一種水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)，屬于污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。包括第一支撐墩（6.1）、第二支撐墩（6.2），所述第一支撐墩（6.1）、所述第二支撐墩（6.2）分別設(shè)置在河道兩岸，還包括圓形過濾滾筒（1）、刮濾刷（3）及弧形擋水墻（4）；所述圓形過濾滾筒（1）的軸兩端支撐在所述第一支撐墩、第二支撐墩上并安裝固定，所述圓形過濾滾筒（1）下方河床上安裝有刮濾刷（3），所述弧形擋水墻（4）設(shè)置在所述圓形過濾滾筒（1）的上游。本發(fā)明提供的一種水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)，改用間歇式恢復(fù)濾料活性的方法，并采用攔截壩式的布置方式，將物理過濾和生物膜凈化方法結(jié)合起來，使其更適宜于微污染水體和河流的治理。
【專利說明】一種水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]水體富營(yíng)養(yǎng)化問題是當(dāng)今世界面臨的最主要水污染問題之一，具有發(fā)展快、危害大、治理難等特點(diǎn)。目前，我國(guó)主要河流、湖泊90%以上已處于中營(yíng)養(yǎng)和富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，且我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化有明顯擴(kuò)大化趨勢(shì)，水污染防治形勢(shì)日趨嚴(yán)峻。全國(guó)主要水系131個(gè)重點(diǎn)斷面水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站八項(xiàng)指標(biāo)(水溫、pH、濁度、溶解氧、電導(dǎo)率、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總有機(jī)碳)的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明:I~III類水質(zhì)的斷面為99個(gè)，占78% ;IV類水質(zhì)的斷面為15個(gè)，占12% ; V類水質(zhì)的斷面為5個(gè)，占4% ;劣V類水質(zhì)的斷面為8個(gè)，占6%。
[0003]目前，生物膜法是污水處理的主要方法之一，由于其技術(shù)成熟、設(shè)備可靠，處理效益好而在大中型污水處理廠中得以廣泛應(yīng)用，但是在中小型污水處理站和河流、溝渠等污染水體的處理方面存在運(yùn)行不穩(wěn)定、能耗高，生物膜易脫落等問題，困擾生物膜法的應(yīng)用和推廣，尤其是在季節(jié)性流量變幅較大的河道、溝渠污水處理中，難以形成均一、穩(wěn)定的生物膜和生物膜脫落的現(xiàn)象更為明顯。
[0004]因此，發(fā)明一種比表面積大、處理效率高、維護(hù)簡(jiǎn)便、生物膜容易附著、能抗水力沖擊的生物凈化裝置無疑會(huì)有更好的處理效果，能對(duì)生物膜法的推廣應(yīng)用和河道污水處理提供更大的推廣應(yīng)用空間，正日益受到普遍關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種表面積大、處理效率高、維護(hù)簡(jiǎn)便、生物膜容易附著、能抗水力沖擊水力的驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明提供的一種驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)，包括第一支撐墩6.1、第二支撐墩
6.2，所述第一支撐墩6.1、所述第二支撐墩6.2分別設(shè)置在河道兩岸，還包括圓形過濾滾筒1、刮濾刷3及弧形擋水墻4 ;所述圓形過濾滾筒I的軸兩端支撐在所述第一支撐墩、第二支撐墩上并安裝固定，所述圓形過濾滾筒I下方河床上安裝有刮濾刷3，所述弧形擋水墻4設(shè)置在所述圓形過濾滾筒I的上游。
[0007]所述圓形過濾滾筒I包括實(shí)心圓軸1.1，筋板1.2 ;所述實(shí)心圓軸1.1上焊接有多條筋板1.2，每相鄰兩根筋板1.2之間放置有濾料層1.4，所述筋板1.2頂端表面設(shè)置有金屬網(wǎng)1.3，所述筋板1.2頂端兩端面設(shè)置有金屬網(wǎng)1.3。
[0008]所述刮濾刷3為長(zhǎng)毛刷，寬度為L(zhǎng)=25mm,長(zhǎng)度為4000mm,高度為50_100mm。
[0009]所述弧形擋水墻4與圓形過濾滾筒I軸心的水平距離為700-900mm ;所述弧形擋水墻4高為氏=250臟，圓角為90°，半徑為R=250mm。
[0010]所述濾料層1.4包括:竹炭層1.4.1或木炭層、石灰石層1.4.2、陶粒層1.4.3 ;裝填層次為圓形過濾滾筒I從里到外依次為石灰石層1.4.2、竹炭層1.4.1或木炭層、陶粒層1.4.3,裝填級(jí)配分別為石灰石粒徑范圍為裝填厚度為75mm,在最里層；竹炭或木炭粒徑范圍為10-300mm的塊狀或片狀，裝填厚度為75mm，在中層；陶粒粒徑范圍為5_15mm，裝填層厚為75mm在最外層，裝填完成后將所述筋板1.2之間區(qū)域填滿壓實(shí)。
[0011]每?jī)筛鼋畎?.2在實(shí)心圓軸1.1連接處形成一個(gè)40°的“V”字型夾角區(qū)域2，每個(gè)“V”字型夾角區(qū)域2內(nèi)外壁和側(cè)壁分別用金屬網(wǎng)1.3焊接包覆，圓形過濾滾筒I內(nèi)形成多個(gè)“V”字型立體封閉空間，所述圓形過濾滾筒I軸心距離池底或安裝基礎(chǔ)的高度為H2=400mm,軸心高于水面10mm ;所述圓形過濾滾筒I外徑為D1=SOOmm,所述實(shí)心圓軸1.1直徑為D2=150mm，所述河道寬度為5_10m。
[0012]所述圓形過濾滾筒I長(zhǎng)度為L(zhǎng)=4000mm，間隔L1=100mm分成四段，每段用防銹處理的角鋼焊接分割，所述實(shí)心圓軸1.1單側(cè)露出的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2=350mm。
[0013]所述的圓形過濾滾筒I及筋板1.2均用不銹鋼或防銹處理的鋼材焊接。
[0014]至少兩個(gè)所述圓形過濾滾筒I凈水裝置可并聯(lián)連接在一起，并行布置于河道、溝渠、污水處理設(shè)施中。
[0015]本發(fā)明提供的一種驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):
(I)能顯著提高生物膜附著的比表面積、容積利用率和去除效率。
[0016](2)能抗水力負(fù)荷，也能采取下沉的方式安裝，能顯著降低裝置的占地面積，也不會(huì)阻塞河道。
[0017](3)填料組合方式靈活，拆卸維護(hù)方便，易于管理維護(hù)。
[0018](4)通過調(diào)整濾壩內(nèi)的填料填充率和密實(shí)度、填充種類和順序等，使填料在裝置內(nèi)具有一定的滾動(dòng)、摩擦效應(yīng)，能促進(jìn)生物膜的自然脫落和更新。
[0019](5)利用水力沖擊自驅(qū)動(dòng)，無需外加動(dòng)力，具備節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)的平面布置圖。
[0021]圖2為本發(fā)明水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)中圓形過濾滾筒的剖面圖。
[0022]圖3為本發(fā)明水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)中圓形過濾滾筒的側(cè)視圖。
[0023]圖4為本發(fā)明水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)中圓形過濾滾筒的中間正視圖。
[0024]圖5為本發(fā)明水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)中“V”字型夾角區(qū)域內(nèi)濾料層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6為本發(fā)明水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)的原理模擬圖。
[0026]圖7為本發(fā)明水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)的正面安裝圖。
[0027]其中，1一圓心過濾滾筒；1.1一實(shí)心圓軸；1.2—筋板；1.3—金屬網(wǎng)；1.4一濾料層；1.4.1一竹炭層；1.4.2—石灰石層；1.4.3—陶粒層；2—“V”字型夾角區(qū)域；3—刮濾刷；4一弧形擋水墻；5—水面；6.1—第一支撐墩；6.2—第二支撐墩。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0029]參見圖1、圖5、圖7所示，本發(fā)明提供的一種驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)，包括第一支撐墩6.1、第二支撐墩6.2，第一支撐墩6.1、第二支撐墩6.2分別設(shè)置在河道兩岸，還包括圓形過濾滾筒1、刮濾刷3及弧形擋水墻4 ;圓形過濾滾筒I包括實(shí)心圓軸1.1，筋板1.2 ；實(shí)心圓軸1.1上焊接有多條筋板1.2，每相鄰兩根筋板1.2之間放置有濾料層1.4，每?jī)筛畎?.2在實(shí)心圓軸1.1連接處形成一個(gè)40°的“V”字型夾角區(qū)域2，每個(gè)“V”字型夾角區(qū)域2內(nèi)外壁和側(cè)壁分別用金屬網(wǎng)1.3焊接包覆，圓形過濾滾筒I內(nèi)形成多個(gè)“V”字型立體封閉空間，濾料層1.4放置在“V”字型立體封閉空間內(nèi)，筋板1.2頂端表面設(shè)置有金屬網(wǎng)1.3，筋板1.2頂端兩端面設(shè)置有金屬網(wǎng)1.3。
[0030]本實(shí)施例中，金屬網(wǎng)1.3為不銹鋼鋼絲網(wǎng)或其他經(jīng)過防銹處理后的金屬網(wǎng)。
[0031]如圖2、圖3、圖5所示，濾料層1.4包括:竹炭層1.4.1或木炭層、石灰石層1.4.2、陶粒層1.4.3 ;裝填層次為圓形過濾滾筒I從里到外依次為石灰石層1.4.2、竹炭層1.4.1或木炭層、陶粒層1.4.3，裝填級(jí)配分別為石灰石層1.4.2粒徑范圍為2-10_，裝填厚度為75mm，在最里層；竹炭層1.4.1或木炭層粒徑范圍為10-300mm的塊狀或片狀，裝填厚度為75mm,在中層；陶粒層1.4.3粒徑范圍為裝填層厚為75mm在最外層,裝填完成后將筋板1.2之間區(qū)域填滿壓實(shí)。
[0032]圓形過濾滾筒I的軸兩端支撐在所述第一支撐墩、第二支撐墩上并安裝固定，圓形過濾滾筒I下方河床上安裝有刮濾刷3,刮濾刷3為長(zhǎng)毛刷，寬度為L(zhǎng)=25mm,長(zhǎng)度為4000mm，高度為50-100mm，自動(dòng)清理掉裝置上附著的多余生物膜。弧形擋水墻4設(shè)置在圓形過濾滾筒I的上游。弧形擋水墻4與圓形過濾滾筒I軸心的水平距離為700-900mm ;弧形擋水墻4高為氏=250.!，圓角為90°，半徑為R=250mm，以保障裝置在高強(qiáng)度沖擊負(fù)荷下能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0033]本實(shí)施例中，圓形過濾滾筒I軸心距離池底或安裝基礎(chǔ)的高度為H2=400mm，以實(shí)現(xiàn)平水期過水?dāng)嗝娌谎蜎]主軸為宜，軸心高于水面5距離為10mm ;圓形過濾滾筒I外徑為D1=BOOmm,實(shí)心圓軸1.1直徑為D2=150mm，河道寬度為5_10m。
[0034]如圖4所示，圓形過濾滾筒I長(zhǎng)度為L(zhǎng)=4000mm，間隔L1=100mm分成四段，每段用防銹處理的角鋼焊接分割，實(shí)心圓軸1.1單側(cè)露出的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2=350mm，實(shí)心圓軸1.1露出的部分未被鐵絲網(wǎng)包覆。
[0035]本實(shí)施例中，圓形過濾滾筒I及筋板1.2均用不銹鋼或防銹處理的鋼材焊接。至少兩個(gè)圓形過濾滾筒I可并聯(lián)連接在一起，并行布置于河道、溝渠、污水處理設(shè)施中。
[0036]本發(fā)明提供的一種水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)安裝步驟:先在河岸上將圓形過濾滾筒I焊接成型，將側(cè)向格網(wǎng)和中間分格格網(wǎng)一塊塊地安裝好，然后將圓形過濾滾筒I的每個(gè)“V”字型空腔豎直向上，按竹炭層L 4.1、石灰石層1.4.2、陶粒層1.4.3等填充濾料級(jí)配和分布順序逐層填充、壓實(shí)和用鐵絲網(wǎng)網(wǎng)格封閉，每個(gè)“V”字型夾角區(qū)域2填充封閉完畢后，將圓形過濾滾筒I進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使下一個(gè)“V”字型夾角區(qū)域2保持豎直向上的狀態(tài)，采用同樣的方法進(jìn)行填充濾料，然后用鐵絲網(wǎng)網(wǎng)格封閉，直至全部空腔填充完成，然后采用整體吊裝的模式將圓形滾筒I固定安裝在澆筑的鋼筋混凝土基座第一支撐墩、第二支撐墩上。
[0037]本發(fā)明提供的一種水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)的工作原理:以顆粒狀填料及其附著生長(zhǎng)的生物膜為主要處理介質(zhì)，充分發(fā)揮生物代謝、生理過濾、生物膜和填料的物理吸附作用，對(duì)污水進(jìn)行生物處理，使其中的污染物得以去除。微生物附著在填料表面上，污水在流經(jīng)載體表面過程中，通過有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物的吸附，氧氣向生物膜內(nèi)部的擴(kuò)散以及膜中所發(fā)生的生物氧化作用，對(duì)污染物進(jìn)行分解。在生物濾壩中，污染物、溶解氧及各種必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)首先要經(jīng)過液相擴(kuò)散到生物膜表面，然后在逐漸進(jìn)入到生物膜內(nèi)部，既為附著在原料上的膜上生物群提供生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)在擴(kuò)散的過程中被生物膜生物分解與轉(zhuǎn)化，最終形成各種代謝產(chǎn)物(CO2、水等)。此外，生物濾壩的填料本身就具有較好的機(jī)械的截留作用和吸附作用。污水流經(jīng)填料時(shí)，填料呈壓實(shí)狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特點(diǎn)及生物膜的生物絮凝作用，截留水中的懸浮物，且保證脫落的生物膜不會(huì)隨水飄出。同時(shí)，填料上的微生物在新陳代謝作用下可產(chǎn)生的粘性物質(zhì)如糖類、酯類等能發(fā)揮吸附架橋作用，同懸浮顆粒及膠體粒子粘結(jié)在一起，形成細(xì)小絮體，通過接觸絮凝作用而被去除。由于曝氣生物濾池填料生物膜比表面積較大，保證了濾池容納著大量微生物，這為進(jìn)一步降解污水中的有機(jī)污染物、取得良好的處理效果，提供了較好的保證。
[0038]本發(fā)明提供的一種水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)，維護(hù)簡(jiǎn)便，成本低廉，后期可以將“V”字型夾角區(qū)域2逐一打開后更換濾料，再次恢復(fù)使用，而且維護(hù)更新易于操作。將竹炭層1.4.1或木炭層、石灰石層1.4.2、陶粒層1.4.3等基質(zhì)按級(jí)配和填充厚度比例裝填，裝入圓形過濾滾筒I內(nèi)，采用部分置于水下附著生物膜、部分暴露在空氣中自然再復(fù)氧恢復(fù)，省去了對(duì)曝氣的要求，然后采取間隔一定周期旋轉(zhuǎn)互換保障連續(xù)處理污水的方法。該方法克服了生物濾池運(yùn)行周 期短，反沖頻繁、反沖后系統(tǒng)破壞等不足，改用間歇式恢復(fù)濾料活性的方法，并采用攔截壩式的布置方式，將物理過濾和生物膜凈化方法結(jié)合起來，使其更適宜于微污染水體和河流的治理。
【權(quán)利要求】
1.一種水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)，包括第一支撐墩(6.1)、第二支撐墩(6.2)，所述第一支撐墩(6.1)、所述第二支撐墩(6.2)分別設(shè)置在河道兩岸，其特征在于:還包括圓形過濾滾筒(I)、刮濾刷(3)及弧形擋水墻(4);所述圓形過濾滾筒(I)的軸兩端支撐在所述第一支撐墩、第二支撐墩上并安裝固定，所述圓形過濾滾筒(I)下方河床上安裝有刮濾刷(3)，所述弧形擋水墻(4)設(shè)置在所述圓形過濾滾筒(I)的上游。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)，其特征在于:所述圓形過濾滾筒(I)包括實(shí)心圓軸(1.1)，筋板(1.2);所述實(shí)心圓軸(1.1)上焊接有多條筋板(1.2)，每相鄰兩根筋板(1.2)之間放置有濾料層(1.4)，所述筋板(1.2)頂端表面設(shè)置有金屬網(wǎng)(1.3)，所述筋板(1.2)頂端兩端面設(shè)置有金屬網(wǎng)(1.3)。
3.如權(quán)利要求1所述的水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)，其特征在于:所述刮濾刷(3)為長(zhǎng)毛刷，寬度為L(zhǎng)=25mm,長(zhǎng)度為4000mm,高度為50_100_。
4.如權(quán)利要求1所述的水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)，其特征在于:所述弧形擋水墻(4)與圓形過濾滾筒(I)軸心的水平距離為700-900mm;所述弧形擋水墻(4)高為故=250臟，圓角為90°，半徑為R=250mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)，其特征在于:所述濾料層(1.4)包括:竹炭層(1.4.1)或木炭層、石灰石層(1.4.2)、陶粒層(1.4.3);裝填層次為圓形過濾滾筒(I) 從里到外依次為石灰石層(1.4.2)、竹炭層(1.4.1)或木炭層、陶粒層(1.4.3),裝填級(jí)配分別為石灰石粒徑范圍為2-10mm,裝填厚度為75mm,在最里層；竹炭或木炭粒徑范圍為10-300mm的塊狀或片狀，裝填厚度為75mm，在中層；陶粒粒徑范圍為5-15mm,裝填層厚為75mm在最外層,裝填完成后將所述筋板(1.2)之間區(qū)域填滿壓實(shí)。
6.如權(quán)利要求2所述的水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)，其特征在于:每?jī)筛鼋畎?1.2)在實(shí)心圓軸(1.1)連接處形成一個(gè)40°的“V”字型夾角區(qū)域(2)，每個(gè)“V”字型夾角區(qū)域(2)內(nèi)外壁和側(cè)壁分別用金屬網(wǎng)(1.3)焊接包覆，圓形過濾滾筒(I)內(nèi)形成多個(gè)“V”字型立體封閉空間，所述圓形過濾滾筒(I)軸心距離池底或安裝基礎(chǔ)的高度為H2=400mm，軸心高于水面(5) 10mm ;所述圓形過濾滾筒(I)外徑為D1=SOOmm,所述實(shí)心圓軸(1.1)直徑為D2=150mm,所述河道寬度為5_10m。
7.如權(quán)利要求6所述的水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)，其特征在于:所述圓形過濾滾筒(I)長(zhǎng)度為L(zhǎng)=4000mm，間隔L1=100mm分成四段，每段用防銹處理的角鋼焊接分割，所述實(shí)心圓軸(1.1)單側(cè)露出的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2=350mm。
8.如權(quán)利要求6所述的水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)，其特征在于:所述的圓形過濾滾筒(I)及筋板(1.2)均用不銹鋼或防銹處理的鋼材焊接。
9.如權(quán)利要求8所述的水力驅(qū)動(dòng)型生物濾壩凈水系統(tǒng)，其特征在于:至少兩個(gè)所述圓形過濾滾筒(I)凈水裝置可并聯(lián)連接在一起，并行布置于河道、溝渠、污水處理設(shè)施中。
【文檔編號(hào)】C02F3/34GK104030456SQ201410215507
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】陳紅兵, 李兆華, 盧進(jìn)登, 李艷薔, 趙麗婭, 鮮玲, 徐錚言 申請(qǐng)人:湖北大學(xué)