CN104229977A - 一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置 - Google Patents

Abstract

一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置，它涉及一种水处理装置。本发明的目的是要解决现有水处理装置在模拟实际水体水温时本身无法实现低温调控问题。装置包括固定架、低温恒温水浴槽、保温隔热层、预冷却进水水箱、原水水箱、低温恒温循环装置、低温循环管线、电磁阀、第一蠕动泵、流量计、溢流管、第一密封套管、第一级传输水管、生物强化滤柱、第二级传输水管、第二蠕动泵、出水管、通气管、监测显示器、数据传输线、监测探头、填料床、承托层、布水孔板、取样口、第二密封套管、泄空管、进水管、第三密封套管、第四密封套管和万向轮。本发明可获得一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置。

Description

一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置

技术领域

本发明涉及一种水处理装置。

背景技术

随着我国城市化进程的不断推进，饮用水水源氨氮和有机物污染已经成为主要环境问题之一。鉴于微污染物质对供水安全的影响，国家颁布的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中，对有机污染物、氨氮、铁、锰含量的控制也更加严格。目前，城市给水处理厂采用的常规净水工艺(混凝——沉淀——过滤)难以有效地去除水源水中的微污染物。在众多饮用水深度处理技术中，生物强化滤池是处理微污染水源水中微污染物的有效方法。按照填料种类，生物强化滤池分为生物增强活性炭技术、生物锰砂滤池技术等。生物增强活性炭技术是从自然水体中筛选驯化优势有机物/氨氮降解菌群，并将其固定在活性炭载体上，从而增强对水中有机物和氨氮等污染物的降解效能的一种深度处理技术。生物锰砂滤池技术从自然水体中筛选驯化铁、锰降解菌群，并将其固定在锰砂填料上，从而增强对水中铁、锰的降解效能的一种深度处理技术。由于人工筛选构建的优势菌群具有较强的抗氧化能力，在贫营养环境中可以很好的生长和繁殖，适用于治理微污染水体。生物强化滤池技术能够迅速有效地降解目标污染物，加快系统启动，具有较强得系统稳定性和较强耐负荷冲击能力，并可有效延长滤料的使用寿命。

实际工程中，地表水水源的水温随季节性变化，夏季水温范围在20～28℃，此时容易发生有机污染物超标现象；冬季地表水水源温度长期处于较低状态(0.5～8℃)，尤其在我国东北地区，低温(0.5～5℃)持续时间长达4～6个月，此时容易发生氨氮超标现象。地下水水温比较稳定，常年维持在较低水平(6～8℃)，地下水水源容易发生铁、锰超标现象。

生物强化滤池的实际净水效能及生物稳定性在很大程度上受到实际水源水温的影响。在应用到实际工程之前，需要根据实际工程中水源的水温和水体中关键污染物确定适合该条件下生物强化滤池的活性炭种类、功能菌种类及最优运行工艺参数，以指导水厂实现生物强化滤池工艺的高效、稳定运行。而这些参数的确定需在城市水厂设计施工之前完成，因此水厂无法在建设完成的实际水厂工艺的处理构筑物中完成相关试验研究。这就需要借助小规模试验根据实际水源水温对生物强化滤池工艺进行模拟，尤其是对低温的模拟，以此来选择对特征污染物有高效降解作用的功能菌群和适宜生物强化的滤料，并确定最佳的工艺运行条件。因此，开发可进行低温调控的生物强化水处理装置具有重要的科学研究与实际意义。

现有的水处理装置要进行低温调控，只能将整套装置设置在低温恒温实验室内，通过调节实验室的大型制冷设备进行低温调控。低温恒温实验室具有耗电量大、维护困难及温度调控范围有限等缺点，因此没有在水厂、高等学校和科研单位推广。综上所述，现有的水处理装置本身无法实现低温调控功能。

发明内容

本发明的目的是要解决现有水处理装置在模拟实际水体水温时本身无法实现低温调控问题，而提供一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置。

一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置包括固定架、低温恒温水浴槽、保温隔热层、预冷却进水水箱、原水水箱、低温恒温循环装置、低温循环管线、电磁阀、第一蠕动泵、流量计、溢流管、第一密封套管、第一级传输水管、生物强化滤柱、第二级传输水管、第二蠕动泵、出水管、通气管、监测显示器、数据传输线、监测探头、填料床、承托层、布水孔板、取样口、第二密封套管、泄空管、进水管、第三密封套管、第四密封套管和万向轮；

所述的固定架的底端设有万向轮，低温恒温水浴槽置于固定架上一侧，固定架上的另一侧设有三层试验架，监测显示器置于上层试验架上，第一蠕动泵置于中间一层的试验架上，原水水箱置于下层试验架上；

所述的低温恒温水浴槽的表面包裹保温隔热层，低温恒温循环装置的入口通过低温循环管线和流量计与低温恒温水浴槽的上端相连通；低温恒温循环装置的出口通过低温循环管线、流量计和电磁阀与低温恒温水浴槽的底端相连通；

所述的原水水箱上端的进水管通过第一密封套管与预冷却进水水箱上端的溢流管相连通，原水水箱的内部通过第一级传输水管和第一蠕动泵与预冷却进水水箱相连通；

所述的生物强化滤柱包括第一生物强化滤柱、第二生物强化滤柱、第三生物强化滤柱和第四生物强化滤柱；

所述的预冷却进水水箱竖直设置在低温恒温水浴槽内，第一生物强化滤柱、第二生物强化滤柱、第三生物强化滤柱和第四生物强化滤柱均设置在低温恒温水浴槽内部，围绕设置在预冷却进水水箱的外部，且并联设置；预冷却进水水箱的内部底端通过第二级传输水管、第二蠕动泵、进水管和第四密封套管与生物强化滤柱的底端相连通；预冷却进水水箱和生物强化滤柱内部上方分别设有监测探头，监测探头通过数据传输线与监测显示器相连接；

所述的生物强化滤柱的底部设有第三密封套管和第四密封套管；泄空管和进水管设置在低温恒温水浴槽外部，第三密封套管的一端与生物强化滤柱相连接，另一端与泄空管相连接；第四密封套管的一端与生物强化滤柱相连接，另一端与进水管相连接；

所述的生物强化滤柱为敞开式柱状容器，布水孔板、承托层和填料床由下至上依次设置在生物强化滤柱内，取样口设置在低温恒温水浴槽外部，填料床的上、中、下处分别设置第二密封套管，第二密封套管的另一端与取样口相连接；生物强化滤柱的上端设有出水管和通气管。

本发明的工作原理：

一、当本发明的生物强化滤柱处于水处理过程中，预冷却进水水箱与原水水箱之间通过第一级传输水管及溢流管连通，原水水箱中原水通过第一蠕动泵和第一级传输水管注入到预冷却进水水箱，当预冷却进水水箱的水位上升至溢流口高度，多余的原水从溢流管流回至原水水箱；预冷却进水水箱与生物强化滤柱之间通过第二级传输水管连接，预冷却进水水箱中预冷却的原水通过第二蠕动泵和第二级传输水管注入到生物强化滤柱中，原水经过生物强化滤柱处理后从出水管流出，完成水处理过程；预冷却进水水箱和生物强化滤柱内分别设有一个监测探头，实时监测的溶解氧、pH和温度数据分别经数据传输线传输至监测显示器上。生物强化滤柱沿填料床竖向方向的上、中、下部分别设置直径为15mm～20mm螺旋口密封式取样口，试验过程中，可根据需要在不同的取样口取得填料炭样品。处于水处理工作状态时，生物强化滤柱进出水口上的阀门处于开启状态，取样口均处于关闭状态；

二、当本发明处于低温调控过程中，预冷却进水水箱和生物强化滤柱均设置在低温恒温水浴槽内部，低温恒温循环装置通过低温循环管线与低温恒温水浴槽连接，经过低温恒温循环装置制冷后的循环介质持续通过低温恒温循环装置内部的循环泵和低温循环管线的进水管低温恒温水浴槽底部，逐渐上升至低温恒温水浴槽顶端，然后通过低温循环管线的出水管回流至低温恒温循环装置中进行制冷。低温循环管线的进出水管上均设置流量计，通过观察流量计，调节低温循环管线的进出水管上的阀门，对低温恒温循环装置和低温恒温水浴槽的水量平衡进行控制；低温循环管线的进水管处设置通电常开式电磁阀，在突然停电的情况下，电磁阀自动关闭，低温恒温水浴槽内的循环介质不会由于重力关系回流至低温恒温循环装置，从而避免低温恒温循环装置烧坏，当系统恢复有电时，电磁阀自动开启，循环恢复正常。

本发明的优点：

一、本发明首次提出可低温调控的生物强化水处理装置，将生物强化过滤工艺与低温调控装置集为一体，能够满足不同水温条件下对生物强化过滤净水效能的研究；

二、本发明通过在第一生物强化滤柱、第二生物强化滤柱、第三生物强化滤柱和第四生物强化滤柱中填装不同类型的填料、负载不同类型的功能菌种，针对不同水源水质，能够实现对适宜生物强化的填料种类的确定及最优功能菌种的确定；

三、本发明中生物强化滤柱及预冷却进水水箱的所有管线及取样口均通过密封套管穿出低温恒温循环槽，而且均可拆卸，因此适用于不同组合工艺研究的模拟，并且有利于更换填料种类和清理；

四、本发明一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置结构合理、组装方便，能够实现实时数据在线监测与反馈，能适应多种科学研究需要，实现工艺的多参数调控，对实际水处理工艺具有很好的模拟性，可适合高等学校和科研单位进行科学研究。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置的结构示意图；

图2为具体实施方式一所述的低温恒温水浴槽的俯视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2，本实施方式是一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置包括固定架1、低温恒温水浴槽4、保温隔热层5、预冷却进水水箱6、原水水箱7、低温恒温循环装置8、低温循环管线9、电磁阀10、第一蠕动泵11、流量计12、溢流管13、第一密封套管14、第一级传输水管15、生物强化滤柱16、第二级传输水管17、第二蠕动泵18、出水管19、通气管20、监测显示器21、数据传输线22、监测探头23、填料床24、承托层25、布水孔板26、取样口27、第二密封套管28、泄空管29、进水管30、第三密封套管31、第四密封套管32和万向轮34；

所述的固定架1的底端设有万向轮34，低温恒温水浴槽4置于固定架1上一侧，固定架1上的另一侧设有三层试验架，监测显示器21置于上层试验架上，第一蠕动泵11置于中间一层的试验架上，原水水箱7置于下层试验架上；

所述的低温恒温水浴槽4的表面包裹保温隔热层5，低温恒温循环装置8的入口通过低温循环管线9和流量计12与低温恒温水浴槽4的上端相连通；低温恒温循环装置8的出口通过低温循环管线9、流量计12和电磁阀10与低温恒温水浴槽4的底端相连通；

所述的原水水箱7上端的进水管通过第一密封套管14与预冷却进水水箱6上端的溢流管13相连通，原水水箱7的内部通过第一级传输水管15和第一蠕动泵11与预冷却进水水箱6相连通；

所述的生物强化滤柱16包括第一生物强化滤柱16-1、第二生物强化滤柱16-2、第三生物强化滤柱16-3和第四生物强化滤柱16-4；

所述的预冷却进水水箱6竖直设置在低温恒温水浴槽4内，第一生物强化滤柱16-1、第二生物强化滤柱16-2、第三生物强化滤柱16-3和第四生物强化滤柱16-4均设置在低温恒温水浴槽4内部，围绕设置在预冷却进水水箱6的外部，且并联设置；预冷却进水水箱6的内部底端通过第二级传输水管17、第二蠕动泵18、进水管30和第四密封套管32与生物强化滤柱16的底端相连通；预冷却进水水箱6和生物强化滤柱16内部上方分别设有监测探头23，监测探头23通过数据传输线22与监测显示器21相连接；

所述的生物强化滤柱16的底部设有第三密封套管31和第四密封套管32；泄空管29和进水管30设置在低温恒温水浴槽4外部，第三密封套管31的一端与生物强化滤柱16相连接，另一端与泄空管29相连接；第四密封套管32的一端与生物强化滤柱16相连接，另一端与进水管30相连接；

所述的生物强化滤柱16为敞开式柱状容器，布水孔板26、承托层25和填料床24由下至上依次设置在生物强化滤柱16内，取样口27设置在低温恒温水浴槽4外部，填料床24的上、中、下处分别设置第二密封套管28，第二密封套管28的另一端与取样口27相连接；生物强化滤柱16的上端设有出水管19和通气管20。

图1为具体实施方式一所述的一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置的结构示意图，图1中1为固定架，4为低温恒温水浴槽，5为保温隔热层，6为预冷却进水水箱，7为原水水箱，8为低温恒温循环装置，9为低温循环管线，10为电磁阀，11为第一蠕动泵，12为流量计，13为溢流管，14为第一密封套管，15为第一级传输水管，16为生物强化滤柱，17为第二级传输水管，18为第二蠕动泵，19为出水管，20为通气管，21为监测显示器，22为数据传输线，23为监测探头，24为填料床，25为承托层，26为布水孔板，27为取样口，28为第二密封套管，29为泄空管，30为进水管，31为第三密封套管，32为封套管；

图2为具体实施方式一所述的低温恒温水浴槽的俯视图；图2中4为低温恒温水浴槽，5为保温隔热层，6为预冷却进水水箱，27为取样口，28为第二密封套管，16-1为第一生物强化滤柱，16-2为第二生物强化滤柱，16-3为第三生物强化滤柱，16-4为第四生物强化滤柱。

本实施方式的低温恒温循环装置8内部的循环泵将制冷之后的循环介质注入至低温恒温水浴槽4底部，然后逐渐上升，最后从低温恒温水浴槽4顶部的低温循环管线9重力流回至低温恒温循环装置8，与低温恒温水浴槽4连接的低温循环管线9的进出口根据长方体对角线设置，如此设置，可以增强循环冷却效果，避免短流。通过观察低温循环管线9的进出管线上流量计12和阀门调节，对低温恒温循环装置8和低温恒温水浴槽4的水量平衡进行控制；

本实施方式的原水水箱7的原水通过第一蠕动泵11提升至预冷却进水水箱6内部进行预冷却，经过预冷却的原水再通过第二蠕动泵18提升至生物强化滤柱16的进水管30；如此设置，使进入生物强化滤柱16的原水预冷却，保证系统温度的恒定；

本实施方式的监测探头23用来测量水的溶解氧、pH和温度；

本实施方式的试验装置固定架1为不锈钢或角钢焊接结构，固定架底端设置多个万向轮34；

本实施方式的低温恒温循环装置8放置在独立的不锈钢或角钢焊接结构底座上，每个底座底端设置多个万向轮34。

本实施方式的第一生物强化滤柱16-1、第二生物强化滤柱16-2、第三生物强化滤柱16-3和第四生物强化滤柱16-4均含有净水用滤料，本实施方式可以在低温恒温条件下实现多种滤料种类、功能菌群优化及工艺参数优化实验，第一种模式(功能菌群优化)：四个滤柱中滤料种类一致，第一生物强化滤柱16-1、第二生物强化滤柱16-2和第三生物强化滤柱16-3的滤料上分别负载不同的功能菌群，剩余的第四生物强化滤柱16-4的滤料上没有负载功能菌群；第二种模式(滤料种类选择)：第一生物强化滤柱16-1和第二生物强化滤柱16-2均含有一种滤料，第三生物强化滤柱16-3和第四生物强化滤柱16-4均含有另一种滤料，第一生物强化滤柱16-1和第三生物强化滤柱16-3的滤料上负载相同的功能菌群，第二生物强化滤柱16-2和第四生物强化滤柱16-4的滤料上没有负载功能菌群；第二种模式(工艺参数优化)：第一生物强化滤柱16-1、第二生物强化滤柱16-2、第三生物强化滤柱16-3和第四生物强化滤柱16-4均含有同种类滤料和相同功能菌群，通过蠕动泵的调节可以实现滤速的调节，通过调节炭层高度可以实现最佳炭层高度的选择，通过调节承托层材料或级配实现净水效能的优化；

本实施方式的第一生物强化滤柱16-1、第二生物强化滤柱16-2、第三生物强化滤柱16-3和第四生物强化滤柱16-4上的所有进出水口上均设有阀门；

本实施方式低温恒温水浴槽4在每个取样口27对应位置第二密封套管28，第二密封套管28外部为螺纹状，取样口27从第二密封套管28穿出低温恒温水浴槽4，取样口27的外径与套管28的内径相等，取样口27长度长于套管28长度，用与第二密封套管28相匹配的内部有螺纹的套盖拧紧，取样口27穿出内部有螺纹的套盖，取样口27、第二密封套管28与套盖之间的缝隙由橡胶垫圈阻挡，取样口27属于螺旋口密封式取样口。

本实施方式的泄空管29的密封方式与取样口27的密封方式一致。

本实施方式的进水管30的密封方式与取样口27的密封方式一致。

本实施方式的工作原理：

一、当本实施方式的生物强化滤柱16处于水处理过程中，预冷却进水水箱6与原水水箱7之间通过第一级传输水管15及溢流管13连通，原水水箱7中原水通过第一蠕动泵11和第一级传输水管15注入到预冷却进水水箱6，当预冷却进水水箱6的水位上升至溢流口高度，多余的原水从溢流管13流回至原水水箱7；预冷却进水水箱6与生物强化滤柱16之间通过第二级传输水管17连接，预冷却进水水箱6中预冷却的原水通过第二蠕动泵18和第二级传输水管17注入到生物强化滤柱16中，原水经过生物强化滤柱16处理后从出水管19流出，完成水处理过程；预冷却进水水箱6和生物强化滤柱16内分别设有一个监测探头23，实时监测的溶解氧、pH和温度数据分别经数据传输线22传输至监测显示器21上。生物强化滤柱16沿填料床24竖向方向的上、中、下部分别设置直径为15mm～20mm螺旋口密封式取样口27，试验过程中，可根据需要在不同的取样口取得填料炭样品。处于水处理工作状态时，生物强化滤柱16进出水口上的阀门处于开启状态，取样口27均处于关闭状态；

二、当本实施方式处于低温调控过程中，预冷却进水水箱6和生物强化滤柱16均设置在低温恒温水浴槽4内部，低温恒温循环装置8通过低温循环管线9与低温恒温水浴槽4连接，经过低温恒温循环装置8制冷后的循环介质持续通过低温恒温循环装置8内部的循环泵和低温循环管线9的进水管低温恒温水浴槽4底部，逐渐上升至低温恒温水浴槽4顶端，然后通过低温循环管线9的出水管回流至低温恒温循环装置8中进行制冷。低温循环管线9的进出水管上均设置流量计12，通过观察流量计12，调节低温循环管线9的进出水管上的阀门，对低温恒温循环装置8和低温恒温水浴槽4的水量平衡进行控制；低温循环管线9的进水管处设置通电常开式电磁阀，在突然停电的情况下，电磁阀10自动关闭，低温恒温水浴槽4内的循环介质不会由于重力关系回流至低温恒温循环装置8，从而避免低温恒温循环装置8烧坏，当系统恢复有电时，电磁阀10自动开启，循环恢复正常。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：所述的生物强化滤柱16和预冷却进水水箱6的材质均为不锈钢，低温恒温水浴槽4的材质为有机玻璃材料或不锈钢材料。其他步骤与具体实施方式一相同。

本实施方式如此设置，可以增加温度的传导性，有利于预冷却进水水箱6和生物强化滤柱16中温度的保持不变。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：所述的溢流管13、低温循环管线9、第一级传输水管15、第二级传输水管17、出水管19和通气管20的材质为PE管或硅胶管，且溢流管13、低温循环管线9、第一级传输水管15、第二级传输水管17、出水管19和通气管20的外部均缠绕橡塑海绵或聚乙烯保温材料。其他步骤与具体实施方式一或二相同。

本实施方式如此设置的目的是为了使低温恒温水浴槽4及水处理装置各工艺单元的进出水水温能保持恒定。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：所述的填料床24的填料材料为净水用活性炭或石英砂；承托层25的材料为具有一定级配的石英砂。其他步骤与具体实施方式一至三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述的保温隔热层5的材料为挤塑型聚苯乙烯泡沫塑料或模压型聚苯乙烯泡沫塑料。其他步骤与具体实施方式一至四相同。

本实施方式如此设置的目的是为了保证低温恒温水浴槽4及水处理装置各工艺单元的进出水水温能保持恒定。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：所述的电磁阀10采用通电常开式电磁阀，电磁阀10的材料为铜。其他步骤与具体实施方式一至五相同。

本实施方式如此设置是在突然停电的情况下，电磁阀10自动关闭，低温恒温水浴槽4内的循环介质不会由于重力关系回流至低温恒温循环装置8，从而避免低温恒温循环装置8烧坏，当系统恢复有电时，电磁阀10自动开启，循环恢复正常。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：所述的低温恒温循环装置8的温度范围设置在1℃～5℃时采用乙醇或纯净水作为循环介质，低温恒温循环装置8的温度范围设置在5℃～50℃时采用纯净水作为循环介质。其他步骤与具体实施方式一至六相同。

本实施方式如此设置，可以有效利用不同循环介质的导热性，更高效地调节低温恒温循环装置8及低温恒温水浴槽4中的低温恒温状态。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：所述的布水孔板26与生物强化滤柱16底部的距离为40mm～50mm。其他步骤与具体实施方式一至七相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：所述的布水孔板26上均匀设置孔径为1mm的小孔。其他步骤与具体实施方式一至八相同。

本实施方式如此设置的目的是可以使生物强化滤柱16的进水布水均匀，优化水力条件，减少短流现象，保证生物强化滤柱16净水效能的高效性和稳定性。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：所述的取样口27的直径为15mm～20mm。其他步骤与具体实施方式一至九相同。

Claims (10)

1.一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置，其特征在于一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置包括固定架(1)、低温恒温水浴槽(4)、保温隔热层(5)、预冷却进水水箱(6)、原水水箱(7)、低温恒温循环装置(8)、低温循环管线(9)、电磁阀(10)、第一蠕动泵(11)、流量计(12)、溢流管(13)、第一密封套管(14)、第一级传输水管(15)、生物强化滤柱(16)、第二级传输水管(17)、第二蠕动泵(18)、出水管(19)、通气管(20)、监测显示器(21)、数据传输线(22)、监测探头(23)、填料床(24)、承托层(25)、布水孔板(26)、取样口(27)、第二密封套管(28)、泄空管(29)、进水管(30)、第三密封套管(31)、第四密封套管(32)和万向轮(34)；

所述的固定架(1)的底端设有万向轮(34)，低温恒温水浴槽(4)置于固定架(1)上一侧，固定架(1)上的另一侧设有三层试验架，监测显示器(21)置于上层试验架上，第一蠕动泵(11)置于中间一层的试验架上，原水水箱(7)置于下层试验架上；

所述的低温恒温水浴槽(4)的表面包裹保温隔热层(5)，低温恒温循环装置(8)的入口通过低温循环管线(9)和流量计(12)与低温恒温水浴槽(4)的上端相连通；低温恒温循环装置(8)的出口通过低温循环管线(9)、流量计(12)和电磁阀(10)与低温恒温水浴槽(4)的底端相连通；

所述的原水水箱(7)上端的进水管通过第一密封套管(14)与预冷却进水水箱(6)上端的溢流管(13)相连通，原水水箱(7)的内部通过第一级传输水管(15)和第一蠕动泵(11)与预冷却进水水箱(6)相连通；

所述的生物强化滤柱(16)包括第一生物强化滤柱(16-1)、第二生物强化滤柱(16-2)、第三生物强化滤柱(16-3)和第四生物强化滤柱(16-4)；

所述的预冷却进水水箱(6)竖直设置在低温恒温水浴槽(4)内，第一生物强化滤柱(16-1)、第二生物强化滤柱(16-2)、第三生物强化滤柱(16-3)和第四生物强化滤柱(16-4)均设置在低温恒温水浴槽(4)内部，围绕设置在预冷却进水水箱(6)的外部，且并联设置；预冷却进水水箱(6)的内部底端通过第二级传输水管(17)、第二蠕动泵(18)、进水管(30)和第四密封套管(32)与生物强化滤柱(16)的底端相连通；预冷却进水水箱(6)和生物强化滤柱(16)内部上方分别设有监测探头(23)，监测探头(23)通过数据传输线(22)与监测显示器(21)相连接；

所述的生物强化滤柱(16)的底部设有第三密封套管(31)和第四密封套管(32)；泄空管(29)和进水管(30)设置在低温恒温水浴槽(4)外部，第三密封套管(31)的一端与生物强化滤柱(16)相连接，另一端与泄空管(29)相连接；第四密封套管(32)的一端与生物强化滤柱(16)相连接，另一端与进水管(30)相连接；

所述的生物强化滤柱(16)为敞开式柱状容器，布水孔板(26)、承托层(25)和填料床(24)由下至上依次设置在生物强化滤柱(16)内，取样口(27)设置在低温恒温水浴槽(4)外部，填料床(24)的上、中、下处分别设置第二密封套管(28)，第二密封套管(28)的另一端与取样口(27)相连接；生物强化滤柱(16)的上端设有出水管(19)和通气管(20)。

2.根据权利要求1所述的一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置，其特征在于所述的生物强化滤柱(16)和预冷却进水水箱(6)的材质均为不锈钢，低温恒温水浴槽(4)的材质为有机玻璃材料或不锈钢材料。

3.根据权利要求1所述的一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置，其特征在于所述的溢流管(13)、低温循环管线(9)、第一级传输水管(15)、第二级传输水管(17)、出水管(19)和通气管(20)的材质为PE管或硅胶管，且溢流管(13)、低温循环管线(9)、第一级传输水管(15)、第二级传输水管(17)、出水管(19)和通气管(20)的外部均缠绕橡塑海绵或聚乙烯保温材料。

4.根据权利要求1所述的一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置，其特征在于所述的填料床(24)的填料材料为净水用活性炭或石英砂；承托层(25)的材料为具有一定级配的石英砂。

5.根据权利要求1所述的一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置，其特征在于所述的保温隔热层(5)的材料为挤塑型聚苯乙烯泡沫塑料或模压型聚苯乙烯泡沫塑料。

6.根据权利要求1所述的一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置，其特征在于所述的电磁阀(10)采用通电常开式电磁阀，电磁阀(10)的材料为铜。

7.根据权利要求1所述的一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置，其特征在于所述的低温恒温循环装置(8)的温度范围设置在1℃～5℃时采用乙醇或纯净水作为循环介质，低温恒温循环装置(8)的温度范围设置在5℃～50℃时采用纯净水作为循环介质。

8.根据权利要求1所述的一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置，其特征在于所述的布水孔板(26)与生物强化滤柱(16)底部的距离为40mm～50mm。

9.根据权利要求1所述的一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置，其特征在于所述的布水孔板(26)上均匀设置孔径为1mm的小孔。

10.根据权利要求1所述的一种可低温调控的生物强化过滤水处理装置，其特征在于所述的取样口(27)的直径为15mm～20mm。