CN106044930A - 一种适应于中小型河道填料管道组合循环净水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应于中小型河道填料管道组合循环净水装置，包括铺设在河道内的填料堆，所述河道的两侧设置有农排水入口，所述填料堆内竖向设置有用于监测填料不同深度的吸附饱和情况、并与气泵相连接的监测管道，和用于冲洗填料、并与外部水源相连接的输配水管道，所述监测管道和所述输配水管道均匀设置在所述填料堆的中心和四个角。本发明净水装置可以减轻氮磷污染，有效净化农田排水，同时，通过实时监测水质，进行填料的反冲洗，提高了填料净化水质的效率，并实现了本装置的循环利用，适用于中小型河道污染水体的治理。

Description

一种适应于中小型河道填料管道组合循环净水装置

技术领域

本发明涉及污水处理，特别涉及一种应对农田排水、安置于小型河道，利用填料管道组合的可循环式净化污染水体的装置。

背景技术

长期以来，由于经济的发展，人们生活水平的提高，农村污水排放量急剧上升，加上农业面源污染的逐年增多，我国正在面临着水体污染、水资源短缺、水生态退化等多个方面水问题的压力，伴随着一系列生态拦截措施的实施，水体污染程度得到了一定程度的缓和，但是河道水体受到污染的现状没有改变，尤其是南方地区，由于长期以来人们的生活、生产方式很难短时间改变，河道水体受污染的压力丝毫没有减轻，水体污染越来越成为经济发展的限制因素，甚至影响到人们生活饮用水的安全。以南方太湖地区为例，地理位置优越，气候环境宜人，经济水平发展迅速，但必须看到，近些年来，太湖蓝藻频发，使人们的生产生活直接受到影响，最主要的原因是农业面源污染的氮磷排放，因此，研究出有效的农业面源污染截留净化的新方法，有效改善入湖河道水体水质，减少入湖氮磷，成为了太湖治理的限制性因素。

当前，农业面源污染治理，主要分为生态拦截技术和受污染河道水体净化技术两大部分，河道水体净化技术包括物化方法、生态湿地修复法、配水调水方法、生物—生态水体修复技术。其中物化方法主要通过物理化学的方法，如絮凝、过滤、沉淀等净化水体，具有处理效果明显的优点，比较适合处理农田排出的氮磷含量较高的污水。利用沸石作为填料，吸附过滤净化水体的方法，不会影响纳污河道周边生态环境，可以做到最大化的生态性原则。使用沸石填料净化污染水体，当沸石吸附饱和时，可以进行沸石再生，达到循环利用的目的。目前普通的填料净化水体的装置具有以下缺陷：

(1)无法提供沸石填料的实时净化效果，以及填料的吸附饱和情况，当填料吸附饱和时，其中的污染物可能再次返还纳污水体，给填料净化污染水体造成了一定的潜在风险，为此有必要提供一种具有实时监测功能的填料净化装置；

(2)普通的填料净化装置，初期效果较好，但随着时间的推移，填料净化装置无法长期发挥有益效果，填料再生困难；

(3)一些采用反冲洗再生的填料装置，当填料吸附饱和时，冲洗难度较大，费用较高，经济性能差，为此有必要寻找一种反冲洗简单，经济效益高的填料净化装置；

(4)填料反冲洗的水，直接排入下游水体，再次污染到下游水体，极大的削减了填料截留净化污染物的能力。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种既可以减轻氮磷污染，又可以循环利用，长期发挥作用的填料净化河道的组合装置，本发明装置不仅有效地净化农田排水，并可通过实时监测水质，进行填料的反冲洗，提高了填料净化水质的效率。

本发明所采用的技术方案是：一种适应于中小型河道填料管道组合循环净水装置，包括铺设在河道内的填料堆，所述河道的两侧设置有农排水入口，所述填料堆内竖向设置有用于监测填料不同深度的吸附饱和情况、并与气泵相连接的监测管道，和用于冲洗填料、并与外部水源相连接的输配水管道，所述监测管道和所述输配水管道均匀设置在所述填料堆的中心和四个角。

所述填料堆采用沸石填料堆砌而成。

所述填料堆的横向由河道护坡作为边界，所述填料堆沿着河道的方向设置有围固木桩作为边界。

所述填料堆的长度和深度与农排水量的大小成正比，以农排水刚好淹没所述填料堆为准。

所述监测管道分为两种不同长度的监测长管道和监测短管道；所述输配水管道分为两种不同长度的输配水长管道和输配水短管道；所述监测长管道、所述监测短管道、所述输配水长管道和所述输配水短管道采用梅花布点法布置。

所述监测管道的上端设置有橡胶盖密封，所述监测管道的下端设置有陶瓷管头，所述管头上设置有通孔。

所述监测管道采用PVC管材制成。

所述输配水管道采用PVC管材制成。

本发明的有益效果是：

1、本发明利用沸石填料截留净化农田排水汇入河道的污染水体，能够有效地去除纳污水体中的氮磷，有助于减轻纳流合体的氮磷含量，极大遏制了河道下游水体富营养化的发生；

2、本发明中，填料中插入的用来监测水质的监测管道，通过填料间隙水的渗透作用，穿过陶瓷管头上的小孔，进入监测管道，通过监测分析渗透水的氮磷含量，可以很方便的提供填料的吸附饱和情况，避免了普通填料净化装置无法提供监测填料的实时吸附饱和情况，极大地提高了填料净化水质的效率，消除了填料中污染物再次进入水体的潜在风险；

3、本发明中，填料中插入的用来进行输送反冲洗水的输配水管道，实现了填料的反冲洗再生，是一种有效地填料再生的方法，实现了本发明装置的长期运行；

4、本发明中，输配水管道根据填料堆的厚度设置有不同深度，保证了反冲洗水的全面输配，对填料进行彻底的反冲洗，避免了普通填料反冲洗难度大、反冲洗成本高的缺点；

5、本发明中，设置的围固木桩阻止反冲洗水向下游流走，反冲洗水通过填料底部，汇集在填料表层，可以再次回灌于需水的农田，实现了资源的节约与充分利用，不同于普通的生态拦截工程，为氮磷污染物找到了最佳的去路；

6、相比于其他的生态拦截工程的占地面积大，对周围环境影响大等，本发明装置可根据当地河道的特点结构构造，不存在占地的问题，且本发明装置一次性投入，长期利用，维护管理方便；

7、本发明适用于小型河道污染水体的治理，成本较低，主要处理对象为农田排水，不会造成突发性的环境污染事件，极大的提高了装置的安全稳定系数，实用性较强。

附图说明

图1：本发明俯视结构示意图；

图2：本发明侧视结构示意图。

附图标注：1、农排水入口；2、河道；3、监测长管道；4、输配水长管道；5、监测短管道；6、输配水短管道；7、填料堆；8、围固木桩。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明对目前河道水体受污染严重，在普通的填料修复污染水体方法中，无法实时监测填料吸附情况、填料发挥作用效益时间有限、填料反冲洗难度大、反冲洗水处理不到位等现状，构建了一种截留净化效果明显、实时监测水质、便于维护管理、长期循环使用的填料管道组合净化装置。

如附图1和图2所示，一种适应于中小型河道填料管道组合循环净水装置，包括铺设在河道2内的填料堆7，所述河道2的两侧设置有农排水入口1，所述农排水入口1设置在所述填料堆7的中上部。

所述填料堆7采用沸石填料堆砌而成，所述沸石填料常用于河道沟渠等水体氮磷的拦截去除，其大小、类型可根据当地采购情况而定，在净化效果一致的情况下，尽量选择适当大小尺寸的沸石填料，以便于输运和后期的补充或者维护；所述填料堆7的横向由河道2护坡作为边界，沿着河道2的方向设置有围固木桩8作为边界，所述围固木桩8高出所述填料堆7，5～10cm即可，防止由于水流扰动造成填料丢失，以及阻止反冲洗水向下游流走，本实施例中，所述填料堆设置在河道2的源头，三面为河道2护坡，沿着河道2方向的下游处设置有所述围固木桩8。

由于所述填料堆7的横向边界为河道2护坡，因此，所述填料堆7的宽度即以所述河道2的横断面为界限，可方便操作管理，全面截留净化河道2水体；此外，所述填料堆7的长度和深度根据农排水量的大小而定，与农排水量的大小成正比，以农排水刚好淹没所述填料堆7为准，既避免填料堆7过大浪费，又避免了净化负荷过大，污染水体得不到充分截留净化。

所述填料堆7内竖向设置有用于监测填料不同深度的吸附饱和情况、并与气泵相连接的监测管道，和用于冲洗填料、并与外部水源相连接的输配水管道。

所述监测管道采用PVC管材制成，管径根据实际情况而定；所述监测管道的上端设置有橡胶盖密封，深入填料堆7的下端设置有陶瓷管头，所述管头上开设有14μm的通孔，用来收集该深度处的渗透水，根据渗透水氮磷浓度，决定填料是否需要反冲洗。所述监测管道根据所述填料堆7的厚度分为两种不同长度的监测长管道3和监测短管道5，可根据具体情况，再添加一组或多组不同长度的监测管道。采样时，用手动气泵将所述监测管道内的溶液清除干净，后收集的溶液即为该深度处的渗透水，结合渗透水的水质，判断出填料的吸附饱和情况。

所述输配水管道采用PVC管材制成，管径根据实际情况而定，其两头不密封。所述输配水管道根据所述填料堆7的厚度分为两种不同长度的输配水长管道4和输配水短管道6，可根据具体情况，再添加一组或多组不同长度的输配水管道，便于全面反冲洗填料。反冲洗时，使用河道2底泥或护坡土围在围固木桩8的外侧，防止反冲洗水直接流走，所述输配水管道连接干净的外来水源，利用普通抽水泵，即可对填料进行反冲洗。

本发明中，所述监测长管道3、所述监测短管道5、所述输配水长管道4和所述输配水短管道6采用梅花布点法布置，并均匀设置在所述填料堆7的中心和四个角。

本发明装置适应于一般的中小型河道，以毗邻农田排水沟的源头最好，该填料管道组合净化装置，便于抽取监测水样，能够及时反馈填料吸附饱和情况，反冲洗操作简单易行，反冲洗水量较少，管理方便。

下面以太湖流域某毗邻农田排水沟渠河道为例，对本发明作进一步的阐述：(1)该装置的横向以河道2两侧护坡为界限，另一侧亦以和河道2的边坡作为界限，宽约8m，长度为5～10m，高度结合当地农排水量大小为1.5m，以此规模进行填料周围围固木桩8的安置，围固木桩8为普通松树木桩，高出填料堆7，5～10cm；(2)沸石填料直接依河道2护坡和围固木桩8放置；(3)放置填料的同时，将监测管道和输配水管道根据图2放置，管道分为1.6m、1.1m、0.6m三种不同的长度，管道在距离填料堆7边缘40cm处和填料堆7中心处放置，农排水从填料堆7的两侧中下部汇入，通过填料，农排水得到截留净化；(4)通过监测管道的水质分析，当监测到流经填料的水质没有提升，甚至更差时，即填料吸附饱和后，可进行填料的反冲洗；(5)反冲洗时，利用河道2底泥和护坡土，堆在围固木桩8的外侧压实，阻止反冲洗水向下游流走，当反冲洗水通过输配水管道，流经填料，自下而上，溢于填料堆7表面时，使用抽水水泵将反冲洗水回灌至需水稻田，实现氮磷的循环利用；(6)当反冲洗操作进行完毕，将围固木桩8外堆土归还河道2底泥和护坡，该装置可继续净化农田排水。

Claims (8)

1.一种适应于中小型河道填料管道组合循环净水装置，包括铺设在河道内的填料堆，所述河道的两侧设置有农排水入口，其特征在于，所述填料堆内竖向设置有用于监测填料不同深度的吸附饱和情况、并与气泵相连接的监测管道，和用于冲洗填料、并与外部水源相连接的输配水管道，所述监测管道和所述输配水管道均匀设置在所述填料堆的中心和四个角。

2.根据权利要求1所述的适应于中小型河道填料管道组合循环净水装置，其特征在于，所述填料堆采用沸石填料堆砌而成。

3.根据权利要求1所述的适应于中小型河道填料管道组合循环净水装置，其特征在于，所述填料堆的横向由河道护坡作为边界，所述填料堆沿着河道的方向设置有围固木桩作为边界。

4.根据权利要求1所述的适应于中小型河道填料管道组合循环净水装置，其特征在于，所述填料堆的长度和深度与农排水量的大小成正比，以农排水刚好淹没所述填料堆为准。

5.根据权利要求1所述的适应于中小型河道填料管道组合循环净水装置，其特征在于，所述监测管道分为两种不同长度的监测长管道和监测短管道；所述输配水管道分为两种不同长度的输配水长管道和输配水短管道；所述监测长管道、所述监测短管道、所述输配水长管道和所述输配水短管道采用梅花布点法布置。

6.根据权利要求1所述的适应于中小型河道填料管道组合循环净水装置，其特征在于，所述监测管道的上端设置有橡胶盖密封，所述监测管道的下端设置有陶瓷管头，所述管头上设置有通孔。

7.根据权利要求1所述的适应于中小型河道填料管道组合循环净水装置，其特征在于，所述监测管道采用PVC管材制成。

8.根据权利要求1所述的适应于中小型河道填料管道组合循环净水装置，其特征在于，所述输配水管道采用PVC管材制成。