[发明专利]纳米曝气凝聚-搅拌絮凝净化生物处理污水的装置和方法

权利要求书

1.一种纳米曝气凝聚-搅拌絮凝净化生物处理污水的装置，主要包括：

纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置的一侧为进水口，该进水口连接一液压泵，另一侧为出水口通过液压泵连接旋三级反冲筛滤装置；

纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置的底部设有螺旋输泥器，螺旋输泥器的端部为一出泥口；纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置的进水口一侧为主反应区，纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置出水口一侧为絮体二次拦截区，主反应区和絮体二次拦截区之间是絮体拦截区；

主反应区内设有微涡流混凝器，微涡流混凝器上方设有纳米曝气头，主反应区的顶端设有加药装置用以添加混凝剂；

絮体拦截区内铺设有斜管，用于絮体拦截沉淀；

絮体二次拦截区内部填充有聚丙烯立体网状结构填料，聚丙烯立体网状结构填料下方铺设一纳米曝气头，纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置的出水口设在聚丙烯立体网状结构填料底部，连接三级反冲筛滤装置的进水口；

三级反冲筛滤装置由多孔网格分为上、下两个部分，多孔网格的下方设置在排列成圆筒状的分流仓19上以分割空间，多孔网格18上方正中央安放一纳米曝气头，并填充有混合填料用于筛滤，混合填料为石英砂、改性锰砂、零价纳米铁与天然沸石分子筛的混合物；

三级反冲筛滤装置的进水口一侧设有一进水堰和阻流板，置于混合填料的上方，三级反冲筛滤装置的另一侧设有一曝气管，曝气管设有多个细孔曝气孔，曝气孔垂直向上，曝气管置于混合填料的上方，曝气管对应一回流槽；

三级反冲筛滤装置内安装有超声波发生仪；

多孔网格下方为集水池，集水池外壁涂刷避光黑色涂料，内壁均匀负载一层非金属掺杂的光催化剂，底部安装有紫外灭菌灯，紫外灭菌灯之间设置有纳米曝气头，集水池内部剩余空间填充有半导体负载填料；

三级反冲筛滤装置的出水口连接至出水池，出水池的出水口通过一增压泵与三级反冲筛滤装置的出水口相连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，多孔网格为两层，中间铺设并固定一层不锈钢网。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置和三级反冲筛滤装置中的纳米曝气头均连接一纳米曝气机。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，三级反冲筛滤装置的分流仓与混合填料上部连接通气管通往大气，以防止三级反冲筛滤装置内压力过高。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，三级反冲筛滤装置中的混合填料粒径为0.5-1.2mm，不均匀系数为2，混合体积比为7:2:2:1。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置和三级反冲筛滤装置中多孔网格上方的曝气头进气为O₂，用于混凝搅拌和清洁填料；三级反冲筛滤装置的储水池纳米曝气头进气为O₃，通过纳米曝气强化羟基自由基的产生过程。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，加药装置中的混凝剂为聚合氯化铝+阳离子聚丙烯酰胺，物质的量比例为20:1。

8.利用权利要求1所述装置进行污水处理的方法：

污水进入纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置，先经过主反应区进行纳米气浮-凝聚处理后，于微涡流混凝器再次凝聚-絮凝，而后自流至絮体拦截区，絮体在斜管的拦截作用下沉至纳米曝气凝聚-微涡流絮凝装置的底部，在螺旋输送器的带动下自出泥口定期排出，澄清液溢流至絮体二次拦截区，在聚丙烯立体网状结构填料的作用下进行二次拦截，过滤后的清液导入三级反冲筛滤装置中：

三级反冲筛滤装置的集水池内纳米曝气头采用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；且纳米级的O₃气泡与紫外灭菌灯、半导体负载填料共存于集水池，提高高级氧化效果，可有效提高·OH产生率。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，三级反冲筛滤装置中的紫外灭菌灯平均照射剂量在300J/m²以上。