專利名稱：一種農(nóng)村生活廢水處理回用工藝及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在農(nóng)村生活廢水處理回用工藝及其裝置，屬于環(huán)境工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國農(nóng)村生活污水主要來源于廚房炊事、沐浴、洗滌、廁所沖洗和農(nóng)村居民養(yǎng)殖畜禽產(chǎn)生的糞便廢水等，主要有以下特點農(nóng)村生活污水分布廣泛且分散，大部分農(nóng)村沒有污水排放管網(wǎng)；農(nóng)村生活污水濃度低、水質(zhì)波動大，但農(nóng)村生活污水的性質(zhì)相差不大，水中基本上不含有重金屬和有毒有害物質(zhì)，含一定量的氮、磷，可生化性強?，F(xiàn)行的城市污水處理技術(shù)雖然可行，但投資高、運行費用大、管理要求高，在農(nóng)村難以推廣使用。因此，高效率、低能耗、低成本的污水處理技術(shù)對于解決農(nóng)村環(huán)境具有重要意義。·

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種農(nóng)村生活廢水處理回用工藝，將生活廢水經(jīng)過生物膜反應(yīng)器生化處理后直接用于洗滌工序；生物膜反應(yīng)器處理飽和后，用再生裝置再生液處理；然后以新鮮自來水反沖生物膜反應(yīng)器；再生廢液及新鮮自來水反沖洗后廢水進入到三維光電化學反應(yīng)器進行處理將廢水中的污染物深度處理，達標后排放本發(fā)明的農(nóng)村生活廢水處理回用裝置，包括洗滌區(qū)(I)、再生裝置(2)、生物膜反應(yīng)器裝置(3)、三維光電化學反應(yīng)器(4)、廢水綜合處理區(qū)(5)、儲藥罐(6)、吸附介質(zhì)(7)、承托板(8 )、承托層(9 )、UV燈(10 )、電源(11)、混合泵(12 )、水泵(13 )、壓力表(14)、閥門
(15)、隔板(16);廢水經(jīng)洗滌區(qū)(I)后通過生物膜反應(yīng)器(3)、再生裝置(2)和三維光電化學反應(yīng)器(4)三個部分進行處理，其中生物膜反應(yīng)器主從下到上依次填充了承托板(8)、承托層(9)、吸附介質(zhì)(7)、承托板(8);生物膜反應(yīng)器中反沖溶液通過閥門(15)進入到再生裝置(2);再生裝置(2)以隔板(16)分為兩部分；一部分盛有再生液，另一部分盛有沖洗生物膜反應(yīng)器的反沖洗液；生物膜反應(yīng)器裝置進水管處安裝水泵(13)，加速水的輸送，控制水的流速，進水管和出水管安裝流量計來保持進出水的水量平衡；生物膜反應(yīng)器裝置還安裝液壓表(14)，以防壓力過載；最后再生裝置的廢水和生物膜反應(yīng)器處理廢水匯合到(5)廢水綜合處理去，經(jīng)三維光電化學反應(yīng)器(4)進行深度處理，三維光化學反應(yīng)器由UV燈(10)、電源(11)、、混合泵(12)和儲藥罐組成(6)。洗滌廢水經(jīng)其吸附過濾之后出水即時進入水洗工序回用。再生裝置中間以隔板分為兩部分，一部分盛有再生液，另一部分為沖洗生物膜反應(yīng)器一定pH值的新鮮自來水。處理器中生物膜反應(yīng)器飽和后，用再生裝置再生液洗脫，然后以新鮮自來水反沖洗至生物膜反應(yīng)器為中性。再生濃縮液和反沖洗廢水進入深度處理區(qū)進一步氧化降解，根據(jù)所選擇深度處理技術(shù)，三維光電化學反應(yīng)器配由Ti02/Ti薄膜電極為陽極、具有較高析氫超電位的高純石墨電極為陰極、甘汞電極為參比電極、UV燈源和起到均質(zhì)作用的機械攪拌器組成，由計量泵將所需藥劑經(jīng)混合泵投加入進水中，開啟裝置后，在深度處理體系中反應(yīng)一定時間達標后排放。其中承托板，包括50-200目不銹鋼網(wǎng)板和O. 5-300 μ m孔徑的聚丙烯或聚酯過濾布；承托層包括石英砂、鵝卵石、柱狀活性炭；填料是中空纖維球。其中承托板，包括50-200目不銹鋼網(wǎng)板和O. 5-300 μ m孔徑的聚丙烯或聚酯過濾布；承托層包括石英砂、鵝卵石、柱狀活性炭；吸附介質(zhì)有生物膜和填料組成，填料是中空纖維球。三維光電化學反應(yīng)器所使用的氧化藥劑包括0. 01-10g/LH202溶液和含二價鐵或三價鐵離子溶液，雙氧水與鐵離子配比1:1-500:1 ；0-lkg納米二氧化鈦；流量為Ι-lOOOL/h臭氧。藥劑投加量(g)與進水COD (g/m3)比例為O. 1-10 :1。本發(fā)明所具有的優(yōu)勢首先將生物膜反應(yīng)器裝置引入到相對易于處理的生活廢水凈化處理當中，處理過程無其他藥劑投入，對于洗滌水質(zhì)無潛在不良影響，進而對循環(huán)使用不會產(chǎn)生負面作用。其次，膜反應(yīng)體系與再生體系分離，一方面達到使吸附介質(zhì)重復(fù)利用，降低運行成本的目的，另一方面，亦保證無二次污染物質(zhì)進入循環(huán)水中。更為重要的是，生物廢水中污染物質(zhì)經(jīng)過生物膜反應(yīng)器濃縮處理后再進行高級氧 化技術(shù)氧化降解，一方面可以加速反應(yīng)速度，減少紫外光照時間，另一方面可以減少反應(yīng)器體積，從而使運行成本得到進一步降低。本發(fā)明農(nóng)村洗滌廢水處理回用工藝及裝置中生物膜反應(yīng)器處理過程內(nèi)無需添加化學藥劑，無二次污染，進而不會對水循環(huán)使用造成額外影響且廢水回用率較高(>85% )，可大大緩解農(nóng)村生活廢水造成的環(huán)境壓力，該裝置操作管理簡單，設(shè)備投資和運行費用低，便于推廣應(yīng)用，設(shè)施投資回收期小于I年。


圖I為本發(fā)明農(nóng)村生活廢水處理回用工藝流程圖；圖2為農(nóng)村生活廢水處理回用裝置圖，其中1、洗滌區(qū)；2、再生裝置；3、生物膜反應(yīng)器裝置；4、三維光電化學反應(yīng)器；5、廢水綜合處理區(qū)；6、儲藥罐；7、吸附介質(zhì)；8、承托板；
9、承托層；10、UV燈；11、電源；12、混合泵；13、水泵；14、壓力表；15、閥門；16、隔板。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例I本發(fā)明農(nóng)村生活廢水處理回用工藝和裝置分別參照圖I和圖2所示，本發(fā)明中生物膜反應(yīng)器裝置、再生裝置和三維光電化學反應(yīng)器裝置以及管道由聚氯乙烯管板材拼接而成。再生裝置中間以隔板16分為再生液貯存區(qū)和反沖洗液貯存區(qū)兩個部分。進水管和出水管安裝流量計來保持進出水的水量平衡，生物膜反應(yīng)器裝置進水管處安裝水泵13，加速水的輸送，保持一定的流速。生物膜反應(yīng)器裝置還安裝液壓表14，以防壓力過載。生物膜反應(yīng)器裝置，從上到下依次填充承托板8，承托層9，吸附介質(zhì)7，承托板8。其中承托板8為60目不銹鋼網(wǎng)板,承托層9為20目石英砂,吸附介質(zhì)7為O. 3-1. 2mm球形大孔酚醛縮聚型弱堿性陰樹脂500g，吸附介質(zhì)層高度160mm，截面半徑4cm，其內(nèi)部保持液壓O. 3Mpa，流速15m/s，以色度為I (稀釋倍數(shù)法)作為吸附穿透點，穿透之后停止進水，進行吸附介質(zhì)再生，此時將洗滌水排放之后更換為新鮮自來水，以避免鹽度積累。再生裝置當中再生液貯存區(qū)選用O. OlM NaOH溶液，體積為5L，由水泵打入吸附過濾裝置，分5次浸潰洗脫，每次5min，然后反沖洗液貯存區(qū)內(nèi)由硫酸和新鮮自來水配制pH 5溶液3L，分3次浸潰反沖洗中和吸附介質(zhì)，每次亦為5min。每次再生洗脫反沖洗完畢均由水泵壓入三維光電化學反應(yīng)器裝置。三維光電化學反應(yīng)器裝置總體積為10L，內(nèi)部間隔并列安裝50w紫外燈2根，電極兩根，儲液罐內(nèi)配有Fe2+和H2O2摩爾比為1:50的Fenton試劑，以進水CODra理論消耗H2O2量(IgCODra消耗I. 2g H2O2)由計量泵和混合泵將定量Fenton試劑與進水混合后進入高級氧化反應(yīng)裝置，開啟紫外燈和攪拌器，UV光催化氧化降解反應(yīng)30min后排水。施實例2
以農(nóng)村生活洗滌用水為處理對象，處理后用于染色，原來每缸織物染后洗滌8道，每道10L，每道洗滌時間為lOmin，需新鮮自來水水量共80L，第I道出水水質(zhì)指標見表I。采用本發(fā)明的處理工藝及裝置，以第I道洗滌水IOL以及吸附過濾裝置預(yù)先進水IL共IlL進行在線處理及循環(huán)回用，即后續(xù)洗滌7道均以吸附過濾后出水進行，洗滌完畢后(即相當于第8道洗滌水)吸附過濾后出水水質(zhì)見表I。連續(xù)洗滌20缸次織物后吸附過濾裝置達到穿透點，然后以再生裝置洗脫再生吸附介質(zhì)，再生濃縮液水和反沖洗廢水進入高級氧化裝置進行氧化降解，分別水質(zhì)指標見表I。20缸水洗后織物顏色色差與水洗牢度質(zhì)量指標與空白樣品(即新鮮自來水投加凈洗劑洗滌)對比見表2。從上表對比可知，洗滌廢水經(jīng)過本發(fā)明處理回用工藝及裝置處理之后，出水指標均達到各種印染用水水質(zhì)標準。并且，再生濃縮廢水和反沖洗廢水經(jīng)過高級氧化裝置處理后完全可達到最嚴格的排放要求。經(jīng)回用水織物洗滌后與標樣相比較，均可完全滿足質(zhì)量要求，而且在沒有投加凈洗劑情況下，沾色牢度等于或高于標樣半個等級。從第21缸和第22缸數(shù)據(jù)來看，吸附介質(zhì)再生之后，完全恢復(fù)至先前水平。按照原來洗滌用水，20缸織物需要1600L，采用本發(fā)明工藝和裝置后，包括運行、再生反沖洗、蒸發(fā)，織物帶液量共只需要30L，節(jié)水率高達98%，而且在沒有投加洗滌劑情況下，染色質(zhì)量與標樣持平或略有提高。表I本發(fā)明處理洗滌廢水工序出水水質(zhì)與各種印染用水標準統(tǒng)計表
注“-”為無說明或者無規(guī)定。色度以稀釋倍數(shù)法測定；總硬度以CaCO3計。表2以本發(fā)明產(chǎn)回用水水洗織物顏色色差和水洗牢度質(zhì)量指標與空白樣品對比
I水洗牢度(級) I沾色牢度(級) I色差(級)
標樣43
第I缸織物4^44
第2缸織物4^44^
第3缸織物44
第4缸織物F534^
第5缸織物434
第6缸織物4^44
第7缸織物4^44
第8缸織物4^44
第9缸織物4^34^
第10缸織物4^44
第11缸織物4Fi4
第12缸織物4Fi權(quán)利要求
1.一種農(nóng)村生活廢水處理回用工藝，其特征在于將生活廢水經(jīng)過生物膜反應(yīng)器生化處理后直接用于洗滌工序；生物膜反應(yīng)器處理飽和后，用再生裝置再生液處理；然后以新鮮自來水反沖生物膜反應(yīng)器；再生廢液及新鮮自來水反沖洗后廢水進入到三維光電化學反應(yīng)器進行處理將廢水中的污染物深度處理，達標后排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理回用工藝，其特征在于生物膜反應(yīng)器為MBR生物膜反應(yīng)器。
3.一種農(nóng)村生活廢水處理回用裝置，其特征在于包括洗滌區(qū)(I)、再生裝置(2)、生物膜反應(yīng)器裝置(3)、三維光電化學反應(yīng)器(4)、廢水綜合處理區(qū)(5)、儲藥罐(6)、吸附介質(zhì)(7)、承托板(8)、承托層(9)、UV燈(10)、電源(11)、混合泵(12)、水泵(13)、壓力表(14)、閥門(15)、隔板(16);生物膜反應(yīng)器主從下到上依次填充了承托板(8)、承托層(9)、吸附介質(zhì)(7)、承托板(8);生物膜反應(yīng)器中反沖溶液通過閥門(15)進入到再生裝置(2);再生裝置(2)以隔板(16)分為兩部分；一部分盛有再生液，另一部分盛有沖洗生物膜反應(yīng)器的反沖洗液；生物膜反應(yīng)器裝置進水管處安裝水泵(13)，加速水的輸送，控制水的流速，進水管和出水管安裝流量計來保持進出水的水量平衡；生物膜反應(yīng)器裝置還安裝液壓表(14)，以防壓力過載；再生裝置的廢水和生物膜反應(yīng)器處理廢水匯合到廢水綜合處理區(qū)(5)，經(jīng)三維光電化學反應(yīng)器(4)進行深度處理，三維光化學反應(yīng)器由UV燈(10)、電源(11)、混合泵(12)和儲藥罐(6)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回用裝置，其特征在于所述承托板包括50-200目不銹鋼網(wǎng)板和O. 5-300 μ m孔徑的聚丙烯或聚酯過濾布；承托層包括石英砂、鵝卵石、柱狀活性炭。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回用裝置，其特征在于所述再生裝置再生液包括O.1-lg/LNaOH或者H2SO4溶液；0. 01-10g/L H2O2溶液和含二價鐵或三價鐵離子溶液，雙氧水與鐵離子配比1:1-500:1，反沖洗液為pH 2-7新鮮自來水。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的所述的回用裝置，其特征在于所述三維光電化學反應(yīng)器中由計量泵將氧化藥劑經(jīng)混合泵投加入進水中；氧化藥劑包括0.01-10g/L H2O2溶液和含二價鐵或三價鐵離子溶液，雙氧水與鐵離子配比1:1-500:1 ；0-lkg納米二氧化鈦；流量為l-1000L/h臭氧;藥劑投加量(g)與進水COD (g/m3)比例為O. 1-10 :1。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的所述的回用裝置，其特征在于三維光電化學反應(yīng)器采用Ti02/Ti薄膜電極為陽極、具有較高析氫超電位的高純石墨電極為陰極、甘汞電極為參比電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的所述的回用裝置，其特征在于所述由生物膜和填料組成，填料是中空纖維球，主要成分為O. 3-1. 2mm球形大孔酚醛縮聚型弱堿性陰樹脂500g，吸附介質(zhì)層高度160mm，截面半徑4cm，其內(nèi)部保持液壓O. 3Mpa，流速15m/s。
全文摘要
本發(fā)明了公開了一種農(nóng)村生活廢水處理回用工藝及其回用裝置，農(nóng)村生活所產(chǎn)生的廢水經(jīng)過生物膜反應(yīng)器脫色凈化后即時再回用于洗滌工序，當生物膜反應(yīng)器中生物膜反應(yīng)器達到吸附飽和之后，利用再生裝置使生物膜反應(yīng)器高效快速得以再生，再生濃縮液和反沖洗廢水進入三維光電化學反應(yīng)器氧化降解后達標排放，如此循環(huán)，以達到農(nóng)村生活廢水凈化處理并回用之目的。通過本發(fā)明工藝和裝置，可以使生活廢水中污染物濃度不斷降低，達到提高其可再次使用的目的；廢水回用率較高(＞85％)，可大大緩解農(nóng)村生活水污染物對農(nóng)村環(huán)境污染的壓力，降低農(nóng)村生活用水的消耗和運營成本。
文檔編號C02F9/14GK102897981SQ20121042630
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者徐衛(wèi)東, 顧楊, 倪丹, 丁青松 申請人:江蘇商達水務(wù)有限公司