CN103011477A - 一种基于纳米纤维膜的无外接电源城市面源污染水处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于纳米纤维膜的无外接电源城市面源污染水处理系统，它是一个由砖、沙和水泥砌成的水池，该水池又包括沉淀池（1）、一级过滤系统（2）、二级过滤系统（3）和蓄水池（5），彼此之间相互连通；雨水进入沉淀池（1），接着通过一级过滤系统（2）进行处理，出水通过带网状物的通孔（7）到二级过滤系统（3）中进行处理，处理后的雨水储存在蓄水池（5）中再利用。本发明系统无外接电源，直接利用势能对城市雨水进行处理。它能去除一般系统不能去除的小分子污染物质，可以避免对雨水的重复处理；处理后的出水水质能达到较高的要求，在小分子污染物较多区域的处理效果更为明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于纳米纤维膜的无外接电源城市面源污染水处理系统，属于城市面源污染水处理技术领域。
背景技术
随着城市经济水平的增加，城市中的面源污染越来越严重，尤其是在降雨过程中，降雨径流冲刷街道、屋顶、公路及土地表面，雨水冲洗了各种污染物质，如杀虫剂、农药、化学品、重金属及一些石油产品，这些污染物质将随着雨水进入城市排水系统，再排放到河流，将会给水生动物造成危害，也会间接或直接影响人类的健康。
目前世界各个国家和地区都在研究城市雨水的收集与重复利用。其中大多采用具有一定粒径的滤料进行过滤和一些生物处理方法。如申请专利号为200910062908.4，名称为城镇小区雨水处理及利用方法，公开专利号为CN101936020A的发明专利，是由滤沟、粗滤室、水井组成，其中水井由隔墙隔成两室，其中一个为空水井，另一个充满填料。雨水经过1～2m的滤沟，再经过粗滤池，最后进入到水井。该方法的优点是，能让雨水全部得到处理，但由于其只是比较粗略的过滤，并不能有效的去除雨水中的重金属及其它小分子污染物质。又如申请专利号为200810086221.X，名称为雨水处理新工艺——道路生物处理法，公开专利号为CN101531423A的发明专利，该处理方法将含有微生物的生物滤料放置在渗透性路面和保湿层下，是由一定级配的石料、矿渣、陶粒等基质与微生物混合制成的雨水处理专用生物滤料路基，雨水中的污染物经过该渗透道路，在微生物的生化作用下被降解以达到水质净化的目的。该方法利用微生物对雨水中污染物质进行处理，比一般雨水处理系统处理效率高。但该方法中含微生物的路基铺设成本和路基制作成本较高；同时考虑到微生物生存条件，可能会因环境变化而导致一定量微生物流失，其对城市面源水体污染的处理能力会逐渐降低。
发明内容
1、目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于纳米纤维膜的无外接电源城市面源污染水处理系统，对城市面源污染水体进行深层的处理，使出水水质达到较高标准。
2、技术方案：本发明一种基于纳米纤维膜的无外接电源城市面源污染水处理系统，其特征在于：见图1，它是一个由砖、沙和水泥砌成的水池，该水池又包括沉淀池（1）、一级过滤系统（2）、二级过滤系统（3）和蓄水池（5），彼此之间相互连通。该沉淀池（1）是一敞口的有预定容积的储水池，通过中部隔墙高度与一级过滤系统（2）连通；该一级过滤系统（2）包含3个不同粗细程度的沙层，其粒径自上而下逐渐减小；其顶部位置设置有圆形井盖，便于更换填料和维护保养；其底部位置设置有带网状物的通孔与二级过滤系统中（3）连通；该二级过滤系统（3）是由三面为不透水墙体砌成、一面为垂直的纳米纤维膜过滤体（4）构成的其顶部为封闭的储水池；该蓄水池（5）的三面为不透水墙体砌成，一面通过垂直的纳米纤维膜过滤体（4）与二级过滤系统中（3）连通；其顶部位置设置有圆形井盖，便于对出水的利用。
面源污染水体经过沉淀池进入一级过滤系统，再经过基于纳米纤维膜的二级过滤系统，处理后的水体储存在蓄水池中。该系统最高点不超过水体汇集最低点。
其中，一级过滤系统中的3个滤料层至上而下粒径逐渐减小，其中上层的粒径为11~18mm，中层的粒径为6～12mm，下层的粒径为2~7mm；3个滤料层的厚度根据修建规模及污染情况确定，若污染较为严重可相应增加细沙层的厚度。
其中，纳米纤维膜过滤体中纳米纤维膜为TiO2纳米纤维膜，其具有高效、价格便宜、性能稳定的特点，同时它还具有以下优点：（a）通过对膜表面进行紫外光或太阳能照射处理，膜性能得到恢复，能有效的消除膜污染问题;（b）膜面积大，对有机物和微生物的吸附力强，出水水质好;（c）有较好的抗酸碱性及温度适用范围广;（d）环保性能高，膜寿命长;（e）膜的性能柔韧，可制造各种型号的膜组件。
其中，纳米纤维膜的过滤体可以是包含许多微孔的聚乙烯或其它任何具有该特征的平板载体，也可以是网状物载体，该过滤体至少包含上述载体3个及以上，以便于取出清洗，防止取出过滤体清洗时二级过滤系统（3）中的雨水与蓄水池（5）中的雨水混合导致处理的水质受到影响。
其中，一级过滤系统与二级过滤系统之间墙体全部由不透水墙体阻隔，下部开通孔并安装网状物以防止较细的滤料进入二级过滤系统中。
3、优点及功效：本发明一种基于纳米纤维膜的无外接电源城市面源污染水处理系统，其优点是：能有效的过滤和吸附一般污水处理系统不能处理的污染水体中的小分子污染物质，并能在紫外光照条件下有效地降解这些污染物质，在整个过程中不会产生副产物，避免对环境的二次污染。
附图说明
图1.一种基于纳米纤维膜的无外接电源城市面源污染水处理系统剖视图
图2.纳米纤维膜过滤体侧面图
图中符号说明如下：
1 沉淀池；2 一级过滤系统；2-1 系统上层；2-2 系统中层；2-3 系统下层；3 二级过滤系统；4 纳米纤维膜过滤体；5 蓄水池；6 圆形井盖；7带网状物的通孔；8 不透水墙体；
具体实施方式
见图1，本发明一种基于纳米纤维膜的无外接电源城市面源污染水处理系统，它是一个砖、沙和水泥砌成的水池，该水池又包括沉淀池（1）、一级过滤系统（2）、二级过滤系统（3）和蓄水池（5），彼此之间相互连通。该沉淀池（1）是一敞口的有预定容积的储水池，通过中部隔墙高度与一级过滤系统（2）连通；该一级过滤系统包含3个不同粗细程度的沙层，其粒径自上而下逐渐减小；其顶部位置设置有圆形井盖，便于更换填料和维护保养；其底部位置设置有带网状物的通孔与二级过滤系统中（3）连通；该二级过滤系统（3）是由三面为不透水墙体砌成、一面为垂直的纳米纤维膜过滤体（4）构成的其顶部为封闭的储水池。该蓄水池（5）的三面为不透水墙体砌成，一面通过垂直的纳米纤维膜过滤体（4）与二级过滤系统中（3）连通；其顶部位置设置有圆形井盖（6），便于对出水的利用。其中，纳米纤维膜过滤体（4）中纳米纤维膜为TiO2纳米纤维膜，其具有高效、价格便宜、性能稳定的特点。
根据图1所示，该系统的最高点不高于污染水体汇集最低点，城市面源污染水体汇集到处理系统中的沉淀池（1），经过沉淀处理后进入到一级过滤系统（2）。
一级过滤系统中自上而下为不同粒径的填料，上层（2-1）的粒径为11mm，中层（2-2）的粒径为6mm，下层（2-3）的粒径为2mm。
雨水经过一级过滤系统后，通过一级处理系统下部的带网状物的通孔（7），进入到二级过滤系统（3）中，利用势能通过纳米纤维膜过滤体（4），最终处理过的雨水储存在蓄水池（5）中待用。图2为纳米纤维膜过滤体侧面图。
一级过滤系统和蓄水池的顶均设置为直径为1米的井盖（6）。
一级过滤系统与二级过滤系统之间墙体的全部为不透水阻隔墙体（8），下部为带网状物的通孔（7），以防止一级过滤系统中的细滤料进入二级过滤系统中。
本系统中沉淀池（1）的尺寸为长×宽×高=2×2×1（米）；一级过滤系统（2）的尺寸为长×宽×高=2×2×2（米）；二级过滤系统（3）尺寸为长×宽×高=2×2×2（米）；蓄水池（5）的尺寸为长×宽×高=3×3×2（米）。
Claims (5)
1.一种基于纳米纤维膜的无外接电源城市面源污染水处理系统，其特征在于：它是一个由砖、沙和水泥砌成的水池，该水池又包括沉淀池（1）、一级过滤系统（2）、二级过滤系统（3）和蓄水池（5），彼此之间相互连通；该沉淀池（1）是一敞口的有预定容积的储水池，通过中部隔墙高度与一级过滤系统（2）连通；该一级过滤系统（2）包含3个不同粗细程度的沙层，其粒径自上而下逐渐减小；其顶部位置设置有圆形井盖，便于更换填料和维护保养；其底部位置设置有带网状物的通孔与二级过滤系统中（3）连通；该二级过滤系统（3）是由三面为不透水墙体砌成、一面为垂直的纳米纤维膜过滤体（4）构成的其顶部为封闭的储水池；该蓄水池（5）的三面为不透水墙体砌成，一面通过垂直的纳米纤维膜过滤体（4）与二级过滤系统中（3）连通；其顶部位置设置有圆形井盖，便于对出水的利用；
面源污染水体经过沉淀池进入一级过滤系统，再经过基于纳米纤维膜的二级过滤系统，处理后的水体储存在蓄水池中，该系统最高点不超过水体汇集最低点。
2.根据权利要求1所述的一种基于纳米纤维膜的无外接电源城市面源污染水处理系统，其特征在于：该一级过滤系统中的3个滤料层至上而下粒径逐渐减小，其中上层的粒径为11~18mm，中层的粒径为6～12mm，下层的粒径为2~7mm；3个滤料层的厚度根据修建规模及污染情况确定，若污染较为严重则相应增加细沙层的厚度。
3.根据权利要求1所述的一种基于纳米纤维膜的无外接电源城市面源污染水处理系统，其特征在于：该纳米纤维膜过滤体中纳米纤维膜为TiO2纳米纤维膜。
4.根据权利要求1所述的一种基于纳米纤维膜的无外接电源城市面源污染水处理系统，其特征在于：该纳米纤维膜的过滤体是包含许多微孔的聚乙烯或其它任何具有该特征的平板载体或网状物载体，该过滤体至少包含上述载体3个及以上，以便于取出清洗，防止取出过滤体清洗时二级过滤系统中的雨水与蓄水池中的雨水混合导致处理的水质受到影响。
5.根据权利要求1所述的一种基于纳米纤维膜的无外接电源城市面源污染水处理系统，其特征在于：该一级过滤系统与二级过滤系统之间墙体全部由不透水墙体阻隔，下部开通孔并安装网状物以防止较细的滤料进入二级过滤系统中。
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