CN101274805B - 水力增氧水质自净屏 - Google Patents
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Abstract
本发明是水力增氧水质自净屏，水力增氧机设置在水力增氧自净屏的一端，其另一端是水箱，填料设置在水力增氧自净屏的中央，水力增氧机的虹吸管吸水口设置在水力增氧机的下部入口处，水力增氧自净屏分若干层，虹吸管出水进入下一层水箱；所述的虹吸管为呈扁形状的弯管，该弯管的一边为虹吸管吸水口，距槽底25mm处，该弯管的另一边为虹吸管出水口，排入下一层。优点：充分利用水泵的有效水头，将势能通过虹吸转化为动能进行大气复氧及吹脱，不需鼓风曝气曝气再耗能，运行费用低，全部自控无需专人管理，且无噪音，无泡沫，不投药，无二次污染，不堵塞，污泥量小，可抗冲击负荷，也可处理高浓度污水，长期停运后能很快恢复。
Description
技术领域
本发明涉及的是对于被污染的水体(天然河流，河沟，城市生活污水，城市内河，城市公园内湖和广大农村的面源污染)进行治理、并可恢复水质自净能力的设备——水力增氧水质自净屏。只要将被污染的水引入水力增氧水质自净屏后其出水就能被处理为排放一级A标准(《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002)或地水表III类水或水源水，恢复天然水体的水质自净能力，达到可持续地恢复天然水体的水质自净能力和恢复生态目的。属于水环境恢复生态和污水处理技术领域。
背景技术
当前国内外对于被污染的水体进行深度治理分两种类型，一种是将污水生物处理工艺引来应用，将其深度处理，当其处理达到排放一级A标准时，其运转费用已高达2元/m3左右，处理达到地表水III类的实例至今尚没有；另一种是用特殊处理方法，例如，分子筛、纳米等，其运行费用比生物处理要高1～2倍。当今所有流行应用的污水生物处理工艺都需要用鼓风曝气(或其它各类曝气)的方法增加污水中的溶解氧，以便让污水中附在活性污泥上或填料上好氧微生物得以生长、繁殖分解污水，让污水得到净化。曝气方法复氧效率很低，能耗很大，运行费用很高。当前国内外对于来自广大农村的面源污染的处理还没有一个既经济，又能解决问题的方法。
发明内容
本发明的目的旨在解决被污染的水体(天然河流，河沟，城市生活污水，城市内河，城市公园内湖)进行治理和我国广大农村面源污染问题，提出一种经济有效的水力增氧水质自净屏。可将被污染的水体处理达到排放一级A标准或地表水III类或水源水的设备——水力增氧水质自净屏。
本发明的技术解决方案：其特征是水力增氧机设置在水力增氧自净屏的一端，水力增氧自净屏的另一端是污水进水泵管的水箱或为承接上一层水力增氧机出水的水箱，填料设置在水力增氧自净屏的中央，水力增氧机顶在水力增氧机的顶部，虹吸管吸水口设置在水力增氧机的下部入口处，水力增氧自净屏分若干层，虹吸管出水进入下一层即是第二层水力增氧自净屏的另一端的水箱；所述的虹吸管为呈扁形状的弯管，该弯管的一边为虹吸管吸水口，距槽底25mm处，该弯管的另一边为虹吸管出水口，排入下一层；所述的水力增氧自净屏的一个单元模块长度为10m～12m，其设计层数为4～20层，每层的高度为25～35cm；水力增氧机用若干米长呈扁形弯管状的PVC材料铸制成，水力增氧机被安置在上水槽中与其下部的一个水槽相连接形成一个单元整体；填料是用PVC湍球分层铺砌或卵石、黄砂分层铺砌，并按大卵石、中卵石、小卵石、粗砂和细砂顺序铺砌，填料数量由去除负荷控制。
本发明的优点：充分利用了水泵的有效水头，将势能通过水力学的虹吸和流体运动转化为动能进行大气复氧及吹脱，不需鼓风曝气再耗能，运行费用特低，造价也低，且无噪音，无泡沫，不投药，无二次污染，不堵塞，污泥量小。。可抗冲击负荷，也可处理高浓度污水。长期停运后也能很快恢复。
除此之外，还有：1)工艺简单，全部自控无需专人管理。一个水泵将污水泵入设备，出水即自动达到设计要求(排放一级B标准、排放一级A标准、地表水III类标准，可替代除直接饮用外的自来水功能)；2)因地制宜进行处理：a)若占地限制，则可向空间发展，安装水力增氧自净屏处理设备；b)在城市生态景观小区，要求处理设备不能过高，则可向水平方向发展，安装与之相匹配的景点式的水力增氧自净屏处理设备，既可处理污水达到地表水III类标准，又可用来搞活生态景观小区水景的秀丽，创造一个具有优美的自然景观的和谐社会；c)在山区或丘陵区，有坡降(水力势能)可利用，则直接运行费用可不需一分钱；3)处理规模大、小都可以适用。由于是利用水力势能增氧，处理规模的放大或缩小都不能在垂直方向放大或缩小，水的水力势能下去以后就上不来了。因此只能是单元模块在水平方向前后左右进行并联放大或缩小。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图。
图中1是水力增氧机、2是填料、3是水力增氧机顶、4是水力增氧自净屏、5是虹吸管吸水口、6是污水进水泵管、7是虹吸管出水即是第二层水力增氧自净屏的另一端的水箱、A是污水。
具体实施方式
对照附图1，其结构是水力增氧机1设置在水力增氧自净屏4的一端，水力增氧自净屏4的另一端是污水进水泵管6的水箱或为承接上一层水力增氧机1出水的水箱，填料2设置在自净屏4的中央，水力增氧机顶3在水力增氧机1的顶部，虹吸管吸水口5设置在水力增氧机1的下部入口处，水力增氧自净屏4分若干层，虹吸管出水进入下一层7即是第二层水力增氧自净屏的另一端的水箱。
水力增氧自净屏4的一个单元模块长度一般为10m～12m，设计层数由污水进水水质特性、处理水量和出水水质要求确定，在4～20层之间，每层的高度25～35cm。
水力增氧机1用PVC材料铸制成扁形弯管状，并由若干米长呈扁形弯管状的PVC材料铸制成(即是虹吸管)，水力增氧机1的长度由处理水量控制，被安置在上水槽中与其下部的一个水槽相连接形成一个单元整体。扁形弯管与圆形弯管相比，可以使出水量增加约一倍，原因是圆形弯管的截面积为1/4(πD2)’扁形弯管的截面积为D2.所以扁形弯管的截面积大于圆形弯管的截面积1。27倍，同时扁形弯管的虹吸出水流速大于圆形弯管的虹吸出水流速的1.27倍
填料2是应用PVC湍球分层铺砌，(或由卵石、黄砂分层铺砌，并顺序按大卵石、中卵石、小卵石、粗砂和细砂铺砌)填料数量由去除负荷控制。
若干米长呈扁形弯管为虹吸管，其一边为虹吸管吸水口5，位于本层水槽的近槽底25mm处，另一边为虹吸管出水口7即是第二层水力增氧自净屏的另一端的水箱。
填料2的卵石、黄砂上所附的微生物及轮虫类生物是由试验室内培养在
工程现场接种后进行培养，繁殖。
工作过程：当污水自第一层进入水力增氧机1时，(在平原地区由水泵打入，在山区有天然水力势能时则自流进入)污水A自下而上运动，且其中携带的悬浮物自下而上被截留，当水位上升到水力增氧机中的虹吸管顶部3并超过后，则产生虹吸，很快吸干该层的污水A排入下一层，此时污水自上而下运动携带被截留的悬浮物质(很通畅地由小孔隙向大孔隙流动)也排入下一层(这也是每一层填料不堵塞的原因)，同时将空气吸入填料2的孔隙之中，空气沿大颗粒孔隙向小颗粒孔隙自下而上地与所有填料中的水膜相接触而进行大气复氧，使得填料表面的水膜中溶解氧迅速增加。
当每一层的污水A被吸干后，虹吸自动断开，且有一段间歇时间，故使得填料中水膜的大气复氧时间很充分，又由于水膜很薄，其中的溶解氧很快向饱和值接近，故适宜填料表面生物膜中好氧微生物生长、繁殖，并很快分解污水。
由于污水A的不断进入，该层的水位又上升，再次虹吸，周而复始，并且自上一层向下一层，逐层传递，每传递一层，污水中的溶解氧增加一次，它是递增的，同时填料上所附微生物也要分解污水一次，分解污水的能力也是递增的，至底层通过二沉池，将携带的悬浮物沉淀，上清液出水时再通过水力增氧生态草皮，且由于流体运动和毛细管的作用将水和有机物(氮，磷)输送给上部土层和覆盖的草皮，去除了氮、磷，即可达排放一级A标准或地表水III类水质或水源水，恢复天然水体的水质自净能力。
Claims (1)
1.水力增氧水质自净屏，其特征是水力增氧机设置在水力增氧自净屏的一端，水力增氧自净屏的另一端是污水进水泵管的水箱或为承接上一层水力增氧机出水的水箱，填料设置在水力增氧自净屏的中央，水力增氧机顶在水力增氧机的顶部，虹吸管吸水口设置在水力增氧机的下部入口处，水力增氧自净屏分若干层，虹吸管出水进入下一层即是第二层水力增氧自净屏的另一端的水箱；其中虹吸管为呈扁形状的弯管，该弯管的一边为虹吸管吸水口，距槽底25mm处，该弯管的另一边为虹吸管出水口，排入下一层；水力增氧自净屏的一个单元模块长度为10m～12m，其设计层数为4～20层，每层的高度为25～35cm；水力增氧机用若干米长呈扁形弯管状的PVC材料铸制成，水力增氧机被安置在上水槽中与其下部的一个水槽相连接形成一个单元整体；填料是用PVC湍球分层铺砌或卵石、黄砂分层铺砌，并按大卵石、中卵石、小卵石、粗砂和细砂顺序铺砌，填料数量由去除负荷控制。
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