污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置制造方法
【專利摘要】一種污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，由格柵機(jī)、垂直潛流人工濕地、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置、三級(jí)反沖篩濾裝置和超濾裝置組成。本實(shí)用新型能對(duì)澄清污水進(jìn)行高級(jí)氧化處理，降低運(yùn)行費(fèi)用的同時(shí)，提高處理效率及處理量，優(yōu)化工藝性能，提高出水水質(zhì)。在對(duì)屋頂沒(méi)有破壞，不會(huì)產(chǎn)生二次結(jié)構(gòu)的前提下，本實(shí)用新型使用輕質(zhì)組合模塊，利用屋頂和陽(yáng)臺(tái)空間，設(shè)置屋頂可調(diào)節(jié)的景觀濕地裝置處理小區(qū)用水達(dá)成中水回用，同時(shí)提供景觀效益，并對(duì)頂樓居民起到夏季遮蔽陽(yáng)光、冬季保溫的效果。
【專利說(shuō)明】
)萬(wàn)水凈化回用屋頂京觀濕地裝直

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，具體地涉及一種去除污水中污染物質(zhì)(如:氮、磷、有機(jī)物、微生物、無(wú)機(jī)物等化學(xué)雜質(zhì))的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，由于環(huán)境污染惡劣，溫室、熱島效應(yīng)嚴(yán)重，城市內(nèi)用地緊張、地價(jià)昂貴、綠化用地不斷被壓縮，為提升綠化積極性，北京從2007年開始推行花園式屋頂政策，積極鼓勵(lì)花園式屋頂綠化和簡(jiǎn)式草坪，每年還會(huì)有相應(yīng)養(yǎng)護(hù)補(bǔ)貼，且目前北京市區(qū)可綠化屋頂面積相當(dāng)于34個(gè)朝陽(yáng)公園，超過(guò)了 14個(gè)奧林匹克森林公園。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置。
[0004]本實(shí)用新型的又一目的在于提供一種利用上述裝置進(jìn)行污水處理的方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，由格柵機(jī)、垂直潛流人工濕地、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置、三級(jí)反沖篩濾裝置和超濾裝置組成，其中:
[0006]分離和攔截污水中的固體懸浮物格柵機(jī)連接垂直潛流人工濕地；
[0007]垂直潛流人工濕地由墻體將其分為兩個(gè)主體區(qū)域和出水區(qū)，連接格柵機(jī)的一側(cè)為垂直潛流濕地主體，相鄰的另一側(cè)為出水區(qū)，垂直潛流濕地主體內(nèi)填充有由礫石、粗砂、石灰石、沸石組成的混合填料，混合填料表層布設(shè)多個(gè)鉆孔PVC管作為進(jìn)水管，垂直潛流濕地主體與出水區(qū)之間的墻體底部設(shè)有過(guò)水管用于過(guò)水；出水區(qū)內(nèi)填充有分子篩填料，出水區(qū)的出水口連接納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置；
[0008]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垂直潛流人工濕地的出水區(qū)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，底部設(shè)置出水口，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 ；
[0009]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)入超濾裝置內(nèi)；
[0010]中空纖維超濾器安置于超濾裝置中，納米曝氣機(jī)設(shè)置在中空纖維超濾器的正下方，出水采用液壓泵進(jìn)行負(fù)壓出水方式。
[0011]所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置中，格柵機(jī)內(nèi)篩網(wǎng)為不銹鋼材質(zhì)，過(guò)濾精度為8mm。
[0012]所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置中，垂直潛流人工濕地使用混凝土構(gòu)筑墻體，表面做防滲處理。
[0013]所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置中，垂直潛流人工濕地的混合填料表面種植有植物。
[0014]所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置中，三級(jí)反沖篩濾裝置中的多孔網(wǎng)格為兩層，中間鋪設(shè)并固定一層不銹鋼網(wǎng)。
[0015]所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置中，三級(jí)反沖篩濾裝置的水池與分流倉(cāng)連接一通氣管通往大氣，以防止三級(jí)反沖篩濾裝置內(nèi)壓力過(guò)高造成破裂甚至爆炸。
[0016]所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置中，三級(jí)反沖篩濾裝置的篩濾填料選取石英砂、改性錳砂與天然沸石分子篩混合，體積混合比例為7:1.5:1.5，粒徑為0.5-1.2 _。
[0017]本實(shí)用新型在積極響應(yīng)政府屋頂花園政策的同時(shí),利用花園進(jìn)行中水回用處理，能對(duì)澄清污水進(jìn)行高級(jí)氧化處理，降低運(yùn)行費(fèi)用的同時(shí)，提高處理效率及處理量，優(yōu)化工藝性能，提高出水水質(zhì)。在對(duì)屋頂沒(méi)有破壞，不會(huì)產(chǎn)生二次結(jié)構(gòu)的前提下，本實(shí)用新型使用輕質(zhì)組合模塊，利用屋頂和陽(yáng)臺(tái)空間，設(shè)置屋頂可調(diào)節(jié)的景觀濕地裝置處理小區(qū)用水達(dá)成中水回用，同時(shí)提供景觀效益，并對(duì)頂樓居民起到夏季遮蔽陽(yáng)光、冬季保溫的效果。
[0018]本實(shí)用新型的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置在進(jìn)行污水處理時(shí)的流程是:
[0019]格柵機(jī)將污水中的固體懸浮物進(jìn)行分離、攔截，降低污水處理難度，經(jīng)過(guò)格柵處理的污水導(dǎo)入垂直潛流人工濕地進(jìn)行過(guò)濾處理，過(guò)濾處理后的上清液先進(jìn)入納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置的主反應(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)反沖篩濾裝置處理的污水進(jìn)入超濾裝置內(nèi)經(jīng)中空纖維超濾器進(jìn)行超濾，出水采用液壓泵進(jìn)行負(fù)壓出水方式，去除污水中的剩余懸浮物，使出水達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。
[0022]所述的污水處理方法中，納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置及三級(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。
[0023]本實(shí)用新型的裝置和污水處理方法凈化的污水,使其出水可做中水回用，使用格柵格除污水中較大固體，隨后使用垂直潛流人工濕地進(jìn)行生物處理，高效脫除污水中氨氮，去除有機(jī)物，并在出水池設(shè)置分子篩過(guò)濾段大量吸附殘余污染物質(zhì)。后續(xù)采用納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置對(duì)污水進(jìn)行絮凝處理，并使用三級(jí)反沖洗篩濾-光催化降解池過(guò)濾絮凝后污水，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，對(duì)澄清污水進(jìn)行高級(jí)氧化并微電解處理，降低運(yùn)行費(fèi)用的同時(shí)，提高處理效率及處理量，優(yōu)化工藝性能，提高出水水質(zhì)。本工藝尤其對(duì)污水中細(xì)菌、病原體有較高的去除率，避免其排入水體對(duì)人體健康產(chǎn)生威脅。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是本實(shí)用新型的裝置布局圖。
[0026]附圖中主要組件符號(hào)說(shuō)明:
[0027]I格柵機(jī)；2墻體；3進(jìn)水管；4混合填料；5出水區(qū)；6分子篩填料；7液壓泵；8主反應(yīng)區(qū);9A、9B、9C、9D、9E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；17第二閥門；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超濾裝置；28中空纖維超濾器；29納米曝氣機(jī)；30第一閘閥；31第二閘閥；32半導(dǎo)體負(fù)載填料；33紫外滅菌燈；34儲(chǔ)水箱；35通氣管；36出水口 ；37出泥口 ；38螺旋輸送器；39微渦流混凝器；40過(guò)水管；41超聲波發(fā)生儀；42休閑娛樂(lè)桌椅；A垂直潛流人工濕地；A1垂直潛流濕地主體。

【具體實(shí)施方式】
[0028]本實(shí)用新型提供的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，可以高效去除污水中污染物質(zhì)(如:氮、磷、有機(jī)物、微生物、無(wú)機(jī)物等化學(xué)雜質(zhì))。
[0029]請(qǐng)結(jié)合圖1，本實(shí)用新型提供的處理污水的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，其主要結(jié)構(gòu)包括:
[0030]格柵機(jī)1，內(nèi)部的篩網(wǎng)為不銹鋼材質(zhì)，過(guò)濾精度為8_，格柵機(jī)I對(duì)待處理的污水進(jìn)行格柵處理，將出水中的大型固體，以及大于格柵孔徑的固體懸浮物分離、攔截，降低污水處理難度，經(jīng)過(guò)格柵處理的污水導(dǎo)入垂直潛流人工濕地A。
[0031]垂直潛流人工濕地A由墻體2將其分為垂直潛流濕地主體Al和出水區(qū)5兩個(gè)區(qū)域，垂直潛流人工濕地A的墻體2為混凝土構(gòu)筑墻體，表面做防滲處理。連接格柵機(jī)I的一側(cè)為垂直潛流濕地主體Al，相鄰的另一側(cè)為出水區(qū)5。垂直潛流濕地主體Al內(nèi)填充礫石、粗砂、石灰石、沸石幾種混合填料4，混合填料4表層布設(shè)多個(gè)鉆孔PVC管作為進(jìn)水管3，混合填料4上方表面種植植物，垂直潛流濕地主體Al與出水區(qū)5之間的墻體底部設(shè)有過(guò)水管40用于過(guò)水，并防止填料流失；出水區(qū)5內(nèi)填充有分子篩填料6，分子篩填料6的填充體積占出水區(qū)5的一半，出水區(qū)5的上清液使用液壓泵7抽至納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置13內(nèi)進(jìn)行混凝處理。
[0032]納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置13底部設(shè)有螺旋輸泥器38和出泥口 37，納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置13連接垂直潛流人工濕地A的出水區(qū)5的一側(cè)為主反應(yīng)區(qū)8，用于完成納米氣浮-凝聚過(guò)程，相鄰主反應(yīng)區(qū)8為絮體攔截區(qū)11，相鄰絮體攔截區(qū)11的為絮體二次攔截區(qū)14。主反應(yīng)區(qū)8內(nèi)填充微渦流混凝器39，主反應(yīng)區(qū)8內(nèi)部上方有納米曝氣頭9A，使用有機(jī)玻璃固定，主反應(yīng)區(qū)8頂端設(shè)有加藥裝置10用以添加混凝劑，混凝劑為聚合氯化鋁PAC+陽(yáng)離子聚丙烯酰胺CPAM，其添加摩爾質(zhì)量比例約為20:1 ;絮體攔截區(qū)11內(nèi)鋪設(shè)有斜管12用于絮體攔截沉淀；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9B，底部設(shè)置出水口 36，出水通過(guò)液壓泵連接旋三級(jí)反沖篩濾裝置22。
[0033]本實(shí)用新型的采用納米曝氣技術(shù)改進(jìn)混凝工藝的凝聚過(guò)程，主要分為三個(gè)步驟:
[0034](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；
[0035](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。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。
[0036](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。
[0037]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，本實(shí)用新型同時(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。
[0038]污水經(jīng)過(guò)納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置13的主反應(yīng)區(qū)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，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)增壓泵18導(dǎo)入三級(jí)反沖篩濾裝置22的進(jìn)水口。
[0039]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分流倉(cāng)26兩個(gè)部分。三級(jí)反沖篩濾裝置22內(nèi)部的分流倉(cāng)與水池兩部分連接一通氣管35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。
[0040]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9C埋設(shè)在填充的篩濾填料21中，篩濾填料21選取石英砂、改性錳砂與天然沸石分子篩混合，體積混合比例為7:1.5:1.5，粒徑為0.5-1.2 _。納米曝氣頭9C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41。分流倉(cāng)26的下方為儲(chǔ)水箱34，儲(chǔ)水箱34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33，且滅菌燈33之間設(shè)置有O3的曝氣納米曝氣頭9D，儲(chǔ)水箱內(nèi)剩余的空間填充有半導(dǎo)體負(fù)載填料(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。
[0041]使用篩濾裝置時(shí)，儲(chǔ)水箱內(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，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。
[0042]儲(chǔ)水箱內(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.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。
[0043]三級(jí)反沖篩濾裝置22的出水直接導(dǎo)入超濾裝置27內(nèi)。超濾裝置27內(nèi)部使用中空纖維超濾器28進(jìn)行超濾，膜孔徑為0.4微米，其造價(jià)低，維護(hù)方便，被廣泛使用。中空纖維超濾器28直接置于超濾裝置27中，納米曝氣機(jī)9E設(shè)置在中空纖維超濾器28的正下方，中空纖維超濾器28的膜表面的錯(cuò)流是由納米曝氣機(jī)29的納米氣泡攪動(dòng)產(chǎn)生的，高溫納米氣泡的氣流攪動(dòng)在膜表面產(chǎn)生剪切力以及湍流流動(dòng)，無(wú)須較高的進(jìn)水流速即可使膜表面的濃差極化層變薄，積累物質(zhì)被帶走。出水采用液壓泵進(jìn)行負(fù)壓出水方式，高效去除污水中的剩余懸浮物，使出水達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。
[0044]本實(shí)用新型的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置中，納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置及三級(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。
[0045]本實(shí)用新型利用上述裝置進(jìn)行污水處理的過(guò)程:
[0046]污水經(jīng)過(guò)納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置內(nèi)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，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。
[0047]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)篩濾填料的過(guò)濾，流至下方儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱內(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。
[0048]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，本實(shí)用新型尤其對(duì)污水中細(xì)菌、病原體的去除率達(dá)到100%，處理后的污水中芳香性類富里酸物質(zhì)降低95%以上，污水濁度降低99%，出水水質(zhì)透明度高，避免其排入水體對(duì)人體健康產(chǎn)生威脅。
[0049]圖2是本實(shí)用新型安裝在屋頂形成的景觀濕地裝置的示意性的實(shí)施方式。將景觀濕地裝置設(shè)計(jì)成一口字形狀，以充分利用屋頂?shù)目臻g?？谧中沃虚g的空地可以放置比如休閑娛樂(lè)桌椅42，形成休閑場(chǎng)所。
[0050]本實(shí)用新型采用三級(jí)反沖洗技術(shù)進(jìn)行反沖洗:
[0051]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并間歇開啟多孔板上方納米曝氣頭9C，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。
[0052]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16、第一閘閥30，開啟第二閘閥31、第二閥門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9C\9D，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9D、第二閘閥31、第二閥門17，開啟第一閥門16、第一閘閥30，繼續(xù)進(jìn)行篩濾處理。
[0053]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16、第一閘閥30，開啟第二閘閥31、第二閥門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9C\9D、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。
[0054]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。本實(shí)用新型則是利用擾動(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。本實(shí)用新型的裝置對(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。
[0055]本實(shí)用新型的碳摻雜的納米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T12粉體。
[0056]本實(shí)用新型的納米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】
1.一種污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，由格柵機(jī)、垂直潛流人工濕地、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置、三級(jí)反沖篩濾裝置和超濾裝置組成，其中: 分離和攔截污水中的固體懸浮物格柵機(jī)連接垂直潛流人工濕地； 垂直潛流人工濕地由墻體將其分為兩個(gè)主體區(qū)域和出水區(qū)，連接格柵機(jī)的一側(cè)為垂直潛流濕地主體,相鄰的另一側(cè)為出水區(qū)，垂直潛流濕地主體內(nèi)填充有混合填料,混合填料表層布設(shè)多個(gè)鉆孔PVC管作為進(jìn)水管，垂直潛流濕地主體與出水區(qū)之間的墻體底部設(shè)有過(guò)水管用于過(guò)水；出水區(qū)內(nèi)填充有分子篩填料，出水區(qū)的出水口連接納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置； 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垂直潛流人工濕地的出水區(qū)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，底部設(shè)置出水口，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)入超濾裝置內(nèi)； 中空纖維超濾器安置于超濾裝置中，納米曝氣機(jī)設(shè)置在中空纖維超濾器的正下方，出水采用液壓泵進(jìn)行負(fù)壓出水方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，其中，格柵機(jī)內(nèi)篩網(wǎng)為不銹鋼材質(zhì)，過(guò)濾精度為8mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，其中，垂直潛流人工濕地使用混凝土構(gòu)筑墻體，表面做防滲處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，其中，垂直潛流人工濕地的混合填料表面種植有植物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，其中，三級(jí)反沖篩濾裝置中的多孔網(wǎng)格為兩層，中間鋪設(shè)并固定一層不銹鋼網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，其中，三級(jí)反沖篩濾裝置的水池與分流倉(cāng)連接一通氣管通往大氣，以防止三級(jí)反沖篩濾裝置內(nèi)壓力過(guò)高造成破裂甚至爆炸。
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK204198545SQ201420413663
【公開日】2015年3月11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】玄有福, 王雷, 李英軍, 楊津津 申請(qǐng)人:李英軍