dá)成氣浮作用從而實(shí)現(xiàn)清水與懸浮顆粒物、膠體的分離；
[0039](B)微納米曝氣中期加藥混凝過(guò)程:利用微納米氣泡發(fā)生過(guò)程的強(qiáng)烈沖擊力以及上浮過(guò)程中的氣液兩相相對(duì)運(yùn)動(dòng)、氣泡爆炸時(shí)局部產(chǎn)生的高溫高壓狀態(tài)和爆破力，對(duì)污水進(jìn)行熱補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)施加強(qiáng)烈攪拌作用，迅速將混凝劑分散至待處理水體的各處，使混凝劑與污水快速均勻混合，打散包裹住混凝劑的膠體塊，提高其分散程度，促進(jìn)膠體相互碰撞凝聚成絮體。
[0040]而當(dāng)混凝劑被包裹形成絮體后，在納米曝氣下絮體成長(zhǎng)質(zhì)量更高，成長(zhǎng)過(guò)大的絮體在納米曝氣的作用下會(huì)破碎成較小絮體從而恢復(fù)并保持絮凝能力(絮體過(guò)大會(huì)使總表面積減小，吸附能力下降)，密實(shí)度較低的絮體在納米曝氣的剪切力作用下會(huì)破碎并重新絮凝成密實(shí)度較高的絮體，有利于沉淀分離。
[0041](C)微納米曝氣后期熱斷裂過(guò)程:利用微納米曝氣過(guò)程產(chǎn)生的以及氣泡爆炸時(shí)局部產(chǎn)生的高溫高壓狀態(tài)實(shí)現(xiàn)絮體薄弱處的斷裂，進(jìn)而重新撞擊、吸附污水中膠體、懸浮物以形成更加穩(wěn)固的絮體。
[0042](D)為了讓形成的絮體更好的吸附脫穩(wěn)膠體而成長(zhǎng)的絮凝過(guò)程，本發(fā)明同時(shí)使用微渦流混凝器，渦流反應(yīng)器形成的微渦旋流動(dòng)能有效地促進(jìn)水中微粒的擴(kuò)散與碰撞。一方面，混凝劑水解形成膠體在微渦流作用下快速擴(kuò)散并與水中膠體充分碰撞，使水中膠體快速脫穩(wěn)；另一方面，水中脫穩(wěn)膠體在微渦流作用下具有更多碰撞機(jī)會(huì)，因而具有更高的凝聚效率。
[0043]污水經(jīng)過(guò)納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置內(nèi)的主反應(yīng)區(qū)進(jìn)行納米氣浮-凝聚處理后，于微渦流混凝器再次凝聚-絮凝，而后自流至中間絮體攔截區(qū)，絮體在斜管的攔截作用下沉至反應(yīng)器底部，定時(shí)在螺旋輸送器的帶動(dòng)下自出泥口定期排出，控制螺旋輸送器的轉(zhuǎn)速不高于30r/min ;澄清液溢流至右側(cè)絮體二次攔截區(qū)，在高密度立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)填料的作用下進(jìn)行二次攔截，過(guò)濾后的清液自出水口排出。二次攔截區(qū)填料定期清洗，清洗時(shí)同時(shí)開(kāi)啟填料底部納米曝氣頭，利用納米曝氣技術(shù)沖擊、氧化、氣浮及高溫作用協(xié)同清洗。出水通過(guò)液壓泵導(dǎo)入三級(jí)反沖篩濾裝置。
[0044]三級(jí)反沖篩濾裝置22的進(jìn)水口處設(shè)有一進(jìn)水堰19，出水口處設(shè)有回流槽24，三級(jí)反沖篩濾裝置22內(nèi)部由多孔網(wǎng)格25分為上部的水池和下部的集水池33兩個(gè)部分。三級(jí)反沖篩濾裝置22內(nèi)部的集水池與水池兩部分連接一通氣管34通往大氣，以防止三級(jí)反沖篩濾裝置內(nèi)壓力過(guò)高造成裝置破裂甚至爆炸。
[0045]多孔網(wǎng)格25為兩層，中間鋪設(shè)并固定一層不銹鋼網(wǎng)，多孔網(wǎng)格25的下方設(shè)置有緊密排列的圓筒狀的分流倉(cāng)26分割空間，防止局部壓力過(guò)大沖破多孔網(wǎng)格25。多孔網(wǎng)格25上方中央安放一納米曝氣頭9B埋設(shè)在填充的篩濾填料21中，篩濾填料21選取選取石英砂、改性錳砂與天然沸石分子篩的混合物，體積混合比例為9:3:1，粒徑一般為0.5-1.2mm,不均勻系數(shù)為2，是一種集過(guò)濾、吸附、離子交換、混凝及去除重金屬為一體的多功能混合填料。納米曝氣頭9B通過(guò)流量計(jì)與一曝氣機(jī)連接。篩濾填料21靠近進(jìn)水堰19處設(shè)有一阻流板20，靠近回流槽24的一側(cè)設(shè)有一曝氣管23，曝氣管23設(shè)有多個(gè)細(xì)孔曝氣孔，曝氣孔垂直向上。篩濾填料21中安裝有超聲波發(fā)生儀43。分流倉(cāng)26的下方為集水池，集水池外壁涂刷避光黑色涂料，其內(nèi)壁均勻負(fù)載一層非金屬摻雜的光催化劑(如碳摻雜的納米T12粉體)，其底部安裝有紫外滅菌燈32，且紫外滅菌燈32之間設(shè)置有O3的曝氣納米曝氣頭9C，集水池內(nèi)剩余的空間填充有半導(dǎo)體負(fù)載填料31 (如負(fù)載納米T12的立體網(wǎng)狀聚丙烯填料)，無(wú)需使用分散劑，并減少催化劑的流失現(xiàn)象。
[0046]污水自三級(jí)反沖篩濾裝置的進(jìn)水堰進(jìn)入，在進(jìn)水堰的物理結(jié)構(gòu)作用下由水平方向?qū)樨Q直向上，在重力作用下撞擊在擋流板上，以防止水流直接撞擊篩濾填料影響處理效果；污水經(jīng)過(guò)篩濾填料的過(guò)濾，流至下方集水池，集水池內(nèi)納米曝氣頭的進(jìn)氣為O3，通過(guò)納米曝氣大量獲得羥基自由基，與紫外滅菌燈，半導(dǎo)體負(fù)載填料共同提高高級(jí)氧化效果，同時(shí)其中富含羥自由基的出水在裝置進(jìn)行反洗時(shí)，沖刷篩濾填料，較好的做到填料清潔與再生。
[0047]使用三級(jí)反沖篩濾裝置時(shí)，集水池內(nèi)的納米曝氣頭不連續(xù)工作，空氣自多孔網(wǎng)格向上鼓起，分割成小氣泡，間歇沖散篩濾填料上的致密污物層，污染物質(zhì)層破碎成片狀浮起，在曝氣管的浮力以及進(jìn)水沖擊擋流板向右推力的協(xié)同作用下，溢流至回流槽，使填料截留的污染物集中排除裝置外，與進(jìn)水混合重新處理。延長(zhǎng)篩濾裝置使用壽命及反洗周期，對(duì)于進(jìn)水濁度較低的情況，甚至可以無(wú)需反沖洗，不斷運(yùn)行凈化污水。
[0048]集水池33內(nèi)納米曝氣頭采用O3曝氣，由于納米氣泡具有龐大的數(shù)量、比表面積、緩慢的上升速度等特性，同時(shí)氣泡在水中停留時(shí)間長(zhǎng)，增加了氣液接觸面積、接觸時(shí)間，利于臭氧溶于水中，克服了臭氧難溶于水的缺點(diǎn)；微氣泡內(nèi)部具有較大的壓力且納米氣泡破裂時(shí)界面消失，周圍環(huán)境劇烈改變產(chǎn)生的化學(xué)能促使產(chǎn)生更多的羥基自由基.0Η，增強(qiáng)03氧化分解有機(jī)物的能力；且納米級(jí)別O3氣泡與紫外滅菌燈、半導(dǎo)體負(fù)載填料共存于集水池，提聞聞級(jí)氧化效果，可有效提聞.0H廣生率。
[0049]三級(jí)反沖篩濾裝置22的出水直接導(dǎo)入出水池27。
[0050]在本發(fā)明的裝置中，納米微電解池、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置及三級(jí)反沖篩濾裝置的篩濾池和集水池內(nèi)，納米曝氣頭分別與一納米曝氣機(jī)連接。其中納米微電解池、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置、三級(jí)反沖篩濾裝置的反沖洗時(shí)納米曝氣頭進(jìn)氣為O2，用于混凝攪拌和清潔填料；三級(jí)反沖篩濾裝置的集水池的曝氣頭及浸沒(méi)式中空纖維膜納米曝氣頭的進(jìn)氣為O3，通過(guò)納米曝氣強(qiáng)化羥基自由基的產(chǎn)生過(guò)程。
[0051]本發(fā)明使用納米曝氣微電解技術(shù)對(duì)可生化性較低的污水進(jìn)行預(yù)處理，提高廢水可生化性。技術(shù)上使用高效率的納米曝氣裝置進(jìn)行曝氣，使池內(nèi)填料無(wú)需經(jīng)?！盎罨?，避免了填料因?yàn)榘褰Y(jié)、堵塞現(xiàn)象，不但提高處理效率，降低處理時(shí)間，更可以延長(zhǎng)填料使用壽命，使得運(yùn)行質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。納米微電解池內(nèi)填充一種工業(yè)上廢棄的鐵屑制備的高效鐵碳的填料，可有效地去除廢水中的難降解有機(jī)物，并進(jìn)一步提高了廢水的可生化性。于思想上貫徹了 “以廢治廢”的處理方針，處理污水的同時(shí)，也做到了固體廢棄物的“減量化”。在好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)使用了碳素纖維生態(tài)草做填料，利用填料表面生物膜微生物膠體結(jié)構(gòu)的吸附以及過(guò)濾特性，大量的聚集污染物質(zhì)，而后在微生物的作用下，將吸附的污染物質(zhì)降解。
[0052]最后使用特別設(shè)計(jì)的納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置、三級(jí)反沖篩濾裝置進(jìn)行深度處理，消除前兩步處理出水的毒性，滅殺其中致病微生物，并降解其中長(zhǎng)鏈多環(huán)芳香類有機(jī)物及痕量殘留物。本工藝具有適用范圍廣、反應(yīng)速率快、工藝流程簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、投資費(fèi)用少、操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本低、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
[0053]三級(jí)反沖篩濾裝置22在正常篩濾時(shí)，污水自進(jìn)水堰進(jìn)入，在進(jìn)水堰的物理結(jié)構(gòu)作用下由水平方向?qū)樨Q直向上，在重力作用下撞擊在擋流板上，以防止水流直接撞擊填料影響處理效果；污水經(jīng)過(guò)填料的過(guò)濾，流至下方集水池，集水池內(nèi)納米曝氣頭的進(jìn)氣為03，通過(guò)納米曝氣大量獲得羥基自由基，與紫外滅菌燈，半導(dǎo)體負(fù)載填料共同提高高級(jí)氧化效果，同時(shí)其中富含羥自由基的出水在裝置進(jìn)行反洗時(shí)，沖刷篩濾填料，較好的做到填料清潔與再生。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)本發(fā)明處理的污水中類蛋白物質(zhì)降低95%以上，腐殖類物質(zhì)含量降低99%，出水水質(zhì)透明度高。
[0055]本發(fā)明采用三級(jí)反沖洗技術(shù)進(jìn)行反沖洗:
[0056]一級(jí)反沖洗為曝氣循環(huán)反沖洗，由于污染物質(zhì)在填料表面的堆積，污水難以透過(guò)填料之間的空隙滲透下去，在篩濾過(guò)程中進(jìn)行反沖洗，開(kāi)啟三級(jí)反沖篩濾裝置22左上角增壓泵18、曝氣管23并間歇開(kāi)啟多孔板上方納米曝氣頭9B，集水池內(nèi)納米曝氣頭不連續(xù)工作，空氣自多孔板向上鼓起，分割成小氣泡，間歇沖散篩濾填料上的致密污物層，污染物質(zhì)層破碎成片狀浮起，在曝氣管的浮力以及進(jìn)水沖擊擋流板向右推力的協(xié)同作用下產(chǎn)生波輪效果，大力清洗填料表層片狀致密污染物，溢流至回流槽，使填料截留的污染物集中排除裝置外，與進(jìn)水混合重新處理，污水也可繼續(xù)自分子篩空隙滲透下去；一級(jí)反沖洗可延長(zhǎng)篩濾裝置使用壽命及反洗周期，對(duì)于進(jìn)水濁度較低的情況，甚至可以無(wú)需反沖洗，使裝置不斷運(yùn)行凈化污水。
[0057]二級(jí)反沖洗為空氣脈沖反沖洗，由于污水濁度過(guò)高，導(dǎo)致污染物質(zhì)在填料表面的大量堆積，僅僅靠一級(jí)反沖洗步驟仍不能達(dá)到繼續(xù)篩濾的效果。關(guān)閉第一閥門(mén)16、第一閘閥29，開(kāi)啟第三閥門(mén)28、第二閥門(mén)17，啟動(dòng)三級(jí)反沖篩濾裝置22右下角增壓泵18、曝氣管23及兩個(gè)納米曝氣機(jī)頭9B\9C，將出水池內(nèi)出水導(dǎo)入集水池中。在回水壓力的作用下，集水池中的全部空氣受到快速擠壓，沿分壓倉(cāng)上細(xì)孔上升，全部篩濾填料層在上升空氣的強(qiáng)力攪拌，曝氣管氣流及納米曝氣頭的沖擊力作用下旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，污染物質(zhì)破碎浮起，在曝氣管的浮力以及進(jìn)水沖擊擋流板向右推力的協(xié)同作用下，溢流至回流槽與初始進(jìn)水混合，待水面快速下降，過(guò)濾速率重新穩(wěn)定后，關(guān)閉三級(jí)反沖篩濾裝置22右下角增壓泵18、多孔板下方納米曝氣頭9C、第三閥門(mén)28、第二閥門(mén)17，開(kāi)啟第一閥門(mén)16、第一閘閥29，繼續(xù)進(jìn)行篩濾處理。
[0058]三級(jí)反沖洗為曝氣湍流反沖洗，此時(shí)一、二級(jí)反沖洗已經(jīng)不足以解決污染物質(zhì)對(duì)填料的覆蓋、阻塞問(wèn)題，污水大量積聚不得過(guò)濾。此時(shí)關(guān)閉第一閥門(mén)16、第一閘閥29，開(kāi)啟第三閥門(mén)28、第二閥門(mén)17，啟動(dòng)三級(jí)反沖篩濾裝置22右下角增壓泵18、曝氣管23及兩個(gè)納米曝氣頭9B\9C、超聲波發(fā)生儀43，將出水池內(nèi)出水大量導(dǎo)入集水池中。⑴集水池內(nèi)部空氣沿多孔板細(xì)孔上升攪拌，填料底部納米曝氣頭開(kāi)始曝氣，填料上方渦輪不斷轉(zhuǎn)動(dòng)；(2)利用納米曝氣技術(shù)沖擊、氧化、氣浮及高溫作用協(xié)同清洗，上方填料呈現(xiàn)湍流狀態(tài)，進(jìn)行無(wú)規(guī)則高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，填料在水流旋渦的沖擊力和氣泡的剪切力作用下相互摩擦，填料上附著的有機(jī)污染物能夠去除，得到較為純凈的填料；⑶利用超聲波發(fā)生儀在液體介質(zhì)中產(chǎn)生超聲波，在篩濾填料表面產(chǎn)生空化效應(yīng)，空化汽泡在閉合過(guò)程中破裂時(shí)形成的沖擊波，會(huì)在其周圍產(chǎn)生上千個(gè)氣壓的沖擊壓力，作用在填料表面上破壞污物之間粘性，并使它們迅速分散在反洗液中，從而達(dá)到填料表面潔凈的效果。⑷空氣排凈后，出水池的出水繼續(xù)導(dǎo)入，富含羥自由基的出水沖洗湍流狀態(tài)的的填料顆粒表面及微孔，剝離污染物質(zhì)，填料得到再生。(5)而污染物質(zhì)在水流沖擊力及右側(cè)曝氣管氣浮作用下不斷向上浮至水面，自左端進(jìn)水堰及右端回流槽流出與初始進(jìn)水混合。經(jīng)過(guò)三級(jí)反沖洗，內(nèi)部污染物被清洗排空殆盡。
[0059]常規(guī)砂濾是在過(guò)濾過(guò)程中不擾動(dòng)砂層，使水流從砂子細(xì)小縫隙之間流過(guò)。通常采用不擾動(dòng)砂層，壓實(shí)填料、增加水壓、砂上附加網(wǎng)格等手段改進(jìn)砂濾過(guò)程，讓水流從砂子細(xì)小縫隙之間流過(guò)，而污染物質(zhì)停留在砂層的表層上。本發(fā)明則是利用擾動(dòng)填料表層，防止污染物質(zhì)堆積對(duì)水流的順利通過(guò)形成阻力，同時(shí)利用高級(jí)氧化、納米曝氣、氣泡的沖擊力和剪切力等手段改進(jìn)裝置，利用分子篩、錳砂等填料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后使用三級(jí)反沖洗等改進(jìn)處理過(guò)程。本裝置對(duì)膠體、纖維、藻類等懸浮物的截留效果好，對(duì)于濁度較低水質(zhì)甚至無(wú)需反沖洗，即可完成處理過(guò)程，同時(shí)具有去除臭味，滅殺細(xì)菌、病原菌等微生物，分解難降解的少量殘留表面活化劑、多氯聯(lián)苯等難降解有機(jī)化合物的功效。
[0060]本發(fā)明的碳摻雜的納米T12粉體的制備:采用均勻沉淀法和水熱法兩步過(guò)程制備碳摻雜的納米Ti02。以硫酸鈦和尿素為前驅(qū)，葡萄糖為碳源，具體制備過(guò)程如下:取6.48g27硫酸鈦和3.24g54尿素(硫酸鈦與尿素的摩爾比為1:2)溶于去離子水中，再加入適量的葡萄糖0.6攪拌均勻，1:2:0.023在90°C的條件下反應(yīng)2h。待反應(yīng)結(jié)束后取出反應(yīng)物干燥、反復(fù)水洗至中性，再次干燥，用球磨機(jī)研磨得到碳摻雜的納米Ti02粉體。
[0061]本發(fā)明的納米T12粉體負(fù)載在填料上的方法:采用聚丙烯材質(zhì)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)填料，將納米T12粉體與去離子水(粉體與水的質(zhì)量比為1:20)混合，用超聲波超聲成乳濁液，將潔凈的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)填料浸入與乙醇1:1混合的鈦酸酯偶聯(lián)劑，緩慢攪拌一段時(shí)間，然后將填料取出放入T12乳濁液中繼續(xù)攪拌一段時(shí)間，取出后放入烘箱中干燥(85°C以下)2h，即制得負(fù)載納米T12的聚丙烯懸浮填料，其外觀呈淡黃色，膜層較均勻。
【權(quán)利要求】
1.一種納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，主要由納米微電解池、好氧生物膜反應(yīng)器、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置和三級(jí)反沖篩濾裝置組成，其中: 納米微電解池的底部設(shè)有排泥孔，排泥孔上方設(shè)有攪拌器，攪拌器上方設(shè)置有納米曝氣盤(pán)形成曝氣段；曝氣段上方設(shè)有一鋼網(wǎng)，鋼網(wǎng)上方充填有鐵碳填料形成微電解段；微電解段上方為出水段，上清液導(dǎo)出至好氧生物膜反應(yīng)器； 好氧生物膜反應(yīng)器底部開(kāi)設(shè)有排泥口，好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)部位于排泥口上方設(shè)有納米曝氣盤(pán)，納米曝氣盤(pán)上方設(shè)置攪拌機(jī)，好氧生物反應(yīng)器內(nèi)填充有填料；好氧生物膜反應(yīng)器的出水導(dǎo)入納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置內(nèi)； 納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置底部設(shè)有螺旋輸泥器和出泥口，納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置連接三段式生物膜反應(yīng)器出水口的一側(cè)為主反應(yīng)區(qū)，用于完成納米氣浮-凝聚過(guò)程，相鄰主反應(yīng)區(qū)為絮體攔截區(qū)，相鄰絮體攔截區(qū)的為絮體二次攔截區(qū)；主反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有微渦流混凝器，主反應(yīng)區(qū)內(nèi)部上方有通入O2的納米曝氣頭，主反應(yīng)區(qū)頂端設(shè)有用以添加混凝劑的加藥裝置；絮體攔截區(qū)內(nèi)鋪設(shè)有用于絮體攔截沉淀的斜管；絮體二次攔截區(qū)內(nèi)部填充有聚丙烯的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)填料，立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)填料下方鋪設(shè)一納米曝氣頭，絮體二次攔截區(qū)底部設(shè)置有出水口，出水通過(guò)液壓泵連接旋三級(jí)反沖篩濾裝置的進(jìn)水口 ； 三級(jí)反沖篩濾裝置水池的進(jìn)水口處設(shè)有一進(jìn)水堰，出水口處設(shè)有回流槽，三級(jí)反沖篩濾裝置內(nèi)部由多孔網(wǎng)格分為上部的集水池和下部的分流倉(cāng)兩個(gè)部分，分流倉(cāng)為緊密排列的圓筒狀；多孔網(wǎng)格上方中央安放一納米曝氣頭，埋設(shè)在填充的篩濾填料中，篩濾填料上方靠近進(jìn)水堰處設(shè)有一阻流板，靠近回流槽的一側(cè)設(shè)有一通入O2的曝氣管，曝氣管設(shè)有多個(gè)細(xì)孔曝氣孔，曝氣孔垂直向上，篩濾填料安裝有超聲波發(fā)生儀；分流倉(cāng)的下方為儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱外壁涂刷避光黑色涂料，其內(nèi)壁均勻負(fù)載一層非金屬摻雜的光催化劑，其底部安裝有紫外滅菌燈，且滅菌燈之間設(shè)置有通入O3的曝氣納米曝氣頭，儲(chǔ)水箱內(nèi)剩余的空間填充有半導(dǎo)體負(fù)載填料；三級(jí)反沖篩濾裝置的出水直接導(dǎo)入出水池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，其中，納米微電解池內(nèi)采用的鐵碳填料中，鐵碳質(zhì)量比為2:3-1:1，pH為2.5-4.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，其中，好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)的填料為納米級(jí)碳素纖維填料或組合填料，在好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)呈上下形式的設(shè)置；填料的表面形成厚重的生物膜，其斷面上由外及里形成了好氧、兼性厭氧和厭氧三種反應(yīng)區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，其中，好氧生物膜反應(yīng)器的一側(cè)安裝有溫度控制儀，該溫度控制儀連接并控制安置在好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)部的感溫控頭和加熱帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，其中，三級(jí)反沖篩濾裝置中的篩濾填料選取石英砂、改性錳砂與天然沸石分子篩混合，粒徑為0.5-1.2_，不均勻系數(shù)為2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，其中，納米微電解池、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置及三級(jí)反沖篩濾裝置的篩濾池和集水池內(nèi)的納米曝氣頭分別與一納米曝氣機(jī)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置，其中，納米微電解池、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置、三級(jí)反沖篩濾裝置的反沖洗時(shí)納米曝氣頭進(jìn)氣為02，用于混凝攪拌和清潔填料；三級(jí)反沖篩濾裝置的儲(chǔ)水池進(jìn)氣為O3，通過(guò)納米曝氣強(qiáng)化羥基自由基的產(chǎn)生過(guò)程。
8.利用權(quán)利要求1所述納米曝氣鐵碳微電解凈化有機(jī)廢水的裝置進(jìn)行污水處理的方法: 污水通過(guò)納米微電解池內(nèi)的鐵碳填料，可有效地去除廢水中的難降解有機(jī)物，并進(jìn)一步提高了廢水的可生化性；經(jīng)過(guò)納米微電解池處理的上清液抽至好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)，在好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)大量去除其中的可降解有機(jī)物，并大量去除污水中易引起污水毒性、使污水富營(yíng)養(yǎng)化的氨氮，好氧生物膜反應(yīng)器的出水導(dǎo)入至納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置內(nèi)的主反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行納米氣浮-凝聚處理后，于微渦流混凝器再次凝聚-絮凝，而后自流至絮體攔截區(qū)，絮體在斜管的攔截作用下沉至反應(yīng)器底部，定時(shí)在螺旋輸送器的帶動(dòng)下自出泥口定期排出，澄清液溢流至絮體二次攔截區(qū)，在立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)填料的作用下進(jìn)行二次攔截，過(guò)濾后的清液自出水口排出進(jìn)入三級(jí)反沖篩濾裝置； 在三級(jí)反沖篩濾裝置中，儲(chǔ)水箱內(nèi)納米曝氣頭不連續(xù)工作，空氣自多孔網(wǎng)格向上鼓起，分割成小氣泡，間歇沖散篩濾填料上的致密污物層，污染物質(zhì)層破碎成片狀浮起，在曝氣管的浮力以及進(jìn)水沖擊擋流板向右推力的協(xié)同作用下，溢流至回流槽，使篩濾填料截留的污染物集中排除裝置外，與進(jìn)水混合重新處理，以延長(zhǎng)三級(jí)反沖篩濾裝置使用壽命及反洗周期； 儲(chǔ)水箱內(nèi)的納米曝氣頭采用O3曝氣，由于納米氣泡具有龐大的數(shù)量、比表面積、緩慢的上升速度等特性，同時(shí)氣泡在水中停留時(shí)間長(zhǎng)，增加了氣液接觸面積、接觸時(shí)間，利于臭氧溶于水中，克服了臭氧難溶于水的缺點(diǎn)；微氣泡內(nèi)部具有較大的壓力且納米氣泡破裂時(shí)界面消失，周圍環(huán)境劇烈改變產(chǎn)生的化學(xué)能促使產(chǎn)生更多的羥基自由基.0H，增強(qiáng)O3氧化分解有機(jī)物的能力；且納米級(jí)別O3氣泡與紫外滅菌燈、半導(dǎo)體負(fù)載填料共存于儲(chǔ)水箱，提高高級(jí)氧化效果，可有效提高.0H產(chǎn)生率，經(jīng)三級(jí)反沖篩濾裝置處理后達(dá)標(biāo)的污水進(jìn)入出水池。同時(shí)三級(jí)反沖篩濾裝置的部分出水回流至納米微電解池，調(diào)節(jié)水質(zhì)并同時(shí)形成高級(jí)氧化功能，預(yù)處理消解進(jìn)水有機(jī)物的同時(shí)避免微電解池的鈍化結(jié)疤。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，納米微電解池、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置及三級(jí)反沖篩濾裝置的篩濾池和集水池內(nèi)，納米曝氣頭分別與一納米曝氣機(jī)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，納米微電解池、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置、三級(jí)反沖篩濾裝置的反沖洗時(shí)納米曝氣頭進(jìn)氣為O2，用于混凝攪拌和清潔填料；三級(jí)反沖篩濾裝置的儲(chǔ)水池及浸沒(méi)式中空纖維膜納米曝氣頭進(jìn)氣為O3，通過(guò)納米曝氣強(qiáng)化羥基自由基的產(chǎn)生過(guò)程。
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK104230096SQ201410357450
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】席北斗, 王雷, 何小松, 張列宇, 李丹, 趙穎, 夏訓(xùn)峰, 李曹樂(lè) 申請(qǐng)人:中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院