一种M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置和方法.pdf

《一种M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置和方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置和方法.pdf（11页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、10申请公布号CN104150698A43申请公布日20141119CN104150698A21申请号201410359903922申请日20140725C02F9/1420060171申请人中国环境科学研究院地址100012北京市朝阳区安外北苑大羊坊8号72发明人席北斗王雷张列宇汪的华赵颖霍守亮夏训峰党秋玲74专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人宋焰琴54发明名称一种M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置和方法57摘要一种M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置，主要包括一级格栅机连接二级格栅机；二级格栅机连接至M型人工湿地；M型人工湿地的出水口通过增压泵连接至表层湍流筛滤。

2、装置；表层湍流筛滤装置的出水口连接至出水池。本发明还公开了一种M型人工湿地深度处理农村生活污水的方法。针对重金属含量高以及水质污染负荷波动大的污水处理效果尤为明显。51INTCL权利要求书2页说明书7页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图1页10申请公布号CN104150698ACN104150698A1/2页21一种M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置，主要包括一级格栅机连接二级格栅机；二级格栅机连接至M型人工湿地；M型人工湿地的出水口通过增压泵连接至表层湍流筛滤装置；表层湍流筛滤装置的出水口连接至出水池；其中M型人工湿地为混凝土墙体，做防渗。

3、处理，被隔墙分为两个部分，进水一侧整体高于出水一侧；M型人工湿地中由隔墙分为两个区域，靠近隔墙的两侧分别填充有混合填料，靠近混凝土墙体的两侧填充有鹅卵石，对污水中杂质进行隔离；隔墙下方与M型人工湿地底部之间设有空隙，该空隙的两侧与M型人工湿地的底部处平行地分别各设有一根钻孔PVC管，两根PVC管内均填充有沸石填料；在两根PVC管与隔墙以及M型人工湿地之间形成的空间内填充有沸石填料用于过水；M型人工湿地的出水通过增压泵进入表层湍流筛滤装置；表层湍流筛滤装置由多孔板分为上、下两个部分，多孔板上方铺设有筛滤填料，筛滤填料的底部设有纳米曝气头，筛滤填料的表层充填有分子筛填料，在分子筛填料中安装有缩口进。

4、水管；表层湍流筛滤装置位于缩口进水管的另一侧下方，在筛滤填料中设有缩口反洗管，通过增压泵连接出水池；表层湍流筛滤装置位于缩口反洗管的上方设置有回流槽，筛滤填料上方位于回流槽一侧设置有曝气管，曝气管30上设有多个垂直向上的曝气孔；在筛滤填料上方安装有超声波发生仪；多孔板下方为储水箱，储水箱内壁均匀负载一层非金属掺杂光催化剂，储水箱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，表层湍流筛滤装置内部剩余空间填充有半导体负载填料。2根据权利要求1所述M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置，其中，一级格栅和二级格栅的过滤精度分别为21MM及8MM。3根据权利要求1所述M型人工湿地深度处理农村。

5、生活污水的装置，其中，M型人工湿地中的进水一侧的混合填料是由粉煤灰制备的缓释分子筛和活性炭按体积比125混合而成，出水一侧的混合填料是由弗罗里硅藻土和赤泥分子筛按体积比为125混合而成。4根据权利要求1所述M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置，其中，M型人工湿地近二级格栅机一侧的区域栽种用于浅水的菖蒲，靠近表层湍流筛滤装置一侧的区域栽种挺水植物芦苇。5根据权利要求1所述M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置，其中，表层湍流筛滤装置中的分子筛填料是用粉煤灰制备的颗粒型介孔分子筛。6根据权利要求1所述M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置，其中，表层湍流筛滤装置中的筛滤填料是由石英砂、改性锰砂与。

6、分子筛按照521比例混合而成，其中掺杂少量零价纳米铁。7根据权利要求1所述M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置，其中，表层湍流筛滤装置中的非金属掺杂光催化剂为纳米TIO2粉体，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。8一种M型人工湿地深度处理农村生活污水的方法，其过程为权利要求书CN104150698A2/2页3两级格栅机分两个过滤精度对污水中的不同粒径大小的固体进行有效拦截，初步实现固液分离，阻隔污水中的大型固体，减少污水中的含固量，防止悬浮物对污水的后续处理造成影响；M型人工湿地由隔墙分为两个部分，每个部分分为两个区域，每个区域为上流式和下流式，内部填充的混合填料表面形。

7、成生物膜，由上至下形成好氧、缺氧、厌氧状态，在深型植物根系与微生物的协同作用下去除污水中的污染物质；表层湍流筛滤装置在筛滤时导入M型人工湿地的出水，进水过程中利用进水错流的冲击力扰动筛滤填料和分子筛填料的表层，形成湍流，防止污染物质在表层堆积对水流的顺利通过形成阻力；气泡将浮起的污染物推至水面侧溢流至回流槽，与进水混合调节进水水质；表层湍流筛滤装置中筛滤填料的纳米曝气头进气为O2，用于清洁筛滤填料；储水箱内的纳米曝气头的进气为O3，通过纳米曝气获得羟基自由基，与紫外灭菌灯和半导体负载填料共同提高高级氧化效果，同时其中富含羟自由基的出水在装置进行反洗时，冲刷筛滤填料，使筛滤填料能够清洁与再生；表。

8、层湍流筛滤装置中使用纳米曝气的方式提高OH产生率，使微气泡具有庞大的数量、比表面积、缓慢的上升速度，增加气液接触面积、接触时间，以利于臭氧溶于水中，克服臭氧难溶于水的缺点；微气泡内部具有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，增强臭氧氧化分解有机物的能力；臭氧在紫外光的照射作用下产生OH，臭氧带走二氧化钛光致电子空穴对中的电子，从而产生了更多的羟基自由基，加速了有机物的降解，通过OH的强氧化作用对有机污染物进行处理。9根据权利要求8所述M型人工湿地深度处理农村生活污水的方法，其中，紫外灭菌灯平均照射剂量在300J/M2以上。10根据权利要求8所述M。

9、型人工湿地深度处理农村生活污水的方法，其中，表层湍流筛滤装置的出水回流至M型人工湿地进水，调节水质并刺激植物生长过程分泌次生物质。权利要求书CN104150698A1/7页4一种M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置和方法技术领域0001本发明涉及一种M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置。0002本发明还涉及利用上述装置进行污水三级出水深度处理的方法。背景技术0003人工湿地CWCONSTRUCTEDWETLAND污水处理技术是70年代末发展起来的一种污水处理新技术。它具有处理效果好、氮磷去除能力强，运转维护管理方便、工程基建和运转费用低以及对负荷变化适应能力强等特点，比较适合于技术管理水平。

10、不很高，规模较小的城镇或乡村的污水处理。人工湿地的净化机理人工湿地对废水的处理综合了物理、化学和生物的三种作用。湿地系统成熟后，填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜。废水流经生物膜时，大量的SS被填料和植物根系阻挡截留，有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被除去。湿地系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的环境中依次出现好氧、缺氧、厌氧状态，保证了废水中的氮磷不仅能通过植物和微生物作为营养吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用将其除去，最后湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去。0004农村生活污水的主要问题在于其分散型，污染负荷低以及具有少量杂物的特点，本发。

11、明采用人工湿地结合表层湍流筛滤装置处理农村生活污水，为生态法处理农村生活污水提供了较好的后续净化步骤。发明内容0005本发明的目的在于提供一种M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置。0006本发明的又一目的在于提供一种M型人工湿地深度处理农村生活污水的方法。0007为实现上述目的，本发明提供的M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置，主要包括0008一级格栅机连接二级格栅机；0009二级格栅机连接至M型人工湿地；0010M型人工湿地的出水口通过增压泵连接至表层湍流筛滤装置；0011表层湍流筛滤装置的出水口连接至出水池；0012其中0013M型人工湿地为混凝土墙体，做防渗处理，被隔墙分为两个部分，。

12、进水一侧整体高于出水一侧；0014M型人工湿地中的每个部分又分为两个区域，靠近隔墙的两侧分别填充有A混合填料和B混合填料，靠近混凝土墙体的两侧填充有鹅卵石，对污水中杂质进行隔离；0015隔墙下方与M型人工湿地底部之间设有空隙，该空隙的两侧与M型人工湿地的底部处平行地分别各设有一根钻孔PVC管，两根PVC管内均填充有沸石填料；在两根PVC管与隔墙以及M型人工湿地之间形成的空间内填充有沸石填料用于过水；说明书CN104150698A2/7页50016M型人工湿地的出水通过增压泵进入表层湍流筛滤装置；0017表层湍流筛滤装置由多孔板分为上、下两个部分，多孔板上方铺设有筛滤填料，筛滤填料的底部设有纳米。

13、曝气头，筛滤填料的表层充填有分子筛填料，在分子筛填料中安装有缩口进水管；表层湍流筛滤装置位于缩口进水管的另一侧下方，在筛滤填料中设有缩口反洗管，通过增压泵连接出水池；表层湍流筛滤装置位于缩口反洗管的上方设置有回流槽，筛滤填料上方位于回流槽一侧设置有曝气管，曝气管上设有多个垂直向上的曝气孔；在筛滤填料上方安装有超声波发生仪；多孔板下方为储水箱，储水箱内壁均匀负载一层非金属掺杂光催化剂，储水箱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，表层湍流筛滤装置内部剩余空间填充有半导体负载填料。0018所述M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置中，一级格栅和二级格栅的过滤精度分别为21MM及8。

14、MM。0019所述M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置中，M型人工湿地中的进水一侧的混合填料是由粉煤灰制备的缓释分子筛和活性炭按体积比125混合而成，出水一侧的混合填料是由弗罗里硅藻土和赤泥分子筛按体积比为125混合而成。0020所述M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置中，M型人工湿地近二级格栅机一侧的区域栽种用于浅水的菖蒲，靠近表层湍流筛滤装置一侧的区域栽种挺水植物芦苇。0021所述M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置中，表层湍流筛滤装置中的分子筛填料是用粉煤灰制备的颗粒型分子筛。0022所述M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置中，表层湍流筛滤装置中的筛滤填料是由石英砂、改性锰砂与天。

15、然沸石分子筛混合而成。0023所述M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置中，表层湍流筛滤装置中的非金属掺杂光催化剂为纳米TIO2粉体，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。0024本发明提供的M型人工湿地深度处理农村生活污水的方法，其过程为0025两级格栅机分两个过滤精度对污水中的不同粒径大小的固体进行有效拦截，初步实现固液分离，阻隔污水中的大型固体，减少污水中的含固量，防止悬浮物对污水的后续处理造成影响；0026M型人工湿地由隔墙分为两个部分，每个部分分为两个区域，每个区域为上流式和下流式，B区内填充的填料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C区利。

16、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，使装置内环境更适宜植物、微生物生存；同时营造偏碱性环境固定污水中的重金属，防止其浸出，利用小分子有机物供给植物养分，在植物生长过程中吸附、吸收重金属进行重金属生物稳定化。所有的混合填料表面形成生物膜，由上至下形成好氧、缺氧、厌氧状态，在植物根系与微生物的协同作用下去除污水中的污染物质；0027表层湍流筛滤装置在筛滤时导入M型人工湿地的出水，进水过程中利用进水错流的冲击力扰动筛滤填料和分子筛填料的表层，形成湍流，防止污染物质在表层堆积对水流的顺利通过形成阻力；气泡将浮起的污染物推至水面侧溢流至回流槽，与进水混合。

17、调节进水水质；0028表层湍流筛滤装置中筛滤填料的纳米曝气头进气为O2，用于清洁筛滤填料；储水说明书CN104150698A3/7页6箱内的纳米曝气头的进气为O3，通过纳米曝气获得羟基自由基，与紫外灭菌灯和半导体负载填料共同提高高级氧化效果，同时其中富含羟自由基的出水在装置进行反洗时，冲刷筛滤填料，使筛滤填料能够清洁与再生；0029表层湍流筛滤装置中使用纳米曝气的方式提高OH产生率，使微气泡具有庞大的数量、比表面积、缓慢的上升速度，增加气液接触面积、接触时间，以利于臭氧溶于水中，克服臭氧难溶于水的缺点；微气泡内部具有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。

18、自由基，增强臭氧氧化分解有机物的能力；0030臭氧在紫外光的照射作用下产生OH，臭氧带走二氧化钛光致电子空穴对中的电子，从而产生了更多的羟基自由基，加速了有机物的降解，通过OH的强氧化作用对有机污染物进行处理。0031表层湍流筛滤装置的出水回流至M型人工湿地进水，调节水质并刺激植物生长过程分泌次生物质。0032所述M型人工湿地深度处理农村生活污水的方法中，紫外灭菌灯平均照射剂量在300J/M2以上。0033本发明的工艺操作简单、效果明显，使用改良M型人工湿地、表层湍流筛滤装置两种装置机械法与生态法深度处理农村生活污水，处理速度快，处理周期短，操作简便，使用M型人工湿地改良处理技术，在有限空间内。

19、延长污水停留时间，提高污水处理效率，建造更加复杂优良有效的处理环境，同时打破传统工艺理念，其中表层湍流筛滤装置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，可灭杀大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、病毒等，分解残留难降解有机化合物及有毒物质，持久安全的对污水进行消毒降解。针对环境类激素如激素类农药、抗生素、二恶英、雌激素以及人工合成激素等微量有害化学物质的处理方面具有很大的优势，能够使绝大部分有机。

20、物完全矿化或分解，对污水进行筛滤处理的同时对其出水净化、消毒，出水较好的达到国家要求标准。附图说明0034图1是本发明的M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置示意图。附图中主要组件符号说明00351一级格栅机；2二级格栅机；3混凝土墙体；4菖蒲；5鹅卵石；6隔板；7A、7B混合填料；8M型人工湿地；8A隔墙；9芦苇；10进水阀门；11缩口进水管；12分子筛填料；13表层湍流筛滤装置；14筛滤填料；15缩口反洗管；16反洗阀门；17出水池；18液压泵；19增压泵；20出水阀门；21紫外灭菌灯；22多孔板；23纳米曝气头；24半导体负载填料；25储水箱；26纳米曝气机；27钻孔PVC管；28沸石填。

21、料；29超声波发生仪；30曝气管；31回流槽。具体实施方式0036以下结合附图作详细说明。需要说明的是，在以下叙述中提到的左、右、上、下等均是以附图所示的方向为准。说明书CN104150698A4/7页70037请参阅图1。本发明提供的M型人工湿地深度处理农村生活污水的装置，其主要结构包括0038一级格栅机1连接二级格栅机2，二级格栅机2连接至M型人工湿地8，分两个过滤精度两级格栅机过滤精度分别为21MM及8MM对污水中的不同粒径大小的固体进行有效拦截，初步实现固液分离，阻隔污水中的大型固体，减少污水中的含固量，防止悬浮物对污水的后续处理造成影响。0039M型人工湿地8的出水口通过增压泵9连接。

22、至表层湍流筛滤装置13，表层湍流筛滤装置13的出水口连接至出水池。0040M型人工湿地8为混凝土墙体，做防渗处理，湿地被隔墙8A分为两个部分，进水一侧即靠近二级格栅机2一侧整体高于出水一侧靠近表层湍流筛滤装置13一侧，其中每个部分又分为两个区域，A区和B区为一个区域，C区和D区为一个区域。A区为上流式，内部填充有鹅卵石5，对污水中杂质进行隔离，B区为下流式，内部填充有混合填料7A，是由粉煤灰制备的缓释分子筛和活性炭按体积比125混合而成，混合填料7表面形成生物膜，由上至下形成好氧、缺氧、厌氧状态，在植物根系4与微生物的协同作用下去除污水中的污染物质左半部分栽种用于浅水的菖蒲，右半部分栽种挺水植。

23、物芦苇。C区为上流式，内部填充有混合填料7B，是由弗罗里硅藻土和赤泥分子筛按体积比为125混合而成；D区为下流式，内部填充有鹅卵石5，鹅卵石5具有的大空隙便于出水的导出，导出的出水在增压泵19的作用下喷入表层湍流筛滤装置13。0041隔墙8A下方与M型人工湿地8底部之间设有空隙，该空隙的两侧分别各设有一根钻孔PVC管27，两根PVC管27内均填充有沸石填料。在两根PVC管27与隔墙8A以及M型人工湿地8之间形成的空间内填充有沸石填料用于过水。0042表层湍流筛滤装置13由多孔板22分为上、下两个部分。多孔板22的孔洞为倾斜状本实施例为向右倾斜，多孔板22上方铺设有筛滤填料14，筛滤填料14是由。

24、石英砂、改性锰砂与天然沸石分子筛的混合物，是集过滤、吸附、离子交换、混凝及去除重金属为一体的多功能混合填料。筛滤填料14的底部设有纳米曝气头23，筛滤填料14的表层充填有用粉煤灰制备的分子筛填料12，在分子筛填料12中安装有缩口进水管11。该缩口进水管11通过增压泵19与M型人工湿地8的出水口相连接。表层湍流筛滤装置13位于缩口进水管11的另一侧下方，在筛滤填料14中设有缩口反洗管15，通过增压泵19连接出水池17。表层湍流筛滤装置13位于缩口反洗管15的上方设置有回流槽31。筛滤填料14上方位于回流槽31一侧设置有曝气管30，曝气管30设有多个细孔曝气孔，细孔曝气孔垂直向上；在筛滤填料14上。

25、方安装有超声波发生仪29。多孔板22下方为储水箱25，储水箱25内壁均匀负载一层非金属掺杂光催化剂，储水箱25底部安装有紫外灭菌灯21，在紫外灭菌灯21的空隙间设置纳米曝气头23，表层湍流筛滤装置13内部剩余空间填充有半导体负载填料24如纳米TIO2粉体负载在立体网状聚丙烯填料，本发明将半导体负载填料24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。0043表层湍流筛滤装置13进行筛滤时，储水箱25内纳米曝气间歇曝气，曝气时储水箱内气压增大，空气被多孔板切割成为气泡鼓起，冲击筛滤填料和分子筛填料，打散筛滤填料和分子筛填料表面。

26、的污染物质层并使其浮起，使得污水能顺利经过筛滤填料过滤；筛滤填说明书CN104150698A5/7页8料上方右端设置有曝气管，曝气管设有多个细孔曝气孔，曝气孔垂直向上，气泡将浮起的污染物推至水面，于右侧溢流至回流槽，与进水混合调节进水水质，同时延长筛滤装置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。0044筛滤填料底部纳米曝气头进气为O2，用于清洁填料；储水箱内纳米曝气头的进气为O3，通过纳米曝气大量获得羟基自由基，与紫外灭菌灯、半导体负载填料共同提高高级氧化效果，同时其中富含羟自由基的出水在装置进行反洗时，冲刷筛滤填料，较好的做到填料清洁与再生。0045。

27、使用纳米曝气的方式提高OH产生率，由于微气泡具有庞大的数量、比表面积、缓慢的上升速度，大大增加了气液接触面积、接触时间，有利于臭氧溶于水中，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，增强臭氧氧化分解有机物的能力。0046臭氧在紫外光的照射作用下产生OH，紫外灭菌灯平均照射剂量在300J/M2以上。臭氧能带走二氧化钛光致电子空穴对中的电子，从而产生了更多的羟基自由基，加速了有机物的降解，通过OH的强氧化作用对有机污染物进行处理。0047在表层湍流筛滤装置工作时导入M型人工湿地的出水，进水管埋在分子筛填料的表层。

28、，进水过程中利用进水错流的冲击力扰动分子筛填料表层，形成湍流，防止污染物质在表层堆积对水流的顺利通过形成阻力；在进行反冲洗时，纳米曝气头开始曝气，在高温纳米曝气的情况下对砂粒进行纳米曝气处理，在高温、纳米微小泡的剪切力以及曝气过程中产生的冲击力的作用下，清洗填料截流的杂质、胶体以及表面生长的生物膜。同时通过反洗管导入出水池内上清液进行反冲洗，缩口反洗管对筛滤填料施加一个向内的方向力，而储水箱在充水过程中，液面上的空气被强力挤压，通过多孔板上升至筛滤填料层，使筛滤填料呈现沸腾流动状态，储水箱内空气排空后，水流继续通过多孔板的孔洞倾斜向上高速流动，同时整个反冲洗过程中缩口反洗管内水流向内冲洗，整个。

29、表层湍流筛滤装置的填料筛滤填料和分子筛填料在水流的冲击力下形成快速运转的湍流，各种填料在不同方向力作用下形成的逆时针小旋涡中相互摩擦，附着的有机污染物得以去除，有利于取得较为纯净的填料。表层湍流筛滤装置储水箱出水口通过一液压泵与出水池相连。0048本发明的装置操作简单、效果明显，使用M型人工湿地、表层湍流筛滤装置两种装置机械法与生态法深度处理农村生活污水，处理速度快，处理周期短，操作简便，使用M型人工湿地改良处理技术，在有限空间内延长污水停留时间，提高污水处理效率，建造更加复杂优良有效的处理环境，同时打破传统工艺理念，并灭杀大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、病毒等，分解残留难降解有机化合物及有毒物质，。

30、持久安全的对污水进行消毒降解。针对环境类激素如激素类农药、抗生素、二恶英、雌激素以及人工合成激素等微量有害化学物质的处理方面具有很大的优势，能够使绝大部分有机物完全矿化或分解，对污水进行筛滤处理的同时对其出水净化、消毒，出水较好的达到国家要求标准。0049根据本发明的一个实施例，重金属去除率高达100，痕量有机物含量降低95以上，类蛋白类物质特征荧光峰降低90以上。0050本发明采用先后三级反冲洗技术进行反冲洗0051一级反冲洗为曝气循环反冲洗，由于污染物质在填料表面的堆积，污水难以透过填料之间的空隙渗透下去，在筛滤过程中进行反冲洗，开启曝气管30并间歇开启多孔板上说明书CN104150698。

31、A6/7页9方纳米曝气机26，储水箱内的纳米曝气头不连续工作，空气自多孔板向上鼓起，分割成小气泡，间歇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，在曝气管的气泡浮力以及缩口管进水时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；一级反冲洗可延长筛滤装置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。0052二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。

32、果。此时关闭进水阀门10、出水阀门20，开启反洗阀门16，启动增压泵19、曝气管30及两个纳米曝气机26，将出水池内的出水导入储水箱中。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筛滤填料下部的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，关闭增压泵19、多孔板下方纳米曝气机26、反洗阀门16，开启进水阀门10、出水阀门2，继续进行筛滤处理。0053三级反冲洗为曝气湍流反冲洗，此时一、二级反冲洗已经不足。

33、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。此时关闭进水阀门10，开启反洗阀门16、出水阀门20，启动增压泵19、曝气管30及两个纳米曝气机26、超声波发生仪29，反向启动液压泵18，将出水池内出水大量导入集水池中。1集水池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；2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；3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。

34、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。4空气排净后，出水池的出水继续导入，纳米曝气与超声波可促使羟基自由基的产生，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。5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。0054常规砂滤是在过滤过程中不扰动砂层，使水流从砂子细小缝隙之间流过。通常采用不扰动砂层，压实填料、增加水压、砂上附加网格等手段改。

35、进砂滤过程，让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。本发明则是利用缩口管高压进水扰动填料表层，防止污染物质堆积对水流的顺利通过形成阻力，同时利用高级氧化、超声波、纳米曝气、气泡的冲击力和剪切力等手段改进装置，利用分子筛、锰砂等填料进行优化设计，最后使用三级反冲洗等改进处理过程。本装置对胶体、纤维、藻类等悬浮物的截留效果好，对于浊度较低水质甚至无需反冲洗，即可完成处理过程，同时具有去除臭味，灭杀细菌、病原菌等微生物，分解难降解的少量残留表面活化剂、多氯联苯等难降解有机化合物的功效。0055本发明的半导体负载填料碳掺杂的纳米TIO2粉体的制备说明书CN104150698A7/7。

36、页100056采用均匀沉淀法和水热法两步过程制备碳掺杂的纳米TIO2。以硫酸钛和尿素为前驱，葡萄糖为碳源，具体制备过程如下取硫酸钛和尿素溶于去离子水中，再加入适量的葡萄糖搅拌均匀，硫酸钛尿素葡萄糖的摩尔比120023，在90的条件下反应2H。待反应结束后取出反应物干燥、反复水洗至中性，再次干燥，用球磨机研磨得到碳掺杂的纳米TIO2粉体。0057纳米TIO2粉体负载在填料上的方法0058采用聚丙烯材质的立体网状结构填料，将纳米TIO2粉体与去离子水粉体与水的质量比为120混合，用超声波超声成乳浊液，将洁净的立体网状结构填料浸入与乙醇体积比11混合的钛酸酯偶联剂，缓慢搅拌一段时间，然后将填料取出放入TIO2乳浊液中继续搅拌一段时间，取出后放入烘箱中干燥85以下2H，即制得负载纳米TIO2的聚丙烯悬浮填料，其外观呈淡黄色，膜层较均匀。说明书CN104150698A101/1页11图1说明书附图CN104150698A11。