申請(qǐng)日2015.09.25

　　公開(公告)日2015.12.09

　　IPC分類號(hào)C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔，其特征在于：包括塔體裝置、生態(tài)過濾層裝置、光催化反應(yīng)裝置、隔泥網(wǎng)和進(jìn)出水裝置。所述塔身為中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，上端設(shè)置有頂蓋，所述生態(tài)過濾層固定于塔身中部，由下至上分別為一次過濾層、生態(tài)填料球?qū)雍投�次過濾層，分別由襯板分隔和支撐，所述光催化反應(yīng)罐安裝于生態(tài)過濾層上部，罐內(nèi)設(shè)置有多層環(huán)形光催化透水墻和紫外線燈管，塔身下部還設(shè)置有隔泥網(wǎng);進(jìn)水管設(shè)置于塔身下部側(cè)壁，所述出水管上端與光催化反應(yīng)罐底部連接，下端開口于塔身底部。優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)過生物凈化與光催化雙聯(lián)處理后，污水中的各類污染物均可得到有效的去除。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔，其結(jié)構(gòu)是包括塔體裝置、生態(tài)過濾層裝置、光催化反應(yīng)裝置、隔泥網(wǎng)和進(jìn)出水裝置，其中光催化反應(yīng)裝置中的個(gè)支撐架固定于塔體裝置中的塔身的上部，生態(tài)過濾層裝置安裝于塔身的中部，進(jìn)出水裝置中的進(jìn)水管固定于塔身的下部側(cè)壁上，隔泥網(wǎng)水平安裝于塔身的下部。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔，其特征是所述的塔體裝置包括塔身、頂蓋、塔腳、過濾層維護(hù)門和底泥清理門，其中塔身上端設(shè)置有圓錐形頂蓋，塔身上端還開設(shè)有多個(gè)矩形透氣孔，用于排除塔內(nèi)的空氣及反應(yīng)生成氣體;塔身底部安裝有3個(gè)塔腳，塔腳通過螺栓固定在地面上，塔身底面與地面間距應(yīng)大于50cm;所述過濾層維護(hù)門開設(shè)于塔身側(cè)壁中部，底泥清理門開設(shè)于塔身側(cè)壁底部。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔，其特征是所述的過濾層維護(hù)門高度與生態(tài)過濾層高度相同，過濾層維護(hù)門為側(cè)開式結(jié)構(gòu)，并與塔身之間具有良好的密封性，過濾層維護(hù)門用于對(duì)生態(tài)過濾層內(nèi)的填料進(jìn)行更換和維護(hù);所述底泥清理門為側(cè)開式結(jié)構(gòu)，并與塔身之間具有良好的密封性，底泥清理門用于清理塔底沉積的底泥。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔，其特征是所述生態(tài)過濾層裝置由下至上分別為一次過濾層、生態(tài)填料球?qū)雍投�次過濾層，各層之間設(shè)置有襯板用于分隔與支撐填充物。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔，其特征是所述一次過濾層內(nèi)的填料為沸石顆粒，粒徑10mm~15mm，用于過濾水中的大粒徑懸浮顆粒物;所述生態(tài)填料球?qū)觾?nèi)的填料為生物填料球，生物填料球由聚烯烴塑料制成鏤空球形，球內(nèi)裝有聚氨酯基體的生物填料，用來吸附水中的N、P污染物質(zhì);所述二次過濾層內(nèi)的填料為活性炭顆粒，粒徑5mm~10mm，用于過濾水中殘留的小粒徑懸浮顆粒物。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔，其特征是所述的光催化反應(yīng)裝置包括光催化反應(yīng)罐、光催化透水墻、紫外線燈管和支撐架，其中光催化反應(yīng)罐底部距離二次過濾層頂部10cm~20cm，光催化透水墻同軸安裝于光催化反應(yīng)罐內(nèi)底面，且各層間隙內(nèi)還垂直安裝有多根紫外線燈管，光催化透水墻采用光催化透水磚連接而成。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔，其特征是所述光催化反應(yīng)罐為圓柱形中空開口罐體，壁厚10mm，材質(zhì)為304不銹鋼;

　　所述光催化透水墻為多層環(huán)形結(jié)構(gòu);所述光催化透水磚為透水多孔結(jié)構(gòu)，由粘土、煤矸石、石英砂燒結(jié)而成，表面及透水孔內(nèi)涂覆了具有光催化性能的納米晶二氧化碳膜，在紫外線照射下可與污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行催化降解反應(yīng)。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔，其特征是所述隔泥網(wǎng)采用5~10目的尼龍網(wǎng)制成，隔泥網(wǎng)距塔身底面高度30cm~40cm;污水中的顆粒懸浮物被一次過濾層阻滯后最終沉降至隔泥網(wǎng)下方，形成底泥，同時(shí)隔泥網(wǎng)還能降低其下部的水流速度，從而阻止下方的底泥產(chǎn)生再懸浮。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔，其特征是所述進(jìn)出水裝置包括進(jìn)水管和出水管，其中進(jìn)水管位于一次過濾層和隔泥網(wǎng)之間，進(jìn)水管一端與塔身連通，進(jìn)水管的另一端設(shè)有閥門，用于與抽水泵連接，所述出水管上端與光催化反應(yīng)罐底部連接，出水管下端開口于塔身底部，并設(shè)有閥門;出水管將光催化反應(yīng)罐中被凈化后的水排出凈化塔。

　　10.如權(quán)利要求1的生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔的工作過程，其特征是抽水泵將污水由進(jìn)水管引入凈化塔內(nèi)，由于塔身截面積大，水流較為平穩(wěn)的向上流動(dòng);首先流經(jīng)一次過濾層，一次過濾層內(nèi)的大粒徑沸石顆粒填料可攔截污水中的大粒徑懸浮顆粒物，同時(shí)也有利于被攔截的顆粒物的脫落并最終沉降到隔泥網(wǎng)下方形成底泥;經(jīng)過一次過濾層過濾后的污水繼續(xù)流經(jīng)生態(tài)填料球?qū)�，該層�?nèi)填充有大量的生態(tài)凈化球，球內(nèi)裝有聚氨酯基體的生物填料，可吸附水中的N、P等污染物質(zhì);經(jīng)生態(tài)凈化后的污水繼續(xù)上行進(jìn)入二次過濾層，二次過濾層內(nèi)的小粒徑活性炭顆粒可有效的吸附污水中的大分子污染物及含污染物的微小顆粒，進(jìn)一步提高生態(tài)凈化層的進(jìn)化效率;通過二次過濾層的污水繼續(xù)向上流動(dòng)，并從光催化反應(yīng)罐的開口溢流入罐內(nèi)，流入光催化反應(yīng)罐內(nèi)的污水由外向內(nèi)的逐層通過光催化透水墻，在紫外線的照射下，污水與透水磚表面涂覆的光催化膜發(fā)生催化氧化反應(yīng)，進(jìn)一步將污水中的有機(jī)污染物氧化分解為二氧化碳和水，凈化后的水通過出水管流出凈化塔;經(jīng)過生物凈化與光催化雙聯(lián)處理后，污水中的各類污染物均可得到有效的去除。

　　說明書

　　一種生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及的是一種生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　隨著我國(guó)工業(yè)化的飛速發(fā)展和農(nóng)業(yè)集約化程度的進(jìn)一步提高，所產(chǎn)生的工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)污水及生活污水對(duì)水環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。大量的工業(yè)廢水未經(jīng)處理就直接排入河流、湖泊等水體中，同時(shí)農(nóng)田中也普遍存在著過量施用化肥和噴施高毒高殘留農(nóng)藥等現(xiàn)象，造成農(nóng)業(yè)面源污染加劇、水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重。由此導(dǎo)致河流湖泊水體水質(zhì)的全面惡化和富營(yíng)養(yǎng)化，同時(shí)也經(jīng)常性的引發(fā)濕地退化、赤潮等一系列全球性的水環(huán)境治理難題。

　　由于污染物的形成方式及來源不同，水體中溶解或懸浮的污染種類眾多、成分復(fù)雜、可生化性差，傳統(tǒng)的水處理方法如生物降解法、物理吸附法、混凝沉淀法、電解法、一般氧化法等只能有針對(duì)性的去除某一類污染物質(zhì)，而多方法、多道次的串聯(lián)處理會(huì)大幅度提高污水處理成本。

　　生物凈化技術(shù)是目前廣泛使用的一種污染物原位攔截技術(shù)，生物填料表面形成的活性生物膜對(duì)水體中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行截留和固定，并通過生物膜表面附著的微生物將污染物進(jìn)行分解代謝成為無害物質(zhì)重新釋放到水中，從而實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化的目的。但由于微生物可分解代謝的污染物種類有限，作為單一水質(zhì)凈化方法其效率并不高，且微生物對(duì)生存環(huán)境要求嚴(yán)格，應(yīng)用范圍受到了限制。

　　光催化技術(shù)從上世紀(jì)七十年代被研究發(fā)現(xiàn)以來被人們廣泛關(guān)注，并制備出了以TiO2為代表的一系列光催化材料。納米TiO2粉末具有化學(xué)穩(wěn)定性高、耐光腐蝕、難溶于水和無毒性等優(yōu)點(diǎn)，水體中一些難以降解的化合物在光輻射條件下，可以通過TiO2的光催化作用降解為H2O和CO2，尤其是對(duì)水中難降解的有機(jī)污染物具有很好的去除效力，因此TiO2納米光催化降解法是一種極具應(yīng)用前景的水處理新技術(shù)。

　　因此，目前亟需開發(fā)一種對(duì)各類污染物具有廣譜適應(yīng)性的新型復(fù)合水質(zhì)凈化技術(shù)及裝置，以適應(yīng)現(xiàn)代水體中污染物日益多樣化的趨勢(shì)。利用生物凈化技術(shù)和光催化凈化技術(shù)在水處理中良好的互補(bǔ)性，開發(fā)一種生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理技術(shù)與設(shè)備，對(duì)我國(guó)水環(huán)境治理具有積極的意義。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明提出了一種生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔，采用生物凈化與光催化技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行凈化處理，有效降解污水中的大多數(shù)污染物質(zhì)，具有凈化效果好、適應(yīng)性強(qiáng)、占地面積小、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

　　本發(fā)明的技術(shù)解決方案：生物凈化與光催化雙聯(lián)污水處理塔，其結(jié)構(gòu)是包括塔體裝置、生態(tài)過濾層裝置、光催化反應(yīng)裝置、隔泥網(wǎng)13和進(jìn)出水裝置，其中光催化反應(yīng)裝置中的4個(gè)支撐架7固定于塔體裝置中的塔身3的上部，生態(tài)過濾層裝置安裝于塔身3的中部，進(jìn)出水裝置中的進(jìn)水管14固定于塔身3的下部側(cè)壁上，隔泥網(wǎng)13水平安裝于塔身3的下部。

　　本發(fā)明具有以下有益效果：

　　1)本發(fā)明將生物凈化與光催化降解技術(shù)集成于一體，充分發(fā)揮生態(tài)凈化層和光催化反應(yīng)兩種凈化技術(shù)對(duì)水中污染物去除的優(yōu)勢(shì)，形成互補(bǔ)型凈化，可有效的降低水中的各類污染物濃度，提高水質(zhì)凈化效率，處理效率高;

　　2)本發(fā)明采用由下至上的水流流動(dòng)方式，有效的降低了凈化塔內(nèi)的水流速度，流動(dòng)平穩(wěn)，可提高生態(tài)過濾層對(duì)顆粒懸浮物的濾除效率，同時(shí)也增加了污水在生態(tài)過濾層內(nèi)的水力停留時(shí)間，提高過濾層對(duì)水中有害物質(zhì)的去除效率;

　　3)本發(fā)明中生態(tài)凈化層為三層結(jié)構(gòu)，一次過濾層和二次過濾層不但可過濾掉大多數(shù)的懸浮污染物，同時(shí)也避免了因顆粒物在生態(tài)填料球?qū)拥纳�物膜表面、光催化鍍膜表面沉積而降低凈化效率;

　　4)由于高強(qiáng)度紫外線會(huì)擬制生物膜生長(zhǎng)并降低反應(yīng)細(xì)菌活性，本發(fā)明中光催化反應(yīng)罐與生態(tài)凈化層隔離設(shè)置，可有效的防止反應(yīng)罐中的紫外線對(duì)下方生態(tài)凈化層的損傷，延長(zhǎng)了維護(hù)周期;

　　5)光催化反應(yīng)罐中采用多層環(huán)形透水磚結(jié)構(gòu)，水由外層逐層流向中心，有效的提高了污水與光催化膜的接觸反應(yīng)時(shí)間，提高了凈化效率;

　　6)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成度高、占地面積小、維護(hù)方便，便于在各類場(chǎng)合推廣應(yīng)用。