CN108249605A - 悬浮式毛管导排反滤净化装置 - Google Patents

悬浮式毛管导排反滤净化装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种悬浮式毛管导排反滤净化装置。为解决现有技术中渗滤系统介质空隙容易堵塞的问题而发明。该装置包括反滤单元，浮体，安装在反滤单元上；在所述的反滤单元底部设置有布水装置；在所述的反滤单元上设置有毛管导排单元。本装置中原水自下而上的反滤系统，导排系统位于反滤系统的最上部，真空启动后，原水以渗透作用进入填料层，滤后水以虹吸作用和毛细管上升作用导排入毛细管后收集至集水系统中后再排放，防止因填料颗粒和填料表面截留的悬浮颗粒因重力沉降作用脱落而发生的堵塞问题。

Description

悬浮式毛管导排反滤净化装置
技术领域
本发明专利属于环保技术领域，具体涉及一种应用于地表水过滤的悬浮式毛管反滤净化装置。
背景技术
随着我国社会经济的快速持续发展、城市化程度的不断提高，越来越多的河流水环境受到威胁。2016年，环保部与住建部在全国295座地级及以上城市建成区中共排查出1861段(个)黑臭河、湖、塘。其中，重度污染水体占35％。我国七大水系197条河流407个断面中，IV～V类和劣V类水质的断面比例分别为26.5％和23.6％。城市河流水环境的综合治理将是未来十年至二十年的工作的重点和难点。
毛管渗滤系统是应用于污水土地净化处理的技术，广泛应用于污水厂尾水排放的渗透过滤净化，现在也在农村分散式污水处理中得到了推广。土地毛管渗滤系统的研究主要集中在研究不同渗滤系统的填料、提高水力负荷、污染物去除机理及堵塞原因分析等方面。有机物在渗流区内的去除机理主要是生物降解。造成渗滤系统介质空隙堵塞以及微生物生长造成的堵塞等。对于土地渗滤系统堵塞的改善方法，现阶段主要是集中在内部填料的改善，而利用反滤及虹吸及毛细管上升原理来避免悬浮物脱落带来的堵塞技术相对较少。本发明专利基于此背景，采用反滤系统并应用毛细管导排，实现地表水的过滤净化的一项技术，该技术主要用于污水厂尾水净化、黑臭河道水质净化等地表水修复中。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种防止堵塞悬浮式毛管导排反滤净化装置。
为达到上述目的，本发明的悬浮式毛管导排反滤净化装置，所述的装置包括反滤单元，浮体，安装在反滤单元上；在所述的反滤单元底部设置有布水装置；在所述的反滤单元上设置有毛管导排单元。
较佳的，所述的毛管导排单元的出水口连通有集水单元。
较佳的，所述的反滤单元至少包括设置在反滤单元透水承托板，在所述的透水承托板上设置有一级以上的反滤滤料；其中，位于上层的反滤滤料的粒径小于位于下层的反滤滤料的粒径。
较佳的，透水承托板为耐腐蚀金属渗透网、钢塑格栅透水板、钢格板、格栅板、PVC透水板或铝合金透水板；所述的透水承托板过流面积不小于透水板面积的60％。
较佳的，所述的反滤滤料为三级，其中，第一级反滤滤料位于透水承托板之上；，第一级反滤滤料的粒径为10-40mm多孔轻质填料；第二级反滤滤料设置在第一级反滤滤料之上，第二级反滤滤料的粒径为5-10mm；第三级反滤滤料设置在第二级反滤滤料之上，第三级反滤滤料的粒径为2-5mm。
较佳的，在所述的第三级反滤滤料中混合有100-200目过筛的过滤土，所述的过滤土为膨润土、硅藻土或凹凸棒土的一种或几种组合。
较佳的，过滤土与第三级反滤滤料的重量比为1：1-1：4。
较佳的，在所述的反过滤单元进水口处设置细格栅；所述的布水装置为布水器，布水器进入反滤单元的水流流速<1.0m/s。
较佳的，所述的毛管导排单元为单向毛管导排带或单向毛管排水板，毛管排水一侧面向第三级反滤滤料，导排带或排水板的铺设坡度>2‰，坡向集水单元，经集水单元收集后排放。
本发明与现有技术相比具有的积极效果是：
1)原水自下而上的反滤系统，导排系统位于反滤系统的最上部，真空启动后，原水以渗透作用进入填料层，滤后水以虹吸作用和毛细管上升作用导排入毛细管后收集至集水系统中后再排放，防止因填料颗粒和填料表面截留的悬浮颗粒因重力沉降作用脱落而发生的堵塞问题；
2)本发明专利的装置配有浮体，可以直接布置于水面进行地表水的过滤处理，滤后水直接排入水体，而不需要额外增加场地来布置装置，节约了建设成本；
3)装置是独立的反滤单元，针对不同水面条件进行并联或串联连接，以灵活的组合方式进行地表水的反滤处理。
附图说明：
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1所示实施例中反滤单元的三级分区填料的示意图；
图3为图1所示实施例管路系统示意图。
具体实施方式
实施例1
1、如图1所示反滤单元2(R＝20cm)在系统的中央部位，浮板1(L×B×H＝50cm×50cm×20cm)设置在反滤单元2的两侧，布水系统6(R＝20cm，H＝8cm)设置在反滤单元2的下部，进水由进水管7经布水系统6布水后进入反滤单元2，经过反滤单元2过滤的滤后水后由覆盖在反滤单元2顶部的毛管导排系统4导排后收集到集水管5后排放；
2、反滤单元2的底部为承托反滤单元的钢塑格栅透水板透80(R＝20cm)，透水板纵条间距25mm，横条间距25mm，厚20mm；
3、透水板80以上部分由下至上依次填充的第一级反滤滤料81，是粒径为30-40mm的火山岩滤料，填充高度为8cm；
4、第一级滤料81上部的二级反滤区82内填充粒径为8-10mm的沸石，填充高度为6cm；
5、三级反滤区83内填充粒径为2-5mm的河砂，重量百分数占三级反滤填料重量的50％，同时混合100-200目过筛的膨润土、重量百分数占三级反滤填料重量的50％，混合滤料的填充高度为5cm；
6、进水管(D＝20mm)前端设置过滤网或过滤盖板91，布水方式采用穿孔布水92，进水由布水区6(R＝20cm，H＝8cm)向上进入反滤单元2，进入反滤单元的水流流速0.5m/s；
7、反滤单元2的顶部铺设单向毛管导排带4，毛管排水一侧面向三级反滤区83，导排带按圆锥形铺设，圆心最高，铺设坡度为3‰，坡向周边集水管5；
8、进水管路连接有潜水泵101，潜水泵后接流量计102，滤后水经集水管路5收集至集水总管103中，集水总管103末端连接有真空泵104及真空表105，真空启动利于毛管导排系统4的工作；
9、将悬浮式毛管导排反滤净化装置放置于浊度为63.7～102.0NTU的河道中运行30天，滤后水的浊度为3.96～25.5NTU，渗透系数由6.5×10-4cm/s变化至18.2×10-4cm/s，没有堵塞现象发生。
实施例2
1、反滤单元2(L×B×H＝20cm×20cm×20cm)在系统的中央部位，浮板1(L×B×H＝50cm×50cm×20cm)设置在反滤单元2的两侧，布水系统6(L×B＝20cm×20cm，H＝8cm)设置在反滤单元2的下部，进水由进水管7经布水系统6布水后进入反滤单元2，经过反滤单元2过滤的滤后水后由覆盖在反滤单元2顶部的毛管导排系统4导排后收集到集水管5后排放；
2、反滤单元2的底部为承托反滤单元的钢塑格栅透水板透80(L×B＝20cm×20cm)，透水板纵条间距25mm，横条间距25mm，厚10mm；
3、透水板80以上部分由下至上依次填充的第一级反滤滤料81，是粒径为30-40mm的火山岩滤料，填充高度为7cm；
4、第一级滤料81上部的二级反滤区82内填充粒径为8-10mm的沸石，填充高度为7cm；
5、三级反滤区83内填充粒径为2-5mm的河砂，重量百分数占三级反滤填料重量的50％，同时混合100-200目过筛的凹凸棒土、重量百分数占三级反滤填料重量的50％，混合滤料的填充高度为6cm；
6、进水管(D＝20mm)前端设置过滤网或过滤盖板91，布水方式采用穿孔布水92，进水由布水区6(L×B＝20cm×20cm，H＝8cm)向上进入反滤单元2，进入反滤单元的水流流速0.3～0.5m/s；
7、反滤单元2的顶部铺设单向毛管导排带4，毛管排水一侧面向三级反滤区83，导排带铺设坡度为3‰，坡向周边集水管5；
8、进水管路连接有潜水泵101，潜水泵后接流量计102，滤后水经集水管路5收集至集水总管103中，集水总管103末端连接有真空泵104及真空表105，真空启动利于毛管导排系统4的工作。
9、取城市污水处理厂尾水加入0.5mg/L的FeCl3混凝剂混合后作为进水进入悬浮式毛管导排反滤净化装置，原始进水浊度为11～29NTU，NH3-N为5.4～11.3mg/L，滤后水的浊度为0.3～1.48NTU，NH3-N为3.8～6.5mg/L，去除率为，运行30天渗透率由26.5×10-4cm/s变化至38.2×10-4cm/s，没有明显的堵塞现象发生。
从实施例可知，悬浮式毛管导排反滤净化装置对地表水的悬浮物有很好的去除作用，对河道水和污水厂尾水的浊度降低达到了60％以上，同时对水中氨氮有吸附，降低了出水氨氮的浓度。在两种不同来源的地表水的反滤净化实施中，经过30天，每天8小时过滤的稳定运行后，滤料的渗透系数仍然停留在10-4cm/s数量级上，没有发生明显的变化，每小时的滤水量的变化也在10％以内，没有发生明显的堵塞现象。
以上对本发明所提供的一种悬浮式毛管导排反滤净化装置的构造及其实施方法进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其中心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护。

Claims (9)

1.一种悬浮式毛管导排反滤净化装置，其特征在于：所述的装置包括反滤单元，浮体，安装在反滤单元上；在所述的反滤单元底部设置有布水装置；在所述的反滤单元上设置有毛管导排单元。
2.如权利要求1所述的悬浮式毛管导排反滤净化装置，其特征在于：毛管导排单元的出水口连通有集水单元。
3.如权利要求1所述的悬浮式毛管导排反滤净化装置，其特征在于：所述的反滤单元至少包括设置在反滤单元透水承托板，在所述的透水承托板上设置有一级以上的反滤滤料；其中，位于上层的反滤滤料的粒径小于位于下层的反滤滤料的粒径。
4.如权利要求3所述的悬浮式毛管导排反滤净化装置，其特征在于：透水承托板为耐腐蚀金属渗透网、钢塑格栅透水板、钢格板、格栅板、PVC透水板或铝合金透水板；所述的透水承托板过流面积不小于透水板面积的60％。
5.如权利要求3所述的悬浮式毛管导排反滤净化装置，其特征在于：所述的反滤滤料为三级，其中，第一级反滤滤料位于透水承托板之上；，第一级反滤滤料的粒径为10-40mm多孔轻质填料；第二级反滤滤料设置在第一级反滤滤料之上，第二级反滤滤料的粒径为5-10mm；第三级反滤滤料设置在第二级反滤滤料之上，第三级反滤滤料的粒径为2-5mm。
6.如权利要求5所述的悬浮式毛管导排反滤净化装置，其特征在于：在所述的第三级反滤滤料中混合有100-200目过筛的过滤土，所述的过滤土为膨润土、硅藻土或凹凸棒土的一种或几种组合。
7.如权利要求6所述的悬浮式毛管导排反滤净化装置，其特征在于：过滤土与第三级反滤滤料的重量比为1：1-1：4。
8.如权利要求1所述的悬浮式毛管导排反滤净化装置，其特征在于：在所述的反过滤单元进水口处设置细格栅；所述的布水装置为布水器，布水器进入反滤单元的水流流速<1.0m/s。
9.如权利要求1所述的悬浮式毛管导排反滤净化装置，其特征在于：所述的毛管导排单元为单向毛管导排带或单向毛管排水板，毛管排水一侧面向三级反滤区83，导排带或排水板的铺设坡度>2‰，坡向集水单元，经集水单元收集后排放。
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