CN102070212B - 滤井循环净化系统及使用该系统净化河水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种滤井循环净化系统及使用该系统净化河水的方法。该系统由滤床、滤水管、集水管、滤井、潜水泵和连接管道组成；滤床周围为浆砌石墙，石墙内部由上至下依次设置防冲层、滤料层和承托层；集水管水平设置于承托层中部，其一端穿过靠近河岸一侧的石墙并与滤井连接；集水管两侧具有复数个开口，每个开口连接一个滤水管；该滤水管也水平设置于承托层中部；每个滤水管上具有复数个开孔；滤井设置于河道外侧，其底面低于河床；滤井底部设置潜水泵，潜水泵的出水口通过管道连接上游河道。河水经过滤料层过滤后通过滤水管和集水管收集到河道外侧的滤井内，使用潜水泵将水抽出，通过管道输送到滤井上游，实现河道水体的过滤净化和循环。

Description

滤井循环净化系统及使用该系统净化河水的方法
技术领域
本发明涉及一种水体净化技术，具体涉及河水过滤循环净化处理技术。
背景技术
随着国民经济的快速发展，河湖水体污染、富营养化越来越严重，尤其是城市河流污染状况更为各级政府部门和人民群众所关注。受污染河水一般具有以下特点：1、需要处理的水量大，一般无法进行远距离输送，而采用就地净化方式；2、一般河岸边土地资源紧张，因而不可能采用处理时间长，流程复杂的工艺来处理受污染河水；3、由于水量大，不能采用处理成本高的工艺，同时必须考虑处理工艺带来的二次污染物问题。
目前公知的河水净化方法包括物理方法、化学方法及生物方法等，但是上述诸多治理措施存在着技术要求高、施工复杂、投资巨大等特点，因此难于大范围普遍实施。此外随着水资源量的减少和水价的提高，各类公园、宾馆、小区等场所的景观水体的补充水量逐渐受到限制；由于这些场所功能的特殊性使常规治水方法的使用受到限制，因此这类水体的水质治理和维护问题日益突出。在资金紧张、能源短缺的条件下亟需经济有效又合乎生态要求的处理措施来进行受污染河流水质的改善。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明综合利用物理和化学净化技术，提供一种结构简单，占用较少河岸土地，并能处理较大流量河水的滤井循环净化系统及使用该系统净化河水的方法。
为实现上述目的，本发明公开了一种滤井循环净化系统，其是由滤床、滤水管、集水管、滤井、潜水泵和连接管道组成；
该滤床设置于河床上，其顶部低于河水水面；该滤床周围为浆砌石墙；石墙内部由上至下依次设置防冲层、滤料层和承托层；该防冲层由砂砾料和/或火山岩料组成；该滤料层由粗砂和铁矿石组成，其中铁矿石占全部滤料体积的1％～5％；该承托层由砂砾料组成；
该集水管水平设置于该承托层中部，集水管横贯整个滤床，其一端接触远离河岸一侧的石墙，另一端穿过靠近河岸一侧的石墙并与滤井连接；该集水管两侧具有复数个开口，每个开口连接一个滤水管；该滤水管也水平设置于承托层中部；每个滤水管上具有复数个开孔；
该滤井设置于河道外侧，其底面低于河床；该滤井底部设置潜水泵，该潜水泵的出水口通过管道输送至上游河道。
如上所述的滤井循环净化系统，其中该防冲层中砂砾料的粒径优选为16～32mm，火山岩料的粒径优选为10～20mm；所述滤料层中粗砂粒径为优选0.5～2mm，铁矿石的粒径为优选0.5～2mm；所述承托层中砂砾料的粒径优选为2～32mm。
如上所述的滤井循环净化系统，其中该承托层中砂砾料层下方还可包括细砂料层，该细砂料的粒径小于0.5mm。
如上所述的滤井循环净化系统，其中该防冲层的厚度优选不少于100mm；所述滤料层的厚度优选不少于700mm；所述承托层的厚度优选不少于600mm。
如上所述的滤井循环净化系统，其中该集水管的管径优选为300～500mm；所述复数个滤水管垂直于该集水管，相邻滤水管的间隔优选为0.3～0.5m；每个滤水管的管径优选为50～75mm。
如上所述的滤井循环净化系统，其中该滤水管上开孔的孔径优选小于9mm；孔间距优选为0.1～0.5m。
另一方面，本发明提供应用如上所述的滤井循环净化系统净化河水的方法，该方法包括：在河道内及岸边设置滤床、滤水管、集水管、滤井和潜水泵，经过滤料层过滤后的水体通过滤水管和集水管收集到河道外侧的滤井内，使用潜水泵将水抽出，通过管道输送到滤井上游，实现河道水体的过滤净化和循环。
如上所述的净化河水的方法，其中该滤井循环净化系统沿河道设置，间距优选为100～300m。
本发明的有益效果在于，本发明净化系统滤层中的粗砂具有物理吸附和过滤作用，铁矿石可提高磷的去除率。经过该系统处理河水，水质指标总氮的去除率达到20～55％，对总磷的去除率达到34～78％，COD的去除率在20～25％，对BOD的去除率在20～49％，并能降低悬浮物含量，出水水质得到提高。此外，该系统结构简单，投资省，无污染，占用较少河岸土地，并能处理较大流量河水。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的结构示意图。
图2为本发明一种实施方式的平面布置图。
图3为图2沿B-B剖面图。
图4为本实用新型一种实施方式中集水管和滤水管的结构示意图。
图5为本发明滤井净化河水总氮分析图。
图6为本发明滤井净化河水总磷分析图。
具体实施方式
如图1-3所示，在本发明的一种优选实施方式中，滤井循环净化系统由滤床1、滤水管2、集水管3、滤井4、潜水泵5和连接管道11组成；
滤床1设置于河床6上靠近岸边一侧，其顶部低于河水水面，滤床长10m，宽7.5m；滤床1为半地下式，底部位于河床以下0.5m；该滤床周围为浆砌石墙7，墙高2.1m；石墙7内部由上至下依次设置防冲层8、滤料层9和承托层10；其中，防冲层8由上至下依次包括厚度为100mm粒径为16～32mm的砂砾料层和厚度为100mm粒径约为10mm的火山岩料层；滤料层9由粗砂和铁矿石混合而成，其厚度为800mm粒径为0.5～2mm，其中铁矿石占全部滤料体积的2％；承托层10由上至下依次包括厚度为200mm粒径为2～4mm的砂砾料层、厚度为100mm粒径为4～8mm的砂砾料层、厚度为100mm粒径为8～18mm的砂砾料层、厚度为100mm粒径为16～32mm的砂砾料层、厚度为100mm粒径为8～16mm的砂砾料层和厚度为100mm的细砂层；
集水管3水平设置于该承托层10中部，集水管3横贯整个滤床1，其一端接触远离河岸一侧的石墙，另一端穿过靠近河岸一侧的石墙并与滤井4连接；集水管3管径为500mm，长20m，其两侧均具有复数个开口12，相邻开口的间隔为0.3m，每个开口连接一个滤水管2；该滤水管2也均水平设置于承托层10中部，与集水管3相互垂直，滤水管2管径为75mm，长4.6m，其上具有40个开孔13，孔径为8mm，孔间距为0.23m；集水管3和滤水管2均采用PN＝0.6MPa的UPVC塑料管。
滤井4设置于河道外侧，滤井内径2.6m，深5米；该滤井4底部设置潜水泵5，流量300m3/h，扬程4.9m，功率11.0kw，该潜水泵的出水口通过管道11输送到上游河道200m处。
上述滤井循环净化系统可每间隔250m沿河道设置。河水经过滤料层过滤后通过滤水管和集水管收集到河道外侧的滤井内，使用潜水泵将水抽出，通过管道输送到滤井上游，实现河道水体的过滤净化和循环。
将上述滤井循环净化系统应用于某实验河道，对此河流原水和滤井出水多次取样分析，结果如下：
(1)总氮去除效果分析
总氮去除效果分析如图4所示，滤井出水水质总氮值均低于原水，原水总氮值在5.2～6.56mg/l变化，而滤井出水总氮在2.36～5.30mg/l之间变化，滤井的总氮去除率在20～54.62％。
(2)总磷去除效果分析
总氮去除效果分析如图5所示，原水中总磷在0.28～2.46mg/l之间变化，而滤井出水质中总磷在0.14～0.52mg/l之间，滤井出水水质的总磷明显低于原水中的磷，去除率为34.29～78.86％。
(3)其它水质指标去除效果分析
根据取样测试结果分析，滤井循环净化系统对COD的去除率在20～25％；对BOD的去除率在20～49％。

Claims (4)

1.一种滤井循环净化系统，其特征在于：
其是由滤床、滤水管、集水管、滤井、潜水泵和连接管道组成；
该滤床设置于河床上，其顶部低于河水水面；该滤床周围为浆砌石墙；石墙内部由上至下依次设置防冲层、滤料层和承托层；该防冲层由砂砾料和/或火山岩料组成；该滤料层由粗砂和铁矿石组成，其中铁矿石占全部滤料体积的1%～5%；该承托层由砂砾料组成；
该集水管水平设置于该承托层中部，集水管横贯整个滤床，其一端接触远离河岸一侧的石墙，另一端穿过靠近河岸一侧的石墙并与滤井连接；该集水管两侧具有复数个开口，每个开口连接一个滤水管；该滤水管也水平设置于承托层中部；每个滤水管上具有复数个开孔；
该滤井设置于河道外侧，其底面低于河床；该滤井底部设置潜水泵，该潜水泵的出水通过管道输送到上游河道；
该防冲层中砂砾料的粒径为16～32mm，火山岩料的粒径为10～20mm；所述滤料层中粗砂粒径为0.5～2mm，铁矿石的粒径为0.5～2mm；所述承托层中砂砾料的粒径为2～32mm；
该防冲层的厚度不少于100mm；所述滤料层的厚度不少于700mm；所述承托层的厚度不少于600mm；
该集水管的管径为300～500mm；所述复数个滤水管垂直于该集水管，相邻滤水管的间隔为0.3～0.5m；每个滤水管的管径为50～75mm；
该滤水管上开孔的孔径小于9mm；孔间距为0.1～0.5m。
2.根据权利要求1所述的滤井循环净化系统，其特征在于：所述承托层中砂砾料层下方还包括细砂料层。
3.应用权利要求1或2所述的滤井循环净化系统净化河水的方法，其特征在于该方法包括：在河道内及岸边设置所述滤床、滤水管、集水管、滤井和潜水泵，经过滤料层过滤后的水体通过滤水管和集水管收集到河道外侧的滤井内，使用潜水泵将水抽出，通过管道输送到滤井上游，实现河道水体的过滤净化和循环。
4.根据权利要求3所述的净化河水的方法，其特征在于：所述滤井循环净化系统沿河道设置，间距为100～300m。
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