污水處理方法及污水處理系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種污水處理方法及污水處理系統，污水處理方法包括如下步驟：將待處理污水注入臭氧反應區內，啟動臭氧曝氣裝置釋放臭氧，待處理污水與臭氧充分接觸并氧化后通過濾板層(或中間消化池)進入生物過濾區內；經臭氧氧化的污水與生物過濾區的填料層充分接觸，污水經填料層內的填料進一步地過濾后，即可排放。其污水處理系統包括臭氧反應區、生物過濾區及濾板層(或中間消化池)。本發明的污水處理系統污水氧化完全、出水水質質量高且易于操作管理、節約能源及初始設備投資。
【專利說明】污水處理方法及污水處理系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水處理領域，特別是涉及一種污水處理方法及污水處理系統。
【背景技術】
[0002] 臭氧具有很強的氧化性，可以氧化多種化合物，而且具有耗量小，反應速度快、不 產生污泥等優點，因此被成功地應用于飲用水、工業廢水及循環冷卻水處理工藝中。盡管 臭氧具有極強的氧化性，但也存在一定的局限性。事實上，對于某些有機物，僅僅使用臭氧 (特別是在低濃度時）很難將其完全氧化，此時單獨使用臭氧來處理水并不是最佳的方法， 另外，現有的生物污水處理設備投資費用過高。
【發明內容】
[0003] 基于此，有必要提供一種污水氧化完全、出水水質質量高且易于操作管理、節約能 源及初始設備投資的污水處理方法。
[0004] 一種污水處理方法，包括如下步驟：
[0005] 將待處理污水通過臭氧反應區的入水口注入臭氧反應區內，啟動臭氧反應區內的 臭氧曝氣裝置釋放臭氧，待處理污水與臭氧充分接觸并氧化后通過濾板層進入生物過濾區 內，所述臭氧的投加量與待處理污水中化學需氧量的質量比為〇. 05-0. 3:1，待處理污水與 所述臭氧反應時間為〇. 5-2h ;
[0006] 經臭氧氧化的污水再通過開合裝置進入生物過濾區內與填料層充分接觸，污水經 填料層內的填料過濾，經臭氧氧化的污水與填料層內的填料接觸時間為l_6h ;
[0007] 排水。
[0008] 本發明的另一目的在于提供種污水氧化完全、出水水質質量高且易于操作管理、 節約能源及初始設備投資的污水處理系統。
[0009] -種污水處理系統，包括臭氧反應區、生物過濾區及濾板層，所述臭氧反應區具 有入水口，所述生物過濾區具有出水口；
[0010] 所述臭氧反應區通過開合裝置連通于所述生物過濾區，所述臭氧反應區及生物過 濾區之間設有所述濾板層；
[0011] 所述臭氧反應區內設有用于將臭氧反應區內形成臭氧環境的臭氧曝氣裝置，所述 生物過濾區內設有用于生物過濾的填料層。
[0012] 在其中一個實施例中，所述填料層為生物陶粒層。
[0013] 在其中一個實施例中，所述生物陶粒層的高度為3-5m。
[0014] 在其中一個實施例中，所述臭氧曝氣裝置具有多個曝氣元件。
[0015] 在其中一個實施例中，所述曝氣元件為曝氣頭或者溶氣泵、水射器、管道混合器、 穿孔管、濾頭。
[0016] 在其中一個實施例中，所述臭氧反應區內設有填料層；
[0017] 所述填料層設置于所述生物過濾區的出水口與所述濾板層之間，所述填料層與所 述臭氧反應區內壁間隙配合，所述填料層的厚度為2-5m。
[0018] 在其中一個實施例中，所述臭氧反應區、濾板層及生物過濾區沿堅直方向依次由 下至上設置。
[0019] 本發明的另一目的在提供一種污水處理系統。
[0020] 一種污水處理系統，包括臭氧反應區、生物過濾區及中間消化池，所述臭氧反應區 具有入水口，所述生物過濾區具有出水口；
[0021] 所述臭氧反應區通過開合裝置連通于所述生物過濾區，所述臭氧反應區及生物過 濾區之間連通有所述中間消化池；
[0022] 所述臭氧反應區內設有用于將臭氧反應區內形成臭氧環境的臭氧曝氣裝置，所述 生物過濾區內設有用于生物過濾的填料層。
[0023] 在其中一個實施例中，所述臭氧反應區、中間消化池及生物過濾區沿水流方向依 次由前至后設置。
[0024] 本發明涉及的污水處理系統是針對有機物濃度不高（即化學需氧量（C0D)低于 130mg/L)的廢水，這些有機物難生物降解的廢水，或被難生物降解有機物污染的水源水，提 出采用臭氧氧化部分有機物，提高有機污染物的可生化性，然后與生物過濾區（生物濾池） 聯合進行處理，充分利用臭氧分解產生的氧氣，不另增加氧氣源，最終滿足C0D小于60mg/ 1的出水排放要求。
[0025] 本發明涉及的污水處理系統將含有難生物降解有機物的廢水，或被難生物降解有 機物污染的水源水，通過臭氧反應區的臭氧曝氣裝置（或臭氧布氣裝置）釋放的臭氧氧化， 將大部分難生物降解的有機物降解或轉化為可生物降解的有機物，然后與生物過濾區（生 物濾池）聯合進行處理，節省了曝氣充氧裝置及二次沉淀池，在保證出水處理效果的前提 下使處理工藝簡化，節省了資源及初始設備的投資。
[0026] 本發明涉及的污水處理系統具有以下優點：
[0027] (1)高質量的出水水質；在進水C0D不高于130mg/L時，出水C0D可保持在60mg/ L以下；
[0028] (2)無需配備鼓風機（曝氣充氧裝置）即可將生物濾池實現曝氣生物濾池的功能， 在臭氧反應區內，形成的臭氧環境，臭氧濃度高，能夠氧化完全，且節約能源及初始設備投 資；
[0029] (3)易掛膜，啟動快，處理設施可間歇啟動運行；
[0030] (4)工藝流程短，易于操作管理；
[0031] (5)采用模塊化結構，便于改、擴建；
[0032] (6)較小的池容積和占地面積，可建成封閉式廠房，減少對周圍環境影響。
[0033] 本發明涉及的污水處理方法，操作簡單，工藝流程簡單且工藝流程短，易于控制， 易于操作管理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發明實施例一體式污水處理系統示意圖；
[0035] 圖2為本發明實施例分體式污水處理系統示意圖。
[0036] 10、臭氧反應區；12、進水管道；14、反沖進水管道；16、臭氧進氣管道；18、反沖進 氣管道；20、生物過濾區；22、出水管道；24、反沖出水管道；30、濾板層；40、填料層；50、臭 氧曝氣裝置；60、臭氧反應區布水槽；70、中間消化池；72、凹槽；74、隔板；80、生物過濾區布 水槽；90、出水堰板。
【具體實施方式】
[0037] 為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中 給出了本發明的較佳實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所 描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹 全面。
[0038] 需要說明的是，當元件被稱為"固定于"另一個元件，它可以直接在另一個元件上 或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是"連接"另一個元件，它可以是直接連接 到另一個元件或者可能同時存在居中元件。
[0039] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的【技術領域】的 技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具 體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語"和/或"包括一個或多個 相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0040] 一種污水處理系統，包括臭氧反應區10、生物過濾區20及濾板層30,所述臭氧反 應區10、濾板層30及生物過濾區20沿堅直方向依次由下至上設置，進一步地，所述臭氧反 應區10與所述生物過濾區20之間還可串聯連通有中間消化池70。
[0041] 所述臭氧反應區10的底部具有入水口，所述生物過濾區20的頂部具有出水口，所 述生物過濾區20的出水口處設有出水堰板90 ;所述臭氧反應區10通過開合裝置（圖中未 示出）連通于所述生物過濾區20,所述臭氧反應區10及生物過濾區20之間設有所述濾板 層30。
[0042] 所述臭氧反應區10內設有臭氧曝氣裝置50 (或臭氧布氣裝置），所述臭氧曝氣裝 置50具有多個曝氣元件（或布氣元件）；所述生物過濾區20內設有填料層40,所述填料層 40為生物陶粒層，所述生物陶粒層的高度為3-5m。
[0043] 進一步地，所述臭氧反應區10內設有填料層40 ;所述填料層40設置于所述生物 過濾區20的出水口與所述濾板層30之間，所述填料層40與所述臭氧反應區10內壁間隙 配合，所述填料層40的厚度為2-5m。
[0044] 本發明的污水處理系統在使用時涉及的污水處理方法，包括如下步驟：
[0045] 將待處理污水通過臭氧反應區10的入水口注入臭氧反應區10內，啟動臭氧反應 區10內的臭氧曝氣裝置50 (曝氣或布氣元件）釋放臭氧，待處理污水與臭氧充分接觸并氧 化后通過濾板層30進入生物過濾區20內，所述臭氧的投加量與待處理污水中化學需氧量 的質量比為〇. 05-0. 3:1，待處理污水與所述臭氧反應時間為0. 5-2h ;
[0046] 經臭氧氧化的污水與生物過濾區20內的填料層40充分接觸，經臭氧氧化的污水 與填料層40內的填料接觸時間為l-6h，污水經填料層40內的填料進一步地過濾后，即可排 放。
[0047] 另外，本發明的污水處理系統可以為一體式設計，也可以為分體式設計。
[0048] 當為一體式設計時，參見圖1所示，所述臭氧反應區10及生物過濾區20均位于一 個具有腔室的水槽中，所述水槽中橫向方向設有所述濾板層30將水槽分隔成上下兩個部 分，上部分構成所述生物過濾區20 (生物反應區），下部分構成所述臭氧反應區10,所述臭 氧反應區10內設有所述臭氧曝氣裝置50 (曝氣或布氣元件），所述水槽的底部設有入水口， 該入水口還連通有用于臭氧輸送的臭氧進氣管道16、反沖進水管道14、進水管道12及反沖 進氣管道18。
[0049] 所述臭氧反應區10內不設有所述填料層40 (生物陶粒層），所述水槽的頂部不具 有蓋體，且水槽的頂部具有出水口用于排放處理后的凈水，該出水口連通有出水堰板90,該 出水口還連通有反沖出水管道24,所述生物過濾區20內設有填料層40,所述填料層40為 生物陶粒層，所述生物陶粒層的高度為3-5m。
[0050] 所述一體式臭氧氧化-生物濾池裝置處理水的方法為來自臭氧發生系統中混有 氧氣的臭氧直接投加到生物濾池的進水管道12中，通過生物濾池底部的濾板進入生物濾 池，在下層形成臭氧氧化區，在中上層形成生物濾料區，普通生物陶粒的裝填高度為3? 5m，空池濾速0. 5-2. 5m/h ;廢水與臭氧在臭氧氧化區充分接觸反應后，上流到上部的生物 濾池；臭氧的投加量為臭氧與待處理水中化學需氧量（C0D)的質量比為0. 05?0. 3:1，廢 水在臭氧反應區反應時間為〇. 5?2小時；在生物濾池處理的停留時間為1?6小時，最后 由出水堰排出。
[0051] 當為分體式設計時，參見圖2所示，在分體式的結構中串聯連通有中間消化池70。 所述臭氧反應區10內設有所述臭氧曝氣裝置50 (曝氣元件或布氣元件），所述臭氧反應區 10相鄰地連通有中間消化池70,臭氧反應區10具有入水口，臭氧反應區10的入水口具有 臭氧反應區布水槽60,臭氧反應區10的出水口通過連接有出水堰板90連通于相鄰的中間 消化池70,所述中間消化池70為長方體狀的箱體結構，中間消化池70的頂部設有入水口及 出水口，所述中間消化池70內部入水口及出水口之間設有堅直方向的隔板74,中間消化池 70的底部具有間隔供水流動，隔板74與中間消化池70的頂部密封，中間消化池70的出水 口處還具有開口朝向中間消化池70頂部的凹槽72,所述凹槽72的槽口頂部與所述中間消 化池70的出水口平齊，所述凹槽72的底部具有出口連通有生物過濾區布水槽80,生物過濾 區布水槽80連通于隔板74有生物過濾區20 (生物反應區），所述生物過濾區20內設有填 料層40,所述填料層40為生物陶粒層，所述生物陶粒層的高度為3-5m。生物過濾區20的 出水口具有出水堰板90,出水堰板90的底部連接有出水管道22。進一步地，臭氧反應區布 水槽60的堅直高度大于所述臭氧反應區10的高度，便于水流在重力作用下進入臭氧反應 區10內。生物過濾區布水槽80的堅直高度大于所述生物過濾區20的高度，便于水流在重 力作用下進入生物過濾區20內。中間消化池70的凹槽72內的水流可自流入生物過濾區 布水槽80。
[0052] 所述分體式臭氧氧化-生物濾池裝置處理水的方法為來自臭氧發生系統中混有 氧氣的臭氧通過鈦盤曝氣器或其他曝氣裝置或布氣裝置在臭氧反應區（臭氧接觸池）中與 廢水充分接觸反應后，經中間消化池70進入生物過濾區（生物濾池），該生物濾池為上流 式，普通生物陶粒的裝填高度為3?5m，空池濾速0. 5-2. 5m/h ;臭氧的投加量為臭氧與待處 理水中化學需氧量（C0D)的質量比為0. 05?0. 3:1，廢水在臭氧接觸池反應時間為0. 5? 2小時；中間消化池70的停留時間0. 5?2小時，在生物濾池處理的停留時間為1?6小 時，最后由出水堰排出。
[0053] 本發明涉及的污水處理系統，臭氧直接投加到臭氧反應區的進水管道12中，可以 為直接或通過曝氣頭、溶氣泵、水射器、管道混合器、穿孔管、濾頭等設備進一步將臭氧混合 在進水中。所述的臭氧反應區，可以填裝或不填裝普通生物陶粒，普通生物陶粒作為接觸介 質，填裝高度2?5m。所述混有氧氣的臭氧，廢水與臭氧在臭氧反應區充分氧化分解后，因 混有氧氣，可以使廢水中的溶解氧（D0)平均維持在4?13mg/L。所述可以使廢水中的溶解 氧（D0)平均維持在4?13mg/L，為在沒有外部供氧的情況下，生物濾池的溶解氧（D0)已 經達到曝氣生物濾池的要求，并具備其生物氧化功能。
[0054] 本發明涉及的污水處理系統是針對有機物濃度不高（即化學需氧量C0D低于 130mg/L)的廢水，這些有機物難生物降解的廢水，或被難生物降解有機物污染的水源水，提 出采用臭氧氧化部分有機物，提高有機污染物的可生化性，然后與生物濾池聯合進行處理， 充分利用臭氧分解產生的氧氣，不另增加氧氣源，最終滿足C0D小于60mg/l的出水排放要 求。
[0055] 本發明涉及的污水處理系統將含有難生物降解有機物的廢水，或被難生物降解有 機物污染的水源水，通過臭氧反應區10的臭氧曝氣裝置50釋放的臭氧氧化，將大部分難生 物降解的有機物降解或轉化為可生物降解的有機物，然后與生物過濾區20 (生物濾池）聯 合進行處理，節省了曝氣充氧裝置及二次沉淀池，在保證出處理效果的前提下使處理工藝 簡化，節省了資源及初始設備的投資。
[0056] 本發明涉及的污水處理系統具有以下優點：
[0057] (1)高質量的出水水質；在進水C0D不高于130mg/L時，出水C0D可保持在60mg/ L以下；
[0058] (2)無需配備鼓風機（曝氣充氧裝置）即可將生物濾池實現曝氣生物濾池的功能， 在臭氧反應區內，形成的臭氧環境，臭氧濃度高，能夠氧化完全，且節約能源及初始設備投 資；
[0059] (3)易掛膜，啟動快，處理設施可間歇啟動運行；
[0060] (4)工藝流程短，易于操作管理；
[0061] (5)采用模塊化結構，便于改、擴建；
[0062] (6)較小的池容積和占地面積，可建成封閉式廠房，減少對周圍環境影響。
[0063] 本發明涉及的污水處理方法，操作簡單，工藝流程簡單且工藝流程短，易于控制， 易于操作管理。
[0064] 以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保 護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1. 一種污水處理方法，其特征在于，包括如下步驟： 將待處理污水通過臭氧反應區的入水口注入臭氧反應區內，啟動臭氧反應區內的臭氧 曝氣裝置釋放臭氧，待處理污水與臭氧充分接觸并氧化后通過濾板層，進入生物過濾區內， 所述臭氧的投加量與待處理污水中化學需氧量的質量比為0. 05-0. 3:1，待處理污水與所述 臭氧反應時間為〇. 5-2h ; 經臭氧氧化的污水再通過開合裝置進入生物過濾區內與填料層充分接觸，污水經填料 層內的填料過濾，經臭氧氧化的污水與填料層內的填料接觸時間為l_6h ; 排水。
2. -種污水處理系統，其特征在于，包括臭氧反應區、生物過濾區及濾板層，所述臭氧 反應區具有入水口，所述生物過濾區具有出水口； 所述臭氧反應區通過開合裝置連通于所述生物過濾區，所述臭氧反應區及生物過濾區 之間設有所述濾板層； 所述臭氧反應區內設有用于將臭氧反應區內形成臭氧環境的臭氧曝氣裝置，所述生物 過濾區內設有用于生物過濾的填料層。
3. 根據權利要求2所述的污水處理系統，其特征在于，所述填料層為生物陶粒層。
4. 根據權利要求3所述的污水處理系統，其特征在于，所述生物陶粒層的厚度為3-5m。
5. 根據權利要求2-4任意一項所述的污水處理系統，其特征在于，所述臭氧曝氣裝置 具有多個曝氣元件。
6. 根據權利要求5所述的污水處理系統，其特征在于，所述曝氣元件為曝氣頭或者溶 氣泵、水射器、管道混合器、穿孔管、濾頭。
7. 根據權利要求2-4任意一項所述的污水處理系統，其特征在于，所述臭氧反應區內 可設有填料層；生物過濾區內設有填料層； 所述填料層設置于所述生物過濾區的出水口與所述濾板層之間，所述填料層與所述臭 氧反應區內壁間隙配合，所述填料層的厚度為2-5m。
8. 根據權利要求2-4任意一項所述的污水處理系統，其特征在于，所述臭氧反應區、濾 板層及生物過濾區沿堅直方向依次由下至上設置。
9. 一種污水處理系統，其特征在于，包括臭氧反應區、生物過濾區及中間消化池，所述 臭氧反應區具有入水口，所述生物過濾區具有出水口； 所述臭氧反應區通過開合裝置連通于所述生物過濾區，所述臭氧反應區及生物過濾區 之間連通有所述中間消化池； 所述臭氧反應區內設有用于將臭氧反應區內形成臭氧環境的臭氧曝氣裝置，所述生物 過濾區內設有用于生物過濾的填料層。
10. 根據權利要求9所述的污水處理系統，其特征在于，所述臭氧反應區、中間消化池 及生物過濾區沿水流方向依次由前至后設置。
【文檔編號】C02F9/14GK104193114SQ201410478016
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月18日 優先權日:2014年9月18日
【發明者】嚴素霞, 謝偉東, 曾織林 申請人:廣東溢達紡織有限公司