污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置制造方法

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、垂直潛流人工濕地、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置、三級反沖篩濾裝置和超濾裝置組成。本實用新型能對澄清污水進行高級氧化處理，降低運行費用的同時，提高處理效率及處理量，優化工藝性能，提高出水水質。在對屋頂沒有破壞，不會產生二次結構的前提下，本實用新型使用輕質組合模塊，利用屋頂和陽臺空間，設置屋頂可調節的景觀濕地裝置處理小區用水達成中水回用，同時提供景觀效益，并對頂樓居民起到夏季遮蔽陽光、冬季保溫的效果。
【專利說明】
)萬水凈化回用屋頂京觀濕地裝直

【技術領域】
[0001]本實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(如:氮、磷、有機物、微生物、無機物等化學雜質)的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置。

【背景技術】
[0002]近年來，由于環境污染惡劣，溫室、熱島效應嚴重，城市內用地緊張、地價昂貴、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，積極鼓勵花園式屋頂綠化和簡式草坪，每年還會有相應養護補貼，且目前北京市區可綠化屋頂面積相當于34個朝陽公園，超過了 14個奧林匹克森林公園。
實用新型內容
[0003]本實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]本實用新型的又一目的在于提供一種利用上述裝置進行污水處理的方法。
[0005]為實現上述目的，本實用新型提供的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，由格柵機、垂直潛流人工濕地、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置、三級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主體區域和出水區，連接格柵機的一側為垂直潛流濕地主體，相鄰的另一側為出水區，垂直潛流濕地主體內填充有由礫石、粗砂、石灰石、沸石組成的混合填料，混合填料表層布設多個鉆孔PVC管作為進水管，垂直潛流濕地主體與出水區之間的墻體底部設有過水管用于過水；出水區內填充有分子篩填料，出水區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的一側為主反應區，用于完成納米氣浮-凝聚過程，相鄰主反應區為絮體攔截區，相鄰絮體攔截區的為絮體二次攔截區；主反應區內設有微渦流混凝器，主反應區內部上方有通入O2的納米曝氣頭，主反應區頂端設有用以添加混凝劑加藥裝置；絮體攔截區內鋪設有用于絮體攔截沉淀的斜管；絮體二次攔截區內部填充有聚丙烯的立體網狀結構填料，立體網狀結構填料下方鋪設一納米曝氣頭，底部設置出水口，出水通過液壓泵連接旋三級反沖篩濾裝置的進水口 ；
[0009]三級反沖篩濾裝置水池的進水口處設有一進水堰，出水口處設有回流槽，三級反沖篩濾裝置內部由多孔網格分為上部的水池和下部的分流倉兩個部分，分流倉為緊密排列的圓筒狀；多孔網格上方中央安放一納米曝氣頭，埋設在填充的篩濾填料中，篩濾填料上方靠近進水堰處設有一阻流板，靠近回流槽的一側設有一通入O2的曝氣管，曝氣管設有多個細孔曝氣孔，曝氣孔垂直向上，篩濾填料安裝有超聲波發生儀；分流倉的下方為儲水箱，儲水箱外壁涂刷避光黑色涂料，其內壁均勻負載一層非金屬摻雜的光催化劑，其底部安裝有紫外滅菌燈，且滅菌燈之間設置有通入O3的曝氣納米曝氣頭，儲水箱內剩余的空間填充有半導體負載填料；三級反沖篩濾裝置的出水直接導入超濾裝置內；
[0010]中空纖維超濾器安置于超濾裝置中，納米曝氣機設置在中空纖維超濾器的正下方，出水采用液壓泵進行負壓出水方式。
[0011]所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置中，格柵機內篩網為不銹鋼材質，過濾精度為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，三級反沖篩濾裝置中的多孔網格為兩層，中間鋪設并固定一層不銹鋼網。
[0015]所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置中，三級反沖篩濾裝置的水池與分流倉連接一通氣管通往大氣，以防止三級反沖篩濾裝置內壓力過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]本實用新型在積極響應政府屋頂花園政策的同時,利用花園進行中水回用處理，能對澄清污水進行高級氧化處理，降低運行費用的同時，提高處理效率及處理量，優化工藝性能，提高出水水質。在對屋頂沒有破壞，不會產生二次結構的前提下，本實用新型使用輕質組合模塊，利用屋頂和陽臺空間，設置屋頂可調節的景觀濕地裝置處理小區用水達成中水回用，同時提供景觀效益，并對頂樓居民起到夏季遮蔽陽光、冬季保溫的效果。
[0018]本實用新型的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置在進行污水處理時的流程是:
[0019]格柵機將污水中的固體懸浮物進行分離、攔截，降低污水處理難度，經過格柵處理的污水導入垂直潛流人工濕地進行過濾處理，過濾處理后的上清液先進入納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置的主反應區內進行納米氣浮-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，絮體在斜管的攔截作用下沉至反應器底部，定時在螺旋輸送器的帶動下自出泥口定期排出，澄清液溢流至絮體二次攔截區，在度立體網狀結構填料的作用下進行二次攔截，過濾后的清液自出水口排出進入三級反沖篩濾裝置；
[0020]在三級反沖篩濾裝置中，儲水箱內納米曝氣頭不連續工作，空氣自多孔網格向上鼓起，分割成小氣泡，間歇沖散篩濾填料上的致密污物層，污染物質層破碎成片狀浮起，在曝氣管的浮力以及進水沖擊擋流板向右推力的協同作用下，溢流至回流槽，使篩濾填料截留的污染物集中排除裝置外，與進水混合重新處理，以延長三級反沖篩濾裝置使用壽命及反洗周期；
[0021 ] 儲水箱內的納米曝氣頭采用O3曝氣，由于納米氣泡具有龐大的數量、比表面積、緩慢的上升速度等特性，同時氣泡在水中停留時間長，增加了氣液接觸面積、接觸時間，利于臭氧溶于水中，克服了臭氧難溶于水的缺點；微氣泡內部具有較大的壓力且納米氣泡破裂時界面消失，周圍環境劇烈改變產生的化學能促使產生更多的羥基自由基.0H，增強03氧化分解有機物的能力；且納米級別O3氣泡與紫外滅菌燈、半導體負載填料共存于儲水箱，提高高級氧化效果，可有效提高.0H產生率，經三級反沖篩濾裝置處理的污水進入超濾裝置內經中空纖維超濾器進行超濾，出水采用液壓泵進行負壓出水方式，去除污水中的剩余懸浮物，使出水達到中水回用標準。
[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反沖篩濾裝置的反沖洗時納米曝氣頭進氣為O2，用于混凝攪拌和清潔填料；三級反沖篩濾裝置的儲水池納米曝氣頭進氣為O3，通過納米曝氣強化羥基自由基的產生過程。
[0023]本實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行生物處理，高效脫除污水中氨氮，去除有機物，并在出水池設置分子篩過濾段大量吸附殘余污染物質。后續采用納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置對污水進行絮凝處理，并使用三級反沖洗篩濾-光催化降解池過濾絮凝后污水，三級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極具氧化力的自由負離子，同時在納米曝氣過程中以及超聲波發生過程激發的能量亦可發生并加強自由負離子的產生，達成光催化效果；而自由負離子以及其擺脫共價鍵的束縛后留下空位，與納米氣泡表面帶有的電荷同時產生微電解效果，對澄清污水進行高級氧化并微電解處理，降低運行費用的同時，提高處理效率及處理量，優化工藝性能，提高出水水質。本工藝尤其對污水中細菌、病原體有較高的去除率，避免其排入水體對人體健康產生威脅。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型的裝置結構示意圖。
[0025]圖2是本實用新型的裝置布局圖。
[0026]附圖中主要組件符號說明:
[0027]I格柵機；2墻體；3進水管；4混合填料；5出水區；6分子篩填料；7液壓泵；8主反應區;9A、9B、9C、9D、9E納米曝氣頭；10加藥裝置；11絮體攔截區；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；15立體網狀結構填料；16第一閥門；17第二閥門；18增壓泵；19進水堰；20阻流板；21混合填料；22三級反沖篩濾裝置；23曝氣管；24回流槽；25多孔網格；26分流倉；27超濾裝置；28中空纖維超濾器；29納米曝氣機；30第一閘閥；31第二閘閥；32半導體負載填料；33紫外滅菌燈；34儲水箱；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過水管；41超聲波發生儀；42休閑娛樂桌椅；A垂直潛流人工濕地；A1垂直潛流濕地主體。

【具體實施方式】
[0028]本實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(如:氮、磷、有機物、微生物、無機物等化學雜質)。
[0029]請結合圖1，本實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，其主要結構包括:
[0030]格柵機1，內部的篩網為不銹鋼材質，過濾精度為8_，格柵機I對待處理的污水進行格柵處理，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，經過格柵處理的污水導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5兩個區域，垂直潛流人工濕地A的墻體2為混凝土構筑墻體，表面做防滲處理。連接格柵機I的一側為垂直潛流濕地主體Al，相鄰的另一側為出水區5。垂直潛流濕地主體Al內填充礫石、粗砂、石灰石、沸石幾種混合填料4，混合填料4表層布設多個鉆孔PVC管作為進水管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5之間的墻體底部設有過水管40用于過水，并防止填料流失；出水區5內填充有分子篩填料6，分子篩填料6的填充體積占出水區5的一半，出水區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內進行混凝處理。
[0032]納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置13底部設有螺旋輸泥器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5的一側為主反應區8，用于完成納米氣浮-凝聚過程，相鄰主反應區8為絮體攔截區11，相鄰絮體攔截區11的為絮體二次攔截區14。主反應區8內填充微渦流混凝器39，主反應區8內部上方有納米曝氣頭9A，使用有機玻璃固定，主反應區8頂端設有加藥裝置10用以添加混凝劑，混凝劑為聚合氯化鋁PAC+陽離子聚丙烯酰胺CPAM，其添加摩爾質量比例約為20:1 ;絮體攔截區11內鋪設有斜管12用于絮體攔截沉淀；絮體二次攔截區14內部填充有聚丙烯的立體網狀結構填料15，立體網狀結構填料15下方鋪設一納米曝氣頭9B，底部設置出水口 36，出水通過液壓泵連接旋三級反沖篩濾裝置22。
[0033]本實用新型的采用納米曝氣技術改進混凝工藝的凝聚過程，主要分為三個步驟:
[0034](A)微納米曝氣前期氣浮過程:微納米氣泡傳質過程中，污水中的微細污染物顆粒俘獲在氣泡表面或與氣泡粘附在一起，在氣泡上升過程中帶動微細污染物顆粒上浮至水體表面，達成氣浮作用從而實現清水與懸浮顆粒物、膠體的分離；
[0035](B)微納米曝氣中期加藥混凝過程:利用微納米氣泡發生過程的強烈沖擊力以及上浮過程中的氣液兩相相對運動、氣泡爆炸時局部產生的高溫高壓狀態和爆破力，對污水進行熱補償的同時施加強烈攪拌作用，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，促進膠體相互碰撞凝聚成絮體。而當混凝劑被包裹形成絮體后，在納米曝氣下絮體成長質量更高，成長過大的絮體在納米曝氣的作用下會破碎成較小絮體從而恢復并保持絮凝能力(絮體過大會使總表面積減小，吸附能力下降)，密實度較低的絮體在納米曝氣的剪切力作用下會破碎并重新絮凝成密實度較高的絮體，有利于沉淀分離。
[0036](C)微納米曝氣后期熱斷裂過程:利用微納米曝氣過程產生的以及氣泡爆炸時局部產生的高溫高壓狀態實現絮體薄弱處的斷裂，進而重新撞擊、吸附污水中膠體、懸浮物以形成更加穩固的絮體。
[0037]為了讓形成的絮體更好的吸附脫穩膠體而成長的絮凝過程，本實用新型同時使用微渦流混凝器，渦流反應器形成的微渦旋流動能有效地促進水中微粒的擴散與碰撞。一方面，混凝劑水解形成膠體在微渦流作用下快速擴散并與水中膠體充分碰撞，使水中膠體快速脫穩；另一方面，水中脫穩膠體在微渦流作用下具有更多碰撞機會，因而具有更高的凝聚效率。
[0038]污水經過納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置13的主反應區納米氣浮-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，絮體在斜管的攔截作用下沉至反應器底部，定時在螺旋輸送器的帶動下自出泥口定期排出，澄清液溢流至右側絮體二次攔截區，在高密度立體網狀結構填料的作用下進行二次攔截，過濾后的清液自出水口排出。二次攔截區填料定期清洗，清洗時同時開啟填料底部納米曝氣頭，利用納米曝氣技術沖擊、氧化、氣浮及高溫作用協同清洗。出水通過增壓泵18導入三級反沖篩濾裝置22的進水口。
[0039]三級反沖篩濾裝置22的進水口處設有一進水堰19，出水口處設有回流槽24，三級反沖篩濾裝置22內部由多孔網格25分為上部的水池和下部的分流倉26兩個部分。三級反沖篩濾裝置22內部的分流倉與水池兩部分連接一通氣管35通往大氣，以防止三級反沖篩濾裝置內壓力過高造成裝置破裂甚至爆炸。
[0040]多孔網格25為兩層，中間鋪設并固定一層不銹鋼網，多孔網格25的下方設置有緊密排列的圓筒狀的分流倉26分割空間，防止局部壓力過大沖破多孔網格25。多孔網格25上方中央安放一納米曝氣頭9C埋設在填充的篩濾填料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通過流量計與一曝氣機連接。篩濾填料21靠近進水堰19處設有一阻流板20，靠近回流槽24的一側設有一曝氣管23，曝氣管23設有多個細孔曝氣孔，曝氣孔垂直向上。篩濾填料21中安裝有超聲波發生儀41。分流倉26的下方為儲水箱34，儲水箱34外壁涂刷避光黑色涂料，其內壁均勻負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之間設置有O3的曝氣納米曝氣頭9D，儲水箱內剩余的空間填充有半導體負載填料(如負載納米T12的立體網狀聚丙烯填料)，無需使用分散劑，并減少催化劑的流失現象。
[0041]使用篩濾裝置時，儲水箱內納米曝氣頭不連續工作，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，污染物質層破碎成片狀浮起，在曝氣管的浮力以及進水沖擊擋流板向右推力的協同作用下，溢流至回流槽，使填料截留的污染物集中排除裝置外，與進水混合重新處理。延長篩濾裝置使用壽命及反洗周期，對于進水濁度較低的情況，甚至可以無需反沖洗，不斷運行凈化污水。
[0042]儲水箱內納米曝氣頭采用O3曝氣，由于納米氣泡具有龐大的數量、比表面積、緩慢的上升速度等特性，同時氣泡在水中停留時間長，增加了氣液接觸面積、接觸時間，利于臭氧溶于水中，克服了臭氧難溶于水的缺點；微氣泡內部具有較大的壓力且納米氣泡破裂時界面消失，周圍環境劇烈改變產生的化學能促使產生更多的羥基自由基.0H，增強O3氧化分解有機物的能力；且納米級別O3氣泡與紫外滅菌燈、半導體負載填料共存于儲水箱，提高高級氧化效果，可有效提高.0H產生率。
[0043]三級反沖篩濾裝置22的出水直接導入超濾裝置27內。超濾裝置27內部使用中空纖維超濾器28進行超濾，膜孔徑為0.4微米，其造價低，維護方便，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9E設置在中空纖維超濾器28的正下方，中空纖維超濾器28的膜表面的錯流是由納米曝氣機29的納米氣泡攪動產生的，高溫納米氣泡的氣流攪動在膜表面產生剪切力以及湍流流動，無須較高的進水流速即可使膜表面的濃差極化層變薄，積累物質被帶走。出水采用液壓泵進行負壓出水方式，高效去除污水中的剩余懸浮物，使出水達到中水回用標準。
[0044]本實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反沖篩濾裝置的反沖洗時納米曝氣頭進氣為O2，用于混凝攪拌和清潔填料；三級反沖篩濾裝置的儲水池納米曝氣頭進氣為O3，通過納米曝氣強化羥基自由基的產生過程。
[0045]本實用新型利用上述裝置進行污水處理的過程:
[0046]污水經過納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置內主反應區進行納米氣浮-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，絮體在斜管的攔截作用下沉至反應器底部，定時在螺旋輸送器的帶動下自出泥口定期排出，澄清液溢流至右側絮體二次攔截區，在高密度立體網狀結構填料的作用下進行二次攔截，過濾后的清液自出水口排出。二次攔截區填料定期清洗，清洗時同時開啟填料底部納米曝氣頭，利用納米曝氣技術沖擊、氧化、氣浮及高溫作用協同清洗。出水通過液壓泵導入三級反沖篩濾裝置。
[0047]正常篩濾時，污水自進水堰進入，在進水堰的物理結構作用下由水平方向導為豎直向上，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；污水經過篩濾填料的過濾，流至下方儲水箱，儲水箱內納米曝氣頭的進氣為O3，通過納米曝氣大量獲得羥基自由基，與紫外滅菌燈，半導體負載填料共同提高高級氧化效果，同時其中富含羥自由基的出水在裝置進行反洗時，沖刷篩濾填料，較好的做到填料清潔與再生。
[0048]根據本實用新型的一個實施例，本實用新型尤其對污水中細菌、病原體的去除率達到100%，處理后的污水中芳香性類富里酸物質降低95%以上，污水濁度降低99%，出水水質透明度高，避免其排入水體對人體健康產生威脅。
[0049]圖2是本實用新型安裝在屋頂形成的景觀濕地裝置的示意性的實施方式。將景觀濕地裝置設計成一口字形狀，以充分利用屋頂的空間。口字形中間的空地可以放置比如休閑娛樂桌椅42，形成休閑場所。
[0050]本實用新型采用三級反沖洗技術進行反沖洗:
[0051]一級反沖洗為曝氣循環反沖洗，由于污染物質在填料表面的堆積，污水難以透過填料之間的空隙滲透下去，在篩濾過程中進行反沖洗，開啟三級反沖篩濾裝置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，集水池內納米曝氣頭不連續工作，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，污染物質層破碎成片狀浮起，在曝氣管的浮力以及進水沖擊擋流板向右推力的協同作用下產生波輪效果，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，與進水混合重新處理，污水也可繼續自分子篩空隙滲透下去；一級反沖洗可延長篩濾裝置使用壽命及反洗周期，對于進水濁度較低的情況，甚至可以無需反沖洗，使裝置不斷運行凈化污水。
[0052]二級反沖洗為空氣脈沖反沖洗，由于污水濁度過高，導致污染物質在填料表面的大量堆積，僅僅靠一級反沖洗步驟仍不能達到繼續篩濾的效果。關閉第一閥門16、第一閘閥30，開啟第二閘閥31、第二閥門17，啟動三級反沖篩濾裝置22右下角增壓泵18、曝氣管23及兩個納米曝氣機頭9C\9D，將出水池內出水導入集水池中。在回水壓力的作用下，集水池中的全部空氣受到快速擠壓，沿分壓倉上細孔上升，全部篩濾填料層在上升空氣的強力攪拌，曝氣管氣流及納米曝氣頭的沖擊力作用下旋轉流動，污染物質破碎浮起，在曝氣管的浮力以及進水沖擊擋流板向右推力的協同作用下，溢流至回流槽與初始進水混合，待水面快速下降，過濾速率重新穩定后，關閉三級反沖篩濾裝置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，繼續進行篩濾處理。
[0053]三級反沖洗為曝氣湍流反沖洗，此時一、二級反沖洗已經不足以解決污染物質對填料的覆蓋、阻塞問題，污水大量積聚不得過濾。此時關閉第一閥門16、第一閘閥30，開啟第二閘閥31、第二閥門17，啟動三級反沖篩濾裝置22右下角增壓泵18、曝氣管23及兩個納米曝氣頭9C\9D、超聲波發生儀43，將出水池內出水大量導入集水池中。⑴集水池內部空氣沿多孔板細孔上升攪拌，填料底部納米曝氣頭開始曝氣，填料上方渦輪不斷轉動；(2)利用納米曝氣技術沖擊、氧化、氣浮及高溫作用協同清洗，上方填料呈現湍流狀態，進行無規則高速運動狀態，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，填料上附著的有機污染物能夠去除，得到較為純凈的填料；⑶利用超聲波發生儀在液體介質中產生超聲波，在篩濾填料表面產生空化效應，空化汽泡在閉合過程中破裂時形成的沖擊波，會在其周圍產生上千個氣壓的沖擊壓力，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，從而達到填料表面潔凈的效果。⑷空氣排凈后，出水池的出水繼續導入，富含羥自由基的出水沖洗湍流狀態的的填料顆粒表面及微孔，剝離污染物質，填料得到再生。(5)而污染物質在水流沖擊力及右側曝氣管氣浮作用下不斷向上浮至水面，自左端進水堰及右端回流槽流出與初始進水混合。經過三級反沖洗，內部污染物被清洗排空殆盡。
[0054]常規砂濾是在過濾過程中不擾動砂層，使水流從砂子細小縫隙之間流過。通常采用不擾動砂層，壓實填料、增加水壓、砂上附加網格等手段改進砂濾過程，讓水流從砂子細小縫隙之間流過，而污染物質停留在砂層的表層上。本實用新型則是利用擾動填料表層，防止污染物質堆積對水流的順利通過形成阻力，同時利用高級氧化、納米曝氣、氣泡的沖擊力和剪切力等手段改進裝置，利用分子篩、錳砂等填料進行優化設計，最后使用三級反沖洗等改進處理過程。本實用新型的裝置對膠體、纖維、藻類等懸浮物的截留效果好，對于濁度較低水質甚至無需反沖洗，即可完成處理過程，同時具有去除臭味，滅殺細菌、病原菌等微生物，分解難降解的少量殘留表面活化劑、多氯聯苯等難降解有機化合物的功效。
[0055]本實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程制備碳摻雜的納米Ti02。以硫酸鈦和尿素為前驅，葡萄糖為碳源，具體制備過程如下: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2h。待反應結束后取出反應物干燥、反復水洗至中性，再次干燥，用球磨機研磨得到碳摻雜的納米T12粉體。
[0056]本實用新型的納米T12粉體負載在填料上的方法:采用聚丙烯材質的立體網狀結構填料，將納米T12粉體與去離子水(粉體與水的質量比為1:20)混合，用超聲波超聲成乳濁液，將潔凈的立體網狀結構填料浸入與乙醇1:1混合的鈦酸酯偶聯劑，緩慢攪拌一段時間，然后將填料取出放入T12乳濁液中繼續攪拌一段時間，取出后放入烘箱中干燥(85°C以下)2h，即制得負載納米T12的聚丙烯懸浮填料，其外觀呈淡黃色，膜層較均勻。
【權利要求】
1.一種污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，由格柵機、垂直潛流人工濕地、納米曝氣凝聚-微渦流絮凝裝置、三級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主體區域和出水區，連接格柵機的一側為垂直潛流濕地主體,相鄰的另一側為出水區，垂直潛流濕地主體內填充有混合填料,混合填料表層布設多個鉆孔PVC管作為進水管，垂直潛流濕地主體與出水區之間的墻體底部設有過水管用于過水；出水區內填充有分子篩填料，出水區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的一側為主反應區，用于完成納米氣浮-凝聚過程，相鄰主反應區為絮體攔截區，相鄰絮體攔截區的為絮體二次攔截區；主反應區內設有微渦流混凝器，主反應區內部上方有通入O2的納米曝氣頭，主反應區頂端設有用以添加混凝劑加藥裝置；絮體攔截區內鋪設有用于絮體攔截沉淀的斜管；絮體二次攔截區內部填充有聚丙烯的立體網狀結構填料，立體網狀結構填料下方鋪設一納米曝氣頭，底部設置出水口，出水通過液壓泵連接旋三級反沖篩濾裝置的進水口； 三級反沖篩濾裝置水池的進水口處設有一進水堰，出水口處設有回流槽，三級反沖篩濾裝置內部由多孔網格分為上部的水池和下部的分流倉兩個部分，分流倉為緊密排列的圓筒狀；多孔網格上方中央安放一納米曝氣頭，埋設在填充的篩濾填料中，篩濾填料上方靠近進水堰處設有一阻流板，靠近回流槽的一側設有一通入O2的曝氣管，曝氣管設有多個細孔曝氣孔，曝氣孔垂直向上，篩濾填料安裝有超聲波發生儀；分流倉的下方為儲水箱，儲水箱外壁涂刷避光黑色涂料，其內壁均勻負載一層非金屬摻雜的光催化劑，其底部安裝有紫外滅菌燈，且滅菌燈之間設置有通入O3的曝氣納米曝氣頭，儲水箱內剩余的空間填充有半導體負載填料；三級反沖篩濾裝置的出水直接導入超濾裝置內； 中空纖維超濾器安置于超濾裝置中，納米曝氣機設置在中空纖維超濾器的正下方，出水采用液壓泵進行負壓出水方式。
2.根據權利要求1所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，其中，格柵機內篩網為不銹鋼材質，過濾精度為8mm。
3.根據權利要求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筑墻體，表面做防滲處理。
4.根據權利要求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.根據權利要求1所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，其中，三級反沖篩濾裝置中的多孔網格為兩層，中間鋪設并固定一層不銹鋼網。
6.根據權利要求1所述的污水凈化回用屋頂景觀濕地裝置，其中，三級反沖篩濾裝置的水池與分流倉連接一通氣管通往大氣，以防止三級反沖篩濾裝置內壓力過高造成破裂甚至爆炸。
【文檔編號】C02F9/14GK204198545SQ201420413663
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】玄有福, 王雷, 李英軍, 楊津津 申請人:李英軍