專利名稱：一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，具體是利用臭氧催化氧化—下流式曝氣生物濾池一體 化水處理裝置處理受污染原水、廢水，特別是含難生物降解有機(jī)物廢水的深度處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
臭氧具有極強(qiáng)的氧化性能，其氧化能力僅次于氟，高于氯和高錳酸鉀?；诔?氧的強(qiáng)氧化性，且在水中可短時間內(nèi)自行分解，沒有二次污染，是理想的綠色氧化 藥劑。目前，臭氧技術(shù)在水處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。臭氧不僅具有很強(qiáng)的消毒殺 菌作用，還可以氧化去除水中的難以生物糊率的污染物質(zhì)。但是如果單獨(dú){頓臭氧 將難以生物降解的污染物礦化為二氧化碳和水直接去除，往往臭氧投加量大，所需 費(fèi)用太高，經(jīng)濟(jì)性差，無法在實(shí)際工程中大規(guī)模應(yīng)用。同時，傳統(tǒng)的臭氧氧化技術(shù) 不能有效地提高臭氧氧化能力，對難降解有機(jī)物去除率也較低。因此，對臭氧進(jìn)行 催化氧化，提高其氧化能力也是目前ff究的熱點(diǎn)。曝氣生物濾池(B A F)工藝主要應(yīng)用于低濃度的污水深度處理和原水微污染 的預(yù)處理，如城市生活污水處理，低濃度工業(yè)污水處理，給水的原水預(yù)處理等。它 是一種微生物接觸生長系統(tǒng)，通過附著在填料上的微生物的吸收、降解、氧化、合 成等作用，去除可生物降解和禾傭的溶解性物質(zhì)。該方法集污水處理曝氣池和給水 快濾池的特點(diǎn)于一體，高比表面積的粒狀i真料的i頓不僅增大了微生物量，而且微 生物的活性高，同時使得廢水能同填料表面的微生物充分有效地接觸，因而使得曝 氣生物熗池較一般傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)有更高的處理效率。曝氣生物濾池的最大特 點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮物于一體，節(jié)省了后續(xù)二次沉淀池，在保證處理效果的 前提下使處理工藝簡化。此外，曝氣生物濾池工藝還具有有機(jī)物容積負(fù)荷高、水力 負(fù)荷大，水力停留時問短、所需基建投資少、能耗及運(yùn)行成本低及保證較高出水水 質(zhì)等特點(diǎn)。但曝氣生物濾池技術(shù)僅能脫除可生物降解的有機(jī)物，對含難生物降解有 機(jī)物廢水的處理效果往往不佳。對含溶解性，且3^隹以生物降解污染物的去除是污 水深度處理，中水回用的一個難題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明裝置的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)處理含難生物降解有機(jī)物廢水的不 足，開發(fā)一種既保持臭氧氧化能力強(qiáng)和曝氣生物濾池生物氧化和截留懸浮固體 的特點(diǎn)，又避免臭氧對曝氣生物濾池生物氧化干擾并提高其有機(jī)污染物的可生 化性的一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理裝置。本發(fā)明原理:采用臭氧非均相催化氧化，在裝置中填充臭氧氧化催化陶 粒，大大提高臭氧的氧化效率，降低廢水的處理成本；經(jīng)過臭氧催化氧化， 不但氧化分解了部分有機(jī)物，更主要的是提高了有機(jī)污染物的可生化性，然 后廢水溢流進(jìn)入下流式曝氣生物濾池，利用曝氣生物濾池處理工藝最終將被 臭氧氧化處理后的難生物降解有機(jī)物去除。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理裝置，包括臭氧發(fā)生系統(tǒng)、 氣水混合系統(tǒng)和下流式曝氣生物濾池，所述氣水混合系統(tǒng)包括依次連接的輸 送水泵、文丘里管和廢水噴射口，臭氧發(fā)生系統(tǒng)與文丘里管相連；所述廢水 深度處理裝置還包括非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)，該系統(tǒng)由下到上包括氣水混 合層、承托布水板、非均相催化氧化填料層、鋼絲網(wǎng)和出水堰；廢水噴射口 位于氣水混合層中，出水堰與下流式曝氣生物濾池上端的氣水混合區(qū)連通； 所述非均相催化氧化填料層由負(fù)載了錳金屬系列的陶粒堆積形成，陶粒粒徑 為2 8mm，高度為3 8m。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述鋼絲網(wǎng)為不銹鋼鋼絲網(wǎng)，規(guī)格為10 20目。所述下流式曝氣生物濾池在池體內(nèi)由上到下依次包括氣水混合區(qū)、生物 填料層、承壓層和反沖洗布?xì)獠妓畬?，在反沖洗布?xì)獠妓畬舆€設(shè)有出水口。所述下流式曝氣生物濾池還包括反沖洗系統(tǒng)，反沖洗系統(tǒng)包括反沖洗氣 泵、反沖洗水泵和反沖洗出水堰，反沖洗氣泵、反沖洗水泵分別與反沖洗布 氣布水層連通，反沖洗出水堰設(shè)置在氣水混合區(qū)的上部。所述承壓層為鋼板或水泥板，在板上安裝ABS或者不銹鋼濾頭。所述生物填料層由粒徑為1 10mm的陶粒、活性炭、蜂窩陶瓷、沸石或 火山巖顆粒填料堆積形成。所述廢水進(jìn)水輸送水泵與文丘里管連通的管道上依次設(shè)有第一閥門和流所述承托布水板為鋼板或水泥板，在板上安裝ABS或者不銹鋼濾頭。 所述下流式曝氣生物濾池的橫截面積為非均相臭氧催化反應(yīng)系統(tǒng)橫截面 積的1.5-2.5倍。本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果(1) 本發(fā)明在一個組合的反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了臭氧催化氧化和曝氣生物濾池 生化的兩個作用，利用進(jìn)水水泵和文丘里管產(chǎn)生的吸力，將臭氧吸入臭氧催 化氧化裝置，反應(yīng)以后的廢水利用高度差，直接溢流進(jìn)入下流式曝氣生物濾 池，在一個反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了臭氧催化氧化和曝氣生物濾池的聯(lián)合處理。減少 了臭氧化以后的水再泵入曝氣生物濾池的麻煩；減少了泵與管道，及各單元 間流量不平衡的問題，處理系統(tǒng)緊湊，占地面積小。(2) 臭氧化后不必再安裝臭氧破壞系統(tǒng)，由于臭氧要經(jīng)過充滿催化載體 的填料層，因此尾氣中基本沒有臭氧殘留。而溶解于廢水中的臭氧在整個臭 氧催化反應(yīng)器的停留時間為1 3小時，相對于臭氧的半衰期15 20分鐘， 停留的時間夠長，同時，下流式曝氣生物濾池通過調(diào)節(jié)出水管的高度，保證 生物填料上部的氣水混合層有l(wèi)m以上的保護(hù)高度，進(jìn)一步分解降低廢水中可能殘留的微量臭氧，對曝氣生物濾池的微生物起保護(hù)作用。


圖1是基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1中非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)和下流式曝氣生物濾池結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理裝置俯視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本發(fā)明的實(shí)施方 式不限于此。如圖1、 2所示 一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理裝置包括非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)8、臭氧發(fā)生系統(tǒng)7、氣水混合系統(tǒng)和下流式曝氣生 物濾池9。氣水混合系統(tǒng)包括依次連接的輸送水泵l、第一閥門2、流量計(jì)3、文丘里管4、第二閥門5和廢水噴射口 6;臭氧發(fā)生系統(tǒng)7與文丘里管4相連; 非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)8由下到上包括氣水混合層11、承托布水板12，非 均相催化氧化填料層13，鋼絲網(wǎng)1和出水堰15;廢水噴射口 6位于氣水混合 層11中，出水堰15與下流式曝氣生物濾池上端的氣水混合區(qū)16連通。臭氧 發(fā)生系統(tǒng)7與文丘里管4相連相通，臭氧通過文丘里管進(jìn)入非均相臭氧催化 氧化系統(tǒng)8。鋼絲網(wǎng)為不銹鋼鋼絲網(wǎng)。臭氧發(fā)生系統(tǒng)通常包括空氣壓縮機(jī)， 空氣干燥器，純氧制造機(jī)以及臭氧發(fā)生器四部分，目前中、大型的臭氧發(fā)生 系統(tǒng)(500g/h以上的臭氧量)都采用該工藝制備臭氧，有成套設(shè)備，因此不 再詳細(xì)說明。下流式曝氣生物濾池在池體內(nèi)由上到下依次包括氣水混合區(qū)16、生物填 料層17、承壓層18和反沖洗布?xì)獠妓畬?9，在反沖洗布?xì)獠妓畬?9還設(shè)有 出水口IO。生物填料層由粒徑為1 10mm的陶粒、活性炭、蜂窩陶瓷、沸石 或火山巖顆粒填料堆積形成。下流式曝氣生物濾池9還包括反沖洗系統(tǒng)，反 沖洗系統(tǒng)包括反沖洗風(fēng)機(jī)水泵系統(tǒng)21和反沖洗出水堰20，用于濾池的反沖 洗，反沖洗風(fēng)機(jī)水泵系統(tǒng)21與反沖洗布?xì)獠妓畬?9通過管道連通，反沖洗 出水堰20設(shè)置在氣水混合區(qū)16上。反沖洗后的廢水通過反沖洗出水堰20排 回廢水處理原調(diào)節(jié)池。同時，廢水深度處理裝置還設(shè)置臭氧催化系統(tǒng)檢修人孔22和下流式曝氣 生物濾池系統(tǒng)檢修人孔23，分別位于氣水混合層11和反沖洗布?xì)獠妓畬?9 上，便于進(jìn)行設(shè)備的定期檢修維護(hù)。如圖3所示下流式曝氣生物濾池的橫截面積約為非均相臭氧催化反應(yīng) 系統(tǒng)橫截面積的1. 5-2. 5倍，具體大小可根據(jù)不同水質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)。非均相臭氧催化反應(yīng)系統(tǒng)的承托布水板和下流式曝氣生物濾池的承壓層 為鋼板或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在鋼板或者鋼筋混凝土板上安裝ABS或者不銹 鋼濾頭進(jìn)行布?xì)獠妓?。使用時，臭氧和廢水經(jīng)過噴射口 6進(jìn)入氣水混合層11，然后上升經(jīng)過承 托布水板12，使得廢水和臭氧均勻地在非均相催化氧化填料層13進(jìn)行反應(yīng)， 非均相催化氧化填料層由負(fù)載了錳金屬系列的陶粒組成，其粒徑為2 8mm， 高度為3 8m，保證反應(yīng)時間30 60分鐘。反應(yīng)出水經(jīng)過不銹鋼鋼絲網(wǎng)14，鋼絲網(wǎng)規(guī)格為10 20目，保證非均相載體不隨廢水排出，同時去除氣水?dāng)_動 引起的泡沫，經(jīng)出水堰15出水，溢流進(jìn)入下流式曝氣生物濾池9。先通過氣 水混合區(qū)16均勻水質(zhì)，再通過生物填料層17進(jìn)行好氧生物降解，同時過濾 去除懸浮物，然后通過承壓層18的濾頭，最后通過出水口 IO廢水達(dá)標(biāo)排放 或者進(jìn)行中水回用。本發(fā)明可以單獨(dú)對廢水進(jìn)行處理，也可以和其他工藝進(jìn)行組合，作為一 個單元對廢水進(jìn)行處理。特別是對含有不可生物降解有機(jī)物的廢水處理，如 垃圾滲濾液的深度處理， 一般工業(yè)廢水的深度處理后作為回用的水源等。
權(quán)利要求
1、一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理裝置，包括臭氧發(fā)生系統(tǒng)、氣水混合系統(tǒng)和下流式曝氣生物濾池，所述氣水混合系統(tǒng)包括依次連接的輸送水泵、文丘里管和廢水噴射口，臭氧發(fā)生系統(tǒng)與文丘里管相連；其特征在于所述廢水深度處理裝置還包括非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)，該系統(tǒng)由下到上包括氣水混合層、承托布水板、非均相催化氧化填料層、鋼絲網(wǎng)和出水堰；廢水噴射口位于氣水混合層中，出水堰與下流式曝氣生物濾池上端的氣水混合區(qū)連通；所述非均相催化氧化填料層由負(fù)載了錳金屬系列的陶粒堆積形成，陶粒粒徑為2～8mm，高度為3～8m。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理 裝置，其特征在于所述鋼絲網(wǎng)為不銹鋼鋼絲網(wǎng)，規(guī)格為10 20目。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理 裝置，其特征在于所述下流式曝氣生物濾池在池體內(nèi)由上到下依次包括氣 水混合區(qū)、生物填料層、承壓層和反沖洗布?xì)獠妓畬?，在反沖洗布?xì)獠妓畬?還設(shè)有出水口。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理 裝置，其特征在于所述下流式曝氣生物濾池還包括反沖洗系統(tǒng)，反沖洗系統(tǒng)包括反沖洗氣泵、反沖洗水泵和反沖洗出水堰，反沖洗氣泵、反沖洗水泵 分別與反沖洗布?xì)獠妓畬舆B通，反沖洗出水堰設(shè)置在氣水混合區(qū)的上部。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理 裝置，其特征在于所述承壓層為鋼板或水泥板，在板上安裝ABS或者不銹 鋼濾頭。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理 裝置，其特征在于所述生物填料層由粒徑為1 10mm的陶粒、活性炭、蜂 窩陶瓷、沸石或火山巖顆粒填料堆積形成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理 裝置，其特征在于所述廢水進(jìn)水輸送水泵與文丘里管連通的管道上依次設(shè) 有第一閥門和流量計(jì)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理 裝置，其特征在于所述承托布水板為鋼板或水泥板，在板上安裝ABS或者不銹鋼濾頭。
9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理 裝置，其特征在于所述下流式曝氣生物濾池的橫截面積為非均相臭氧催化反應(yīng)系統(tǒng)橫截面積的1. 5-2. 5倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于臭氧氧化和曝氣生物濾池的廢水處理裝置。該裝置包括臭氧發(fā)生系統(tǒng)、氣水混合系統(tǒng)和下流式曝氣生物濾池以及非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)，非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)由下到上包括氣水混合層、承托布水板、非均相催化氧化填料層、鋼絲網(wǎng)和出水堰；廢水噴射口位于氣水混合層中，出水堰與下流式曝氣生物濾池上端的氣水混合區(qū)連通；非均相催化氧化填料層由負(fù)載了錳金屬系列的陶粒堆積形成，高度為3～8m。該發(fā)明在一個組合反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了臭氧催化氧化和曝氣生物濾池生化的兩個作用，減少了泵與管道，占地面積小，且非均相臭氧催化氧化系統(tǒng)充分利用臭氧氧化了水中的有機(jī)物，降低了其在水中的殘留濃度，對曝氣生物濾池的微生物起保護(hù)作用。
文檔編號C02F9/14GK101323493SQ20081002972
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日
發(fā)明者汪曉軍, 顧曉揚(yáng) 申請人:華南理工大學(xué)