一種污水處理回用的處理裝置和處理方法
【專利摘要】一種污水處理回用的處理裝置，其主要包括：一格柵池通過進水管連接折流復合垂直人工濕地；折流復合垂直人工濕地通過兩縮口進水管連接至表層湍流篩濾裝置；表層湍流篩濾裝置的出水口與納米曝氣深度處理裝置相連接。本發(fā)明還公開了污水處理回用的處理方法。
【專利說明】一種污水處理回用的處理裝置和處理方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種污水處理回用的處理裝置。
[0002] 本發(fā)明還涉及利用上述裝置進行污水三級出水深度處理的方法。

【背景技術】
[0003] 污水深度處理是指城市污水或工業(yè)廢水經一級、二級處理后，為了達到一定的回 用水標準使污水作為水資源回用于生產或生活的進一步水處理過程。針對污水（廢水）的 原水水質和處理后的水質要求可進一步采用三級處理或多級處理工藝。常用于去除水中的 微量C0D和B0D有機污染物質，SS及氮、磷高濃度營養(yǎng)物質及鹽類。深度處理的方法有：絮 凝沉淀法、砂濾法、活性炭法、臭氧氧化法、膜分離法、離子交換法、電解處理、濕式氧化法、 催化氧化法、蒸發(fā)濃縮法等物理化學方法與生物脫氮、脫磷法等。深度處理方法費用昂貴， 管理較復雜，處理每噸水的費用約為一級處理費用的4-5倍以上。但深度處理費用較高，且 容易造成浪費以及二次污染，故需尋找一種造價低廉、更加切實有效的方法進行污水的深 度處理。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種污水處理回用的處理裝置。
[0005] 本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述裝置進行污水三級出水深度處理的方 法。
[0006] 為實現上述目的，本發(fā)明提供的污水處理回用的處理裝置，其主要包括：
[0007] -格柵池通過進水管連接折流復合垂直人工濕地；
[0008] 折流復合垂直人工濕地通過兩縮口進水管連接至表層湍流篩濾裝置；
[0009] 表層湍流篩濾裝置的出水口與納米曝氣深度處理裝置相連接；
[0010] 其中：
[0011] 折流復合垂直人工濕地內部由兩個隔板分為三部分，連接格柵池部分由上到下分 別為復合多功能填料層和礫石層，格柵池的進水管埋在礫石層中；連接表層湍流篩濾裝置 部分為沉淀池；復合多功能填料層和礫石層部分與沉淀池之間的部分由上到下分別為表面 砂土層（赤泥分子篩以及砂土按照體積比3:2混合）和礫石層，礫石層下方為排空管；折流 復合垂直人工濕地內設置有水平交錯排列的折板，以延長污水在濕地內水力停留時間；沉 淀池的上清液通過增壓泵導入表層湍流篩濾裝置；復合多功能填料層內填充的填料用于大 量吸附污染負荷并逐漸緩釋，用于降低污染負荷和毒性，同時表面砂土層利用偏堿性的赤 泥分子篩作為填料，迅速吸附中和厭氧部分酸化產生的小分子酸，調節(jié)污水酸堿度，使裝置 內環(huán)境更適宜植物、微生物生存；同時營造偏堿性環(huán)境固定污水中的重金屬，防止其浸出， 利用小分子有機物供給植物養(yǎng)分，在植物生長過程中吸附、吸收重金屬進行重金屬生物穩(wěn) 定化。所有的混合填料表面形成生物膜，由上至下形成好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)，在植物根系與 微生物的協同作用下去除污水中的污染物質；
[0012] 表層湍流篩濾裝置由多孔板分為上、下兩個部分；多孔板孔洞為傾斜狀，多孔板上 方鋪設有篩濾填料，篩濾填料的底部設有納米曝氣頭，篩濾填料內表層兩側相對地各設有 一縮口進水管，兩個縮口進水管與折流復合垂直人工濕地的增壓泵相連接；表層湍流篩濾 裝置的一側下方設有縮口反洗管，通過反沖洗管道連接增壓泵；表層湍流篩濾裝置位于縮 口反洗管的上方設置有回流槽；篩濾填料上方位于回流槽一側設置有曝氣管，曝氣管設有 多個細孔曝氣孔，細孔曝氣孔垂直向上；在篩濾填料上方安裝有超聲波發(fā)生儀；多孔板下 方為儲水箱，儲水箱內壁均勻負載一層非金屬摻雜光催化劑，儲水箱底部安裝有紫外滅菌 燈，在紫外滅菌燈的空隙間設置納米曝氣頭，表層湍流篩濾裝置內部剩余空間填充有半導 體負載填料；
[0013] 表層湍流篩濾裝置的儲水箱出水口通過增壓泵與納米曝氣深度處理裝置相連；納 米曝氣深度處理裝置的底部開設有排泥口，內部位于排泥口上方設置有斜管填料層，斜管 填料層設置有納米曝氣盤，納米曝氣深度處理裝置的頂部設置有電動機通過皮帶帶動齒輪 運轉，從而使皮帶上的刮板將氣浮處理污水表面的泥渣、油渣刮除至集渣槽內排除；集渣槽 與兩個折板組成的出水池相連通，隔絕上部浮渣及底部污泥后將中部清液收集起來由出水 口排出。
[0014] 所述污水處理回用的處理裝置中，排空管為一鉆孔PVC管。
[0015] 所述污水處理回用的處理裝置中，復合多功能填料層由弗羅里硅藻土、碎石和粉 煤灰分子篩組成，弗羅里硅藻土粒徑為0. 8-1. 8_，碎石粒徑為20-50_，粉煤灰分子篩粒 徑為 10_50_。
[0016] 所述污水處理回用的處理裝置中，篩濾填料是由天然石英砂與改性錳砂的混合 物。
[0017] 所述污水處理回用的處理裝置中，半導體負載填料為納米Ti02粉體負載在立體網 狀聚丙烯填料上。
[0018] 所述污水處理回用的處理裝置中，表層湍流篩濾裝置及納米曝氣深度處理裝置的 曝氣盤分別連接納米曝氣機。
[0019] 所述污水處理回用的處理裝置中，表層湍流篩濾裝置進氣為02，用于清潔填料；納 米曝氣深度處理裝置的進氣為〇 3，通過納米曝氣大量獲得羥基自由基，起強氧化作用。
[0020] 本發(fā)明提供的污水處理回用的處理方法，其過程為：
[0021] 格柵池的濾網過濾水中雜質后進入折流復合垂直人工濕地，進水流經礫石層和多 功能填料層，溢流過中間擋板后，污水經過表面砂土層（赤泥分子篩以及砂土按照體積比 3:2混合），到達礫石層，在出水區(qū)沉淀靜置，由折流復合垂直人工濕地內設置的折板延長 污水在濕地內水力停留時間，增強系統處理效果；
[0022] 折流復合垂直人工濕地的出水區(qū)上清液在增壓泵的作用下導入表層湍流篩濾裝 置；
[0023] 表層湍流篩濾裝置的儲水池內納米曝氣間歇曝氣，曝氣時儲水池內氣壓增大，空 氣被多孔板切割成為氣泡鼓起，沖擊篩濾填料，打散填料表面的污染物質層并使其浮起，使 得污水能順利經過篩濾填料過濾；曝氣管的氣泡將浮起的污染物推至水面，溢流至回流槽， 與進水混合調節(jié)進水水質，同時延長篩濾裝置使用壽命及反洗周期；
[0024] 表層湍流篩濾裝置的篩濾填料底部納米曝氣頭進氣為02，用于清潔填料；下方儲 水箱內納米曝氣頭的進氣為〇3，通過納米曝氣大量獲得羥基自由基，與紫外滅菌燈、半導體 負載填料共同提高高級氧化效果，同時其中富含羥自由基的出水在裝置進行反洗時，沖刷 篩濾填料，使篩濾填料清潔與再生；表層湍流篩濾裝置處理后的出水進入納米曝氣深度處 理裝置，在高溫納米曝氣的情況下對污水進行納米曝氣處理，分解殘留難降解有機化合物 及殘存的病原菌和微生物，在去除有機物、降低COD的同時，提高污水的透明度和色度。
[0025] 表層湍流篩濾裝置的出水回流至折流復合垂直人工濕地進水，調節(jié)水質并刺激植 物生長過程分泌次生物質。
[0026] 所述污水處理回用的處理方法中，紫外滅菌燈平均照射劑量在300J/m2以上。
[0027] 本發(fā)明是將物理法、化學法、生物法處理污水的高度結合，采用最前沿的污水處理 工藝進行污水處理及中水回用的深度凈化方法，并在根本上改進技術原理，徹底革新污水 深度處理技術，工藝簡便，占地少，凈化效果好，清除有機物徹底，為水資源節(jié)約、回用提供 了更好的方法。其中表層湍流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離子，同時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)生并加強自由負離子的產生，達成光催化效果；而自由負離子以及其擺脫共價鍵的束 縛后留下空位，與納米氣泡表面帶有的電荷同時產生微電解效果，可滅殺大腸桿菌、金黃色 葡萄球菌、病毒等，分解殘留難降解有機化合物及有毒物質，持久安全的對污水進行消毒降 解。針對環(huán)境類激素（如激素類農藥、抗生素、二惡英、雌激素以及人工合成激素等微量有 害化學物質）的處理方面具有很大的優(yōu)勢，能夠使絕大部分有機物完全礦化或分解，對污 水進行篩濾處理的同時對其出水凈化、消毒，出水較好的達到國家要求標準。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1是本發(fā)明的污水處理回用的處理裝置示意圖。
[0029] 附圖中主要組件符號說明：
[0030] 1格柵池；2墻體；3千屈菜；4復合多功能填料層；5上行池；6折流復合垂直人工 濕地；7折板；8蘆葦；9下行池；10表面砂土層（赤泥分子篩以及砂土按照體積比3:2混 合）；11沉淀池；12增壓泵；13第一閥門；14縮口進水管；15篩濾填料；16表層湍流篩濾裝 置；17縮口反洗管；18第二閥門；19第三閥門；20納米曝氣深度處理裝置；21齒輪；22刮 板；23皮帶；24電動機；25出水池；26出水□ ;27擋板；28斜管填料層；29集渣槽；30排泥 孔；31納米曝氣盤；32儲泥室；33納米曝氣機；34液壓泵；35第四閥門；36紫外滅菌燈；37 多孔板；38納米曝氣頭；39半導體負載填料；40儲水箱；41排空管；42礫石層；43進水管； 44超聲波發(fā)生儀；45曝氣管；46回流槽，A中間擋板。

【具體實施方式】
[0031] 本發(fā)明的目的在于提供一種污水處理回用的處理方法，可以高效去除污水中污染 物質（如：有機物、微生物、無機物等化學雜質）。
[0032] 以下結合附圖作詳細說明。需要說明的是，在以下敘述中提到的左、右、上、下等均 是以附圖所示的方向為準。
[0033] 本發(fā)明提供的組合裝置，其主要結構包括：
[0034] 一格柵池1，使用濾網過濾，水中雜質逐漸積聚在濾網表面，大型顆粒自污水中隔 離出來，降低人工濕地堵塞風險系數，提高下級工藝處理效率。
[0035] 折流復合垂直人工濕地6,主要分為三個部分，左半部分由上到下分別為復合多功 能填料層4和礫石層42,復合多功能填料層4表面上栽種千屈菜3 ;中間部分由上到下分別 為表面砂土層（赤泥分子篩以及砂土按照體積比3:2混合）10和礫石層42,表面砂土層10 上栽種蘆葦8;右半部分為沉淀池11。碌石層42下方為排空管41,為一鉆孔PVC管。進水 管43埋在左邊礫石層42進行布水，進水在壓力作用下向上流動，流經礫石層42和復合多 功能填料層4,溢流過中間擋板A后，污水經過表面砂土層10到達礫石層42,在沉淀池11 沉淀靜置。折流復合垂直人工濕地6內設置大量折板7,延長污水在濕地內水力停留時間， 增強系統處理效果。沉淀池11的上清液在增壓泵12的作用下導入表層湍流篩濾裝置16。
[0036] 表層湍流篩濾裝置16由多孔板37分為上、下兩個部分。多孔板37孔洞向右傾 斜，多孔板37上方鋪設一層篩濾填料15,篩濾填料15是石英砂、改性錳砂與天然沸石分子 篩的混合物，粒徑為〇. 5-2. 0_，是集過濾、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。篩濾填料15的底部設有納米曝氣頭38,篩濾填料15內表層相對兩側各設 有一縮口進水管14,該縮口進水管14與折流復合垂直人工濕地6的增壓泵12相連接。表 層湍流篩濾裝置16的一側下方設有縮口反洗管17,通過反沖洗管道連接增壓泵12。表層 湍流篩濾裝置16位于縮口反洗管17的上方設置有回流槽46。篩濾填料15上方位于回流 槽46 -側設置有曝氣管45,曝氣管45設有多個細孔曝氣孔，細孔曝氣孔垂直向上；在篩濾 填料15上方安裝有超聲波發(fā)生儀44。多孔板37下方為儲水箱40,儲水箱40內壁均勻負 載一層非金屬摻雜光催化劑，儲水箱40底部安裝有紫外滅菌燈36,在紫外滅菌燈36的空隙 間設置納米曝氣頭38,表層湍流篩濾裝置16內部剩余空間填充有半導體負載填料39 (如納 米Ti02粉體負載在立體網狀聚丙烯填料），本發(fā)明將半導體負載填料39固定在載體上，解 決了常規(guī)光催化劑需要分散劑協同使用的弊端，減少了催化劑的流失現象，避免了反應結 束后催化劑的分離步驟。
[0037] 表層湍流篩濾裝置16儲水箱40的出水口通過一增壓泵34與納米曝氣深度處理 裝置20相連。納米曝氣深度處理裝置20的底部開設有排泥口 30,內部位于排泥口 30上 方設置有斜管填料層28,斜管填料層28設置有納米曝氣盤31，在高溫納米曝氣的情況下對 污水進行納米曝氣處理，分解殘留難降解有機化合物及殘存的病原菌和微生物，在去除有 機物、降低C0D的同時，污水的透明度、色度也有所提高。納米曝氣深度處理裝置20的頂部 設置有一電動機24通過皮帶23帶動齒輪21運轉，從而使刮板22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29內排除；集漁槽29與兩個折板27組成的出水池25 相連通，隔絕上部浮渣及底部污泥后將中部清液收集起來由出水口 26排出。
[0038] 表層湍流篩濾裝置16進行篩濾時，儲水箱40內納米曝氣機33間歇曝氣，曝氣時 儲水箱40內氣壓增大，空氣被多孔板37切割成為氣泡鼓起，沖擊多孔板37上方鋪設的篩 濾填料，打散篩濾填料表面的污染物質層并使其浮起，使得污水能順利經過篩濾填料過濾， 氣泡將浮起的污染物推至水面，于右側溢流至回流槽46,與進水混合調節(jié)進水水質，同時延 長篩濾裝置使用壽命及反洗周期，對于進水濁度較低的情況，甚至可以無需反沖洗，不斷運 行凈化污水。
[0039] 表層湍流篩濾裝置16篩濾填料底部納米曝氣頭進氣為02，用于清潔填料；下方儲 水箱內納米曝氣頭的進氣為〇 3，通過納米曝氣大量獲得羥基自由基，與紫外滅菌燈，半導體 負載填料共同提高高級氧化效果，同時其中富含羥自由基的出水在裝置進行反洗時，沖刷 篩濾填料，較好的做到填料清潔與再生。
[0040] 使用納米曝氣的方式提高-0H產生率，由于微氣泡具有龐大的數量、比表面積、緩 慢的上升速度，大大增加了氣液接觸面積、接觸時間，有利于臭氧溶于水中，克服了臭氧難 溶于水的缺點。微氣泡內部具有較大的壓力且納米氣泡破裂時界面消失，周圍環(huán)境劇烈改 變產生的化學能促使產生更多的羥基自由基，增強臭氧氧化分解有機物的能力。
[0041] 臭氧在紫外光的照射作用下產生· 0H，臭氧能帶走二氧化鈦光致電子空穴對中的 電子，從而產生了更多的羥基自由基，加速了有機物的降解，通過· 0H的強氧化作用對有機 污染物進行處理。
[0042] 根據本發(fā)明的一個實施例，通過本發(fā)明處理的污水中苯系化合物降低95%以上， 污水濁度降低99%，出水水質透明度高。
[0043] 儲水箱右端設置反沖洗管道，連接反洗泵，在裝置進行反沖洗時，納米曝氣頭開始 曝氣，在高溫納米曝氣的情況下對砂粒進行納米曝氣處理，在高溫、納米微小泡的剪切力以 及曝氣過程中產生的沖擊力的作用下，清洗填料截流的雜質、膠體以及表面生長的生物膜。 同時通過反洗泵導入二次納米曝氣高級氧化裝置出水進行反沖洗，儲水箱在充水過程中， 液面上的空氣被強力擠壓，通過多孔板上升至填料層，使填料呈現沸騰流動狀態(tài)，儲水箱內 空氣排空后，水流繼續(xù)通過多孔板孔洞右傾斜向上高速流動，同時整個反沖洗過程中縮口 反洗管內水流向左沖洗，整個裝置的填料在水流的沖擊力下形成快速運轉的湍流，填料在 不同方向力作用下形成的小旋渦中相互摩擦，附著的有機污染物得以去除，有利于取得較 為純凈的填料。
[0044] 本發(fā)明先后采用三級反沖洗技術進行反沖洗：
[0045] 一級反沖洗為曝氣循環(huán)反沖洗，由于污染物質在填料表面的堆積，污水難以透過 填料之間的空隙滲透下去，在篩濾過程中進行反沖洗，開啟曝氣管45并間歇開啟多孔板上 方納米曝氣機33,集水池內納米曝氣頭不連續(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，污染物質層破碎成片狀浮起，在曝氣管的浮力以及 縮口管進水時向右推力的協同作用下產生波輪效果，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，與進水混合重新處理，污水也可繼續(xù)自粉煤灰分 子篩空隙滲透下去；一級反沖洗可延長篩濾裝置使用壽命及反洗周期，對于進水濁度較低 的情況，甚至可以無需反沖洗，使裝置不斷運行凈化污水。
[0046] 二級反沖洗為空氣脈沖反沖洗，由于污水濁度過高，導致污染物質在填料表面的 大量堆積，僅僅靠一級反沖洗步驟仍不能達到繼續(xù)篩濾的效果。此時關閉第一閥門13、第三 閥門35,開啟第二閥門18,啟動增壓泵12、曝氣管45及兩納米曝氣機33,將納米曝氣深度 處理裝置20出水池25內的出水導入表層湍流篩濾裝置16中。在回水壓力的作用下，表層 湍流篩濾裝置16中的全部空氣受到快速擠壓，多孔板37的細孔上升，全部篩濾填料層在上 升空氣、波輪的旋轉擾動及篩濾填料下納米曝氣頭的沖擊力作用下旋轉流動，污染物質破 碎浮起，在曝氣管的浮力以及進水沖擊擋流板向右推力的協同作用下，溢流至回流槽與初 始進水混合，待水面快速下降。過濾速率重新穩(wěn)定后，關閉增壓泵12、多孔板下方納米曝氣 機33、第二閥門18,開啟第一閥門13、第三閥門35,繼續(xù)進行篩濾處理。
[0047] 三級反沖洗為曝氣湍流反沖洗，此時一、二級反沖洗已經不足以解決污染物質對 填料的覆蓋、阻塞問題，污水大量積聚不得過濾。此時關閉第一閥門13,開啟第二閥門18、 第三閥門35,啟動增壓泵12、曝氣管45及兩納米曝氣機33、超聲波發(fā)生儀44,反向啟動液 壓泵34,將出水導入集水池中。⑴集水池內部空氣沿多孔板細孔上升攪拌，填料底部納米曝 氣頭開始曝氣，填料上方渦輪不斷轉動；⑵利用納米曝氣技術沖擊、氧化、氣浮及高溫作用 協同清洗，上方填料呈現湍流狀態(tài)，進行無規(guī)則高速運動狀態(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)生儀在液體介質中產生超聲波，在篩濾填料表面產生空化效應，空化汽泡 在閉合過程中破裂時形成的沖擊波，會在其周圍產生上千個氣壓的沖擊壓力，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)導入，納米曝氣與超聲波可促使羥基自由基的產生，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，填料得到再生。（5) 而污染物質在水流沖擊力及右側曝氣管氣浮作用下不斷向上浮至水面，自左端進水堰及右 端回流槽流出與初始進水混合。經過三級反沖洗，內部污染物被清洗排空殆盡。
[0048] 常規(guī)砂濾是在過濾過程中不擾動砂層，使水流從砂子細小縫隙之間流過。通常采 用不擾動砂層，壓實填料、增加水壓、砂上附加網格等手段改進砂濾過程，讓水流從砂子細 小縫隙之間流過，而污染物質停留在砂層的表層上。本發(fā)明則是利用縮口管高壓進水擾動 填料表層，防止污染物質堆積對水流的順利通過形成阻力，同時利用高級氧化、超聲波、納 米曝氣、氣泡的沖擊力和剪切力等手段改進裝置，利用粉煤灰分子篩、錳砂等填料進行優(yōu)化 設計，最后使用三級反沖洗等改進處理過程。本裝置對膠體、纖維、藻類等懸浮物的截留效 果好，對于濁度較低水質甚至無需反沖洗，即可完成處理過程，同時具有去除臭味，滅殺細 菌、病原菌等微生物，分解難降解的少量殘留表面活化劑、多氯聯苯等難降解有機化合物的 功效。
[0049] 本發(fā)明的碳摻雜的納米Ti02粉體的制備：
[0050] 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，葡萄糖為碳源，具體制備過程如下：取6. 48g 27硫酸鈦和3. 24g 54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2h。待反應結束后取出反應物干燥、反復水洗至中性，再次干燥，用球磨 機研磨得到碳摻雜的納米Ti0 2粉體。
[0051] 納米Ti02粉體負載在填料上的方法：
[0052] 采用聚丙烯材質的立體網狀結構填料，將納米Ti02粉體與去離子水（粉體與水的 質量比為1:20)混合，用超聲波超聲成乳濁液，將潔凈的立體網狀結構填料浸入與乙醇體 積比1:1混合的鈦酸酯偶聯劑，緩慢攪拌一段時間，然后將填料取出放入Ti0 2乳濁液中繼 續(xù)攪拌一段時間，取出后放入烘箱中干燥（85°C以下）2h，即制得負載納米Ti02的聚丙烯懸 浮填料，其外觀呈淡黃色，膜層較均勻。
【權利要求】
1. 一種污水處理回用的處理裝置，其主要包括： 一格柵池通過進水管連接折流復合垂直人工濕地； 折流復合垂直人工濕地通過兩縮口進水管連接至表層湍流篩濾裝置； 表層湍流篩濾裝置的出水口與納米曝氣深度處理裝置相連接； 其中： 折流復合垂直人工濕地內部由兩個隔板分為三部分，連接格柵池部分由上到下分別為 復合多功能填料層和礫石層，格柵池的進水管埋在礫石層中；連接表層湍流篩濾裝置部分 為沉淀池；沉淀池部分由上到下分別為表面砂土層和礫石層，表面砂土為赤泥分子篩以及 砂土按照體積比3:2混合而成，礫石層下方為排空管；折流復合垂直人工濕地內設置有水 平交錯排列的折板，以延長污水在濕地內水力停留時間；沉淀池的上清液通過增壓泵導入 表層湍流篩濾裝置； 表層湍流篩濾裝置由多孔板分為上、下兩個部分；多孔板孔洞為傾斜狀，多孔板上方鋪 設有篩濾填料，篩濾填料的底部設有納米曝氣頭，篩濾填料內表層兩側相對地各設有一縮 口進水管，兩個縮口進水管與折流復合垂直人工濕地的增壓泵相連接；表層湍流篩濾裝置 的一側下方設有縮口反洗管，通過反沖洗管道連接增壓泵；表層湍流篩濾裝置位于縮口反 洗管的上方設置有回流槽；篩濾填料上方位于回流槽一側設置有曝氣管，曝氣管設有多個 細孔曝氣孔，細孔曝氣孔垂直向上；在篩濾填料上方安裝有超聲波發(fā)生儀；多孔板下方為 儲水箱，儲水箱內壁均勻負載一層非金屬摻雜光催化劑，儲水箱底部安裝有紫外滅菌燈，在 紫外滅菌燈的空隙間設置納米曝氣頭，表層湍流篩濾裝置內部剩余空間填充有半導體負載 填料； 表層湍流篩濾裝置的儲水箱出水口通過增壓泵與納米曝氣深度處理裝置相連；納米 曝氣深度處理裝置的底部開設有排泥口，內部位于排泥口上方設置有斜管填料層，斜管填 料層設置有納米曝氣盤，納米曝氣深度處理裝置的頂部設置有電動機通過皮帶帶動齒輪運 轉，從而使皮帶上的刮板將氣浮處理污水表面的泥渣、油渣刮除至集渣槽內排除；集渣槽與 兩個折板組成的出水池相連通，隔絕上部浮渣及底部污泥后將中部清液收集起來由出水口 排出。
2. 根據權利要求1所述污水處理回用的處理裝置，其中，排空管為一鉆孔PVC管。
3. 根據權利要求1所述污水處理回用的處理裝置，其中，復合多功能填料層由弗羅里 娃藻土、碎石和粉煤灰分子篩組成，弗羅里娃藻土粒徑為0. 8-1. 8_，碎石粒徑為20-50mm, 粉煤灰分子篩粒徑為10_50mm。
4. 根據權利要求1所述污水處理回用的處理裝置，其中，篩濾填料是由石英砂、改性錳 砂與天然沸石分子篩按照5:2:1比例混合而成，其中摻雜少量零價納米鐵。
5. 根據權利要求1所述污水處理回用的處理裝置，其中，半導體負載填料為納米Ti02 粉體負載在立體網狀聚丙烯填料上。
6. 根據權利要求1所述污水處理回用的處理裝置，其中，表層湍流篩濾裝置及納米曝 氣深度處理裝置的曝氣盤分別連接納米曝氣機。
7. 根據權利要求1或6所述污水處理回用的處理裝置，其中，表層湍流篩濾裝置進氣 為〇2，用于清潔填料；納米曝氣深度處理裝置的進氣為〇 3，通過納米曝氣大量獲得羥基自由 基，起強氧化作用。
8. -種污水處理回用的處理方法，其過程為： 格柵池的濾網過濾水中雜質后進入折流復合垂直人工濕地，進水流經礫石層和多功能 填料層，溢流過中間擋板后，污水經過表面砂土層到達礫石層，在出水區(qū)沉淀靜置，由折流 復合垂直人工濕地內設置的折板延長污水在濕地內水力停留時間，增強系統處理效果； 折流復合垂直人工濕地的出水區(qū)上清液在增壓泵的作用下導入表層湍流篩濾裝置； 表層湍流篩濾裝置的儲水池內納米曝氣間歇曝氣，曝氣時儲水池內氣壓增大，空氣被 多孔板切割成為氣泡鼓起，沖擊篩濾填料，打散填料表面的污染物質層并使其浮起，使得污 水能順利經過篩濾填料過濾；曝氣管的氣泡將浮起的污染物推至水面，溢流至回流槽，與進 水混合調節(jié)進水水質，同時延長篩濾裝置使用壽命及反洗周期； 表層湍流篩濾裝置的篩濾填料底部納米曝氣頭進氣為〇2，用于清潔填料；下方儲水箱 內納米曝氣頭的進氣為〇3，通過納米曝氣大量獲得羥基自由基，與紫外滅菌燈、半導體負載 填料共同提高高級氧化效果，同時其中富含羥自由基的出水在裝置進行反洗時，沖刷篩濾 填料，使篩濾填料清潔與再生；表層湍流篩濾裝置處理后的出水進入納米曝氣深度處理裝 置，在高溫納米曝氣的情況下對污水進行納米曝氣處理，分解殘留難降解有機化合物及殘 存的病原菌和微生物，在去除有機物、降低COD的同時，提高污水的透明度和色度。
9. 根據權利要求8所述污水處理回用的處理方法，其中，紫外滅菌燈平均照射劑量在 300J/m2 以上。
10. 根據權利要求8所述污水處理回用的處理方法，其中，表層湍流篩濾裝置的出水回 流至折流復合垂直人工濕地進水，調節(jié)水質并刺激植物生長過程分泌次生物質。
【文檔編號】C02F9/14GK104150704SQ201410360039
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權日:2014年7月25日
【發(fā)明者】王雷, 席北斗, 趙穎, 張列宇, 夏訓峰, 何卓識, 王麗君, 高如泰 申請人:中國環(huán)境科學研究院