CN108569825B - 一种河道治理一体化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种河道治理一体化设备，包括依次连通的格栅过滤池、固体悬浮物过滤池和接触反应池；格栅过滤池的进水口通过淤泥管道连接有淤泥提升泵，格栅过滤池内设有可去除淤泥中的大粒径悬浮物或漂浮物的电动格栅；固体悬浮物过滤池内设有可过滤和吸附污水中的固体悬浮物的固体悬浮物过滤器；接触反应池通过过水管道连接有水泵，接触反应池内设有可对淤泥与污水的混合液进行生物降解处理的生物反应转盘；接触反应池的底部设有排泥泵，接触反应池的外部设有储泥池，储泥池与排泥泵之间通过排泥管道连通。本发明可同时对河道内的淤泥和污水进行处理，并过滤和吸附其中的固体悬浮物。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于改善河道水质的设备，具体涉及到一种河道治理一体化设备。
背景技术
目前国内外治理和修复污染河道最常用的技术有物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术。其中，生物修复技术由于具有环境友好、生态节能的优点，是最具发展前景的修复技术。生物修复技术按照修复方式的不同，又可分为异位生物修复技术和原位生物修复技术。异位生物修复技术将污染水体转移到另一地方处理的生物处理技术，由于需要搬动和输送污染水体，导致修复量有限，并且还有可能造成二次污染，因此推广应用受到了限制。原位生物修复技术是在原地处理污染水体的一种处理技术，不但节省处理费用，还可减少处理设施的使用，最大程度地减少污染物对周围环境的扰动，有更好的应用前景。但由于河道水体具有流动性，导致直接栽种的植物和投加的微生物随水流失，并且投加的微生物还会被其他动物吞食，因此，对河道水体治理效果不稳定。现有的小型湖泊、城市河道在水体净化及修复时，通常的做法有挖泥清淤、大面积曝气、引入清洁水、磁化水体、投加药剂、投加微生态制剂及生态修复法如种植水生植物等。然而，上述做法除了投加微生态制剂和生态修复法外，其在实质上并没有消除污染，而是改变了污染形式或转移了污染物。生态修复法，虽然是基本上能够解决水体污染，但其投资大、耗时长，因而其实用性受到了局限。而投加微生态制剂之做法则因所发挥作用的微生物缺乏相应载体并且不能及时适应待修复水体之环境而使其作用时间短，无法发挥其最大功效。而且在现有的用于水体净化及修复技术中，装置方面很匮乏，仅有植物浮床、人工浮岛、曝气装置等简单装置。
发明内容
本发明提供了一种河道治理一体化设备，用于对河道内的淤泥及污水进行处理。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种河道治理一体化设备，包括依次连通的格栅过滤池、固体悬浮物过滤池和接触反应池；
格栅过滤池的进水口通过淤泥管道连接有淤泥提升泵，格栅过滤池内设有可去除淤泥中的大粒径悬浮物或漂浮物的电动格栅；
固体悬浮物过滤池内设有可过滤和吸附污水中的固体悬浮物的固体悬浮物过滤器；
接触反应池通过过水管道连接有水泵，接触反应池内设有可对淤泥与污水的混合液进行生物降解处理的生物反应转盘；接触反应池的底部设有排泥泵，接触反应池的外部设有储泥池，储泥池与排泥泵之间通过排泥管道连通。
根据上述方案，所述电动格栅倾斜地设于格栅过滤池内且靠近出水口的一端高于靠近进水口的一端；所述格栅过滤池内还设有淤泥收集箱，淤泥收集箱紧贴电动格栅靠近出水口的一端。
进一步的，所述淤泥收集箱的一侧与格栅过滤池的池壁共用。
根据上述方案，所述固体悬浮物过滤器包括矩形框架，矩形框架的左端和右端分别贯穿有一根传动轴，传动轴上安装有传动轮；左侧和右侧的传动轮之间安装有传动链，刷刮板固定于传动链的侧面并可随传动链一起转动；刷刮板上设有多根刷毛，刷毛垂直于刷刮板表面设置；还包括与传动轴连接的刮板电机；滤泥收集箱设于矩形框架的一端，用于从刷毛上刮落固体悬浮物的刷刮器安装于滤泥收集箱的上部。
进一步的，所述矩形框架倾斜地安装于固体悬浮物过滤池中且靠近出水口的一端高于靠近进水口的一端；所述滤泥收集箱设于矩形框架靠近出水口的一端；所述刷刮器具有多个梳齿，刷刮器与刷刮板贴近且互相平行，刷刮器的边缘与靠近出水口一侧的传动轮相切且竖直安装。
进一步的，所述矩形框架内的传动轮、传动链和刷刮板均设有偶数个，且刷刮板两两相对设置，从而使得两块相对的刷刮板上的刷毛相互嵌入。
根据上述方案，所述接触反应池内的生物反应转盘沿水流方向并排设有多个；生物反应转盘包括转轴、盘片和盘片电机；转轴垂直于水流方向转动安装在接触反应池内，转轴上安装有多个互相平行的盘片且盘片与水流方向平行，盘片上附着有生物膜。
进一步的，所述盘片有40％的面积浸没在水面下，60％的面积在水面上。
进一步的，所述接触反应池的底部横截面为“V”形。
进一步的，所述盘片的表面设置有盘片刷毛，盘片刷毛的表面也附着有生物膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可同时对河道内的淤泥和污水进行处理，并过滤和吸附污水中的固体悬浮物；通过生物反应转盘对淤泥与污水的混合液进行生物降解处理，无需曝气，也不需要污泥回流，节能高效。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中固体悬浮物过滤器的结构示意图(省略固体悬浮物过滤池、滤泥收集箱和刷刮器)；
图3为本发明中固体悬浮物过滤器的正视结构示意图(省略固体悬浮物过滤池)；
图4为图3中局部A的放大示意图；
图5为本发明中刷毛在刷刮板上的排列方式示意图；
图6为本发明中刷毛的树形结构放大示意图；
图7为本发明中接触反应池的俯视结构示意图；
图8为本发明中接触反应池的左视结构示意图；
图9为本发明中盘片刷毛在盘片上的排列方式示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，图中各标号的释义为：1-淤泥提升泵，2-淤泥管道，3-电动格栅，4-淤泥收集箱，5-格栅过滤池，6-固体悬浮物过滤池，61-刮板电机，62-备用电机，63-传动轴，64-支撑板，65-传动链，66-刷刮板，67-固定板，68-传动轮，69-刷毛，610-滤泥收集箱，611-刷刮器，7-过水管道，8-水泵，9-接触反应池，91-盘片，92-转轴，93-盘片刷毛，94-盘片电机，95-储泥池，96-排泥管道，97-排泥泵，10-连通管道。
本发明包括通过连通管道10依次连通的格栅过滤池5、固体悬浮物过滤池6和接触反应池9。
格栅过滤池5的进水口通过淤泥管道2连接有淤泥提升泵1，河底的淤泥通过淤泥提升泵1和淤泥管道2进入到格栅过滤池5中。在格栅过滤池5内与进水口相对的另一侧设置出水口，且进水口的水平高度高于出水口的水平高度。电动格栅3倾斜地设于格栅过滤池5内且靠近出水口的一端高于靠近进水口的一端，电动格栅3与水平面的倾角在30°～45°之间。格栅过滤池5内还设有淤泥收集箱4，淤泥收集箱4紧贴电动格栅3靠近出水口的一端；为节省成本，淤泥收集箱4的一侧与格栅过滤池5的池壁共用。淤泥经电动格栅3过滤后，去除其中粒径较大的悬浮物或漂浮物，然后经出水口排入至固体悬浮物过滤池6内；而过滤出的大粒径悬浮物或漂浮物则被电动格栅3带入淤泥收集箱4内。
固体悬浮物过滤池6内设有固体悬浮物过滤器，固体悬浮物过滤器包括由两个平行的支撑板64和两个平行的固定板67围成的矩形框架。矩形框架的左端和右端分别贯穿有一根传动轴63，传动轴63上安装有传动轮68。左侧和右侧的传动轮68之间安装有传动链65，刷刮板66通过螺栓固定于传动链65的侧面并可随传动链65一起转动。刷刮板66上设有多根刷毛69，刷毛69垂直于刷刮板66表面设置。矩形框架的外侧设有与传动轴63连接的刮板电机61。矩形框架倾斜地安装于固体悬浮物过滤池6中且靠近出水口的一端高于靠近进水口的一端，其倾角控制在30°～45°，以便对污水进行过滤。滤泥收集箱610设于矩形框架靠近出水口的一端，刷刮器611安装于滤泥收集箱610内部的上部。为节省材料，滤泥收集箱610的一侧与固体悬浮物过滤池6的池壁共用。刷刮器611具有多个梳齿，刷刮器611与刷刮板66贴近且互相平行，刷刮器611的边缘与靠近出水口一侧的传动轮68相切且竖直安装。将固体悬浮物过滤器安置在固体悬浮物过滤池6中后，当污水进入固体悬浮物过滤池6后，污水会穿过刷毛69。污水在穿过刷毛69的同时，刷毛69会对污水中的固体悬浮物(SuspendedSolids，简称SS)进行过滤和吸附，污水中的SS会附着在刷毛69上。在过滤SS的同时，也能够去除SS中所携带的氮和磷等营养元素。同时刷毛69会随着刮板电机61的转动被向上带动至刷刮器611，刷刮器611会将附着在刷毛69上的SS清理下来，随后SS会被收集到滤泥收集箱610内，从而达到控制污水中SS浓度的目的。
为增加对污水中SS的过滤和吸附效率，矩形框架内设有偶数个传动轮68、传动链65和刷刮板66，且刷刮板66两两相对设置，从而使得两块相对的刷刮板66上的刷毛9相互嵌入。刷毛69的长度为两块相对的刷刮板66的间距的2/3。位于中间位置的传动链65的两侧均安装有刷刮板66，以减少固体悬浮物过滤器的空间占用，缩小固体悬浮物过滤器的体积。
刷毛69均采用树形结构，从而增大刷毛69的表面积，以使更多的SS附着在刷毛69上，以提高固体悬浮物过滤器的处理效率。刷毛69横向一排一排地安装在刷刮板66上，并且每排刷毛69的位置与刷刮器611的间隙相对应，在方便刷刮器611收集滤泥的同时，不影响刷毛69对污水的过滤作用。矩形框架的外侧还设有一个额外的备用电机62与传动轴63连接，刮板电机61和备用电机62互为备用电机，以保证本固体悬浮物过滤器的稳定运行。刮板电机61和备用电机62均安装在矩形框架的外侧且位于倾斜的上方，以便于对电机进行安装维修，保证电机寿命。
接触反应池9通过过水管道7连接有水泵8，以便于将河内污水抽入至接触反应池9内。接触反应池9内沿水流方向并排设有多个生物反应转盘，生物反应转盘包括转轴92、盘片91和盘片电机94。转轴92垂直于水流方向转动安装在接触反应池9内，转轴92上安装有多个互相平行的盘片91且盘片91与水流方向平行，并使盘片91有40％左右的面积浸没在水面下，60％左右的面积在水面上。盘片91上附着有生物膜。盘片电机94用于为转轴92及盘片91的转动提供动力。接触反应池9的底部横截面为“V”形，以便手机盘片91上脱落的老化污泥和污水中沉降的不溶性物质。接触反应池9的底部设有排泥泵97，接触反应池9的外部设有储泥池95，储泥池95与排泥泵97之间通过排泥管道96连通。接触反应池9底部沉积的污泥经排泥泵97和排泥管道96后排入储泥池95。接触反应池9内的淤泥及河水的混合液经生物反应转盘内盘片91上的生物膜进行生物降解处理后，能够去除掉其中的氮N、磷P和有机物。盘片91上附着的生物膜在好氧和缺氧交替的环境下，无需曝气，也不需要污泥回流，即可有效降解污水中的污染物。
为了提高接触反应池9的反应效率，在盘片91的表面设置盘片刷毛93，盘片刷毛93的表面可以附着生物膜，从而为盘片91提供更大的表面积，进而提高接触反应池9对污水的处理效率。为了降低接触反应池9的能耗，盘片91的材料应该选择材质较轻、耐腐蚀和酸碱性并且不易老化的材料，经过材料对比，本发明选择玻璃钢作为盘片91的材料。
为使污水在本发明内沿着反应的进程流动，格栅过滤池5、固体悬浮物过滤池6和接触反应池9的高程依次降低，相邻的进水口和出水口之间设置0.1～0.2m的自然落差。
为了提高本发明对河道的治理效果，提高出水水质，可将本发明的处理水继续排入人工湿地或生态浮床。其中，人工湿地的结构包括底部的防渗层，由填料、土壤和植物根系组成的基质层，湿地植物的落叶及微生物等组成的腐殖层，以及水体层和湿地植物。生态浮床的结构可分为湿式生态浮床和干式生态浮床，生态浮床的组成包括浮床框体、浮床床体、浮床基质和浮床植物。通过本发明将河水及河底淤泥净化后，再导入人工湿地或生态浮床。通过集布水管道，将处理水均匀地散布到人工湿地或生态浮床中，可以利用植物进一步吸收污水中的氮N、磷P等营养元素，同时填料层或浮床基质也能够对污水起到过滤作用。通过将本发明与人工湿地或生态浮床配合使用，经处理后的出水水质将得到进一步提高。
具体应用实施例一：
本实施例为南充市营山县某河的河水和河底淤泥试验结果，该河流河水和河底淤泥通过本发明结合人工湿地处理后的水样指标如下表一所示：
表一
具体应用实施例二：
本实施例为达州市万源市某河的河水和河底淤泥试验结果，该河流河水和河底淤泥通过本发明结合生态浮床处理后的水样指标如下表二所示：
表二
其中，溶解氧浓度DO的测量方法采用GB/T7489-1987电化学探头法，pH的测量方法采用GB/T 6920-86玻璃电极法，悬浮性固定浓度SS的测量方法采用GB11901-89重量法测定，化学需氧量COD值的测量方法采用HJ 828-2017的重铬酸钾法测定，五日生化需氧量BOD5的测量方法采用HJ 505-2009的稀释与接种法测定，氨氮NH3-N的测量方法采用HJ 535-2009的纳氏试剂分光光度，总磷TP的测量方法采用GB11893-89的钼酸铵分光光度法测定，总氮TN的测量方法采用HJ636-2012的碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法。
实施例一、二说明，经本发明处理后的各项水质指标能够达到《地表水环境质量标准》IV类水标准以上，部分指标达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类水标准，对水体中的污染物有稳定的去除效果。
Claims (5)
1.一种河道治理一体化设备，其特征在于：包括依次连通的格栅过滤池（5）、固体悬浮物过滤池（6）和接触反应池（9）；
格栅过滤池（5）的进水口通过淤泥管道（2）连接有淤泥提升泵（1），格栅过滤池（5）内设有去除淤泥中的大粒径悬浮物或漂浮物的电动格栅（3）；
固体悬浮物过滤池（6）内设有过滤和吸附污水中的固体悬浮物的固体悬浮物过滤器；
接触反应池（9）通过过水管道（7）连接有水泵（8），接触反应池（9）内设有对淤泥与污水的混合液进行生物降解处理的生物反应转盘；接触反应池（9）的底部设有排泥泵（97），接触反应池（9）的外部设有储泥池（95），储泥池（95）与排泥泵（97）之间通过排泥管道（96）连通；
所述固体悬浮物过滤器包括矩形框架，矩形框架的左端和右端分别贯穿有一根传动轴（63），传动轴（63）上安装有传动轮（68）；左侧和右侧的传动轮（68）之间安装有传动链（65），刷刮板（66）固定于传动链（65）的侧面并随传动链（65）一起转动；刷刮板（66）上设有多根刷毛（69），刷毛（69）垂直于刷刮板（66）表面设置；还包括与传动轴（63）连接的刮板电机（61）；滤泥收集箱（610）设于矩形框架的一端，用于从刷毛（69）上刮落固体悬浮物的刷刮器（611）安装于滤泥收集箱（610）的上部；
所述矩形框架倾斜地安装于固体悬浮物过滤池（6）中且靠近出水口的一端高于靠近进水口的一端；所述滤泥收集箱（610）设于矩形框架靠近出水口的一端；所述刷刮器（611）具有多个梳齿，刷刮器（611）与刷刮板（66）贴近，刷刮器（611）的边缘与靠近出水口一侧的传动轮（68）相切且竖直安装；
所述矩形框架内的传动轮（68）、传动链（65）和刷刮板（66）均设有偶数个，且刷刮板（66）两两相对设置，从而使得两块相对的刷刮板（66）上的刷毛（69）相互嵌入；
所述接触反应池（9）内的生物反应转盘沿水流方向并排设有多个；生物反应转盘包括转轴（92）、盘片（91）和盘片电机（94）；转轴（92）垂直于水流方向转动安装在接触反应池（9）内，转轴（92）上安装有多个互相平行的盘片（91）且盘片（91）与水流方向平行，盘片（91）上附着有生物膜；
所述盘片（91）的表面设置有盘片刷毛（93），盘片刷毛（93）的表面也附着有生物膜。
2.根据权利要求1所述的一种河道治理一体化设备，其特征在于：所述电动格栅（3）倾斜地设于格栅过滤池（5）内且靠近出水口的一端高于靠近进水口的一端；所述格栅过滤池（5）内还设有淤泥收集箱（4），淤泥收集箱（4）紧贴电动格栅（3）靠近出水口的一端。
3.根据权利要求2所述的一种河道治理一体化设备，其特征在于：所述淤泥收集箱（4）的一侧与格栅过滤池（5）的池壁共用。
4.根据权利要求1所述的一种河道治理一体化设备，其特征在于：所述盘片（91）有40％的面积浸没在水面下，60％的面积在水面上。
5.根据权利要求1所述的一种河道治理一体化设备，其特征在于：所述接触反应池（9）的底部横截面为“V”形。
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