CN104193082B - 一种餐厨垃圾废水的快速处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种餐厨垃圾废水的快速处理装置，其主要由涡凹气浮装置、一级扰流纳米曝气反冲筛滤池、生物膜反应器、絮凝池、二级扰流纳米曝气反冲筛滤池和沉砂池组成。本发明还公开了利用上述装置进行餐厨垃圾废水的处理方法。本发明采用快速处理餐厨垃圾废水理念，以机械法为主，生物法为辅，有效解决餐厨垃圾废水产生量多，处理难度大，反应周期长的问题，缩短污水处理时间，快速使产生废水达到排放标准，做到餐厨垃圾污水的减量化、无害化、资源化。

Description

一种餐厨垃圾废水的快速处理装置和方法

技术领域

本发明涉及一种餐厨垃圾废水的快速处理装置。

本发明还涉及利用上述装置快速处理餐厨垃圾废水的方法，具体地涉及一种去除餐厨垃圾废水中污染物质(如：有机物、油分、悬浮物、胶体、重金属等)的方法。

背景技术

餐厨垃圾在收集、运输、堆放、处理过程中产生大量污染物，例如恶臭污染物H₂S、NH₃以及餐厨垃圾渗滤液。其中餐厨垃圾渗滤液的处理成为一大难题。

餐厨垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵等生物化学降解作用，同时在降水和地下水的渗流作用下产生了一种高浓度的有机或无机成份的液体，我们称之为餐厨垃圾渗滤液。影响渗滤液产生的因素很多，主要有垃圾堆放填埋区域的降雨情况、垃圾的性质与成分、填埋场的防渗处理情况、场地的水文地质条件等。垃圾渗滤液中CODcr、BOD5浓度和城市污水相比，浓度高得多，所以渗滤液不经过严格的处理、处置是不可以直接排入城市污水处理管道的。餐厨垃圾渗滤液具有成分复杂，水质水量变化大，有机物和氨氮浓度高，微生物营养元素比例失调等特点，其处理相对城市污水更加复杂。

在餐厨垃圾无害化处理渗滤液技术的研究中，可以看出与常规的渗滤液处理技术相比，所需的处理技术更高，同时也需要更多的时间来完善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种餐厨垃圾废水的快速处理装置。

本发明的又一目的在于提供一种利用上述装置对餐厨垃圾废水进行处理的方法。

为实现上述目的，本发明提供的一种餐厨垃圾废水的快速处理装置，其主要结构包括：

一涡凹气浮装置，分为曝气区、刮渣区和出水区三个部分，曝气区底部与刮渣区底部通过一管道相连，防止进水不足造成涡凹曝气机空转，曝气区内设有涡凹曝气机，刮渣区上端为一电机通过传动装置带动链轮使刮泥板转动，将气浮处理污水表面的泥渣、油渣刮除至集渣槽内排除；出水区内由两个折板组成，隔绝上部浮渣及底部污泥，将中部清液收集起来自流至一级扰流纳米曝气反冲筛滤池内；

一级扰流纳米曝气反冲筛滤池由一多孔板分为上、下两层，多孔板上方设置一纳米曝气头，纳米曝气头上铺设一层复合填料，复合填料上方设置一个搅拌机，复合填料一侧表面上方有一曝气管，曝气管设有多个细孔曝气孔，曝气孔垂直向上；曝气管上方设置有回流槽，并安装有超声波发生仪；多孔板下方为储水箱，储水箱的内壁均匀负载非金属掺杂光催化剂，储水箱的底部安装有紫外灭菌灯，在紫外灭菌灯的空隙间设置纳米曝气头，储水箱内剩余空间填充有半导体负载填料；一级扰流纳米曝气反冲筛滤池的出水口连接生物膜反应器内；

生物膜反应器底部开设有排泥孔，生物膜反应器内部位于排泥口上方设有纳米曝气盘，纳米曝气盘上方有搅拌机，生物膜反应器内的填料上生长有好氧生物膜；生物膜反应器内安装有温度控制仪，该温度控制仪连接并控制安置在生物膜反应器内部的感温控头和加热带；生物膜反应器的出水口连接至絮凝池；

絮凝池底部开设有排泥孔，絮凝池内位于排泥口上方设有纳米曝气头，纳米曝气头上方设有搅拌机，搅拌机旁设有盛放混凝剂的加药罐；絮凝池的出水口通过一液压泵与二级扰流纳米曝气反冲筛滤池相连；

二级扰流纳米曝气反冲筛滤池与一级扰流纳米曝气反冲筛滤池结构相同，二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的出水直接导入沉砂池内；

沉砂池底部开设有排泥孔，上方设有搅拌机，沉砂池的一部分上清液通过液压泵输入一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的储水箱内用于反冲洗使用。

所述的快速处理装置，其中，涡凹气浮装置的涡凹曝气机是由叶轮及电机所构成。

所述的快速处理装置，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池、二级扰流纳米曝气反冲筛滤池和絮凝池的纳米曝气头，以及生物膜反应器的纳米曝气盘均均各自连接一纳米曝气机。

所述的的快速处理装置，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池中的多孔板是由两层多孔板中间夹一层不锈钢纱网组成。

所述的快速处理装置，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池中的半导体负载填料为纳米TiO₂粉体负载在立体网状聚丙烯填料上。

所述的快速处理装置，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池的复合填料为粒径3-50mm的赤泥分子筛填料，用于过滤、吸附缓释；二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的复合填料为粒径0.5-1.0mm的零价纳米铁和石英砂填料。

所述的快速处理装置，其中，絮凝池上的加药罐通过加药阀与絮凝池相连，加药罐内的混凝剂为聚合氯化铝+阳离子聚丙烯酰胺，添加物质的量比例为20:1。

本发明提供的利用上述快速处理装置进行餐厨垃圾废水的处理方法：

污水进入涡凹气浮装置的曝气区内，与涡凹曝气机产生的微气泡充分混合，微气泡在上升的过程中将固体悬浮物带到水面，并横向自流入刮渣区内，刮渣区内刮泥板在电动机通过链轮的传动作用下运转，沿液面运行将悬浮物刮至集渣槽内，污水在液面下方经过两个折板流入出水区，折流板可确保槽中的液体不会流入污泥排放管道，同时进行二次沉淀，防止污泥进入出水区；经过涡凹曝气装置处理后的污水导入一级扰流纳米曝气反冲筛滤池内进行筛滤处理；

一级扰流纳米曝气反冲筛滤池内复合填料的纳米曝气进气为O₂，用于清洁填料，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池的储水箱的纳米曝气进气为O₃，通过纳米曝气大量获得羟基自由基，且纳米级别O₃气泡与紫外灭菌灯、半导体负载填料共存于储水箱，提高高级氧化效果，有效提高·OH产生率；一级扰流纳米曝气反冲筛滤池出水直接导入生物膜反应器内进行处理；

生物膜反应器在温度控制仪、感温控头和加热带的协同作用下将温度控制在25-35℃，根据进水水质不同其水力停留时间为2-24h，生物膜反应器出水导入絮凝池内；

开启絮凝池的加药阀加入混凝剂，开启纳米曝气机将混凝剂与污水均匀混合，造成微涡流效果对污水中细小悬浮絮体进行絮凝处理，絮凝池上清液通过液压泵进入二级扰流纳米曝气反冲筛滤池进行筛滤处理；

二级扰流纳米曝气反冲筛滤池内复合填料的纳米曝气进气为O₂，用于清洁填料，二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的储水箱的纳米曝气进气为O₃，通过纳米曝气大量获得羟基自由基，且纳米级别O₃气泡与紫外灭菌灯、半导体负载填料共存于储水箱，提高高级氧化效果，有效提高·OH产生率；

二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的出水导入沉砂池内，使污水内残余悬浮物及填料沉淀，上清液直接用于中水回用。二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的出水回流至生物膜反应器进水，调节水质并刺激植物生长过程分泌次生物质。

所述的方法，其中，沉砂池的上清液在一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池需要反冲洗时，通过液压泵输入一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的储水箱内用于反冲洗使用。

所述的方法，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池内的紫外灭菌灯平均照射剂量在300J/m²以上。

本发明采用快速处理餐厨垃圾废水理念，不同于现有处理工艺，主要以机械法为主，生物法为辅，切实有效解决餐厨垃圾废水产生量多，处理难度大，反应周期长的问题，缩短污水处理时间，快速使产生废水达到排放标准，做到餐厨垃圾污水的减量化、无害化、资源化，避免由于餐厨垃圾废水长期放置引发对周边环境的影响。同时本工艺占地面积小，操作简单，设计新颖，经济效益与环境效益高。本发明采用两次筛滤方法，其中扰流纳米曝气反冲筛滤池中纳米二氧化钛晶体作为光触媒在紫外灯照射下激发极具氧化力的自由负离子，同时在纳米曝气过程中以及超声波发生过程激发的能量亦可发生并加强自由负离子的产生，达成光催化效果；而自由负离子以及其摆脱共价键的束缚后留下空位，与纳米气泡表面带有的电荷同时产生微电解效果，在一次筛滤在涡凹气浮预处理之后，降低餐厨垃圾废水中悬浮物及胶体以减少废水中COD指标，二次筛滤在出水前进行深度处理，同时通过产生羟基自由基来对污水中不能被普通氧化剂氧化的污染物进行氧化降解。同时灭杀污水中的细菌，病原菌，起到灭菌消毒的作用，防止有机物、微生物导致污水腐烂、发酵、发臭等腐烂、发酵、发臭。将餐厨垃圾废水处理运行成本降低了4倍，并彻底解决了废水处理工艺中恶臭环境的困扰，同时***运行可靠、稳定，彻底解决了餐厨垃圾废水处理这个巨大的难题。

附图说明

图1是本发明的装置示意图。

附图中主要组件符号说明：

1电机；2基座；3叶轮；4涡凹气浮装置；5链轮；6刮泥板；7传动装置；8出水区；8A折板；9液压泵；10一级扰流纳米曝气反冲筛滤池；11温度控制仪；12加热带；13感温探头；14生物膜反应器；15填料；16絮凝池；17加药罐；18加药阀；19二级扰流纳米曝气反冲筛滤池；20沉砂池；21排泥孔；22纳米曝气机；23紫外灭菌灯；24多孔板；25纳米曝气头；25A复合填料；26半导体负载填料；27储水箱；28纳米曝气盘；29搅拌机；30集渣槽；31刮渣区；32曝气区；33超声波发生仪；34曝气管；35回流槽。

具体实施方式

本发明提供的餐厨垃圾废水的快速处理装置，可以快速去除污水中污染物质(如：有机物、无机物、微生物、重金属等)。

请参阅图1。本发明提供的餐厨垃圾废水的快速处理装置，其主要结构包括：

涡凹气浮装置4，主要分为曝气区32、刮渣区31和出水区8三个部分，曝气区32底部与刮渣区31底部通过一管道相连，防止进水不足造成涡凹曝气机空转，管道上方为纳米曝气头和叶轮3及电机1构成的涡凹曝气机，通过一基座2固定在涡凹气浮装置4上端；刮渣区31上端为一电机1通过传动装置7带动链轮5运转，从而使刮泥板6源源不断地将气浮处理污水表面的泥渣、油渣刮除至集渣槽30内排除；出水区8内由两个折板8组成，隔绝上部浮渣及底部污泥，将中部清液收集起来。

未经处理的污水首先进入曝气区32，与涡凹曝气机产生的微小气泡及纳米曝气机产生的纳米气泡充分混合，气泡在上升的过程中将固体悬浮物带到水面，刮泥板6沿液面运行将悬浮物刮至集渣槽30内，污水净化后在排放前会经过两个折板8A流入出水区，确保集渣槽30中的液体不会流入污泥排放管道，同时进行二次沉淀，防止污泥进入出水区8。

涡凹曝气机将“微气泡”直接注入污水中而不需要事先进行溶气，然后通过叶轮把“微气泡”均匀的分布于污水中，所以整个运行过程不会发生阻塞现象；曝气区32池底的纳米曝气头也辅助不断产生微纳米气泡，利用不同粒径气泡上浮过程中可将大型颗粒以及微纳米絮体、胶体两种级别的悬浮物质粘附，使其随之浮在水面上。同时微纳米气泡在污水中停留时间超过4小时，起预曝气作用。经过涡凹气浮装置4去除颗粒型悬浮物后出水自流至一级扰流纳米曝气反冲筛滤池10。

一级扰流纳米曝气反冲筛滤池10由一多孔板24(两层多孔板夹杂一层不锈钢纱网)分为上、下两层。多孔板24上方设置一纳米曝气头25与一纳米曝气机22连接，进气为O₂，用于清洁填料。纳米曝气头25上铺设一层复合填料25A，该复合填料25A采用粒径为3-50mm的赤泥分子筛填料，复合填料25A上方设置一个搅拌机，由叶轮3和电机1组成，复合填料25A一侧表面上方有一曝气管34，曝气管34设有多个细孔曝气孔，曝气孔垂直向上，曝气管34上方设置有回流槽35，并安装有超声波发生仪33。多孔板24下方为储水箱27，储水箱27的内壁均匀负载一层非金属掺杂光催化剂，储水箱27的底部安装有紫外灭菌灯23，在紫外灭菌灯23的空隙间设置纳米曝气头25与一纳米曝气机22连接，进气为O₃，通过纳米曝气大量获得羟基自由基，起强氧化作用。储水箱27内剩余空间填充有半导体负载填料26(如纳米TiO₂粉体负载在立体网状聚丙烯填料)，本发明将填料固定在载体上，解决了常规光催化剂需要分散剂协同使用的弊端，减少了催化剂的流失现象，避免了反应结束后催化剂的分离步骤。一级扰流纳米曝气反冲筛滤池10的出水直接导入生物膜反应器14内进行处理。

生物膜反应器14底部开设有排泥孔21，生物膜反应器14内部位于排泥口21上方设有纳米曝气盘28与一纳米曝气机22连接；纳米曝气盘28上方有搅拌机29，生物膜反应器14内的填料上生长有好氧生物膜；生物膜反应器14的出水口连接至絮凝池16，生物膜反应器14内安装有温度控制仪11，该温度控制仪11连接并控制安置在内部的感温控头13和加热带12，温度通过温控装置控制在25-35℃，水力停留时间为2-24h。

絮凝池16底部开设有排泥孔21，絮凝池16内位于排泥口21上方设有纳米曝气头25与一纳米曝气机22连接，纳米曝气头25上方有叶轮3和电机1组成的搅拌机，搅拌机旁有加药罐17通过加药阀18与絮凝池16相连，加药罐内的混凝剂为聚合氯化铝PAC+阳离子聚丙烯酰胺CPAM，其添加比例为20:1。絮凝池16的出水口通过一液压泵9与二级扰流纳米曝气反冲筛滤池19相连；

二级扰流纳米曝气反冲筛滤池19与一级扰流纳米曝气反冲筛滤池结构10相同，二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的复合填料采用粒径为0.5-1.0mm的零价纳米铁和石英砂填料，二级扰流纳米曝气反冲筛滤池19的出水直接导入沉砂池20内进行沉砂处理。

一级扰流纳米曝气反冲筛滤池10和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池19在工作时，储水箱27内纳米曝气头不连续工作，空气自多孔板24向上鼓起，分割成小气泡，间歇冲散复合填料25A上的致密污物层，污染物质层破碎成片状浮起，在曝气管34的浮力的作用下，溢流至回流槽35，使填料截留的污染物集中排除至扰流纳米曝气反冲筛滤池外。延长扰流纳米曝气反冲筛滤池的使用寿命及反洗周期，对于进水浊度较低的情况，甚至可以无需反冲洗，不断运行净化污水。

储水箱27内的纳米曝气头采用O₃曝气，由于纳米气泡具有庞大的数量、比表面积、缓慢的上升速度等特性，同时气泡在水中停留时间长，增加了气液接触面积、接触时间，利于臭氧溶于水中，克服了臭氧难溶于水的缺点；微气泡内部具有较大的压力且纳米气泡破裂时界面消失，周围环境剧烈改变产生的化学能促使产生更多的羟基自由基·OH，增强O₃氧化分解有机物的能力；且纳米级别O₃气泡与紫外灭菌灯(紫外灭菌灯平均照射剂量在300J/m²以上)、半导体负载填料共存于储水箱，提高高级氧化效果，可有效提高·OH产生率。一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池复合填料中的进气为O₂，用于清洁复合填料，储水箱及絮凝池的进气为O₃，通过纳米曝气大量获得羟基自由基，起强氧化作用。

沉砂池20底部开设有排泥孔21，上方有叶轮3和电机1组成的搅拌机，搅拌机缓慢旋转，助于污水内残余悬浮物及填料的沉淀。沉砂池20的一部分上清液通过液压泵输入一级扰流纳米曝气反冲筛滤池10和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的储水箱内用于反冲洗使用。

本发明对餐厨垃圾废水进行处理的方法是：

未经处理的污水首先进入涡凹气浮装置的曝气区内，与涡凹曝气机产生的微气泡充分混合，微气泡在上升的过程中将固体悬浮物带到水面，并横向自流入刮渣区内，刮渣区内刮泥板在电动机通过链轮的传动作用下运转，沿液面运行将悬浮物刮至集渣槽内，污水在液面下方经过两个折板流入出水区，折流板可确保槽中的液体不会流入污泥排放管道，同时进行二次沉淀，防止污泥进入出水区。涡凹曝气机将“微气泡”直接注入污水中而不需要事先进行溶气，然后通过叶轮把“微气泡”均匀的分布于污水中，所以整个运行过程不会发生阻塞现象。经过涡凹曝气装置处理后的污水导入一级扰流纳米曝气反冲筛滤池内进行筛滤处理。

正常筛滤时，开启搅拌机，调整转速为100r/min，并随着筛滤过程中由于污染物质堆积，水流不能顺利通过填料，液位不断增高的过程，不断提高搅拌机的转速，直出水水质较低时，进行反冲洗；在一级扰流纳米曝气反冲筛滤池进行反冲洗时，开启搅拌机和纳米曝气机进行反冲洗，在搅拌机高速搅拌以及曝气时产生的高压水流和纳米气泡的作用下，所有填料呈现无规则高速运动状态，填料在水流旋涡的冲击力和气泡、叶轮的剪切力作用下相互摩擦，填料上附着的有机污染物能够去除，得到较为纯净的填料。赤泥分子筛用于大量吸附污染负荷并逐渐缓释，用于降低污染负荷和毒性，同时利用偏碱性的赤泥分子筛作为填料，迅速吸附中和厌氧部分酸化产生的小分子酸，调节污水酸碱度；同时营造偏碱性环境固定污水中的重金属，防止其浸出。

常规砂滤通常采用压实填料、增加水压、砂上附加网格等手段改进砂滤过程，通常不扰动砂层，使水流从砂子细小缝隙之间流过，而污染物质停留在砂层的表层上，本发明则是利用搅拌机的旋转扰动填料表层，防止污染物质堆积对水流的顺利通过形成阻力。同时利用纳米曝气水流、气泡的冲击力和剪切力对填料进行反冲洗。一级扰流纳米曝气反冲筛滤池出水直接导入生物膜反应器内进行处理。

生物膜反应器在温度控制仪、感温控头和加热带的协同作用下将温度控制在25-35℃，根据进水水质不同其水力停留时间为2-24h，生物膜反应器出水导入絮凝池内，开启加药阀加入混凝剂，开启纳米曝气机将混凝剂与污水均匀混合；关闭纳米曝气机，开启搅拌机缓慢旋转，造成微涡流效果对污水中细小悬浮絮体进行絮凝处理，开启排泥孔上阀门排泥后，将絮凝池上清液通过一液压泵与二级扰流纳米曝气反冲筛滤池相连；

二级扰流纳米曝气反冲筛滤池与一级扰流纳米曝气反冲筛滤池处理方法相同，出水直接导入沉砂池内进行沉砂处理，填料中零价纳米铁，用于网捕重金属，防止重金属浓度过高产生生物毒性。

开启沉砂池内搅拌机缓慢旋转，使污水内残余悬浮物及填料的沉淀。沉砂池部分上清液在筛滤池需要反冲洗时，通过液压泵输入一级扰流纳米曝气反冲筛滤池、一级扰流纳米曝气反冲筛滤池储水箱内用于反冲洗使用；剩余上清液直接用于中水回用。

根据本发明的一个实施例，本发明能够缩短至少一倍的污水处理时间，快速使产生废水达到排放标准。

本发明采用三级反冲洗技术进行反冲洗：

正常筛滤时，开启搅拌机，其转速为100r/min，随着筛滤过程中由于污染物质堆积，水流不能顺利通过填料。液位不断增高的过程，开启曝气管34并间歇开启多孔板下方纳米曝气机22，储水箱27内纳米曝气头25不连续工作，空气自多孔板向上鼓起，分割成小气泡，协同搅拌机的转动冲散筛滤填料上的致密污物层，污染物质层破碎成片状浮起。在曝气管的浮力以及进水冲击向右推力的协同作用下产生波轮效果，大力清洗填料表层片状致密污染物，溢流至回流槽，使填料截留的污染物集中排除装置外，与进水混合重新处理，污水也可继续自分子筛空隙渗透下去。本筛滤装置可延长使用寿命及反洗周期，对于进水浊度较低的情况，甚至可以无需反冲洗，使装置不断运行净化污水。

二级反冲洗为空气脉冲反冲洗，由于污水浊度过高，导致污染物质在填料表面的大量堆积，仅仅靠一级反冲洗步骤仍不能达到继续筛滤的效果。此时停止进、出水，关闭液压泵9，启动两纳米曝气机22，将出水池内出水导入储水箱中。在回水压力的作用下，储水箱中的全部空气受到快速挤压，沿分压仓上细孔上升，全部筛滤填料层在上升空气、旋转扰动的波轮作用及填料下纳米曝气头的冲击力作用下，填料间隙的污染物质破碎浮起，又在曝气管的浮力以及进水冲击挡流板向右推力的协同作用下，溢流至回流槽与初始进水混合，待水面快速下降。过滤速率重新稳定后，关闭两纳米曝气机22，开启液压泵9并恢复进出水，继续进行筛滤处理。

三级反冲洗为曝气湍流反冲洗，此时一、二级反冲洗已经不足以解决污染物质对填料的覆盖、阻塞问题，污水大量积聚不得过滤。此时停止进、出水，关闭液压泵9，启动超声波发生仪33及两纳米曝气机22，将出水池内出水大量导入储水箱中。⑴储水箱内部空气沿多孔板细孔上升搅拌，填料底部纳米曝气头开始曝气，填料上方涡轮不断转动；⑵利用纳米曝气技术冲击、氧化、气浮及高温作用协同清洗，上方填料呈现湍流状态，进行无规则高速运动状态，填料在水流旋涡的冲击力和气泡的剪切力作用下相互摩擦，填料上附着的有机污染物能够去除，得到较为纯净的填料；⑶利用超声波发生仪在液体介质中产生超声波，在筛滤填料表面产生空化效应，空化汽泡在闭合过程中破裂时形成的冲击波，会在其周围产生上千个气压的冲击压力，作用在填料表面上破坏污物之间粘性，并使它们迅速分散在反洗液中，从而达到填料表面洁净的效果。⑷空气排净后，出水池的出水继续导入，富含羟自由基的出水冲洗湍流状态的的填料颗粒表面及微孔，剥离污染物质，填料得到再生。⑸而污染物质在水流冲击力及右侧曝气管气浮作用下不断向上浮至水面，自左端进水堰及右端回流槽流出与初始进水混合。经过三级反冲洗，内部污染物被清洗排空殆尽。

常规砂滤通常采用压实填料、增加水压、砂上附加网格等手段改进砂滤过程，通常不扰动砂层，使水流从砂子细小缝隙之间流过，而污染物质停留在砂层的表层上，本发明则是利用搅拌机的旋转扰动填料表层，防止污染物质堆积对水流的顺利通过形成阻力。同时利用纳米曝气水流、气泡的冲击力和剪切力对填料进行反冲洗。

Claims (9)

1.一种餐厨垃圾废水的快速处理装置，其主要结构包括：

一涡凹气浮装置，分为曝气区、刮渣区和出水区三个部分，曝气区底部与刮渣区底部通过一管道相连，防止进水不足造成涡凹曝气机空转，曝气区内设有涡凹曝气机，刮渣区上端为一电机通过传动装置带动链轮使刮泥板转动，将气浮处理污水表面的泥渣、油渣刮除至集渣槽内排除；出水区内由两个折板组成，隔绝上部浮渣及底部污泥，将中部清液收集起来自流至一级扰流纳米曝气反冲筛滤池内；

一级扰流纳米曝气反冲筛滤池由一多孔板分为上、下两层，多孔板上方设置一纳米曝气头，纳米曝气头上铺设一层复合填料，复合填料上方设置一个搅拌机，复合填料一侧表面上方有一曝气管，曝气管设有多个细孔曝气孔，曝气孔垂直向上；曝气管上方设置有回流槽，并安装有超声波发生仪；多孔板下方为储水箱，储水箱的内壁均匀负载非金属掺杂光催化剂，储水箱的底部安装有紫外灭菌灯，在紫外灭菌灯的空隙间设置纳米曝气头，储水箱内剩余空间填充有半导体负载填料，半导体负载填料是将纳米TiO₂粉体负载在立体网状聚丙烯填料上；一级扰流纳米曝气反冲筛滤池的出水口连接生物膜反应器内；

生物膜反应器底部开设有排泥孔，生物膜反应器内部位于排泥口上方设有纳米曝气盘，纳米曝气盘上方有搅拌机，生物膜反应器内的填料上生长有好氧生物膜；生物膜反应器内安装有温度控制仪，该温度控制仪连接并控制安置在生物膜反应器内部的感温控头和加热带；生物膜反应器的出水口连接至絮凝池；

絮凝池底部开设有排泥孔，絮凝池内位于排泥口上方设有纳米曝气头，纳米曝气头上方设有搅拌机，搅拌机旁设有盛放混凝剂的加药罐；絮凝池的出水口通过一液压泵与二级扰流纳米曝气反冲筛滤池相连；

二级扰流纳米曝气反冲筛滤池与一级扰流纳米曝气反冲筛滤池结构相同，二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的出水直接导入沉砂池内；

沉砂池底部开设有排泥孔，上方设有搅拌机，沉砂池的一部分上清液通过液压泵输入一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的储水箱内用于反冲洗使用。

2.根据权利要求1所述的快速处理装置，其中，涡凹气浮装置的涡凹曝气机是由叶轮及电机所构成。

3.根据权利要求1所述的快速处理装置，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池、二级扰流纳米曝气反冲筛滤池和絮凝池的纳米曝气头，以及生物膜反应器的纳米曝气盘均均各自连接一纳米曝气机。

4.根据权利要求1或3所述的的快速处理装置，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池中的多孔板是由两层多孔板中间夹一层不锈钢纱网组成。

5.根据权利要求4所述的快速处理装置，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池的复合填料为粒径3-50mm的赤泥分子筛填料；二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的复合填料为零价纳米铁和石英砂填料，复合填料的粒径为0.5-1.0mm。

6.根据权利要求1所述的快速处理装置，其中，絮凝池上的加药罐通过加药阀与絮凝池相连，加药罐内的混凝剂为聚合氯化铝+阳离子聚丙烯酰胺，添加物质的量比例为20_∶1。

7.利用权利要求1所述快速处理装置进行餐厨垃圾废水的处理方法：

污水进入涡凹气浮装置的曝气区内，与涡凹曝气机产生的微气泡充分混合，微气泡在上升的过程中将固体悬浮物带到水面，并横向自流入刮渣区内，刮渣区内刮泥板在电动机通过链轮的传动作用下运转，沿液面运行将悬浮物刮至集渣槽内，污水在液面下方经过两个折板流入出水区，折流板可确保槽中的液体不会流入污泥排放管道，同时进行二次沉淀，防止污泥进入出水区；经过涡凹曝气装置处理后的污水导入一级扰流纳米曝气反冲筛滤池内进行筛滤处理；

一级扰流纳米曝气反冲筛滤池内复合填料的纳米曝气进气为O₂，用于清洁填料，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池的储水箱的纳米曝气进气为O₃，通过纳米曝气大量获得羟基自由基，且纳米级别O₃气泡与紫外灭菌灯、半导体负载填料共存于储水箱，提高高级氧化效果，有效提高·OH产生率；一级扰流纳米曝气反冲筛滤池出水直接导入生物膜反应器内进行处理进一步去除污染物；

生物膜反应器在温度控制仪、感温控头和加热带的协同作用下将温度控制在25-35℃，根据进水水质不同其水力停留时间为2-24h，生物膜反应器出水导入絮凝池内；

开启絮凝池的加药阀加入混凝剂，开启纳米曝气机将混凝剂与污水均匀混合，造成微涡流效果对污水中细小悬浮絮体进行絮凝处理，絮凝池上清液通过液压泵进入二级扰流纳米曝气反冲筛滤池进行筛滤处理；

二级扰流纳米曝气反冲筛滤池内复合填料的纳米曝气进气为O₂，用于清洁填料，二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的储水箱的纳米曝气进气为O₃，通过纳米曝气大量获得羟基自由基，且纳米级别O₃气泡与紫外灭菌灯、半导体负载填料共存于储水箱，提高高级氧化效果，有效提高·OH产生率；

二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的出水导入沉砂池内，使污水内残余悬浮物及填料沉淀，上清液直接用于中水回用；

二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的出水回流至生物膜反应器进水，调节水质。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，沉砂池的上清液在一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池需要反冲洗时，通过液压泵输入一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的储水箱内用于反冲洗使用。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池内的紫外灭菌灯平均照射剂量在300J/m²以上。