CN101628774B - 一种升流式滤层-浮床净水装置 - Google Patents

一种升流式滤层-浮床净水装置 Download PDF

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一种升流式滤层-浮床净水装置，属于环境工程和技术领域。特征是厌氧升流式反应器和浮床的有效组合，包括进水系统、填料层、浮床吸收分离层、排污系统。城市污染水体依靠重力流从装置底部进入后上升-下降-上升往复式流入填料层，通过填料的截留过滤能力吸附污染物质，在运行过程中，填料层逐渐挂膜，在填料表面生长的微生物对污染进行降解，污水通过过滤和生物作用后进入浮岛层，通过植物的吸收转化进一步去除污染物质。此外，浮岛植物根系的释氧也使得装置沿水流的上升方向形成了厌氧、缺氧和好氧的交替环境，有利于氮磷营养物质的去除。周期性的排污利于填料层的稳定运行。本发明的净水装置运行稳定可靠、景观示范作用明显，可以用于城市水体的治理和修复。

Description

一种升流式滤层-浮床净水装置
技术领域
本发明涉及一种升流式滤层-浮床净水装置，主要用于城市污染水体的修复和治理，属于环境工程和技术领域。
背景技术
随着城市化进程的加快，人类活动对环境造成的影响日益突出，由此造成的城市水体污染问题也日却严重。在我国的大多数城市中，水体的污染状况相当严重，大部分城市河道常年处于黑臭状态，池塘、湖泊的富营养化情况也呈逐年增长趋势。据报导，我国大多数水体环境质量超地表水V类标准，富营养化湖泊已占湖泊总量的85％。这些，都给城市居民的工作和生活带来了严重的影响，同时也损害了城市的形象。因此，城市水体的污染治理是建设宜居的环境友好型城市必要保障。
目前城市水体水体治理和修复技术主要包括三种方法：一是物理方法，采取工程措施治理如机械过滤、机械除藻、疏挖底泥、引水稀释等；二是化学方法，如加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等；三是生物修复技术，即利用放养控藻型生物、构建人工湿地、人工浮床或建立水生植被等进行修复的方法。利用生物修复技术治理城市水体的污染较之传统的物理、化学方法，生物修复法具有费用省、效果好、对外界干扰少、以及没有或很少二次污染等诸多优点。生物修复技术中的浮床技术利用人为栽植各种适合水域生长的水生植物或陆生植物的生长过程根系对污染物质的吸收转化作用，并通过植物收割来有效去除水体中的污染物质的方法，与水生植被和人工湿地相比则具有占地省、可移动式运行、无动力、无维护、使用寿命长等特点，是目前用于用于城市景观水体净化的一种有效方法。升流式滤层-浮床技术是在充分考虑浮床技术特征基础上结合接触氧化和过滤作用的创新和改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本、低能耗、净化效果好、美观的城市水体净化装置。
本发明的特征是将人工浮床与升流式滤层反应器合理组合的净化装置，所述的净化装置采用圆形柱状设计避免死角区域，装置具体包括进水系统、填料层、浮床吸收分离层、排污系统，城市污染水体依靠重力流进入净化装置，污水上升-下降-上升往复式流入填料层，经过填料层所填充的介质过滤截留和接触反应后向上流入植物浮床区，通过植物根系的吸收作用和根际区网捕作用，污染水体中的污染物质和悬浮物被有效去除，植物浮床可以起到三相分离器的作用，将水、悬浮物和水中有害气体合理分离，同时还可以防止水生生物的流失保障装置内的生物量。定期排放污水污泥防止装置堵塞。
所述的净水装置的进水系统无需动力消耗，依靠重力通过进水管从装置底部进水。
所述的净水装置的进水廊道采用上升-下降-上升的往复式设计，降低了装置的高度，延长了污水接触反应时间。
所述净水装置的填料层，可装填软性填料如纤维填料或硬质填料如石英砂、砾石、卵石和生物陶粒等或先硬后软的组合填料，装硬性填料时按照粒径级配从上到下依次增加，通过穿孔的承托板支撑。
所述净水装置的浮床吸收分离层包括种植观赏性的净化效果好的水生植物如美人蕉、浮萍等的浮床和堰出水区。
所述净水装置的排污系统包括污泥收集斗和排污管，污泥收集斗侧面与底部角度为55-75°，定期通过排污泵连接排泥管将污泥抽出外排。
所述净水装置采用厌氧升流式反应器的设计，浮床层的直径大于填料层的直径，减小水的上升流速，进而延长停留时间，保证植物对污染物的充分吸收和有效实现气/固/液三相分离。
所述净水装置层高约2m，填料层约1m。
本发明提供的升流式滤层-浮床净水装置，可以有效的利用城市水体周边的空地，通过厌氧升流式反应器和浮床的有效组合，依靠水生植物的根区释氧，从水流方向上形成厌氧、缺氧和好氧的反应区域，通过往复式进水廊道延长污水的停留时间，借助廊道内填料层的填料上吸附的微生物的接触氧化作用、介质过滤作用以及浮床植物的吸收转化作用来净化城市水体，并通过圆形结构的设计和观赏性水生植物种植增添城市水体景观。整个净水装置依靠重力，无需能耗；填料层填料组合灵活，取材方便；浮床层植物美观，植物可收割后再利用，不产生二次污染问题；装置可以依据现场水质水量情况并联/串联使用；工程投资和运行成本低，运行稳定可靠，管理简单，工程设计合理，景观示范作用明显，可以大范围推广。
附图说明
图1是升流式滤层-浮床净水装置结构示意图
图2是填料层组合示意图
图1中，1.进水管 2.进水廊道(包括廊道2-1、2-2、2-3)3.填料层  4.浮岛分离层  5.出水配水渠  6.排泥斗  7.排污管
图2中，8.软性纤维填料  9.石英砂层  10.砾石层(生物陶粒层)  11.卵石层  12.软性填料层13.硬性填料层
具体实施方式
以下结合附图说明具体实施方式，但本实施并不用于限制本发明，任何熟悉该发明创新点的科研技术人员，采用本发明的相似结构、方法及相似变化，均应列入本发明的保护范围。
如图1所示，一种升流式滤层-浮岛净水装置，其特征是由进水管1，进水廊道2(包括廊道2-1、2-2、2-3)，填料层3，浮岛分离层4，出水配水渠5，排泥斗6和排污管7组成；污染的城市水体(包括城市河流、湖泊和水库)水通过重力流依靠进水管1和进水廊道2均匀进入净水装置的填料层3，填料层3如图2所示可有3大类填料组合：a只填充软性纤维填料8；b依据水流方向填充卵石层11、砾石或生物陶粒层10和石英砂层9；c组合填料层，依据水流方向依次是硬性填料层13和软性填料层12。污水通过填料层的接触氧化和过滤作用后上升流入浮岛层4，通过植物的吸收和转化作用，净化的水通过出水配水渠5排入城市水体。
本发明的净水装置可采用地埋式或半地下式修建，采用圆形设计可以避免污物积存和死角区域，水力条件好，往复式的进水廊道延长了水力停留时间，填料层直径小于浮岛层直径，可以保证污水在不同层的水力停留时间，提高植物对污染物的吸收效果和截留能力，周期性的排污利于填料层的稳定运行。
本发明的净水装置的工作原理就是依靠升流式厌氧滤床和植物浮岛的共同作用，污水从装置底部进入后上升流通过进水廊道2-1入填料层2，然后折流向下通过进水廊道2-2进入填料层2后从底部再通过廊道2-3上升进入填料层2，从周边上升流出水进入浮岛层4，通过填料的截留过滤能力吸附污染物质，在运行过程中，填料层逐渐挂膜，在填料表面生长的微生物对污染进行降解，通过往返式折流延长了污水的停留时间、反应时间和过滤时间和长度，污水通过过滤和生物作用后进入浮岛层，通过植物的吸收转化进一步去除污染物质，植物浮岛起到了吸收、过滤、截留的作用，是一种植物型的三相分离器。此外，浮岛植物根系的释氧也使得装置沿水流的上升方向形成了厌氧、缺氧和好氧的交替环境，有利于氮磷营养物质的去除。

Claims (1)

1.一种升流式滤层-浮岛净化装置，特征是将人工浮床与厌氧升流式滤层反应器有效组合，依靠水生植物的根区释氧从水流方向上形成厌氧、缺氧和好氧的反应区域，包括进水系统、填料层、浮床吸收分离层、排污系统，净水装置采用厌氧升流式反应器的圆柱阶梯形设计，浮床吸收分离层的直径大于填料层的直径，总高度2m；装置的进水系统无需动力消耗，依靠重力通过进水管和进水廊道从装置底部进水；进水廊道采用上升-下降-上升往复式结构，填料设置于廊道内形成填料层；填料层装填软性填料或硬质填料或先硬后软的组合填料，装硬性填料时按照粒径级配从上到下依次增加，通过穿孔承托板支撑，填料层厚度1m。
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