一種生態(tài)塘出水深度處理的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種生態(tài)塘出水深度處理裝置:一滾筒格柵機(jī),其出水通過縮口進(jìn)水管噴入生態(tài)塘內(nèi)的底部;生態(tài)塘的出水進(jìn)入擾流納米曝氣反沖篩濾池中,擾流納米曝氣反沖篩濾池處理后的出水自流至納米曝氣消融裝置中,納米曝氣消融裝置底部開設(shè)有排泥口,納米曝氣消融裝置內(nèi)部位于排泥口的上方設(shè)置有納米曝氣盤,納米曝氣盤連接納米O3曝氣機(jī);納米曝氣消融裝置安裝有溫度控制儀,該溫度控制儀連接并控制安置在納米曝氣消融裝置內(nèi)部的感溫控頭和加熱帶。本發(fā)明還公開了利用上述裝置進(jìn)行污水處理的方法。
【專利說明】一種生態(tài)塘出水深度處理的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生態(tài)塘出水深度處理的組合工藝,具體地涉及一種生態(tài)塘出水深度處理裝置。
[0002]本發(fā)明還涉及利用上述裝置進(jìn)行生態(tài)塘出水深度處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]生態(tài)塘是利用天然水中存在的水生植物、水生動物對污水進(jìn)行處理的一種穩(wěn)定塘。穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)已在許多國家得到廣泛應(yīng)用,我國從上個(gè)世紀(jì)80年代開始至今在全國范圍開展了研究。雖然與傳統(tǒng)活性污泥法、A2/0法、氧化溝法、AB法以及近幾年出現(xiàn)的ABC、SBR法、生物膜法、高壓膜法等相比具有占地面積大的缺點(diǎn),但其投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行管理簡單等優(yōu)點(diǎn)是其他處理方法無法相匹敵的。目前,生態(tài)塘的處理工藝正在向著正規(guī)化、系統(tǒng)化、資源化、生態(tài)化、美學(xué)化的方向發(fā)展。篩選、培育高效水生凈化植物(營建諸如水葫蘆塘、蘆葦塘、藕塘等水生植物塘),組合曝氣、水生植物、水產(chǎn)養(yǎng)殖等多個(gè)生物處理單元的綜合功能,營建生化一體化的水生動植物的復(fù)合生態(tài)體系,將成為生態(tài)塘處理工藝的發(fā)展方向。許多中小城市的污水處理長期以來沒有受到應(yīng)有的重視,有的只是經(jīng)過了簡單的處理就直接排入了自然水體,大部分處于放任自流的狀態(tài),據(jù)統(tǒng)計(jì)95%以上的生活污水被直接排放到地下或江河湖泊中,使環(huán)境不斷惡化。在我國的中小城市土地資源豐富的地區(qū)穩(wěn)定塘作為一種高效率、低能耗的污水處理方案具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0004]由于氧化塘成本低廉,操作保養(yǎng)方便,在市政方面及私立開發(fā)公司擁有的小型廢水處理系統(tǒng)中具有優(yōu)越性,所以氧化塘在美國得到了廣泛的應(yīng)用。這種氧化塘1976年僅在南卡羅來納州就有800多個(gè)。傳統(tǒng)的生態(tài)塘直接作為二級處理單元用于處理污水,處理后的污水直接排入自然水體,容易引起自然水體的惡化。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種生態(tài)塘出水深度處理裝置。
[0006]本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述裝置進(jìn)行生態(tài)塘出水深度處理的方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其結(jié)構(gòu)為:
[0008]一滾筒格柵機(jī),對不同密度的懸浮液進(jìn)行沉降分層,其出水通過縮口進(jìn)水管噴入生態(tài)塘內(nèi)的底部;
[0009]生態(tài)塘中填充有對污染物質(zhì)進(jìn)行降解的碳素纖維填料;
[0010]流動填料上方設(shè)置有攔截碳素纖維填料的隔欄;
[0011]生態(tài)塘的上方設(shè)置有依靠漂浮載體漂浮在水面的太陽能動水除藻機(jī),太陽能動水除藻機(jī)的上端設(shè)置有太陽能電池板,下端設(shè)置有以太陽能為動力的螺旋槳;
[0012]太陽能動水除藻機(jī)通過繩索連接生態(tài)浮床,生態(tài)浮床利用浮力漂浮在水面,上端設(shè)置孔洞用于栽種植物,生態(tài)浮床下面放置有重物,重物上懸掛有填料;
[0013]生態(tài)塘的出水進(jìn)入擾流納米曝氣反沖篩濾池中,擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)部由多孔板分為上、下兩部分;
[0014]多孔板上方設(shè)置有連接納米O2曝氣機(jī)的納米曝氣頭,納米曝氣頭上鋪設(shè)一層復(fù)合填料,復(fù)合填料上方設(shè)置有攪拌機(jī),攪拌機(jī)的葉輪置于復(fù)合填料的上方;
[0015]復(fù)合填料上方的一側(cè)設(shè)置有連接納米O2曝氣機(jī)的曝氣頭,曝氣管設(shè)有多個(gè)細(xì)孔曝氣孔,曝氣孔垂直向上,曝氣管上方設(shè)置有回流槽;
[0016]復(fù)合填料的上方安裝有超聲波發(fā)生儀;
[0017]多孔板的下方為儲水箱,其內(nèi)壁均勻負(fù)載一層非金屬摻雜光催化劑,底部安裝有紫外滅菌燈,在紫外滅菌燈的空隙間設(shè)置納米曝氣頭,儲水箱內(nèi)部剩余空間填充有半導(dǎo)體負(fù)載填料,在半導(dǎo)體負(fù)載填料的內(nèi)部設(shè)有連接納米O3曝氣機(jī)的曝氣頭;
[0018]擾流納米曝氣反沖篩濾池的出水自流至納米曝氣消融裝置中,納米曝氣消融裝置底部開設(shè)有排泥口,納米曝氣消融裝置內(nèi)部位于排泥口的上方設(shè)置有納米曝氣盤,納米曝氣盤連接納米O3曝氣機(jī);納米曝氣消融裝置安裝有溫度控制儀,該溫度控制儀連接并控制安置在納米曝氣消融裝置內(nèi)部的感溫控頭和加熱帶。
[0019]所述的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其中,滾筒格柵機(jī)的轉(zhuǎn)速為30-5000r/min。
[0020]所述的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其中,隔欄的欄桿呈上寬下窄形態(tài)。
[0021]所述的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其中,多孔板是由兩層多孔板夾雜一層不銹鋼紗網(wǎng)組成。
[0022]所述的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其中,生態(tài)浮床選用高強(qiáng)度聚苯乙烯浮床。
[0023]所述的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其中,生態(tài)浮床上采用水面無土栽培水生植物的方式,利用這些植物來汲取動物產(chǎn)生的養(yǎng)分,處理富營養(yǎng)化水體。
[0024]所述的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其中,生態(tài)浮床下面懸掛的填料為納米級碳素纖維填料或組合填料,呈上下形式的設(shè)置,碳素纖維設(shè)置區(qū)域面積不小于水域面積的20%。
[0025]所述的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其中,擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)部的復(fù)合填料采用粒徑為0.5-1.0mm的天然沸石分子篩以及錳砂,填料配比為5:1。
[0026]本發(fā)明提供的利用上述生態(tài)塘出水深度處理裝置進(jìn)行污水處理的方法:
[0027]通過一滾筒格柵機(jī),利用懸浮液密度不同的各組分在離心力場中迅速沉降分層的原理,實(shí)現(xiàn)液-固或液-液分離;
[0028]滾筒格柵機(jī)的出水通過增壓泵增壓,在縮口進(jìn)水管的作用下高壓噴入生態(tài)塘內(nèi)下方,使生態(tài)塘中填充的碳素纖維流動填料在水流的作用下不斷翻滾混合,在缺氧條件下對污染物質(zhì)進(jìn)行降解;經(jīng)過生態(tài)塘處理的水流通過隔欄涌入生態(tài)塘上方的塘體,隔欄將碳素纖維填料攔截下來;
[0029]生態(tài)塘中的太陽能動水除藻機(jī)以太陽能為原動力,驅(qū)動葉片運(yùn)轉(zhuǎn)形成水流;自下而上運(yùn)行時(shí)動水增氧,自上而下運(yùn)行時(shí)把塊狀化的藻打碎分解,持續(xù)性地讓水體產(chǎn)生上下層對流,使水體達(dá)到高效循環(huán)處理后進(jìn)入擾流納米曝氣反沖篩濾池;
[0030]擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)的納米曝氣頭間歇工作,沖散復(fù)合填料和半導(dǎo)體負(fù)載填料上的致密污物層,污染物質(zhì)層在曝氣管的浮力作用下溢流至回流槽,使污染物集中排除與進(jìn)水混合重新處理,以延長擾流納米曝氣反沖篩濾池的使用壽命及反洗周期;
[0031]擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)半導(dǎo)體負(fù)載填料的曝氣頭采用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,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)O3氧化分解有機(jī)物的能力;且納米級別O3氣泡與紫外滅菌燈、半導(dǎo)體負(fù)載填料共存于儲水箱,提聞聞級氧化效果,可有效提聞.0H廣生率;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)在納米曝氣過程中以及超聲波發(fā)生過程激發(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。擾流納米曝氣反沖篩濾池的出水同時(shí)回流至生態(tài)塘進(jìn)水,調(diào)節(jié)水質(zhì)并刺激植物生長過程分泌次生物質(zhì)。
[0032]擾流納米曝氣反沖篩濾池的出水同時(shí)回流至生態(tài)塘進(jìn)水,調(diào)節(jié)水質(zhì)并刺激植物生長過程分泌次生物質(zhì);
[0033]擾流納米曝氣反沖篩濾池出水自流至納米曝氣消融裝置中進(jìn)行納米曝氣處理,將污水中難降解有機(jī)化合物分解消融,病原菌和微生物被滅活。
[0034]所述的方法,其中,納米曝氣消融裝置的溫度為25_35°C。
[0035]本發(fā)明采用離心機(jī)降低生態(tài)塘進(jìn)水負(fù)荷,防止由于有機(jī)營養(yǎng)物過剩導(dǎo)致藻類瘋長,同時(shí)采用太陽能動水除藻機(jī)曝氣除藻,增加生態(tài)塘內(nèi)溶解氧濃度,去除塘內(nèi)藻類,使用生態(tài)浮床增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,并設(shè)計(jì)一種擾流納米曝氣反沖篩濾池對生態(tài)塘出水進(jìn)行深度處理,提高出水透明度的同時(shí)進(jìn)行高級氧化,氧化降解殘留污染物質(zhì),最后采用納米曝氣消融裝置深度進(jìn)行最終處理。本發(fā)明利用太陽能作為電力補(bǔ)償,利用流體力學(xué)動水效果好,水面放置施工維修簡單,現(xiàn)行使用生態(tài)法處理污染物質(zhì),后續(xù)使用多功能篩濾降低污水濁度,高效降低污水中殘留污染物、難降解痕量物質(zhì),提高污水水質(zhì),出水可作為中水回用或直接排放。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明的生態(tài)塘出水深度處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]附圖中主要組件符號說明:
[0038]I滾筒格柵機(jī);2太陽能動水除藻機(jī);3太陽能電池板;4螺旋槳;5生態(tài)浮床;6生態(tài)塘;7填料;8植物;9曝氣機(jī);10重物;11擾流納米曝氣反沖篩濾池;12攪拌機(jī);13葉輪;14納米曝氣消融裝置;15納米曝氣機(jī);16排泥口 ;17納米曝氣盤;18紫外滅菌燈;19多孔板;20納米曝氣頭;21半導(dǎo)體負(fù)載填料;22儲水箱;23液壓泵;24碳素纖維流動填料;25隔欄;26縮口進(jìn)水管;27增壓泵;28超聲波發(fā)生儀;29曝氣管;30回流槽;31復(fù)合填料。
【具體實(shí)施方式】
[0039]本發(fā)明提供的處理污水的一種生態(tài)塘出水深度處理的組合工藝,其主要結(jié)構(gòu)如圖1所示,包括:
[0040]一滾筒格柵機(jī)1,利用懸浮液(或乳濁液)密度不同的各組分在離心力場中迅速沉降分層的原理,實(shí)現(xiàn)液-固(或液-液)分離。離心機(jī)出水通過增壓泵27增壓,在縮口進(jìn)水管26的作用下高壓噴入生態(tài)塘內(nèi)6。滾筒格柵機(jī)的轉(zhuǎn)速可以控制在30-5000r/min。
[0041]生態(tài)塘6,進(jìn)水在壓力作用下噴入生態(tài)塘6下方,碳素纖維流動填料24在水流的作用下不斷翻滾混合,在缺氧條件下,污染物質(zhì)得到降解,經(jīng)過預(yù)處理的水流通過隔欄25涌入生態(tài)塘6上方的塘體,隔欄25的每條欄桿呈上寬下窄形態(tài),流動填料24被有效攔截下來;太陽能動水除藻機(jī)2依靠漂浮載體漂浮在水面,利用繩索與生態(tài)塘6的塘體連接;為防止太陽能動水除藻機(jī)失衡,可以通過繩索將太陽能動水除藻機(jī)固定在水面。太陽能動水除藻機(jī)2上端設(shè)置有太陽能電池板3,下端設(shè)置有螺旋槳4,以太陽能為原動力驅(qū)動螺旋槳運(yùn)轉(zhuǎn)形成水流。自下而上運(yùn)行時(shí)動水增氧,自上而下運(yùn)行時(shí)把塊狀化的藻打碎、分解,持續(xù)性地讓水體產(chǎn)生上下層對流,讓水體達(dá)到高效循環(huán)。太陽能動水除藻機(jī)2通過繩索連接生態(tài)浮床5,生態(tài)浮床選用承載能力強(qiáng)、耐腐蝕性好的高強(qiáng)度聚苯乙烯浮床,生態(tài)浮床5利用浮力漂浮在水面,上端設(shè)置孔洞采用水面無土栽培水生植物的方式栽種植物8,利用這些植物來汲取動物產(chǎn)生的養(yǎng)分,處理富營養(yǎng)化水體。
[0042]生態(tài)浮床5下面依靠重物10懸掛一定量的填料7,該填料為納米級碳素纖維填料或組合填料,呈上下形式的設(shè)置;碳素纖維設(shè)置區(qū)域面積不小于水域面積的20%,碳素纖維填料的表面形成的生物膜,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)。生態(tài)浮床5上設(shè)置有曝氣機(jī)9,在太陽能不足的情況下作為曝氣補(bǔ)償。
[0043]生態(tài)塘6的出水通過液壓泵23進(jìn)入擾流納米曝氣反沖篩濾池11中。
[0044]擾流納米曝氣反沖篩濾池11由兩層多孔板19夾雜一層不銹鋼紗網(wǎng)分為上、下兩部分。多孔板19上方設(shè)置一納米曝氣頭20,納米曝氣頭20上鋪設(shè)一層復(fù)合填料31,該復(fù)合填料為粒徑0.5-1.0mm的天然沸石分子篩以及錳砂,填料配比為5:1,用以去除重金屬。復(fù)合填料31上方設(shè)置有攪拌機(jī)12,攪拌機(jī)的葉輪13置于復(fù)合填料31的上方。復(fù)合填料31上方的一側(cè)設(shè)置有一曝氣管29,曝氣管29設(shè)有多個(gè)細(xì)孔曝氣孔,曝氣孔垂直向上,曝氣管29上方設(shè)置有回流槽30 ;復(fù)合填料31的上方還安裝有超聲波發(fā)生儀28。多孔板19的下方為儲水箱22,其內(nèi)壁均勻負(fù)載一層非金屬摻雜光催化劑(如納米T12粉體),底部安裝有紫外滅菌燈18,在紫外滅菌燈18的空隙間設(shè)置納米曝氣頭,儲水箱22內(nèi)部剩余空間填充有半導(dǎo)體負(fù)載填料21 (如納米T12粉體負(fù)載在立體網(wǎng)狀聚丙烯填料),本發(fā)明將填料固定在載體上,解決了常規(guī)光催化劑需要分散劑協(xié)同使用的弊端,減少了催化劑的流失現(xiàn)象,避免了反應(yīng)結(jié)束后催化劑的分離步驟。
[0045]擾流納米曝氣反沖篩濾池11工作時(shí),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,間歇沖散復(fù)合填料31上的致密污物層,污染物質(zhì)層破碎成片狀浮起,在納米曝氣頭20的浮力作用下,溢流至回流槽30,使復(fù)合填料31截留的污染物集中排出,與進(jìn)水混合重新處理,以延長擾流納米曝氣反沖篩濾池11的使用壽命及反洗周期,對于進(jìn)水濁度較低的情況,甚至可以無需反沖洗,不斷運(yùn)行凈化污水。
[0046]擾流納米曝氣反沖篩濾池11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,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)O3氧化分解有機(jī)物的能力;且納米級別O3氣泡與紫外滅菌燈、半導(dǎo)體負(fù)載填料共存于儲水箱,提高高級氧化效果,可有效提高.0H產(chǎn)生率,紫外滅菌燈平均照射劑量在300J/m2以上。
[0047]擾流納米曝氣反沖篩濾池11的出水自流至納米曝氣消融裝置14中。納米曝氣消融裝置14底部開設(shè)有排泥口 16,納米曝氣消融裝置14內(nèi)部位于排泥口 16的上方設(shè)置有納米曝氣盤17,納米曝氣盤17連接納米曝氣機(jī)15,進(jìn)氣為03。納米曝氣盤17產(chǎn)生的氣泡均勻混入污水中,通過納米曝氣大量獲得羥基自由基,起強(qiáng)氧化作用在高溫納米曝氣的情況下對污水進(jìn)行納米曝氣處理,污水中難降解有機(jī)化合物分解、消融,病原菌和微生物被滅活,同時(shí)在去除有機(jī)物、降低COD的同時(shí),污水的透明度、色度也有所提高。納米曝氣消融裝置內(nèi)安裝有溫度控制儀,該溫度控制儀連接并控制安置在反應(yīng)器內(nèi)部的感溫控頭和加熱帶,溫度通過溫控裝置控制在25-35 °C。
[0048]本發(fā)明的非金屬摻雜光催化劑(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T12粉體。
[0049]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。
[0050]正常篩濾時(shí),開啟攪拌機(jī),其轉(zhuǎn)速為lOOr/min,隨著篩濾過程中由于污染物質(zhì)堆積,水流不能順利通過填料。液位不斷增高的過程,開啟曝氣管29并間歇開啟多孔板下方納米曝氣機(jī)15,儲水箱22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,協(xié)同攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)動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。本篩濾裝置可延長使用壽命及反洗周期,對于進(jìn)水濁度較低的情況,甚至可以無需反沖洗,使裝置不斷運(yùn)行凈化污水。
[0051]二級反沖洗為空氣脈沖反沖洗,由于污水濁度過高,導(dǎo)致污染物質(zhì)在填料表面的大量堆積,僅僅靠一級反沖洗步驟仍不能達(dá)到繼續(xù)篩濾的效果。此時(shí)停止進(jìn)、出水,關(guān)閉液壓泵23,啟動兩納米曝氣機(jī)15,并將出水池內(nèi)出水導(dǎo)入儲水箱中,當(dāng)儲水箱內(nèi)液面接近多孔板時(shí)停止。在回水壓力的作用下,儲水箱中的全部空氣受到快速擠壓,沿分壓倉上細(xì)孔上升,全部篩濾填料層在上升空氣、旋轉(zhuǎn)擾動的波輪作用及填料下納米曝氣頭的沖擊力作用下,填料間隙的污染物質(zhì)破碎浮起,又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。過濾速率重新穩(wěn)定后,關(guān)閉兩納米曝氣機(jī)15,開啟液壓泵23并恢復(fù)進(jìn)出水,繼續(xù)進(jìn)行篩濾處理。
[0052]三級反沖洗為曝氣湍流反沖洗,此時(shí)上文提及的兩級反沖洗已經(jīng)不足以解決污染物質(zhì)對填料的覆蓋、阻塞問題,污水大量積聚不得過濾。此時(shí)停止進(jìn)、出水,關(guān)閉液壓泵23,啟動超聲波發(fā)生儀28及兩納米曝氣機(jī)15,并將出水池內(nèi)出水大量導(dǎo)入儲水箱中,當(dāng)儲水箱內(nèi)液面接近多孔板時(shí)停止。⑴儲水箱內(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始曝氣,填料上方渦輪不斷轉(zhuǎn)動;(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)行無規(guī)則高速運(yùn)動狀態(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),空化汽泡在閉合過程中破裂時(shí)形成的沖擊波,會在其周圍產(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。(4)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)過三級反沖洗,內(nèi)部污染物被清洗排空殆盡。
[0053]常規(guī)砂濾通常采用壓實(shí)填料、增加水壓、砂上附加網(wǎng)格等手段改進(jìn)砂濾過程,通常不擾動砂層,使水流從砂子細(xì)小縫隙之間流過,而污染物質(zhì)停留在砂層的表層上,本發(fā)明則是利用攪拌機(jī)的旋轉(zhuǎn)擾動填料表層,防止污染物質(zhì)堆積對水流的順利通過形成阻力。同時(shí)利用納米曝氣水流、氣泡的沖擊力和剪切力對填料進(jìn)行反沖洗。
【權(quán)利要求】
1.一種生態(tài)塘出水深度處理裝置,其結(jié)構(gòu)為: 一滾筒格柵機(jī),對不同密度的懸浮液進(jìn)行沉降分層,其出水通過縮口進(jìn)水管噴入生態(tài)塘內(nèi)的底部; 生態(tài)塘中填充有對污染物質(zhì)進(jìn)行降解的碳素纖維流動填料; 流動填料上方設(shè)置有攔截碳素纖維流動填料的隔欄; 生態(tài)塘的上方設(shè)置有依靠漂浮載體漂浮在水面的太陽能動水除藻機(jī),太陽能動水除藻機(jī)的上端設(shè)置有太陽能電池板,下端設(shè)置有以太陽能為動力的螺旋槳; 太陽能動水除藻機(jī)通過繩索連接生態(tài)浮床,生態(tài)浮床利用浮力漂浮在水面,上端設(shè)置孔洞用于栽種植物,生態(tài)浮床下面放置有重物,重物上懸掛有填料; 生態(tài)塘的出水進(jìn)入擾流納米曝氣反沖篩濾池中,擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)部由多孔板分為上、下兩部分; 多孔板上方設(shè)置有連接納米O2曝氣機(jī)的納米曝氣頭,納米曝氣頭上鋪設(shè)一層復(fù)合填料,復(fù)合填料上方設(shè)置有攪拌機(jī),攪拌機(jī)的葉輪置于復(fù)合填料的上方; 復(fù)合填料上方的一側(cè)設(shè)置有連接曝氣機(jī)的曝氣頭,曝氣管設(shè)有多個(gè)細(xì)孔曝氣孔,曝氣孔垂直向上,曝氣管上方設(shè)置有回流槽; 復(fù)合填料的上方安裝有超聲波發(fā)生儀; 多孔板的下方為儲水箱,其內(nèi)壁均勻負(fù)載一層非金屬摻雜光催化劑,底部安裝有紫外滅菌燈,在紫外滅菌燈的空隙間設(shè)置納米曝氣頭,儲水箱內(nèi)部剩余空間填充有半導(dǎo)體負(fù)載填料,在半導(dǎo)體負(fù)載填料的內(nèi)部設(shè)有連接納米O3曝氣機(jī)的曝氣頭; 擾流納米曝氣反沖篩濾池的出水自流至納米曝氣消融裝置中,納米曝氣消融裝置底部開設(shè)有排泥口,納米曝氣消融裝置內(nèi)部位于排泥口的上方設(shè)置有納米曝氣盤,納米曝氣盤連接納米O3曝氣機(jī);納米曝氣消融裝置安裝有溫度控制儀,該溫度控制儀連接并控制安置在納米曝氣消融裝置內(nèi)部的感溫控頭和加熱帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其中,滾筒格柵機(jī)的轉(zhuǎn)速為30-5000r/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其中,隔欄的欄桿呈上寬下窄形態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其中,多孔板是由兩層多孔板夾雜一層不銹鋼紗網(wǎng)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其中,生態(tài)浮床選用高強(qiáng)度聚苯乙烯浮床。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其中,生態(tài)浮床上采用水面無土栽培水生植物的方式,利用這些植物來汲取動物產(chǎn)生的養(yǎng)分,處理富營養(yǎng)化水體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其中,生態(tài)浮床下面懸掛的填料為納米級碳素纖維填料或組合填料,呈上下形式的設(shè)置,碳素纖維設(shè)置區(qū)域面積不小于水域面積的20%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)塘出水深度處理裝置,其中,擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)部的復(fù)合填料采用粒徑為0.5-1.0mm的天然沸石分子篩以及錳砂,填料配比為5:1。
9.利用權(quán)利要求1所述生態(tài)塘出水深度處理裝置進(jìn)行污水處理的方法:通過一滾筒格柵機(jī),利用懸浮液密度不同的各組分在離心力場中迅速沉降分層的原理,實(shí)現(xiàn)液-固或液-液分離; 滾筒格柵機(jī)的出水通過增壓泵增壓,在縮口進(jìn)水管的作用下高壓噴入生態(tài)塘內(nèi)下方,使生態(tài)塘中填充的碳素纖維流動填料在水流的作用下不斷翻滾混合,在缺氧條件下對污染物質(zhì)進(jìn)行降解;經(jīng)過生態(tài)塘處理的水流通過隔欄涌入生態(tài)塘上方的塘體,隔欄將碳素纖維填料攔截下來; 生態(tài)塘中的太陽能動水除藻機(jī)以太陽能為原動力,驅(qū)動葉片運(yùn)轉(zhuǎn)形成水流;自下而上運(yùn)行時(shí)動水增氧,自上而下運(yùn)行時(shí)把塊狀化的藻打碎分解,持續(xù)性地讓水體產(chǎn)生上下層對流,使水體達(dá)到高效循環(huán)處理后進(jìn)入擾流納米曝氣反沖篩濾池; 擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)的納米曝氣頭間歇工作,沖散復(fù)合填料和半導(dǎo)體負(fù)載填料上的致密污物層,污染物質(zhì)層在曝氣管的浮力作用下溢流至回流槽,使污染物集中排除與進(jìn)水混合重新處理,以延長擾流納米曝氣反沖篩濾池的使用壽命及反洗周期; 擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)半導(dǎo)體負(fù)載填料的曝氣頭采用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,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)O3氧化分解有機(jī)物的能力;且納米級別O3氣泡與紫外滅菌燈、半導(dǎo)體負(fù)載填料共存于儲水箱,提高高級氧化效果,提高.0H產(chǎn)生率; 擾流納米曝氣反沖篩濾池的出水同時(shí)回流至生態(tài)塘進(jìn)水,調(diào)節(jié)水質(zhì)并刺激植物生長過程分泌次生物質(zhì); 擾流納米曝氣反沖篩濾池出水自流至納米曝氣消融裝置中進(jìn)行納米曝氣處理,將污水中難降解有機(jī)化合物分解消融,病原菌和微生物被滅活。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其中,納米曝氣消融裝置的溫度為25-35°C。
【文檔編號】C02F9/14GK104163544SQ201410364425
【公開日】2014年11月26日 申請日期: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, 張列宇, 趙穎, 楊天學(xué), 葉宇兵, 呂晶晶 申請人:浩藍(lán)環(huán)保股份有限公司