一種餐廚垃圾廢水的快速處理裝置和方法
【專利摘要】一種餐廚垃圾廢水的快速處理裝置，其主要由渦凹?xì)飧⊙b置、一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池、生物膜反應(yīng)器、絮凝池、二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池和沉砂池組成。本發(fā)明還公開了利用上述裝置進(jìn)行餐廚垃圾廢水的處理方法。本發(fā)明采用快速處理餐廚垃圾廢水理念，以機(jī)械法為主，生物法為輔，有效解決餐廚垃圾廢水產(chǎn)生量多，處理難度大，反應(yīng)周期長的問題，縮短污水處理時(shí)間，快速使產(chǎn)生廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，做到餐廚垃圾污水的減量化、無害化、資源化。
【專利說明】一種餐廚垃圾廢水的快速處理裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種餐廚垃圾廢水的快速處理裝置。
[0002] 本發(fā)明還涉及利用上述裝置快速處理餐廚垃圾廢水的方法，具體地涉及一種去除 餐廚垃圾廢水中污染物質(zhì)（如：有機(jī)物、油分、懸浮物、膠體、重金屬等）的方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 餐廚垃圾在收集、運(yùn)輸、堆放、處理過程中產(chǎn)生大量污染物，例如惡臭污染物H2S、 NH3以及餐廚垃圾滲濾液。其中餐廚垃圾滲濾液的處理成為一大難題。
[0004] 餐廚垃圾在堆放和填埋過程中由于壓實(shí)、發(fā)酵等生物化學(xué)降解作用，同時(shí)在降水 和地下水的滲流作用下產(chǎn)生了一種高濃度的有機(jī)或無機(jī)成份的液體，我們稱之為餐廚垃圾 滲濾液。影響滲濾液產(chǎn)生的因素很多，主要有垃圾堆放填埋區(qū)域的降雨情況、垃圾的性質(zhì)與 成分、填埋場(chǎng)的防滲處理情況、場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件等。垃圾滲濾液中CODcr、B0D5濃度和 城市污水相比，濃度高得多，所以滲濾液不經(jīng)過嚴(yán)格的處理、處置是不可以直接排入城市污 水處理管道的。餐廚垃圾滲濾液具有成分復(fù)雜，水質(zhì)水量變化大，有機(jī)物和氨氮濃度高，微 生物營養(yǎng)元素比例失調(diào)等特點(diǎn)，其處理相對(duì)城市污水更加復(fù)雜。
[0005] 在餐廚垃圾無害化處理滲濾液技術(shù)的研究中，可以看出與常規(guī)的滲濾液處理技術(shù) 相比，所需的處理技術(shù)更高，同時(shí)也需要更多的時(shí)間來完善。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種餐廚垃圾廢水的快速處理裝置。
[0007] 本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述裝置對(duì)餐廚垃圾廢水進(jìn)行處理的方法。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種餐廚垃圾廢水的快速處理裝置，其主要結(jié)構(gòu) 包括：
[0009] 一渦凹?xì)飧⊙b置，分為曝氣區(qū)、刮渣區(qū)和出水區(qū)三個(gè)部分，曝氣區(qū)底部與刮渣區(qū)底 部通過一管道相連，防止進(jìn)水不足造成渦凹曝氣機(jī)空轉(zhuǎn)，曝氣區(qū)內(nèi)設(shè)有渦凹曝氣機(jī)，刮渣區(qū) 上端為一電機(jī)通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)鏈輪使刮泥板轉(zhuǎn)動(dòng)，將氣浮處理污水表面的泥渣、油渣刮 除至集渣槽內(nèi)排除；出水區(qū)內(nèi)由兩個(gè)折板組成，隔絕上部浮渣及底部污泥，將中部清液收集 起來自流至一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)；
[0010] 一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池由一多孔板分為上、下兩層，多孔板上方設(shè)置一納 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)置一個(gè)攪拌機(jī)，復(fù)合填料一側(cè) 表面上方有一曝氣管，曝氣管設(shè)有多個(gè)細(xì)孔曝氣孔，曝氣孔垂直向上；曝氣管上方設(shè)置有回 流槽，并安裝有超聲波發(fā)生儀；多孔板下方為儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱的內(nèi)壁均勻負(fù)載非金屬摻雜光 催化劑，儲(chǔ)水箱的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(chǔ)水箱 內(nèi)剩余空間填充有半導(dǎo)體負(fù)載填料；一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的出水口連接生物膜反 應(yīng)器內(nèi)；
[0011] 生物膜反應(yīng)器底部開設(shè)有排泥孔，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，納米曝氣盤上方有攪拌機(jī)，生物膜反應(yīng)器內(nèi)的填料上生長有好氧生物膜；生物膜反應(yīng) 器內(nèi)安裝有溫度控制儀，該溫度控制儀連接并控制安置在生物膜反應(yīng)器內(nèi)部的感溫控頭和 加熱帶；生物膜反應(yīng)器的出水口連接至絮凝池；
[0012] 絮凝池底部開設(shè)有排泥孔，絮凝池內(nèi)位于排泥口上方設(shè)有納米曝氣頭，納米曝氣 頭上方設(shè)有攪拌機(jī)，攪拌機(jī)旁設(shè)有盛放混凝劑的加藥罐；絮凝池的出水口通過一液壓泵與 二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池相連；
[0013] 二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池與一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池結(jié)構(gòu)相同，二級(jí)擾 流納米曝氣反沖篩濾池的出水直接導(dǎo)入沉砂池內(nèi)；
[0014] 沉砂池底部開設(shè)有排泥孔，上方設(shè)有攪拌機(jī)，沉砂池的一部分上清液通過液壓泵 輸入一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池和二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的儲(chǔ)水箱內(nèi)用于反沖 洗使用。
[0015] 所述的快速處理裝置，其中，渦凹?xì)飧⊙b置的渦凹曝氣機(jī)是由葉輪及電機(jī)所構(gòu)成。
[0016] 所述的快速處理裝置，其中，一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池、二級(jí)擾流納米曝氣反 沖篩濾池和絮凝池的納米曝氣頭，以及生物膜反應(yīng)器的納米曝氣盤均均各自連接一納米曝 氣機(jī)。
[0017] 所述的的快速處理裝置，其中，一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池和二級(jí)擾流納米曝 氣反沖篩濾池中的多孔板是由兩層多孔板中間夾一層不銹鋼紗網(wǎng)組成。
[0018] 所述的快速處理裝置，其中，一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池和二級(jí)擾流納米曝氣 反沖篩濾池中的半導(dǎo)體負(fù)載填料為納米Ti0 2粉體負(fù)載在立體網(wǎng)狀聚丙烯填料上。
[0019] 所述的快速處理裝置，其中，一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的復(fù)合填料為粒徑 3-50mm的赤泥分子篩填料，用于過濾、吸附緩釋；二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的復(fù)合填 料為粒徑0. 5-1. 0mm的零價(jià)納米鐵和石英砂填料。
[0020] 所述的快速處理裝置，其中，絮凝池上的加藥罐通過加藥閥與絮凝池相連，加藥罐 內(nèi)的混凝劑為聚合氯化鋁+陽離子聚丙烯酰胺，添加物質(zhì)的量比例為20:1。
[0021] 本發(fā)明提供的利用上述快速處理裝置進(jìn)行餐廚垃圾廢水的處理方法：
[0022] 污水進(jìn)入渦凹?xì)飧⊙b置的曝氣區(qū)內(nèi)，與渦凹曝氣機(jī)產(chǎn)生的微氣泡充分混合，微氣 泡在上升的過程中將固體懸浮物帶到水面，并橫向自流入刮渣區(qū)內(nèi)，刮渣區(qū)內(nèi)刮泥板在電 動(dòng)機(jī)通過鏈輪的傳動(dòng)作用下運(yùn)轉(zhuǎn)，沿液面運(yùn)行將懸浮物刮至集渣槽內(nèi)，污水在液面下方經(jīng) 過兩個(gè)折板流入出水區(qū)，折流板可確保槽中的液體不會(huì)流入污泥排放管道，同時(shí)進(jìn)行二次 沉淀，防止污泥進(jìn)入出水區(qū)；經(jīng)過渦凹曝氣裝置處理后的污水導(dǎo)入一級(jí)擾流納米曝氣反沖 篩濾池內(nèi)進(jìn)行篩濾處理；
[0023] -級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)復(fù)合填料的納米曝氣進(jìn)氣為02，用于清潔填料， 一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的儲(chǔ)水箱的納米曝氣進(jìn)氣為〇 3，通過納米曝氣大量獲得羥基 自由基，且納米級(jí)別〇3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，有效提高· 0H產(chǎn)生率；一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池出水直接導(dǎo)入生物膜反應(yīng)器內(nèi)進(jìn) 行處理；
[0024] 生物膜反應(yīng)器在溫度控制儀、感溫控頭和加熱帶的協(xié)同作用下將溫度控制在 25-35°C，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)不同其水力停留時(shí)間為2-24h，生物膜反應(yīng)器出水導(dǎo)入絮凝池內(nèi)；
[0025] 開啟絮凝池的加藥閥加入混凝劑，開啟納米曝氣機(jī)將混凝劑與污水均勻混合，造 成微渦流效果對(duì)污水中細(xì)小懸浮絮體進(jìn)行絮凝處理，絮凝池上清液通過液壓泵進(jìn)入二級(jí)擾 流納米曝氣反沖篩濾池進(jìn)行篩濾處理；
[0026] 二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)復(fù)合填料的納米曝氣進(jìn)氣為02，用于清潔填料， 二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的儲(chǔ)水箱的納米曝氣進(jìn)氣為〇3，通過納米曝氣大量獲得羥基 自由基，且納米級(jí)別〇3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，有效提高· 0H產(chǎn)生率；
[0027] 二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的出水導(dǎo)入沉砂池內(nèi)，使污水內(nèi)殘余懸浮物及填料 沉淀，上清液直接用于中水回用。二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的出水回流至生物膜反應(yīng) 器進(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)。
[0028] 所述的方法，其中，沉砂池的上清液在一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池和二級(jí)擾流 納米曝氣反沖篩濾池需要反沖洗時(shí)，通過液壓泵輸入一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池和二級(jí) 擾流納米曝氣反沖篩濾池的儲(chǔ)水箱內(nèi)用于反沖洗使用。
[0029] 所述的方法，其中，一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池和二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾 池內(nèi)的紫外滅菌燈平均照射劑量在300J/m 2以上。
[0030] 本發(fā)明采用快速處理餐廚垃圾廢水理念，不同于現(xiàn)有處理工藝，主要以機(jī)械法為 主，生物法為輔，切實(shí)有效解決餐廚垃圾廢水產(chǎn)生量多，處理難度大，反應(yīng)周期長的問題，縮 短污水處理時(shí)間，快速使產(chǎn)生廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，做到餐廚垃圾污水的減量化、無害化、資 源化，避免由于餐廚垃圾廢水長期放置引發(fā)對(duì)周邊環(huán)境的影響。同時(shí)本工藝占地面積小，操 作簡單，設(shè)計(jì)新穎，經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益高。本發(fā)明采用兩次篩濾方法，其中擾流納米曝氣 反沖篩濾池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，在一次篩濾在渦凹?xì)飧☆A(yù)處理之后，降低餐廚垃圾廢 水中懸浮物及膠體以減少廢水中C0D指標(biāo)，二次篩濾在出水前進(jìn)行深度處理，同時(shí)通過產(chǎn) 生羥基自由基來對(duì)污水中不能被普通氧化劑氧化的污染物進(jìn)行氧化降解。同時(shí)滅殺污水 中的細(xì)菌，病原菌，起到滅菌消毒的作用，防止有機(jī)物、微生物導(dǎo)致污水腐爛、發(fā)酵、發(fā)臭等 腐爛、發(fā)酵、發(fā)臭。將餐廚垃圾廢水處理運(yùn)行成本降低了 4倍，并徹底解決了廢水處理工藝 中惡臭環(huán)境的困擾，同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行可靠、穩(wěn)定，徹底解決了餐廚垃圾廢水處理這個(gè)巨大的難 題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明的裝置示意圖。
[0032] 附圖中主要組件符號(hào)說明：
[0033] 1電機(jī)；2基座；3葉輪；4渦凹?xì)飧⊙b置；5鏈輪；6刮泥板；7傳動(dòng)裝置；8出水區(qū)； 8A折板；9液壓泵；10-級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池；11溫度控制儀；12加熱帶；13感溫探 頭；14生物膜反應(yīng)器；15填料；16絮凝池；17加藥罐；18加藥閥；19二級(jí)擾流納米曝氣反沖 篩濾池；20沉砂池；21排泥孔；22納米曝氣機(jī)；23紫外滅菌燈；24多孔板；25納米曝氣頭； 25A復(fù)合填料；26半導(dǎo)體負(fù)載填料；27儲(chǔ)水箱；28納米曝氣盤；29攪拌機(jī)；30集渣槽；31刮 渣區(qū)；32曝氣區(qū)；33超聲波發(fā)生儀；34曝氣管；35回流槽。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 本發(fā)明提供的餐廚垃圾廢水的快速處理裝置，可以快速去除污水中污染物質(zhì) (如：有機(jī)物、無機(jī)物、微生物、重金屬等）。
[0035] 請(qǐng)參閱圖1。本發(fā)明提供的餐廚垃圾廢水的快速處理裝置，其主要結(jié)構(gòu)包括：
[0036] 渦凹?xì)飧⊙b置4,主要分為曝氣區(qū)32、刮渣區(qū)31和出水區(qū)8三個(gè)部分，曝氣區(qū)32 底部與刮渣區(qū)31底部通過一管道相連，防止進(jìn)水不足造成渦凹曝氣機(jī)空轉(zhuǎn)，管道上方為納 米曝氣頭和葉輪3及電機(jī)1構(gòu)成的渦凹曝氣機(jī)，通過一基座2固定在渦凹?xì)飧⊙b置4上端； 刮渣區(qū)31上端為一電機(jī)1通過傳動(dòng)裝置7帶動(dòng)鏈輪5運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使刮泥板6源源不斷地將 氣浮處理污水表面的泥渣、油渣刮除至集渣槽30內(nèi)排除；出水區(qū)8內(nèi)由兩個(gè)折板8組成，隔 絕上部浮渣及底部污泥，將中部清液收集起來。
[0037] 未經(jīng)處理的污水首先進(jìn)入曝氣區(qū)32,與渦凹曝氣機(jī)產(chǎn)生的微小氣泡及納米曝氣機(jī) 產(chǎn)生的納米氣泡充分混合，氣泡在上升的過程中將固體懸浮物帶到水面，刮泥板6沿液面 運(yùn)行將懸浮物刮至集渣槽30內(nèi)，污水凈化后在排放前會(huì)經(jīng)過兩個(gè)折板8A流入出水區(qū)，確保 集渣槽30中的液體不會(huì)流入污泥排放管道，同時(shí)進(jìn)行二次沉淀，防止污泥進(jìn)入出水區(qū)8。
[0038] 渦凹曝氣機(jī)將"微氣泡"直接注入污水中而不需要事先進(jìn)行溶氣，然后通過葉輪把 "微氣泡"均勻的分布于污水中，所以整個(gè)運(yùn)行過程不會(huì)發(fā)生阻塞現(xiàn)象；曝氣區(qū)32池底的納 米曝氣頭也輔助不斷產(chǎn)生微納米氣泡，利用不同粒徑氣泡上浮過程中可將大型顆粒以及微 納米絮體、膠體兩種級(jí)別的懸浮物質(zhì)粘附，使其隨之浮在水面上。同時(shí)微納米氣泡在污水中 停留時(shí)間超過4小時(shí)，起預(yù)曝氣作用。經(jīng)過渦凹?xì)飧⊙b置4去除顆粒型懸浮物后出水自流 至一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池10。
[0039] -級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池 10由一多孔板24 (兩層多孔板夾雜一層不銹鋼紗 網(wǎng)）分為上、下兩層。多孔板24上方設(shè)置一納米曝氣頭25A與一納米曝氣機(jī)22連接，進(jìn) 氣為〇 2，用于清潔填料。納米曝氣頭25上鋪設(shè)一層復(fù)合填料25A，該復(fù)合25A采用粒徑為 3-50mm的赤泥分子篩填料，復(fù)合填料25A上方設(shè)置一個(gè)攪拌機(jī)，由葉輪3和電機(jī)1組成，復(fù) 合填料25A -側(cè)表面上方有一曝氣管34,曝氣管34設(shè)有多個(gè)細(xì)孔曝氣孔，曝氣孔垂直向上， 曝氣管34上方設(shè)置有回流槽35,并安裝有超聲波發(fā)生儀33。多孔板24下方為儲(chǔ)水箱27， 儲(chǔ)水箱27的內(nèi)壁均勻負(fù)載一層非金屬摻雜光催化劑，儲(chǔ)水箱27的底部安裝有紫外滅菌燈 23,在紫外滅菌燈23的空隙間設(shè)置納米曝氣頭25與一納米曝氣機(jī)22連接，進(jìn)氣為03，通過 納米曝氣大量獲得羥基自由基，起強(qiáng)氧化作用。儲(chǔ)水箱27內(nèi)剩余空間填充有半導(dǎo)體負(fù)載填 料26 (如納米Ti02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。一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池10的出水直接導(dǎo)入生物膜反應(yīng)器14內(nèi) 進(jìn)行處理。
[0040] 生物膜反應(yīng)器14底部開設(shè)有排泥孔21，生物膜反應(yīng)器14內(nèi)部位于排泥口 21上方 設(shè)有納米曝氣盤28與一納米曝氣機(jī)22連接；納米曝氣盤28上方有攪拌機(jī)29,生物膜反應(yīng) 器14內(nèi)的填料上生長有好氧生物膜；生物膜反應(yīng)器14的出水口連接至絮凝池16,生物膜 反應(yīng)器14內(nèi)安裝有溫度控制儀11，該溫度控制儀11連接并控制安置在內(nèi)部的感溫控頭13 和加熱帶12,溫度通過溫控裝置控制在25-35°C，水力停留時(shí)間為2-24h。
[0041] 絮凝池16底部開設(shè)有排泥孔21，絮凝池16內(nèi)位于排泥口 21上方設(shè)有納米曝氣頭 25與一納米曝氣機(jī)22連接，納米曝氣頭25上方有葉輪3和電機(jī)1組成的攪拌機(jī)，攪拌機(jī)旁 有加藥罐17通過加藥閥18與絮凝池16相連，加藥罐內(nèi)的混凝劑為聚合氯化鋁PAC+陽離 子聚丙烯酰胺CPAM，其添加比例為20:1。絮凝池16的出水口通過一液壓泵9與二級(jí)擾流 納米曝氣反沖篩濾池19相連；
[0042] 二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池19與一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池結(jié)構(gòu)10相同， 二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的復(fù)合填料采用粒徑為0. 5-1. 0mm的零價(jià)納米鐵和石英砂 填料，二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池19的出水直接導(dǎo)入沉砂池20內(nèi)進(jìn)行沉砂處理。
[0043] 一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池10和二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池19在工作時(shí)， 儲(chǔ)水箱27內(nèi)納米曝氣頭不連續(xù)工作，空氣自多孔板24向上鼓起，分割成小氣泡，間歇沖散 復(fù)合填料25A上的致密污物層，污染物質(zhì)層破碎成片狀浮起，在曝氣管34的浮力的作用下， 溢流至回流槽35,使填料截留的污染物集中排除至擾流納米曝氣反沖篩濾池外。延長擾流 納米曝氣反沖篩濾池的使用壽命及反洗周期，對(duì)于進(jìn)水濁度較低的情況，甚至可以無需反 沖洗，不斷運(yùn)行凈化污水。
[0044] 儲(chǔ)水箱27內(nèi)的納米曝氣頭采用03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· 0H，增強(qiáng) 〇3氧化分解有機(jī)物的能力；且納米級(jí)別〇3氣泡與紫外滅菌燈（紫外滅菌燈平均照射劑量 在300J/m 2以上）、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。一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池和二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池復(fù)合填料中的進(jìn)氣為 〇2，用于清潔復(fù)合填料，儲(chǔ)水箱及絮凝池的進(jìn)氣為〇 3，通過納米曝氣大量獲得羥基自由基，起 強(qiáng)氧化作用。
[0045] 沉砂池20底部開設(shè)有排泥孔21，上方有葉輪3和電機(jī)1組成的攪拌機(jī)，攪拌機(jī)緩 慢旋轉(zhuǎn)，助于污水內(nèi)殘余懸浮物及填料的沉淀。沉砂池20的一部分上清液通過液壓泵輸入 一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池10和二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的儲(chǔ)水箱內(nèi)用于反沖洗 使用。
[0046] 本發(fā)明對(duì)餐廚垃圾廢水進(jìn)行處理的方法是：
[0047] 未經(jīng)處理的污水首先進(jìn)入渦凹?xì)飧⊙b置的曝氣區(qū)內(nèi)，與渦凹曝氣機(jī)產(chǎn)生的微氣泡 充分混合，微氣泡在上升的過程中將固體懸浮物帶到水面，并橫向自流入刮渣區(qū)內(nèi)，刮渣區(qū) 內(nèi)刮泥板在電動(dòng)機(jī)通過鏈輪的傳動(dòng)作用下運(yùn)轉(zhuǎn)，沿液面運(yùn)行將懸浮物刮至集渣槽內(nèi)，污水 在液面下方經(jīng)過兩個(gè)折板流入出水區(qū)，折流板可確保槽中的液體不會(huì)流入污泥排放管道， 同時(shí)進(jìn)行二次沉淀，防止污泥進(jìn)入出水區(qū)。渦凹曝氣機(jī)將"微氣泡"直接注入污水中而不需 要事先進(jìn)行溶氣，然后通過葉輪把"微氣泡"均勻的分布于污水中，所以整個(gè)運(yùn)行過程不會(huì) 發(fā)生阻塞現(xiàn)象。經(jīng)過渦凹曝氣裝置處理后的污水導(dǎo)入一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)進(jìn)行 篩濾處理。
[0048] 正常篩濾時(shí)，開啟攪拌機(jī)，調(diào)整轉(zhuǎn)速為100r/min，并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，不斷提高攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速，直出水水質(zhì) 較低時(shí)，進(jìn)行反沖洗；在一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池進(jìn)行反沖洗時(shí)，開啟攪拌機(jī)和納米曝 氣機(jī)進(jìn)行反沖洗，在攪拌機(jī)高速攪拌以及曝氣時(shí)產(chǎn)生的高壓水流和納米氣泡的作用下，所 有填料呈現(xiàn)無規(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、葉輪的剪切力作用下 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。赤泥分子篩用于大量 吸附污染負(fù)荷并逐漸緩釋，用于降低污染負(fù)荷和毒性，同時(shí)利用偏堿性的赤泥分子篩作為 填料，迅速吸附中和厭氧部分酸化產(chǎn)生的小分子酸，調(diào)節(jié)污水酸堿度；同時(shí)營造偏堿性環(huán)境 固定污水中的重金屬，防止其浸出。
[0049] 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(dòng)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(dòng)填料表層，防止污染物質(zhì)堆積對(duì)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(duì)填料進(jìn)行反沖洗。一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩 濾池出水直接導(dǎo)入生物膜反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行處理。
[0050] 生物膜反應(yīng)器在溫度控制儀、感溫控頭和加熱帶的協(xié)同作用下將溫度控制在 25-35°C，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)不同其水力停留時(shí)間為2-24h，生物膜反應(yīng)器出水導(dǎo)入絮凝池內(nèi)，開 啟加藥閥加入混凝劑，開啟納米曝氣機(jī)將混凝劑與污水均勻混合；關(guān)閉納米曝氣機(jī)，開啟攪 拌機(jī)緩慢旋轉(zhuǎn)，造成微渦流效果對(duì)污水中細(xì)小懸浮絮體進(jìn)行絮凝處理，開啟排泥孔上閥門 排泥后，將絮凝池上清液通過一液壓泵與二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池相連；
[0051] 二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池與一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池處理方法相同，出 水直接導(dǎo)入沉砂池內(nèi)進(jìn)行沉砂處理，填料中零價(jià)納米鐵，用于網(wǎng)捕重金屬，防止重金屬濃度 過高產(chǎn)生生物毒性。
[0052] 開啟沉砂池內(nèi)攪拌機(jī)緩慢旋轉(zhuǎn)，使污水內(nèi)殘余懸浮物及填料的沉淀。沉砂池部分 上清液在篩濾池需要反沖洗時(shí)，通過液壓泵輸入一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池、一級(jí)擾流 納米曝氣反沖篩濾池儲(chǔ)水箱內(nèi)用于反沖洗使用；剩余上清液直接用于中水回用。
[0053] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明能夠縮短至少一倍的污水處理時(shí)間，快速使產(chǎn) 生廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0054] 本發(fā)明采用三級(jí)反沖洗技術(shù)進(jìn)行反沖洗：
[0055] 正常篩濾時(shí)，開啟攪拌機(jī)，其轉(zhuǎn)速為100r/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34并間歇開啟多孔板下方 納米曝氣機(jī)22,儲(chǔ)水箱27內(nèi)納米曝氣頭25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(dòng)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(duì)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。
[0056] 二級(jí)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(jí)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9,啟動(dòng)兩納米曝氣機(jī)22,將出水池內(nèi)出水導(dǎo)入儲(chǔ)水箱中。在回水壓力的作用下，儲(chǔ)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(dòng)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)22,開啟液壓泵9并恢復(fù)進(jìn) 出水，繼續(xù)進(jìn)行篩濾處理。
[0057] 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9,啟動(dòng)超 聲波發(fā)生儀33及兩納米曝氣機(jī)22,將出水池內(nèi)出水大量導(dǎo)入儲(chǔ)水箱中。⑴儲(chǔ)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(dòng)；⑵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(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)過三級(jí)反沖洗，內(nèi)部污染物被清洗排空殆盡。
[0058] 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(dòng)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(dòng)填料表層，防止污染物質(zhì)堆積對(duì)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(duì)填料進(jìn)行反沖洗。
【權(quán)利要求】
1. 一種餐廚垃圾廢水的快速處理裝置，其主要結(jié)構(gòu)包括： 一渦凹?xì)飧⊙b置，分為曝氣區(qū)、刮渣區(qū)和出水區(qū)三個(gè)部分，曝氣區(qū)底部與刮渣區(qū)底部通 過一管道相連，防止進(jìn)水不足造成渦凹曝氣機(jī)空轉(zhuǎn)，曝氣區(qū)內(nèi)設(shè)有渦凹曝氣機(jī)，刮渣區(qū)上端 為一電機(jī)通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)鏈輪使刮泥板轉(zhuǎn)動(dòng)，將氣浮處理污水表面的泥渣、油渣刮除至 集渣槽內(nèi)排除；出水區(qū)內(nèi)由兩個(gè)折板組成，隔絕上部浮渣及底部污泥，將中部清液收集起來 自流至一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)； 一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池由一多孔板分為上、下兩層，多孔板上方設(shè)置一納米曝 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)置一個(gè)攪拌機(jī)，復(fù)合填料一側(cè)表面 上方有一曝氣管，曝氣管設(shè)有多個(gè)細(xì)孔曝氣孔，曝氣孔垂直向上；曝氣管上方設(shè)置有回流 槽，并安裝有超聲波發(fā)生儀；多孔板下方為儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱的內(nèi)壁均勻負(fù)載非金屬摻雜光催 化劑，儲(chǔ)水箱的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(chǔ)水箱內(nèi) 剩余空間填充有半導(dǎo)體負(fù)載填料；一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的出水口連接生物膜反應(yīng) 器內(nèi)； 生物膜反應(yīng)器底部開設(shè)有排泥孔，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，納米曝氣盤上方有攪拌機(jī)，生物膜反應(yīng)器內(nèi)的填料上生長有好氧生物膜；生物膜反應(yīng)器 內(nèi)安裝有溫度控制儀，該溫度控制儀連接并控制安置在生物膜反應(yīng)器內(nèi)部的感溫控頭和加 熱帶；生物膜反應(yīng)器的出水口連接至絮凝池； 絮凝池底部開設(shè)有排泥孔，絮凝池內(nèi)位于排泥口上方設(shè)有納米曝氣頭，納米曝氣頭上 方設(shè)有攪拌機(jī)，攪拌機(jī)旁設(shè)有盛放混凝劑的加藥罐；絮凝池的出水口通過一液壓泵與二級(jí) 擾流納米曝氣反沖篩濾池相連； 二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池與一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池結(jié)構(gòu)相同，二級(jí)擾流納 米曝氣反沖篩濾池的出水直接導(dǎo)入沉砂池內(nèi)； 沉砂池底部開設(shè)有排泥孔，上方設(shè)有攪拌機(jī)，沉砂池的一部分上清液通過液壓泵輸入 一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池和二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的儲(chǔ)水箱內(nèi)用于反沖洗使 用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速處理裝置，其中，渦凹?xì)飧⊙b置的渦凹曝氣機(jī)是由葉輪 及電機(jī)所構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速處理裝置，其中，一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池、二級(jí)擾 流納米曝氣反沖篩濾池和絮凝池的納米曝氣頭，以及生物膜反應(yīng)器的納米曝氣盤均均各自 連接一納米曝氣機(jī)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的的快速處理裝置，其中，一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池和 二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池中的多孔板是由兩層多孔板中間夾一層不銹鋼紗網(wǎng)組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速處理裝置，其中，一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池和二級(jí) 擾流納米曝氣反沖篩濾池中的半導(dǎo)體負(fù)載填料為納米Ti0 2粉體負(fù)載在立體網(wǎng)狀聚丙烯填 料上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速處理裝置，其中，一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的復(fù)合 填料為粒徑3-50mm的赤泥分子篩填料；二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的復(fù)合填料為粒徑 0. 5-1. Omm的零價(jià)納米鐵和石英砂填料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速處理裝置，其中，絮凝池上的加藥罐通過加藥閥與絮凝 池相連，加藥罐內(nèi)的混凝劑為聚合氯化鋁+陽離子聚丙烯酰胺，添加物質(zhì)的量比例為20:1。
8. 利用權(quán)利要求1所述快速處理裝置進(jìn)行餐廚垃圾廢水的處理方法： 污水進(jìn)入渦凹?xì)飧⊙b置的曝氣區(qū)內(nèi)，與渦凹曝氣機(jī)產(chǎn)生的微氣泡充分混合，微氣泡在 上升的過程中將固體懸浮物帶到水面，并橫向自流入刮渣區(qū)內(nèi)，刮渣區(qū)內(nèi)刮泥板在電動(dòng)機(jī) 通過鏈輪的傳動(dòng)作用下運(yùn)轉(zhuǎn)，沿液面運(yùn)行將懸浮物刮至集渣槽內(nèi)，污水在液面下方經(jīng)過兩 個(gè)折板流入出水區(qū)，折流板可確保槽中的液體不會(huì)流入污泥排放管道，同時(shí)進(jìn)行二次沉淀， 防止污泥進(jìn)入出水區(qū)；經(jīng)過渦凹曝氣裝置處理后的污水導(dǎo)入一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池 內(nèi)進(jìn)行篩濾處理； 一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)復(fù)合填料的納米曝氣進(jìn)氣為〇2，用于清潔填料，一級(jí) 擾流納米曝氣反沖篩濾池的儲(chǔ)水箱的納米曝氣進(jìn)氣為〇3，通過納米曝氣大量獲得羥基自由 基，且納米級(jí)別〇 3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， 有效提高·〇Η產(chǎn)生率；一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池出水直接導(dǎo)入生物膜反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行處 理進(jìn)一步去除污染物； 生物膜反應(yīng)器在溫度控制儀、感溫控頭和加熱帶的協(xié)同作用下將溫度控制在25-35°C， 根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)不同其水力停留時(shí)間為2-24h，生物膜反應(yīng)器出水導(dǎo)入絮凝池內(nèi)； 開啟絮凝池的加藥閥加入混凝劑，開啟納米曝氣機(jī)將混凝劑與污水均勻混合，造成微 渦流效果對(duì)污水中細(xì)小懸浮絮體進(jìn)行絮凝處理，絮凝池上清液通過液壓泵進(jìn)入二級(jí)擾流納 米曝氣反沖篩濾池進(jìn)行篩濾處理； 二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池內(nèi)復(fù)合填料的納米曝氣進(jìn)氣為〇2，用于清潔填料，二級(jí) 擾流納米曝氣反沖篩濾池的儲(chǔ)水箱的納米曝氣進(jìn)氣為〇3，通過納米曝氣大量獲得羥基自由 基，且納米級(jí)別〇 3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， 有效提高· OH產(chǎn)生率； 二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的出水導(dǎo)入沉砂池內(nèi)，使污水內(nèi)殘余懸浮物及填料沉 淀，上清液直接用于中水回用； 二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的出水回流至生物膜反應(yīng)器進(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)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，沉砂池的上清液在一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾 池和二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池需要反沖洗時(shí)，通過液壓泵輸入一級(jí)擾流納米曝氣反沖 篩濾池和二級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池的儲(chǔ)水箱內(nèi)用于反沖洗使用。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，一級(jí)擾流納米曝氣反沖篩濾池和二級(jí)擾流納米 曝氣反沖篩濾池內(nèi)的紫外滅菌燈平均照射劑量在300J/m 2以上。
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK104193082SQ201410359330
【公開日】2014年12月10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】張列宇, 王雷, 席北斗 申請(qǐng)人:張列宇