本發(fā)明涉及廢水處理設(shè)備，特別是一種模塊光催化生物膜污水處理裝置。

背景技術(shù)：

水污染問題已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的最重要制約因素之一，引起國家和地方政府的高度重視。造成我國水污染的原因是多方面和高度復(fù)雜的，涉及資金投入嚴(yán)重不足、管理體制不完善、監(jiān)管與績效管理不到位、關(guān)鍵技術(shù)與成套設(shè)備缺乏自主發(fā)展等方面。因此，研發(fā)一種投資少、處理效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、便于操作管理的治理設(shè)備，帶動(dòng)水污染控制與治理行業(yè)的技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為國家和地方水污染控制與治理規(guī)劃和工程建設(shè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐勢在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明之目的是提供一種模塊光催化生物膜污水處理裝置，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)中污水處理設(shè)備投資高、處理效率低、運(yùn)行費(fèi)用高、操作管理繁瑣的問題。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，包括PLC控制器和依次連接的沉砂池、水解池、光催化生物反應(yīng)池、生物絮凝反應(yīng)池、固液分離池以及清水池，沉砂池的內(nèi)上部設(shè)有格柵筐，格柵筐的側(cè)壁緊靠沉砂池的側(cè)壁，格柵筐內(nèi)裝有斜向的格柵，沉砂池與格柵筐緊挨的側(cè)壁上部設(shè)有與格柵筐內(nèi)格柵上層連通的進(jìn)水口，沉砂池的側(cè)壁下部設(shè)有排砂口，排砂口上裝有伸出沉砂池側(cè)壁的排砂管，沉砂池與水解池的上部由共壁上的第一過水孔連通，水解池內(nèi)裝有生物球，水解池下部內(nèi)裝有第一風(fēng)力射流器，第一風(fēng)力射流器經(jīng)第一風(fēng)管與風(fēng)機(jī)相連，第一風(fēng)管上裝有第一電磁閥，水解池與光催化生物反應(yīng)池共壁的下部經(jīng)第二過水孔連通，光催化生物反應(yīng)池內(nèi)裝有模塊光催化生物膜組件，光催化生物反應(yīng)池內(nèi)底部上層裝有第二風(fēng)力射流器，第二風(fēng)力射流器經(jīng)第二風(fēng)管與風(fēng)機(jī)相連，第二風(fēng)管上裝有第二電磁閥，光催化生物反應(yīng)池與生物絮凝反應(yīng)池的上部經(jīng)共壁上的第一通孔連通，第一通孔上裝有延伸至生物絮凝反應(yīng)池底部的第一過水導(dǎo)流管，生物絮凝反應(yīng)池的外部設(shè)有生物絮凝劑計(jì)量投加器，生物絮凝劑計(jì)量投加器經(jīng)絮凝劑投加管與第一過水導(dǎo)流管連通，生物絮凝反應(yīng)池與固液分離池經(jīng)共壁上的第三過水孔與固液分離池內(nèi)下部的集泥斗連通，固液分離池上部內(nèi)裝有與沉砂池經(jīng)回流管連通的回流泵，回流泵下部在集泥斗上口裝有固液分離器，固液分離器下邊部裝有超聲波發(fā)生器，集泥斗經(jīng)過泥孔與集泥池下部內(nèi)連通，集泥池上部有與固液分離器的底部平齊的清水池，固液分離池與清水池經(jīng)上部的共壁上的第二通孔連通，第二通孔上裝有有延伸至清水池內(nèi)底部的第二過水導(dǎo)流管，第二過水導(dǎo)流管的管口內(nèi)裝有紫外消毒器，清水池側(cè)壁的上部設(shè)有出水口，集泥池的側(cè)壁下部裝有排泥管，第一電磁閥、第二電磁閥、風(fēng)機(jī)、第一風(fēng)力射流器、第二風(fēng)力射流器、超聲波發(fā)生器、紫外消毒器、生物絮凝劑計(jì)量投加器、回流泵、模塊光催化生物膜組件中的光催化發(fā)生器均與PLC控制器相連。

本發(fā)明處理工藝合理、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、投資成本低，生物膜集結(jié)生物量大、不易隨水流流失，運(yùn)行穩(wěn)定，凈化效率高、污泥減量化高達(dá)85%以上，運(yùn)行費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。

附圖說明

圖1為本發(fā)明工藝流程圖；

圖2為本發(fā)明生物球剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明模塊光催化生物膜組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明生物膜組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明固液分離器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明生物絮凝劑計(jì)量投加器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明PLC控制器連接線路圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說明。

如圖1-圖7所示，本發(fā)明包括PLC控制器1和依次連接的沉砂池5、水解池8、光催化生物反應(yīng)池11、生物絮凝反應(yīng)池14、固液分離池16以及清水池22，沉砂池5的內(nèi)上部設(shè)有格柵筐3，格柵筐3的側(cè)壁緊靠沉砂池5的側(cè)壁，格柵筐3內(nèi)裝有斜向的格柵4，沉砂池5與格柵筐3緊挨的側(cè)壁上部設(shè)有與格柵筐3內(nèi)格柵4上層連通的進(jìn)水口2，沉砂池5的側(cè)壁下部設(shè)有排砂口，排砂口上裝有伸出沉砂池5側(cè)壁的排砂管6，沉砂池5與水解池8的上部由共壁上的第一過水孔7連通，水解池8內(nèi)裝有生物球9，水解池8下部內(nèi)裝有第一風(fēng)力射流器30，第一風(fēng)力射流器30經(jīng)第一風(fēng)管28與風(fēng)機(jī)27相連，第一風(fēng)管28上裝有第一電磁閥29，水解池8與光催化生物反應(yīng)池11共壁的下部經(jīng)第二過水孔10連通，光催化生物反應(yīng)池11內(nèi)裝有模塊光催化生物膜組件12，光催化生物反應(yīng)池11內(nèi)底部上層裝有第二風(fēng)力射流器33，第二風(fēng)力射流器33經(jīng)第二風(fēng)管31與風(fēng)機(jī)10相連，第二風(fēng)管31上裝有第二電磁閥32，光催化生物反應(yīng)池11與生物絮凝反應(yīng)池14的上部經(jīng)共壁上的第一通孔連通，第一通孔上裝有延伸至生物絮凝反應(yīng)池14底部的第一過水導(dǎo)流管13，生物絮凝反應(yīng)池14的外部設(shè)有生物絮凝劑計(jì)量投加器34，生物絮凝劑計(jì)量投加器34經(jīng)絮凝劑投加管35與第一過水導(dǎo)流管13連通，生物絮凝反應(yīng)池14與固液分離池16經(jīng)共壁上的第三過水孔15與固液分離池16內(nèi)下部的集泥斗19連通，固液分離池16上部內(nèi)裝有與沉砂池5經(jīng)回流管37連通的回流泵36，回流泵36下部在集泥斗19上口裝有固液分離器17，固液分離器17下邊部裝有超聲波發(fā)生器18，集泥斗19經(jīng)過泥孔24與集泥池25下部內(nèi)連通，集泥池25上部有與固液分離器17的底部平齊的清水池22，固液分離池16與清水池22經(jīng)上部的共壁上的第二通孔連通，第二通孔上裝有有延伸至清水池22內(nèi)底部的第二過水導(dǎo)流管20，第二過水導(dǎo)流管20的管口內(nèi)裝有紫外消毒器21，清水池側(cè)壁的上部設(shè)有出水口23，集泥池25的側(cè)壁下部裝有排泥管26，第一電磁閥29、第二電磁閥32、風(fēng)機(jī)27、第一風(fēng)力射流器30、第二風(fēng)力射流器33、超聲波發(fā)生器18、紫外消毒器21、生物絮凝劑計(jì)量投加器34、回流泵36、模塊光催化生物膜組件中的光催化發(fā)生器12-7均與PLC控制器1相連。

為了保證使用效果和使用方便，

所述格柵4的孔徑小于10mm。

所述生物球9包括相匹配的第一半球形殼體9-1和第二第二半球形殼體，構(gòu)成生物球9的球形殼體，球形殼體腔內(nèi)填充有生物固化海綿或陶粒9-3，球形殼體外裝有加固圈9-4和用固定加固圈9-4的固定銷9-2。

所述生物固化海綿9-3是經(jīng)復(fù)合環(huán)境微生物菌劑溶液浸漬而成的，所述復(fù)合環(huán)境微生物菌劑溶液包括以下質(zhì)量份數(shù)的酵母菌40%、芽孢桿菌20%、光合菌25%、巨大芽孢桿菌15%，加入菌劑質(zhì)量10%的紅糖，再加入10倍菌劑質(zhì)量的不低于15℃的水，攪拌5分鐘，即形成復(fù)合微生物菌劑溶液，將生物球9浸泡在復(fù)合環(huán)境微生物菌劑溶液中5分鐘，撈出晾干即可。

所述模塊光催化生物膜組件12包括第一支架12-1，第一支架12-1的上端裝有連接吊環(huán)12-2，底部裝有橡塑墊板12-8，連接吊環(huán)12-2經(jīng)支架連接鏈12-3與懸浮漂固定板12-10連接，懸浮漂12-4經(jīng)懸浮漂固定鏈12-9連接在一起，并固定在懸浮漂固定板12-10上，第一支架12-1的中央設(shè)有石墨烯混合纖維束12-6，石墨烯混合纖維束12-6的兩側(cè)均布有生物膜組件12-5，石墨烯混合纖維束12-6與生物膜組件12-5的下邊設(shè)有光催化發(fā)生器12-7。

所述生物膜組件12-5包括有由緊固螺絲12-5-5串聯(lián)在一起的3個(gè)組合框架12-5-1，組合框架12-5-1上依次裝有第一石墨烯纖維網(wǎng)12-5-2、生物固化海綿12-5-3和第二石墨烯纖維網(wǎng)12-5-4。

所述的生物絮凝劑計(jì)量投加器34包括液體容器34-1和位于液體容器34-1上部的生物絮凝劑投加口34-2，上部裝有攪拌葉片伸至液體容器34-1內(nèi)底部的攪拌器34-4和計(jì)量泵34-5，絮凝劑投加管35經(jīng)計(jì)量泵34-5延伸至液體容器34-1底部，自來水管34-3經(jīng)生物絮凝劑投加口34-2伸入液體容器34-1內(nèi)部。

所述固液分離器17包括第二支架17-1，第二支架17-1的頂部、底部分別裝有上壓條17-2、下壓條17-5，第二支架17-1上均布有斜管、異型管或直管立波填料17-3，超聲波發(fā)生器18通過連接器17-4與固液分離器17連接。

本發(fā)明具體工作時(shí)，污水由進(jìn)水口進(jìn)入格柵筐，≥10mm的顆粒物質(zhì)受到格柵筐內(nèi)格柵的攔截留在格柵筐內(nèi)，定期由人工清理另行處理；污水及泥砂從格柵筐底部的網(wǎng)狀間隙進(jìn)入沉砂池，污泥由于重力作用自動(dòng)下沉到池底，定期有人工從排砂管排出另行處理，污水則從第一過水孔進(jìn)入水解池；

PLC控制器按照預(yù)先設(shè)置的程序，引導(dǎo)風(fēng)機(jī)連接第一風(fēng)管、第一電磁閥,接通第一風(fēng)力射流器，高壓氣體間隔2小時(shí)1次向水解池內(nèi)通風(fēng)攪拌30分鐘，溶解氧含量1.5-3mg/L，在物化和生化的作用下，水體中的大顆粒物質(zhì)水解為小顆粒，大分子水解為小分子后，污水通過第二過水孔進(jìn)入光催化生物反應(yīng)池處理；

PLC控制器按照預(yù)先設(shè)置的程序，引導(dǎo)風(fēng)機(jī)連接第二風(fēng)管、第二電磁閥,接通第二風(fēng)力射流器，高壓氣體間隔30分鐘向池內(nèi)通風(fēng)攪拌60分鐘，以此類推，溶解氧含量2-3mg/L，在光催化、光氧化及微生物新陳代謝作用下，快速吸附、消化、分解水體中的污染物質(zhì)后，通過第一過水導(dǎo)流管進(jìn)入生物絮凝反應(yīng)池處理；

由人工將生物絮凝劑從生物絮凝劑投加口投放到生物絮凝劑計(jì)量投加器中，加入自來水稀釋20倍，攪拌，然后通過計(jì)量泵將稀釋的生物絮凝劑按處理污水量0.5%的比例投加到第一過水導(dǎo)流管內(nèi)，在生物絮凝反應(yīng)池進(jìn)行反應(yīng)后進(jìn)入固液分離池進(jìn)行處理；生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生的，可使液體中不易降解的固體懸浮顆粒凝聚、沉淀的特殊高分子代謝產(chǎn)物，該類絮凝劑是具有高效、廉價(jià)、無毒、無二次污染的水處理劑，可廣泛應(yīng)用于飲用水處理、廢水處理、食品工業(yè)和發(fā)酵工業(yè)等領(lǐng)域；生物絮凝劑是典型的環(huán)境友好型功能材料，市場有售，適應(yīng)當(dāng)代可持續(xù)發(fā)展的理念，對(duì)人體健康和環(huán)境保護(hù)都有很重要的現(xiàn)實(shí)意義；

當(dāng)絮凝污水進(jìn)入生物絮凝反應(yīng)池后，水體中顆粒狀物質(zhì)及膠性物質(zhì)在絮凝劑的交聯(lián)作用下，形成絮狀物體和結(jié)塊增重，利用重力下沉到集泥斗內(nèi)；在PLC的程序控制下引導(dǎo)超聲波發(fā)生器，間隔5分鐘震蕩15秒，以此類推，使污水中微小顆粒物快速下沉到集泥斗，定期由人工通過排泥管排出另行處理，清水通過第二過水導(dǎo)流管，通過第二過水導(dǎo)流管內(nèi)設(shè)置的紫外消毒器消毒后進(jìn)入清水池回用或排入自然水系；在固液分離器上方設(shè)置有回流泵，由PLC控制器引導(dǎo)間隔30分鐘運(yùn)行10分鐘，將上清液回流到沉砂池，起到稀釋水質(zhì)和反硝化作用。

本發(fā)明的有益效果是：1、由PLC控制，按時(shí)間、溫度控制風(fēng)機(jī)、水泵或電磁閥等，實(shí)現(xiàn)智能化管理水平，工作效率高，工作效率是人工的10倍以上。

2、本發(fā)明是通過分子定量程序和人工強(qiáng)化技術(shù)，將高活性復(fù)合微生物菌劑固化在石墨烯混合纖維織物或高強(qiáng)度、耐腐蝕、無毒性載體上制成生物膜，耦合光催化發(fā)生器固定在框架上，制成模塊模塊光催化生物膜組件，安放在污水處理系統(tǒng)內(nèi)或黑臭河道水體中內(nèi)，在光催化、光氧化耦合微生物新陳代謝功能，快速吸附、消化、分解污水中的有害物質(zhì)，達(dá)到凈化水質(zhì)之目的；處理后的水質(zhì)優(yōu)于國家GB18918-2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)或地表水水質(zhì)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，可以回用或排入自然水系，節(jié)約資源，環(huán)保。

3、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、投資成本低，生物膜集結(jié)生物量大、不宜隨水流流失，運(yùn)行穩(wěn)定，凈化效率高、污泥減量化高達(dá)85%以上，運(yùn)行費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。