CN104229975A - 板框式生物滤坝净水装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种板框式生物滤坝净水装置，其包括一上游滤坝、一下游滤坝、至少一个滤料填充框；上游滤坝固定在河道上游的基底，下游滤坝固定在离上游滤坝一预设距离的河道下游的基底；上游滤坝上开设有进水孔；下游滤坝开设有排水孔；上游滤坝与下游滤坝之间形成一用于容置滤料填充框的容置槽；滤料填充框可活动地容置于容置槽内；滤料填充框内填充有可在滤料填充框内滚动的具有过滤和吸附作用的填充基质。本发明的板框式生物滤坝净水装置的净水效率高、维护简便、生物膜容易附着、能抗水力冲击。

Description

板框式生物滤坝净水装置

技术领域

本发明涉及一种净水装置，尤其是一种板框式生物滤坝净水装置。

背景技术

城市河道是城市生存与发展必不可少的要素，在城市及周边地区经济发展和生态保护中，有着十分重要的地位。随着当今社会城市化和城市现代化步伐的加快，人类创造的财富和人类自身都越来越紧密地向城市集中，城市对水资源的依赖和水患可能给城市造成的灾难也越来越严重。因此城市水环境的整治已经越来越被社会各界所重视，人们已经由传统的防洪、排涝的水利建设观念向建设“安全、舒适、优美”的水环境观念转化。

但是由于长期以来普遍存在城市河道建设落后于城市发展速度的问题，城市河道淤积、污染严重，同时由于城市大多建在地势平坦之处，城市河道比降很小，流速缓慢，受到污染后不能及时自净，又反过来加剧了河道水体富营养化。因此，找到既能净化水质又不大量侵占河道水面的有效方法迫在眉睫。

现有的类似的生物填料净水装置直接整体固定在河道底部，因此这种生物填料净水装置容易被河道中的流水反复频繁冲击，因此其容易被破坏，同时由于生物填料净水装置直接整体固定在河道底部，因此在净水装置被堵塞后无法方便地取出清洗，因此其运行的周期短。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够减少水流冲击，并且容易清洗的板框式生物滤坝净水装置。

一种板框式生物滤坝净水装置，其包括一上游滤坝、一下游滤坝、至少一个滤料填充框；

上游滤坝固定在河道上游的基底，下游滤坝固定在离上游滤坝一预设距离的河道下游的基底；上游滤坝上开设有进水孔；下游滤坝开设有排水孔；上游滤坝与下游滤坝之间形成一用于容置滤料填充框的容置槽；滤料填充框可活动地容置于容置槽内；

滤料填充框内填充具有过滤和吸附作用的填充基质。

本发明提供的板框式生物滤坝净水装置，能够通过在滤料填充框内填充可在滤料填充框内滚动的具有过滤和吸附作用的填充基质，克服了类似的生物填料系统运行周期短、易于堵塞、反冲频繁、反冲后系统破坏等不足，采用片层竹炭填充和不锈钢金属网封闭结构，易于将滤料取出维护和更新，使用方便、快捷，成本低廉。同时片层的竹炭滤料更易于起到过滤和使微生物附着的作用，将物理过滤和生物膜净化方法结合起来，使其更适宜于微污染水体的治理，能显著改善出水水质，缩短成膜时间，处理效率高、维护简便、生物膜容易附着、能抗水力冲击，并且能推广应用到城市内河、沟渠、缓流河浜等微污染水体的净化处理。

附图说明

图1是本发明实施例的板框式生物滤坝净水装置结构示意图；

图2是图1中上游滤坝的剖面图；

图3是图1中下游滤坝的剖面图；

图4是图1中滤料填充框的结构示意图；

图5是图1中滤料填充框中的填充基质的结构示意图；

图6是图1中拦污棚的结构示意图；

1-上游滤坝、2-下游滤坝、3、滤料填充框、4-容置槽、5-拦污棚、6-河道侧壁、11-水孔、21-排水孔、31-填充基质、61-基底。

具体实施方式

如图1所示，在本发明实施例的一种板框式生物滤坝净水装置，其包括一上游滤坝1、一下游滤坝2、至少一个滤料填充框3、一容置槽4。

如图2所示，上游滤坝1上部开设两排进水孔11，每排进水孔11各自之间间距相同；上一排进水孔11位于下一排进水孔11的正上方。

进水孔11的形状不限。可选地，上游滤坝1上设置边长为20cm×20cm的正方形进水孔11，孔深30cm，进水孔11之间的间距为20cm；第一排进水孔11的中心连线距上游滤坝1的坝顶20cm，第二排进水孔11位于第一排进水孔11的正下方，第二排进水孔11的中心连线距上游滤坝1的坝顶60cm。

如图3所示，下游滤坝2下部开设两排排水孔21，每排排水孔2各自之间间距相同；上一排排水孔21位于下一排排水孔21的正上方。

排水孔21的形状不限。下游滤坝2上设置边长为20cm×20cm的正方形排水孔21，孔深30cm，排水孔21之间的间距为20cm；第一排排水孔21的中心连线距下游滤坝2的坝顶60cm，第二排排水孔21位于第一排排水孔21的正下方，第二排排水孔21的中心连线距下游滤坝1坝顶100cm。

可选地，上游滤坝1和下游滤坝2的长、宽、高均相同。例如，上游滤坝1和下游滤坝2均可设置为120cm、宽30cm、长400cm。

可选地，上游滤坝1和下游滤坝2为钢筋混凝土整体浇注的滤坝。

滤料填充框3的形状和材质不限。可选地，如图4所示，滤料填充框3为框体表面为网格的长方体型金属滤料填充框。滤料填充框3可以采用采用90°角的不锈钢或经防锈处理后的角钢焊接成金属框架，其尺寸可以分别设置为长100cm、宽50cm、高120cm。焊接完成后，焊点及各连接处可以根据需要进行打磨和防锈处理，由金属框封闭形成的6个面均采用孔径为10-15mm的金属网铺面，形成一个封闭的金属网萝。

如图5所示，滤料填充框3内的填充基质31为片层竹炭。

通过调整填充基质31的填充率和密实度、填充种类和顺序等，使填充基质31在滤料填充框3内具有一定的滚动、摩擦效应，能促进填充基质31的物理过滤效果。

上游滤坝1固定在河道上游的基底61，下游滤坝2固定在离上游滤坝一预设距离的河道下游的基底61；上游滤坝1上开设有进水孔11。下游滤坝2开设有排水孔21；上游滤坝1与下游滤坝2之间形成一用于容置滤料填充框3的容置槽4；滤料填充框3可活动地容置于容置槽1内。

河道的基底与上游滤坝1和下游滤坝2的安装平台可以采用钢筋混凝土铺底。

可选地，如图1所示，多个滤料填充框3并排容置在容置槽4内；多个滤料填充框3的总长度与容置槽4的长度一致。

滤料填充框3内填充具有过滤和吸附作用的填充基质31。

滤料填充框3内的填充基质31尽可能紧实，避免附着在填充基质31上的生物膜因为填充基质31的翻转而遭到破坏。

可选地，如图1、6所示，板框式生物滤坝净水装置还包括两个网格状的拦污棚5；拦污棚5用于阻挡河道上游的漂浮物。

各拦污棚5一端固定在上游滤坝1上游的河道侧壁6上，另一端固定在上游滤坝1上；拦污棚5与上游滤坝1形成小于90°的夹角。

在上游滤坝1上设置两个斜面的拦污棚5，拦污棚5一端固定在上游滤坝1上，另一端固定在河道侧壁6(河道上的驳岸)上。固定的方式可以采用铆接或焊接工艺，并优选做防锈防腐处理。可选地，拦污棚5在上游滤坝1上的固定点距河道侧壁6为150cm，拦污棚5与上游滤坝1的安装夹角优选为45°。拦污棚5可以孔径10-15mm的钢网封闭，拦污棚5的安装高度为100cm，基本覆盖上游滤坝上两侧的进水孔11。

可选地，拦污棚5表面可以设置有加强装置(附图中未示出)，加强装置用于增加拦污棚阻5挡河道上游的漂浮物的强度。

本发明实施例由于上游滤坝1的挡水作用，使上游的来水通过上游滤坝1上的进水孔11进入下游。在经过竹炭填充金属框1后，从滤坝2下游的排水孔排出，在滤料填充框3上附着生长的生物膜能对流水起到一定的净化作用，实现板框式生物滤坝净水装置对河道微污染水体的净化。

本发明实施例的原理如下：利用填充基质31的自然过滤、吸附和滤料上附着形成的生物膜的净化作用，通过填料基质、生物膜的物理吸附过程和生物化学过程共同作用，利用流水缓慢通过填充基质31的过滤作用和填充基质31上多孔结构来富集微生物，使微污染水体经板框式生物滤坝净水装置处理后，有机物、氨氮、细菌等被过滤和被微生物降解，能使河流水体达到明显的净化效果。

在板框式生物滤坝净水装置中形成的生物滤膜具有双重作用。生物滤膜的物理吸附、截留作用和滤膜中微生物的生化降解作用，由于这双重作用，竹炭滤料层中所吸附的有机物及矿物质为微生物的生长繁殖提供了营养，于是在滤料表面存在着各种类型的微生物群体甚至微型动物，并形成了有机物、细菌、原生动物的食物链。在微生物作用下，含碳有机物被氧化成水和二氧化碳。进而在亚硝化菌作用下转化成亚硝酸，又在硝化菌作用下转化为硝酸；在缺氧条件下，这些硝酸在反硝化菌作用下还可进一步转化为氮气扩散到水中，由此去除了水中可致病的硝酸盐等有机物质。通过生物化学过程，水中的有机物几乎可以完全除去。

本发明实施例具有以下技术效果：

(1)能显著提高生物膜附着的比表面积、容积利用率和去除效率。

(2)能抗水力负荷，方便维护更新。板框式生物滤坝采用活动式的滤料填充框3，可以随时取出维护和清洗，能有效防止阻塞填充基质31，抗冲击能力强，维护简便。

(3)通过调整填充基质31的填料填充率和密实度、填充种类和顺序等，使填料在装置内具有一定的滚动、摩擦效应，能促进滤料的物理过滤效果。

(4)结构简单、操作易行运行，过程中无需外加动力装置，具备节能环保优势，特别适合城市内河、沟渠、河浜等缓流水体的净化使用。

目前，生物滤坝净水装置技术成熟、设备可靠，处理效益好，能在城市内河、沟渠、缓流河浜等得以广泛应用，有着广阔的发展空间和推广价值。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种板框式生物滤坝净水装置，其包括一上游滤坝、一下游滤坝、至少一个滤料填充框；

上游滤坝固定在河道上游的基底，下游滤坝固定在离上游滤坝一预设距离的河道下游的基底；上游滤坝上开设有进水孔；下游滤坝开设有排水孔；上游滤坝与下游滤坝之间形成一用于容置滤料填充框的容置槽；滤料填充框可活动地容置于容置槽内；

滤料填充框内填充具有过滤和吸附作用的填充基质。

2.如权利要求1所述的板框式生物滤坝净水装置，其特征在于，上游滤坝和下游滤坝的长、宽、高均相同。

3.如权利要求2所述的板框式生物滤坝净水装置，其特征在于，上游滤坝和下游滤坝为钢筋混凝土整体浇注的滤坝。

4.如权利要求3所述的板框式生物滤坝净水装置，其特征在于，上游滤坝上部开设两排进水孔，每排进水孔各自之间间距相同；上一排进水孔位于下一排进水孔的正上方。

5.如权利要求3所述的板框式生物滤坝净水装置，其特征在于，下游滤坝下部开设两排排水孔，每排排水孔各自之间间距相同；上一排排水孔位于下一排排水孔的正上方。

6.如权利要求1所述的板框式生物滤坝净水装置，其特征在于，滤料填充框为框体表面为网格的长方体型金属滤料填充框。

7.如权利要求6所述的板框式生物滤坝净水装置，其特征在于，滤料填充框内的填充基质为片层竹炭。

8.如权利要求7所述的板框式生物滤坝净水装置，其特征在于，多个滤料填充框并排容置在容置槽内；多个滤料填充框的总长度与容置槽的长度一致。

9.如权利要求1至8任一项所述的板框式生物滤坝净水装置，其特征在于，板框式生物滤坝净水装置还包括两个网格状的拦污棚；拦污棚用于阻挡河道上游的漂浮物；

各拦污棚一端固定在上游滤坝上游的河道侧壁上，另一端固定在上游滤坝上；拦污棚与上游滤坝形成小于90°的夹角。

10.如权利要求9任一项所述的板框式生物滤坝净水装置，其特征在于，拦污棚表面设置有加强装置，加强装置用于增加拦污棚阻挡河道上游的漂浮物的强度。