CN111115982A - 一种景观水循环过滤净化设备及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种景观水循环过滤净化设备及其工艺，包括进水系统，包括进水泵和进水管；设备主体内设有生物反应区、除藻抽滤区、机电设备区和清水缓存区；生物反应区内设有脱氮除磷微生物填料，用于去除水体中的氨氮、总磷及BOD污染物质；除藻抽滤区与生物反应区贯通相连，除藻抽滤区内设有滤料用于截留藻类颗粒物；机电设备区内设有过滤装置、抽吸装置和反冲洗装置。本发明结构简单，在不破坏原有水生态系统的前提下去除水体中的氨氮、总磷及有机物等溶解性污染物和藻类及固体颗粒等悬污染物，从而根本消除水体污染物的问题，景观水处理可达到氨氮≤1.0mg/L、总磷≤1.0mg/L、BOD₅≤20mg/L总磷≤5mg/L，同时能去除98％以上的藻类或颗粒物，极大地提高水体景观效果。

Description

一种景观水循环过滤净化设备及其工艺

技术领域

本发明涉及景观水体处理技术领域，具体涉及一种景观水循环过滤净化设备及其工艺。

背景技术

景观水通常指用于视觉观赏的水体，通常分为两类：一类是自然水景，像天然的湖泊、河流等；另一类是人工水景，像喷泉、人工湖、城市小型河道等，都是露天地表水，自净能力非常低，并且非常容易受到污染。

城市景观水体用以修饰环境、给人以美感,维护生态平衡，但是由于当初设计的局限性和后期的污染及水质管理措施等方面的问题,导致水质迅速恶化,景观效果大大降低,有些严重的更是影响周围居民的正常生活。景观水体的水质维护主要是控制水体中COD、BOD5、TN、TP等污染物的含量及藻类等的生长,使其不过度繁殖,保持水体的清澈、洁净,水处理的目的是为了保护整个水域的水质。目前，目前景观水处理方法较多，应用较多的为曝气增氧鲜化水体、气浮除藻、微压精滤法、氯液消毒及生态净化等。

1、增氧曝气主要是增加水体溶解氧，提高水体中有益微生物的活性，从而提高有益微生物降解污染的效能，但实际有些自然景观水体中存在着有益微生物数量低或者污染负荷大等状况，那么增氧曝气对水中污染物的降解效能的提升就营销甚微了；除此之外，在一些小区内的景观水，周围都是居民，增氧曝气噪声较大，存在一个扰民的问题。

2、气浮法能够有效去除水体中藻类及颗粒物，提高水体的透明度，但并能有效去除水体中氮、磷、有机物等溶解性污染物，这就意味着存在着藻类再次爆发的风险，并且整个气浮工艺集成机电设备较多，包括容器罐，加药装置、反冲洗装置等等，这就意味着该设备的运行成本较高、占地面积大，并且气浮工艺也存在会产生大量上浮泥的问题，处理大量上浮泥又会增加额外的成本；

3、微压精滤孔隙小能够有效去除大部分颗粒物，甚至能够截留大部分水体中的细菌，能够有效提高水体的透明度，但同时这种孔隙小、过滤精度高的特性也带来了孔隙易堵塞、使用寿命短、处理量低的缺点；并且该种精密滤料在就留了一些有害细菌的同时也截留了大量有益细菌，破坏了水体中的微生物系统，从而破坏了水体的自净功能。

4、氯液消毒虽然能够有效灭活水体中的藻类、病毒及细菌，但同时也会危害水体中其他水生动物的生存，尽管对藻类爆发水体有较大的感官提升，但同时也破坏了水体生态系统，降低了水体的自净能力。

5、水生态净化就是在水体中通过构建水生植物系统、水生动物系统及微生物系统来建立一个集生产者、消费者和分解者的完整食物链，从而达到净化水体的目的，但对于一些做过防渗的硬质池底的景观水来说，水生植物系统的构建就比较困难，尤其其沉水植物系统，而大量的水生植物能够吸收大量污染物质，在净化水体方面起到很重要的作用，水生植物系统的不健全，势必会导致水体自净能力的极大削减。

综上几种景观水处理在实际应用时，在去除水体中的氨氮、总磷及有机物等溶解性污染物和藻类及固体颗粒等悬污染物时，也会灭活水体中的有益微生物，从而使得原有的水体生态系统遭到破坏，而且现有技术的反冲洗效果不佳，藻类等颗粒物会黏于滤料孔隙之中，从而影响滤料的实际使用效果。

因此，为了解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种景观水循环过滤净化设备及其工艺，以解决在不破坏原有水生态系统的前提下去除水体中的氨氮、总磷及有机物等溶解性污染物和藻类及固体颗粒等悬污染物从而根本消除水体污染物的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种景观水循环过滤净化设备，包括：

进水系统，包括进水泵和进水管，用于抽取景观池内的水进入设备主体；

设备主体，内设有生物反应区、除藻抽滤区、机电设备区和清水缓存区；

生物反应区内设有脱氮除磷微生物填料，用于去除水体中的氨氮、总磷及 BOD污染物质；

除藻抽滤区与所述生物反应区贯通相连，所述除藻抽滤区内设有滤料用于截留藻类颗粒物；

机电设备区内设有过滤装置、抽吸装置和反冲洗装置。

采用以上技术方案，所述脱氮除磷微生物填料为琼脂块载体，载体内部附着若干经驯化培养的脱氮除磷微生物，能够高效去除水体中的氨氮、总磷及BOD 等污染物质，该微生物在生化反应过程中不产生剩余污泥，无二次污染且无需配备污泥处理设备，设备成本低。

采用以上技术方案，所述生物反应区在脱氮除磷微生物填料的下方设置有曝气装置，所述曝气装置采用微纳米曝气，使氧气充分溶于水体中，为高效脱氮除磷微生物提供足够的氧气。

采用以上技术方案，所述滤料为多孔纳米滤料，采用多孔隙纳米材料，在含有藻类的水体通过时，多孔纳米滤料截留藻类颗粒物，且藻类颗粒物只堆积但不黏于滤料孔隙之中，多孔隙纳米材料有很高的孔隙率及极强的疏水性，藻类等颗粒物只会堆积但不会粘黏于滤料孔隙之中，极大提高了滤料的反冲洗效率，延长滤料的使用寿命。

采用以上技术方案，所述除藻抽滤区在滤料的上方设有紫外杀菌装置，所述紫外杀菌装置为紫外灯，紫外灯采用强穿透性紫外灯，能够透过水体使堆积在滤料的藻类失活。

采用以上技术方案，所述过滤装置为高分子负电荷微纳米过滤装置，所述清水缓存区内的水通过出水泵进入高分子负电荷微纳米过滤装置进行深度过滤并通过出水管分散排入景观池内，高分子负电荷微纳米过滤装置采用高压高分子带负电荷微纳米滤芯，对水体中小颗粒胶体有极强的截留效果，但基本不会截留微生物，保证了处理后的水体的微生物生态系统不会被破坏。

采用以上技术方案，所述抽吸装置包括抽吸泵和抽吸管，抽吸泵启动通过抽吸管从除藻抽滤区底部抽水至清水缓存区，且除藻抽滤区的抽吸口上设有多孔滤帽，多孔滤帽采用比表面积较大的多孔质纤维材料，透水性好，并且不容易堵塞。

采用以上技术方案，所述反冲洗装置包括反冲洗泵和反冲洗管，反冲洗泵启动通过反冲洗管从清水缓存区抽水至除藻抽滤区进行冲洗，且反冲洗的污水通过反冲洗管排入污水管网。

采用以上技术方案，所述除藻抽滤区和清水缓存区均设有红外液位控制仪，红外液位控制仪监测液位信号并传信于电控柜，所述电控柜安装于设备主体上。

本发明的另一目的是提供一种景观水循环过滤净化工艺，使用景观水循环过滤净化设备，该净化工艺如下：

含氨氮、总磷、有机物等溶解性污染物及SS、藻类等颗粒物的景观池污水进入至设备主体；

在不断进行曝气时，污水在生物反应区触底折流通过脱氮除磷微生物填料进行降解；

经生化降解处理后的污水自上而下通过滤料进入除藻抽滤区的底部清水区，且对堆积在滤料中的藻类进行灭活；

经过滤后的水体被抽吸至清水缓存区，在清水缓存区内的液位高于设定值时，抽取清水缓存区内的水进入过滤装置进行深度过滤并排至景观池内，且再进入设备主体，如此反复形成循环净化水体的过程；

开启反冲洗泵，从清水缓存区内抽水至除藻抽滤区进行冲洗，冲洗后的污水排入污水管网。

本发明的有益效果：

1.本发明在不破坏原有水生态系统的前提下去除水体中的氨氮、总磷及有机物等溶解性污染物和藻类及固体颗粒等悬污染物，从而根本消除水体污染物的问题；

2.本发明景观水处理可达到氨氮≤1.0mg/L、总磷≤1.0mg/L、BOD₅≤20mg/L 总磷≤5mg/L，同时能去除98％以上的藻类或颗粒物，极大地提高水体景观效果；

3.本发明结构简单，占地面积小，安装方便，应用范围广，硬质池底或软质池底都可适用，同时不受地区、温度限制，方便实用。

附图说明

图1是本发明一种景观水循环过滤净化设备的主视图。

图2是本发明一种景观水循环过滤净化设备的俯视图。

图3是本发明一种景观水循环过滤净化设备的内部结构示意图。

图4是本发明一种生化过滤循环景观水净化工艺的流程示意框图。

图中标号说明：101、进水泵；102、进水管；2、设备主体；21、生物反应区；22、除藻抽滤区；23、机电设备区；24、清水缓存区；3、脱氮除磷微生物填料；41、曝气泵；42、曝气盘；5、滤料；6、紫外杀菌装置；71、高分子负电荷微纳米过滤装置；72、出水泵；81、抽吸泵；82、抽吸管；91、反冲洗泵； 92、反冲洗管；11、红外液位控制仪；12、电控柜；13、多孔滤帽；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1至图3所示，本发明为实现上述目的，本实施例提供一种景观水循环过滤净化设备，该装置由进水系统、设备主体2及电控柜102组成，其中进水系统由进水泵101和进水管102组成；设备主体2由生物反应区21、除藻抽滤区22、机电设备区23和清水缓存区24组成；进水泵11位于景观池内，抽取景观池水进入设备主体2；设备主体2可安装于地上，亦可埋于地下；

生物反应区21设于设备主体2的左侧，在生物反应区21内设有脱氮除磷微生物填料3以及曝气装置4，脱氮除磷微生物填料3上下分别设有不锈钢开孔板，通过不锈钢开孔板将脱氮除磷微生物填料3固定，脱氮除磷微生物填料3为特殊琼脂块载体(0.3～0.4cm的正方体)，载体内部附着大量经驯化培养的脱氮除磷微生物，能够高效去除水体中的氨氮(去除率达93％)、总磷(去除率达88％)及BOD(去除率达97％)等污染物质，该微生物在生化反应过程中不产生剩余污泥，无二次污染且无需配备污泥处理设备，设备成本低；曝气装置 4包括曝气泵41和曝气盘42，曝气盘42置于生物反应区21的底部，曝气泵 41置于机电设备区23，曝气泵41通过曝气管连接曝气盘42用于曝气，优选的一个实施例中，曝气装置4采用微纳米曝气，使氧气充分溶于水体中，为高效脱氮除磷微生物提供足够的氧气；

除藻抽滤区22设于生物反应区21的右侧，且与生物反应区21之间设有溢流板，水体经生物反应区21处理后，从溢流板溢流进入除藻抽滤区22，该区域设有多孔纳米滤料5、抽吸口、反冲洗管92、控制抽吸泵81的红外液位控制仪11、控制反冲洗泵91的红外液位控制仪11及紫外杀藻装置6，多孔纳米滤料5上下分别设有不锈钢开孔板，多孔纳米滤料5通过不锈钢开孔板固定，多孔纳米滤料5为特殊多孔隙纳米材料，该材料有很高的孔隙率及极强的疏水性，因此在含有藻类的水体通过时，滤料5能够高效截留藻类等颗粒物，同时藻类等颗粒物只会堆积但不会粘黏于滤料5孔隙之中，这种特性极大提高了滤料5 的反冲洗效率，延长滤料5的使用寿命；抽吸口设于除藻抽滤区22的下部，抽吸口上设有多孔滤帽13，多孔滤帽13采用比表面积较大的多孔质纤维材料，透水性好，并且不容易堵塞；反冲洗管92设于该区域的底部，反冲洗管92上设有大量出水孔；控制抽吸泵81的红外液位控制仪11设于该区域的上方位置，该红外液位控制仪11控制抽吸泵81的开启和关闭；控制反冲洗泵91的红外液位控制仪11设于该区域上方，该红外液位控制仪11控制反冲洗泵91的开启和关闭；紫外杀藻装置6位于该区域顶部，紫外杀藻装置6为强穿透性紫外灯，它能够透过水体使堆积在滤料的藻类失活；

机电设备区23设于除藻抽滤区22的右侧，该区域设有高分子负电荷微纳米过滤装置71、曝气泵41、出水泵72及抽吸泵81，高分子负电荷微纳米过滤装置71由带负电荷微纳米滤芯组成，该膜对水体中小颗粒带电胶体有非常强的截留效果，并且基本不会拦截水体中微生物；出水泵72采用高压泵，从清水缓存区24底部抽水到景观池；抽吸泵81从除藻抽滤区22底部抽水至清水缓存区 24；

清水缓存区24设于设备主体2的最右端，该区域设有反冲洗泵91及红外线液位控制仪11，反冲洗泵91位于清水缓存区24的底部，反冲洗泵91从清水缓存区24抽水至除藻抽滤区22，对除藻抽滤区22的滤料5进行反冲洗，反冲洗污水通过反冲洗管92排至污水管网；

电控柜12挂设于设备主体2的右侧侧壁，用于实时控制循环净化水体的过程，电控柜12是已经公开且广泛应用于自动控制领域的现有技术，因此本发明在这里对电控柜12的具体结构以及工作原理不做赘述。

实施例2

参照图4所示，本发明还提出了一种景观水循环过滤净化工艺，该工艺使用实施例1公开的景观水循环过滤净化设备，具体阐述如下：

含氨氮、总磷、有机物等溶解性污染物及SS、藻类等颗粒物的景观池污水通过进水泵101和进水管102进入到设备主体2的生物反应区21，污水触底折流通过高效脱氮除磷微生物填料3，与此同时曝气泵41通过曝气盘42不断对生物反应区21进行曝气，强化微生物对污染物的降解效能，经生化降解处理后的污水通过生物反应区21和除藻抽滤区22的溢流板溢流至除藻抽滤区22，水体在除藻抽滤区22中自上而下通过多孔纳米滤料5进入除藻抽滤区22的底部清水区，与此同时紫外杀藻装置6对堆积在滤料5中的藻类进行灭活，控制抽吸泵81的红外液位控制仪11实时监测除藻抽滤区22的液位信息并传信于电控柜12，通过电控柜12控制除藻抽滤区22的液位在一定范围内，即高液位时抽吸泵81开启将过滤后的水体通过抽吸管82抽吸至清水缓存区24缓存起来，低液位时抽吸泵81关停，与此同时，控制出水泵72的红外液位控制仪11实时监测清水缓存区24的液位并传信于电控柜12，通过电控柜12控制清水缓存区24 的液位维持在一个较高液位范围，即高液位时出水泵72开启，清水缓存区24 内的水体通过出水管72高压进入高分子负电荷微纳米过滤装置71进行深度过滤，去除小颗粒胶体，进一步提高水体高透明度，低液位时出水泵72关停，最终经过多层级处理后的景观水分散式的排到景观池体的各个高地势角落，高地势水体流至处在地势较低的设备进水口，再通过进水口进入设备主体2进行水体处理，如此反复形成循环净化水体的过程；

当控制反冲洗泵91的红外液位控制仪11检测到除藻抽滤区22的水体达到超高液位或者设备运行一段时间时，反冲洗动作开始，此时电控柜12控制进水泵101关闭、出水泵72关闭、抽吸泵81关闭、反冲洗泵91开启，清水缓存区 24内的水体通过反冲洗管92进入除藻抽滤区22对滤料5进行冲洗，冲洗后的污水通过反冲洗管92排入污水管网，当控制反冲洗泵91的红外液位控制仪11 监测到清水缓存区24中的水体到达超低液位时，反冲洗动作结束，电控柜12 控制反冲洗泵91关闭，设备主体2开始重新进水，如此重复上述过程。

实施例3

为了更加详尽的阐述本发明的实际应用以及取得的突出的有益效果，本实施例阐述了本发明用于生活污水处理的场景，具体来说，浙江省海宁市某景观水处理项目，该项目在处理前，水体富营养化严重，藻类爆发，水体浑浊，透明度10公分左右，水体污染指标很高；选用本发明生化过滤循环景观水净化装置及工艺，处理量为1吨/天，水域面积250平方米，水深0.5米，经过4天处理，水体感观极大提升，清澈见底；经过2周处理后，水体氨氮、总磷及BOD5 达到地表Ⅲ类水标准。

实施例4

为了更加详尽的阐述本发明实际应用的广泛以及取得的突出的有益效果，本实施例阐述了本发明厨房间含油污水处理的场景，具体来说，江苏某小区景观水处理项目，该项目在处理前，水体深绿，藻类爆发严重；选用本发明生化过滤循环景观水净化装置及工艺，将本发明生化过滤循环景观水净化装置埋入景观池的底部，处理量为3吨/天，经过7天处理后，水体清澈见底，感官极大提升，并且水体长期维持水体清澈的状态。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，应用范围广，在不破坏原有水生态系统的前提下去除水体中的氨氮、总磷及有机物等溶解性污染物和藻类及固体颗粒等悬污染物，从而根本消除水体污染物的问题，景观水处理可达到氨氮≤1.0mg/L、总磷≤1.0mg/L、BOD5≤20mg/L总磷≤5mg/L，同时能去除98％以上的藻类或颗粒物，极大地提高水体景观效果。

以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种景观水循环过滤净化设备，其特征在于，包括：

进水系统，包括进水泵和进水管，用于抽取景观池内的水进入设备主体；

设备主体，内设有生物反应区、除藻抽滤区、机电设备区和清水缓存区；

生物反应区内设有脱氮除磷微生物填料，用于去除水体中的氨氮、总磷及BOD污染物质；

除藻抽滤区与所述生物反应区贯通相连，所述除藻抽滤区内设有滤料用于截留藻类颗粒物；

机电设备区内设有过滤装置、抽吸装置和反冲洗装置。

2.如权利要求1所述的一种景观水循环过滤净化设备，其特征在于：所述脱氮除磷微生物填料为琼脂块载体，载体内部附着若干经驯化培养的脱氮除磷微生物。

3.如权利要求1所述的一种景观水循环过滤净化设备，其特征在于：所述生物反应区在脱氮除磷微生物填料的下方设置有曝气装置，所述曝气装置采用微纳米曝气。

4.如权利要求1所述的一种景观水循环过滤净化设备，其特征在于：所述滤料为多孔纳米滤料，采用多孔隙纳米材料，在含有藻类的水体通过时，多孔纳米滤料截留藻类颗粒物，且藻类颗粒物只堆积但不黏于滤料孔隙之中。

5.如权利要求1所述的一种景观水循环过滤净化设备，其特征在于：所述除藻抽滤区在滤料的上方设有紫外杀菌装置，所述紫外杀菌装置为紫外灯。

6.如权利要求1所述的一种景观水循环过滤净化设备，其特征在于：所述过滤装置为高分子负电荷微纳米过滤装置，所述清水缓存区内的水通过出水泵进入高分子负电荷微纳米过滤装置进行深度过滤并通过出水管分散排入景观池内。

7.如权利要求1所述的一种景观水循环过滤净化设备，其特征在于：所述抽吸装置包括抽吸泵和抽吸管，抽吸泵启动通过抽吸管从除藻抽滤区底部抽水至清水缓存区，且除藻抽滤区的抽吸口上设有多孔滤帽。

8.如权利要求1所述的一种景观水循环过滤净化设备，其特征在于：所述反冲洗装置包括反冲洗泵和反冲洗管，反冲洗泵启动通过反冲洗管从清水缓存区抽水至除藻抽滤区进行冲洗，且反冲洗的污水通过反冲洗管排入污水管网。

9.如权利要求1所述的一种景观水循环过滤净化设备，其特征在于：所述除藻抽滤区和清水缓存区均设有红外液位控制仪，红外液位控制仪监测液位信号并传信于电控柜，所述电控柜安装于设备主体上。

10.一种景观水循环过滤净化工艺，使用如权利要求1至9任意一项所述的景观水循环过滤净化设备，其特征在于：该净化工艺如下：

含氨氮、总磷、有机物等溶解性污染物及SS、藻类等颗粒物的景观池污水进入至设备主体；

在不断进行曝气时，污水在生物反应区触底折流通过脱氮除磷微生物填料进行降解；

经生化降解处理后的污水自上而下通过滤料进入除藻抽滤区的底部清水区，且对堆积在滤料中的藻类进行灭活；

经过滤后的水体被抽吸至清水缓存区，在清水缓存区内的液位高于设定值时，抽取清水缓存区内的水进入过滤装置进行深度过滤并排至景观池内，且再进入设备主体，如此反复形成循环净化水体的过程；

开启反冲洗泵，从清水缓存区内抽水至除藻抽滤区进行冲洗，冲洗后的污水排入污水管网。

Images