CN104193083B - 一种污水三级过滤的组合装置和污水处理方法 - Google Patents

Abstract

一种污水三级过滤的组合装置，包括：一离心机连接复合垂直流人工湿地，复合垂直流人工湿地连接表层湍流筛滤装置，表层湍流筛滤装置连接超滤装置。本发明还公开了污水三级过滤的组合装置的水三级过滤的方法。

Description

一种污水三级过滤的组合装置和污水处理方法

技术领域

本发明涉及一种污水三级过滤的组合装置。

本发明还涉及一种污水三级过滤的方法。

背景技术

水是人类发展不可缺少的自然资源，是人类和一切生物赖以生存的物质基础。当今世界，水资源不足和污染构成的水源危机已成为任何一个国家在政策、经济和技术上所面临的复杂问题和社会经济发展的主要制约因素。

在水资源日益缺乏的情况下，水资源污染的现实又使人们增加了一份忧虑。在中国很多地区，由于各种复杂因素致使不少水体已经严重受到污染，这更加剧了水资源紧缺的矛盾。

解决水资源紧张的重要途径，目前主要的方法有：

1)降低工业用水量，提高水的重复利用率

2)实行科学灌溉，减少农业用水浪费

3)回收利用城市污水、开辟第二水源

要解决好现实当中与人类社会生活密切相关的水问题，就一定要用到现代的水处理技术以及水处理过滤器。污水过滤处理就是通过各种物理的、化学的手段，去除水中一些对生产、生活不需要的物质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污水三级过滤的组合装置。

本发明的又一目的在于提供一种污水三级过滤的方法。

为实现上述目的，本发明提供的污水三级过滤的组合装置，其主要结构包括：

一离心机，该离心机的出水连接复合垂直流人工湿地；

复合垂直流人工湿地为两个区域，第一区域包括有进水池和并排设置的上行池，上行池内由上到下分别填充有复合填料层和砾石层；第二区域包括下行池和并排设置的出水池，下行池内由上到下分别为赤泥分子筛和砾石层，出水池通过增压泵连接表层湍流筛滤装置；

表层湍流筛滤装置由多孔板分为上、下两个部分，多孔板的孔洞为倾斜状，多孔板上方铺设有筛滤填料，筛滤填料底部设置有纳米曝气头，筛滤填料的内表层分别平行且间隔一段距离地安装有第一缩口进水管和第二缩口进水管，第一缩口进水管和第二缩口进水管通过增压泵与复合垂直流人工湿地的出水口相连接；

表层湍流筛滤装置位于第一缩口进水管的另一侧下方在筛滤填料中设有缩口反洗管，该缩口反洗管通过液压泵连接超滤装置；表层湍流筛滤装置位于缩口反洗管的上方设置有回流槽，位于回流槽一侧设置有曝气管，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；

超滤装置中的纳米曝气头设置在膜组件的正下方。

所述污水三级过滤的组合装置中，离心机转速为3000r/min。

所述污水三级过滤的组合装置中，复合垂直流人工湿地的上行池内的复合填料层是由粉煤灰分子筛、弗洛里硅藻土混拌而成。

所述污水三级过滤的组合装置中，复合垂直流人工湿地的上行池栽种用于浅水的千屈菜，下行池栽种挺水植物香蒲。

所述污水三级过滤的组合装置中，表层湍流筛滤装置的填料为石英砂、改性锰砂与天然沸石分子筛的混合物，粒径为0.5-2.0mm。

所述污水三级过滤的组合装置中，表层湍流筛滤装置及超滤装置中的纳米曝气头连接纳米曝气机。

本发明提供的利用上述组合装置进行污水三级过滤的方法，主要过程为：

利用悬浮液密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理，实现液-固分离，分离出的污水先通上行池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，经微生物-填料-植物的综合处理，对污水进行离子交换、吸附、过滤处理；下行池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，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，由外至内形成好氧、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；

表层湍流筛滤装置进行筛滤时，储水箱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，通过二个缩口进水管提升对表层湍流筛滤装置中筛滤填料的冲击力，打散筛滤填料表面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；曝气管上多个垂直向上的细孔曝气孔产生的气泡将浮起的污染物推至水面，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；

筛滤填料底部的纳米曝气头进气为O₂，用于清洁填料；储水箱内的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；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；

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；

臭氧在紫外光的照射作用下产生·OH，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。

表层湍流筛滤装置的出水回流至复合垂直流人工湿地进水，调节水质并刺激植物生长过程分泌次生物质。

所述的方法中，紫外灭菌灯的平均照射剂量在300J/m²以上。

本发明采用离心机将污水内大型固体初步分离，而后在复合垂直流人工湿地的物理作用、化学作用及生物作用下对污水初次过滤，此时出水透明度已有显著提升，再通过表层湍流筛滤装置对湿地出水进行深度过滤，去除污水中有机物、胶体、重金属等污染物质，最后使用超滤装置使出水达到回用标准。本发明本着截流的理念，利用物理过滤、化学过滤、微生物过滤的方式一层一层将污染物质从污水中剥离，使用较少步骤将水质复杂的污水一步步处理干净，操作简便，效果优越。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

图1是本发明的污水三级过滤的组合装置的示意图。

附图中主要组件符号说明：

1离心机；2进水池；3复合填料层；4上行池；5复合垂直流人工湿地；6下行池；7赤泥分子筛；8植物系统；9隔板；10出水池；11增压泵；12第一阀门；13第一缩口进水管；14筛滤填料；15表层湍流筛滤装置；16第二阀门；17第二缩口进水管；18缩口反洗管；19大颗粒聚乙烯填料块；20第三阀门；21液压泵；22超滤装置；23纳米曝气机；24纳米曝气头；25膜组件；26第四阀门；27紫外灭菌灯；28多孔板；29半导体负载填料；30储水箱；31排泥孔；32砾石层；33超声波发生仪；34曝气管；35回流槽。

具体实施方式

本发明是一种使用物理过滤、化学过滤、微生物过滤的方式去除污水中污染物质的组合装置。

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。

本发明提供的组合装置，其主要结构包括：

一离心机1，利用悬浮液(或乳浊液)密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理，实现液-固(或液-液)分离。离心机出水导入复合垂直流人工湿地5内。离心机1的转速为3000r/min，离心时间超过15min。

复合垂直流人工湿地5，由挡板分成两个区域，第一区域包括有用于进水的稳定处理进水池2，进水池2的另一侧并排设置有上行池4，上行池4内由上到下分别填充由粉煤灰分子筛、弗洛里硅藻土混拌而成的复合填料层3和砾石层32，污水通过砾石层32的均匀布水，经复合填料层3的微生物-填料-植物的综合处理，同时复合填料层3中的分子筛成分对污水进行离子交换、吸附、过滤处理；污水溢流过挡板流入第二区域的下行池6，下行池6内由上到下分别为赤泥分子筛7、砾石层32，在赤泥分子筛7、砾石层32两级过滤后流入出水池10，出水池10主要是用于出水的稳定处理，出水通过增压泵11导入表层湍流筛滤装置15。在上行池4和下行池6的表面栽种有植物系统8，具体地是上行池4栽种用于浅水的千屈菜，下行池6栽种挺水植物香蒲。

表层湍流筛滤装置15由多孔板28分为上、下两个部分。多孔板28的孔洞为倾斜状，多孔板28上方铺设一层筛滤填料14，该筛滤填料14是由石英砂、改性锰砂与天然沸石分子筛的混合物，粒径为0.5-2.0mm，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底部设置有纳米曝气头24，该纳米曝气头24连接纳米曝气机23。筛滤填料14的内表层分别平行且间隔一段距离地安装有第一缩口进水管13和第二缩口进水管17，第一缩口进水管13和第二缩口进水管17通过增压泵11与复合垂直流人工湿地5的出水口相连接，通过第一缩口进水管13和第二缩口进水管17提升对表层湍流筛滤装置15中筛滤填料14的冲击力。表层湍流筛滤装置15位于第一缩口进水管11的另一侧下方，在筛滤填料14中设有缩口反洗管18，通过液压泵21连接超滤装置22(该超滤装置为公知的一体式膜生物反应器)。表层湍流筛滤装置15位于缩口反洗管18的上方设置有回流槽35。筛滤填料14上方位于回流槽35一侧设置有曝气管34，曝气管34设有多个细孔曝气孔，细孔曝气孔垂直向上；在筛滤填料14上方安装有超声波发生仪33。多孔板28下方为储水箱30，储水箱30内壁均匀负载一层非金属掺杂光催化剂，储水箱30底部安装有紫外灭菌灯27，在紫外灭菌灯27的空隙间设置纳米曝气头24，该纳米曝气头24连接纳米曝气机23。表层湍流筛滤装置15内部剩余空间填充有半导体负载填料29(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29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。

超滤装置22为一体式膜生物反应器，膜组件25是聚乙烯中空纤维膜，膜孔径为0.4微米，其造价低，维护方便，被广泛使用。膜组件25直接置于生物反应器中，纳米曝气头24设置在膜组件25的正下方，膜表面的错流是由纳米曝气机23通过纳米曝气头24的纳米气泡搅动产生的，高温纳米气泡的气流搅动在膜表面产生剪切力以及湍流流动，无须较高的进水流速即可使膜表面的浓差极化层变薄，积累物质被带走。出水采用液压泵21进行负压出水方式，高效去除污水中的剩余悬浮物，使出水达到回用标准。

表层湍流筛滤装置15进行筛滤时，储水池内纳米曝气间歇曝气，曝气时储水池内气压增大，空气被多孔板切割成为气泡鼓起，冲击筛滤填料，打散填料表面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。

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。

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。

臭氧在紫外光的照射作用下产生·OH，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。紫外灭菌灯平均照射剂量在300J/m²以上。

根据本发明的一个实施例，通过本发明处理后的垃圾渗滤液中重金属含量去除率降低100％，出水透明度提高95％，溶解态腐殖质类物质波峰强度降低100％，类富里酸物质降低95％以上。

储水箱右端设置反冲洗管道，连接反洗泵，在装置进行反冲洗时，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。同时通过反洗泵导入二次纳米曝气高级氧化装置出水进行反冲洗，储水箱在充水过程中，液面上的空气被强力挤压，通过多孔板上升至填料层，使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孔洞右倾斜向上高速流动，同时整个反冲洗过程中缩口反洗管内水流向左冲洗，整个装置的填料在水流的冲击力下形成快速运转的湍流，填料在不同方向力作用下形成的小旋涡中相互摩擦，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一体式膜生物反应器相连。

本发明先后采用三级反冲洗技术进行反冲洗：

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34并间歇开启多孔板上方纳米曝气机23，集水池内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，填料表层片状致密污染物溢流至回流槽，使筛滤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。

二级反冲洗为空气脉冲反冲洗，由于污水浊度过高，导致污染物质在筛滤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。此时关闭第一阀门12、第二阀门16和第四阀门26，开启第三阀门20，启动增压泵11、曝气管34及两纳米曝气机23，将超滤装置22内的水导入表层湍流筛滤装置15中。在回水压力的作用下，表层湍流筛滤装置15中的全部空气受到快速挤压，沿筛滤填料的细孔上升，全部筛滤填料层在上升空气、波轮作用的旋转扰动及筛滤填料下纳米曝气头的冲击力作用下旋转流动，污染物质破碎浮起，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11、多孔板下方纳米曝气机23、第三阀门20，开启第一阀门12、第二阀门16和第四阀门26，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。此时关闭第一阀门12、第二阀门16，开启第三阀门20和第四阀门26，启动增压泵11、曝气管34及两纳米曝气机23、超声波发生仪33，反向启动液压泵21，将出水池内出水导入集水池中。(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。

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。

本发明采用的碳掺杂的纳米TiO₂粉体的制备：

碳掺杂的纳米TiO₂粉体的制备：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6.48g硫酸钛和3.24g尿素(硫酸钛与尿素的摩尔比为1∶2)溶于去离子水中，再加入适量的葡萄糖0.6搅拌均匀，1∶2∶0.023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。

纳米TiO₂粉体负载在填料上的方法：

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1∶20)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1∶1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。

Claims (9)

1.一种污水三级过滤的组合装置，其主要结构包括：

一离心机，该离心机的出水连接复合垂直流人工湿地；

复合垂直流人工湿地为两个区域，第一区域包括有进水池和并排设置的上行池，上行池内由上到下分别填充有复合填料层和砾石层；第二区域包括下行池和并排设置的出水池，下行池内由上到下分别为赤泥分子筛和砾石层，出水池通过增压泵连接表层湍流筛滤装置；

表层湍流筛滤装置由多孔板分为上、下两个部分，多孔板的孔洞为倾斜状，多孔板上方铺设有筛滤填料，筛滤填料底部设置有纳米曝气头，筛滤填料的内表层分别平行且间隔一段距离地安装有第一缩口进水管和第二缩口进水管，第一缩口进水管和第二缩口进水管通过增压泵与复合垂直流人工湿地的出水口相连接；

表层湍流筛滤装置位于第一缩口进水管的另一侧下方在筛滤填料中设有缩口反洗管，该缩口反洗管通过液压泵连接超滤装置；表层湍流筛滤装置位于缩口反洗管的上方设置有回流槽，位于回流槽一侧设置有曝气管，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；表层湍流筛滤装置的储水箱出水口通过液压泵与超滤装置相连；

超滤装置包括第二纳米曝气头和膜组件，其中所述第二纳米曝气头设置在所述膜组件的正下方。

2.根据权利要求1所述污水三级过滤的组合装置，其中，离心机转速为3000r/min。

3.根据权利要求1所述污水三级过滤的组合装置，其中，复合垂直流人工湿地的上行池内的复合填料层是由粉煤灰分子筛、弗洛里硅藻土混拌而成。

4.根据权利要求1所述污水三级过滤的组合装置，其中，复合垂直流人工湿地的上行池栽种用于浅水的千屈菜，下行池栽种挺水植物香蒲。

5.根据权利要求1所述污水三级过滤的组合装置，其中，表层湍流筛滤装置的填料为石英砂、改性锰砂与天然沸石分子筛的混合物，粒径为0.5-2.0mm。

6.根据权利要求1所述污水三级过滤的组合装置，其中，表层湍流筛滤装置及超滤装置中的纳米曝气头连接纳米曝气机。

7.权利要求1所述的组合装置进行污水三级过滤的方法，主要过程为：

利用悬浮液密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理，实现液-固分离，分离出的污水先通过砾石层的均匀布水，再经复合填料层微生物-填料-植物的综合处理，对污水进行离子交换、吸附、过滤处理；然后经赤泥分子筛、砾石层两级过滤后流入表层湍流筛滤装置；

表层湍流筛滤装置进行筛滤时，储水箱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，通过二个缩口进水管提升对表层湍流筛滤装置中筛滤填料的冲击力，打散筛滤填料表面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；曝气管上多个垂直向上的细孔曝气孔产生的气泡将浮起的污染物推至水面，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；

筛滤填料底部的纳米曝气头进气为O₂，用于清洁填料；储水箱内的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；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；

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；

臭氧在紫外光的照射作用下产生^-OH，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。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，紫外灭菌灯的平均照射剂量在300J/m²以上。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，表层湍流筛滤装置的出水回流至复合垂直流人工湿地进水，调节水质并刺激植物生长过程分泌次生物质。