专利名称：一种利用污水制取再生水的工艺和专用设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及污水处理，更具体地讲涉及一种利用生物化学与物理化学相结合的方法制取再生水的工艺及所使用的专用设备。
背影技术一座城市的建设和发展，污水处理并实现其再生利用，对保护城市生态环境，节约水资源，提高居民的生活质量等愈显突出。淡水资源的短缺，我国是一个严重缺水的国家，所以实现再生水(中水)的回用应是一项解决困扰人们生产和生活的淡水资源严重短缺的十分重要措施。为此，有关专家进行了深入探讨，取得了很多成果。概括起来有物化法和膜分离法等，不足之处是制水成本高，操作不便，生产的水质质量差等，从而使工业化生产受到限制。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种采用生物化学与物理化学相结合，再生水的水质质量好，成本低和方便操作的利用污水制取再生水的工艺；本发明的另一个目的是提供该制取再生水的工艺中所使用的专用设备。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现实现先将污水送入酶促生物过滤装置内，由上向下经酶促无机生物滤料层与装置下部鼓入的空气进行气液相接触而降解水中残留的污染物，残余气体由上部排出，水由下部排出并通过上浮式过滤装置下部进入，由下向上经酶促无机生物滤料层，被截留的悬浮物留在底部待排，水经上部排出，加入臭氧杀菌消毒，得再生水。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现实现所述的酶促无机生物滤料层的下部有无机滤料垫层，该无机滤料为常规技术的无机滤料；所述的酶促无机生物滤料层的酶促无机生物滤料为破碎筛分的密度为1±0.1g/cm3和粒径为1～7mm的颗粒；所述的酶促无机生物滤料装置内的无机滤料为破碎筛分的密度为1～10g/cm3和粒径为10～15mm的颗粒；所述的上浮式过滤装置内的无机滤料密度为0.1～1.0g/cm3和粒径为10～15mm的球形颗粒。
本发明的另一个目的可通过如下技术措施来实现本发明的制取再生水的工艺中所使用的专用设备之一是“酶促生物过滤装置”，该装置的筒体的上部连有伸入筒体内的污水进水管及位于其下方的设有进气孔的排气管，筒体下部连有伸入筒体内的设有进水孔的排水管及位于其上方的设有出气孔的出气管，筒体下部连有位于出气管上方用于置放做垫层的无机滤料的下筛板。该装置更进一步的技术措施是在筒体中部的酶促无机生物滤料的上方连有上筛板；污水进水管的出水口外有隔网。
本发明的制取再生水的工艺中所使用的专用设备之二是“上浮式过滤装置”，该装置的筒体下部连有设有出水孔的进水管及位于进水管上方用于置放做垫层的无机滤料的下筛板，筒体上部连有出水管，与出水管连通的引水管连接滗水管，滗水管的另一端与筒体间连有水平调节器。该装置更进一步的技术措施是引水管与滗水管构成“U”形；筒体上部连有位于出水管下方的上筛板；下筛板上方的筒体上的排泥口设有滤料拦截网。
本发明利用地理式污水处理设备处理生活污水或工业有机废水，经初步处理，譬如初步处理达到GB18918-2002或GB8978-96的一级或二级标准后，再用酶促生物过滤装置处理，该装置内装有粒径1-7mm的酶促无机生物滤料，如ZL97107306.6公开的粒状酶促填料，含有20μg/g的微生物生长促进剂Co2+，具有活性为1.0mg/L，填料以75％的粘土为主骨料，以重量百分比25％泥煤为辅骨料，并加入含骨料总重量8％的造孔剂及增强剂—其重量配比为Fe2O3∶木屑∶Na盐或K盐＝4∶8∶1，经破碎或塑化、成型、自然干化，再经烧制生温6小时至烧成温度为1050℃，恒温30分钟，密闭降温至400℃以下，开炉急速降温，并经碾磨破碎、筛分而成。本发明采用的酶促生物的密度为1g/cm3，向装置内鼓风供微生物生长所需的氧，同时滤料呈悬浮状态，缓慢上下移动，一方面提高传质效率即可提高生化处理效率，另外是由于滤料相互碰撞摩擦，便于老化的生物膜脱落，促进新生物膜生长，也是提高生化处理效果的重要方面。根据需要，酶促生物过滤装置和上浮式过滤装置至少包括一套。酶促生物过滤装置设有进水管、排水管、进气管和反冲洗管。水力条件是上进下出，空气是下进上出，再加上滤料上生长的生物膜，气、液、固三相合理接触，有利于空气中的氧回向液相中转移，即有利于微生物的生长繁殖；有利于污水中BOD5、CODCr等污染物质向生物膜中转移，也就有利于微生物对其降解，同时也有利于降解产物CO2、N2和H2O等向膜外扩散，从而使整个系统实现节能高效，有效地降解残留的污染物，提高再生水水质的质量。酶促生物过滤装置后接上浮式过滤装置，该过滤装置的填充密度为0.1～1.0g/cm3的无机滤料。它设有进水管(反冲洗时兼进气管)、出水管、反冲洗管、排泥管和筛板、隔网、能调节水平衡的滗水器以及拦截滤料的不锈钢滤筛。水力条件是下进上出，相配合靠重力实现水的净化，不再提升消耗动力。由于比表面积大表面粗糙，有利于截留污水中的悬浮物，生物滤滤料是烧结无机滤料，它具有微生物繁殖生长的促进作用，其密度为1.0±0.1g/cm3，滤料呈悬浮状，污水中的悬浮物被截留在滤料下边，当一个运行周期结束时，即容纳悬浮物的空间满负荷时，即停止进水，打开排泥阀门，利用重力流将污泥排除，排泥顺畅方便，比常规的砂滤池用水反冲排泥节省动力。当一个运行周期结束需要反冲洗时，从上部放入自来水(或再生水)并鼓入空气搅动，将滤料上的污泥冲洗下来再通过排泥管排除。这种无机滤料比纤微球等有机滤料价廉不结团，不易堵塞，反冲效果好，使用寿命长。它比石英砂、硅藻土等常规滤料比表面大，密度小于1，可实现上浮式过滤工艺，不易堵塞，反冲洗用水少，也不需压力，靠空气搅动使滤料上附着的污泥脱落，反冲洗效果好。所述酶促生物过滤装置设有污水提升设备，该设备可以用潜水泵。
去除悬浮物(主要是生物滤池中老化脱落的生物膜)的水最后用臭氧消毒杀菌，保证再生水中粪大肠菌群数等细菌指标达标。具体措施是在上浮式过滤装置出水口外的管道上设有臭氧加入口，臭氧(O3)是一种高效杀菌剂，臭氧(O3)的制备采用常规技术，以电作动力，空气为原料，现场制备，不消耗化工原料。它不仅有很强的杀菌能力，保证杀菌效果，同时还具有很好的脱色作用，使出水清沏。
本发明有以下积极有益的效果1、本制取工艺能耗低，除杀菌用臭氧外不用任何药剂，处理效果稳定，成本低，整套系统设备结构紧凑，占地面积小，无臭味，无噪音，不会造成二次污染，能耗低，运行费用低。
2、不受污水量限制，机动灵活，可大可小，也可多套组合使用。因此适合于量小面广的城市居民小区、城乡结合部、疗养院、医院、机关、学校、写字楼、宾馆、饭店、别墅区、旅游景点、小城镇、乡镇等不便建大型污水处理厂的地方，同时又便于处理的再生水就近回用，缩短回用管道，节省建设费用。再生水可回用于绿化、冲厕、公建、清扫马路、冲车、景观用水。
3、处理率效高，可提高氧的转移率和污染物降解的生成物co2、N2和水等的迁移转化，有效降解水中残留的污染物。
4、本套系统不仅可以处理生活污水，也可以处理食品、饮料废水，游泳池水和某些有机工业废水等，并加以回用。
图1是本发明实施例的流程示意简图；图2本发明实施例的酶促生物过滤装置的示意图；图3本发明上浮式过滤装置的示意图；图4是图3中的A-A剖视图；图5是图3中的B-B剖视图。
具体实施例方式制取再生水的工艺先将污水送入置有酶促无机生物滤料和无机滤料做垫层的酶促生物过滤装置内，酶促无机生物滤料为破碎筛分的密度为1g/cm3和粒径为5mm的颗粒，无机滤料为破碎筛分的密度为6g/cm3和粒径为12mm的颗粒；由上向下经酶促无机生物滤料层与装置下部鼓入的空气进行气液相接触而降解水中残留的污染物，残余气体由上部排出，水由下部排出并通过上浮式过滤装置下部进入，由下向上经酶促无机生物滤料层，酶促无机生物滤料为破碎筛分的密度为1.1g/cm3和粒径为4mm的颗粒，无机滤料为破碎筛分的密度为0.5g/cm3和粒径为10mm的球形颗粒；被截留的悬浮物留在底部待排，水经上部排出，加入臭氧杀菌消毒，得再生水。
酶促生物过滤装置筒体5的上部连有伸入筒体内的污水进水管9及位于其下方的设有多个进气孔11的排气管10，污水进水管9的出水口外有不锈钢丝隔网8，筒体5下部连有伸入筒体内的设有多个进水孔2的排水管3及位于其上方的设有多个出气孔17的出气管16，筒体5下部连有位于出气管16上方的下筛板14，下筛板14上依次有无机滤料垫层4、酶促无机生物滤料层6、上筛板13，筒体5中部的酶促无机生物滤料的上方连有上筛板13，污水进水管9、排气管10、出气管16、排水管3的内端头依次分别连有封头7、封头12、封头15、封头1。
上浮式过滤装置筒体18下部连有设有多个出水孔28的进水管22及位于进水管22上方的下筛板27，下筛板27上依次有无机滤料垫层29、酶促无机生物滤料层30、上筛板26，筒体18上部连有出水管24，与出水管24连通的引水管25连接滗水管19，滗水管19的另一端与筒体18间连有水平调节器23，滗水管19的上方的筒体18上设有溢流孔21，引水管25与滗水管19构成“U”形，筒体18上部连有位于出水管24下方的上筛板26，下筛板27上方的筒体18上的排泥口设有孔径为0.8mm的滤料拦截网20。
权利要求
1.一种利用污水制取再生水的工艺，其特征在于先将污水送入酶促生物过滤装置内，由上向下经酶促无机生物滤料层与装置下部鼓入的空气进行气液相接触而降解水中残留的污染物，残余气体由上部排出，水由下部排出并通过上浮式过滤装置下部进入，由下向上经酶促无机生物滤料层，被截留的悬浮物留在底部待排，水经上部排出，加入臭氧杀菌消毒，得再生水。
2.根据权利要求1所述的一种利用污水制取再生水的工艺，其特征在于所述的酶促无机生物滤料层的下部有无机滤料垫层。
3.根据权利要求1所述的一种利用污水制取再生水的工艺，其特征在于所述的酶促无机生物滤料层的酶促无机生物滤料为破碎筛分的密度为1±0.1g/cm3和粒径为1～7mm的颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种利用污水制取再生水的工艺，其特征在于所述的酶促无机生物滤料装置内的无机滤料为破碎筛分的密度为1～10g/cm3和粒径为10～15mm的颗粒；所述的上浮式过滤装置内的无机滤料密度为0.1～1.0g/cm3和粒径为10～15mm的球形颗粒。
5.一种利用污水制取再生水的工艺中所使用的酶促生物过滤装置，其特征在于筒体(5)的上部连有伸入筒体内的污水进水管(9)及位于其下方的设有进气孔(11)的排气管(10)，筒体(5)下部连有伸入筒体内的设有进水孔(2)的排水管(3)及位于其上方的设有出气孔(17)的出气管(16)，筒体(5)下部连有位于出气管(16)上方用于置放做垫层的无机滤料的下筛板(14)。
6.根据权利要求5所述的一种利用污水制取再生水的工艺中所使用的酶促生物过滤装置，其特征在于筒体(5)中部的酶促无机生物滤料的上方连有上筛板(13)；污水进水管(9)的出水口外有隔网(8)。
7.一种利用污水制取再生水的工艺中所使用的上浮式过滤装置，其特征在于筒体(18)下部连有设有出水孔(28)的进水管(22)及位于进水管(22)上方用于置放做垫层的无机滤料的下筛板(27)，筒体(18)上部连有出水管(24)，与出水管(24)连通的引水管(25)连接滗水管(19)，滗水管(19)的另一端与筒体(18)间连有水平调节器(23)。
8.根据权利要求7所述的一种利用污水制取再生水的工艺中所使用的上浮式过滤装置，其特征在于引水管(25)与滗水管(19)构成“U”形。
9.根据权利要求7所述的一种利用污水制取再生水的工艺中所使用的上浮式过滤装置，其特征在于筒体(18)上部连有位于出水管(24)下方的上筛板(26)。
10.根据权利要求7所述的一种利用污水制取再生水的工艺中所使用的上浮式过滤装置，其特征在于下筛板(27)上方的筒体(18)上的排泥口设有滤料拦截网(20)。
全文摘要
本发明提供一种利用污水制取再生水的工艺和专用设备，先将污水送入酶促生物过滤装置内，由上向下经酶促无机生物滤料层与装置下部鼓入的空气进行气液相接触而降解水中残留的污染物，残余气体由上部排出，水由下部排出并通过上浮式过滤装置下部进入，由下向上经酶促无机生物滤料层被截留的悬浮物留在底部待排，水经上部排出，加入臭氧杀菌消毒，得再生水。所述的专用设备是酶促生物过滤装置和上浮式过滤装置，结构简单，方便操作，成本低，水处理效果好。
文档编号C02F3/02GK1597564SQ20041002457
公开日2005年3月23日 申请日期2004年8月26日 优先权日2004年8月26日
发明者娄性义, 王海潮, 陈浩玺, 张焕云 申请人:娄性义, 王海潮, 陈浩玺, 张焕云