CN203653332U - 一种生物慢滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物慢滤装置，属于雨水回收利用领域。该生物慢滤装置包括带有雨水管的蓄水池和清水池、水平设置在蓄水池与清水池连接处的慢滤管，蓄水池与清水池通过慢滤管彼此连通，慢滤管的两端均设置有弯头，慢滤管内设有滤料。蓄水池中的雨水经慢滤管中的滤料渗滤，其水质得到净化，并在水头差的作用下进入清水池。两端带有弯头的慢滤管，避免了现场砖砌，减少了慢滤管部分漏水造成水流短路的几率；滤料的装填与更换更加方便且容易控制，且弯头防止了滤料溢出慢滤管，从而保证更好的慢滤效果。蓄水池、清水池与慢滤管自成一体，慢滤管装卸、更换方便，可有效降低造价，简化施工安装，保证慢滤净化效果。

Description

一种生物慢滤装置

技术领域

本实用新型涉及雨水回收利用领域，特别涉及一种生物慢滤装置。

背景技术

一些缺少饮用水水源的地区常集蓄雨水作为生活饮用水。为改善集蓄的雨水的水质，人们采取了包括生物慢滤技术在内的不同技术，对集蓄的雨水进行处理。其中生物慢滤技术处理效果较好，正常运行时，出水水质可达《GB5749-2006(生活饮用水卫生标准)》的要求。

目前，雨水集蓄生物慢滤装置主要包括：与雨水管相连通的蓄水池，设置在蓄水池旁边的清水池，其中，在清水池与蓄水池的之间砖砌慢滤砂槽，且清水池与蓄水池通过该慢滤砂槽彼此连通，慢滤砂槽内设有滤料，其工作原理是：雨水通过雨水管收集并汇入蓄水池后，并经慢滤砂槽中的滤料渗滤后得到净化水，净化水通过自压进入清水池。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有雨水集蓄生物慢滤装置是在蓄水池和清水池之间砖砌慢滤砂槽，其施工安装比较复杂，一方面，砖砌过程中容易使得砂槽部分漏水造成渗滤过程中水流短路；另一方面，砖砌慢滤砂槽易存有死角部位，不易控制滤料在砂槽中的充满度和密实度，容易导致慢滤砂槽内滤料没有完全充满；以上两方面均易产生不易保障慢滤效果的现象。

实用新型内容

为了解决现有技术慢滤效果不易保障的问题，本实用新型实施例提供了一种生物慢滤装置。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种生物慢滤装置，包括带有雨水管的蓄水池和清水池，所述生物慢滤装置还包括：设置在所述蓄水池与所述清水池之间的慢滤管，所述慢滤管的两端分别设置有第一弯头和第二弯头，所述第一弯头与所述蓄水池连通，所述第二弯头与所述清水池连通，所述慢滤管内还设有滤料。

具体地，作为优选，所述慢滤管的材质选自硬质塑料。

作为优选，所述慢滤管的数量至少为一个。

具体地，作为优选，所述慢滤管为圆管，且所述圆管的管内径为100mm-200mm。

具体地，作为优选，所述第一弯头和所述第二弯头的端口均向上。

具体地，作为优选，所述第一弯头和所述第二弯头与所述慢滤管的夹角均为90°。

具体地，作为优选，所述第一弯头和所述第二弯头的管内径向所述慢滤管的方向逐渐减小。

具体地，作为优选，所述滤料选自石英砂、河砂、海砂、陶瓷滤料、稀土瓷砂滤料的至少一种。

具体地，作为优选，所述滤料的粒径为0.2-0.5mm。

作为优选，所述清水池与蓄水池为同心设置的圆形池。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型实施例提供的生物慢滤装置，通过将两端分别带有第一弯头和第二弯头的慢滤管设置在所述蓄水池与所述清水池之间，使第一弯头与蓄水池连通，第二弯头与清水池连通，并在该慢滤管内设有滤料，从而使得储存在蓄水池中的雨水经慢滤管中的滤料渗滤，水质得到净化，并在水头差的作用下进入清水池。两端带有弯头的慢滤管，避免了现场砖砌，一方面，减少了慢滤管漏水造成水流短路的几率；另一方面，滤料的装填与更换更加方便且容易控制，且弯头有效防止滤料溢出慢滤管，从而使得本实用新型实施例提供的生物慢滤装置具有更好的慢滤效果。此外，本实用新型实施例中，蓄水池、清水池与慢滤管自成一体，慢滤管装卸、更换方便，可有效降低造价，简化施工安装。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的生物慢滤装置结构示意图；

图2是本实用新型又一实施例提供的生物慢滤装置截面图。

其中，1蓄水池，

2清水池，

3雨水管，

4慢滤管，

41第一弯头，

42第二弯头，

5排空管，

6取水管，

7清水池盖，

8盖板，

9清水池进口，

10水流方向，

11隔墙。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

如附图1所示，本实用新型实施例提供了一种生物慢滤装置，包括带有雨水管3的蓄水池1和清水池2，所述生物慢滤装置还包括：设置在所述蓄水池1与所述清水池2之间的慢滤管4，所述慢滤管的两端分别设置有第一弯头41和第二弯头42，所述第一弯头41与所述蓄水池1连通，所述第二弯头42与所述清水池2连通，所述慢滤管4内还设有滤料。

本实用新型实施例提供的生物慢滤装置，通过将两端分别带有第一弯头41和第二弯头42的慢滤管4设置在蓄水池1与清水池2之间，使第一弯头41与蓄水池1连通，第二弯头42与清水池2连通，并在该慢滤管4内设有滤料，从而使得储存在蓄水池1中的雨水经慢滤管4中的滤料渗滤，其水质得到净化，并在水头差的作用下进入清水池2。两端带有弯头41的慢滤管4，避免了现场砖砌，一方面，减少了慢滤管部分漏水造成水流短路的几率；另一方面，滤料的装填与更换更加方便且容易控制，且弯头防止了滤料溢出慢滤管，从而使得本实用新型实施例提供的生物慢滤装置具有更好的慢滤效果。此外，本实用新型实施例中，蓄水池1、清水池2与慢滤管4自成一体，慢滤管4装卸、更换方便，可有效降低造价，简化施工安装。

该生物慢滤装置工作原理如下：雨水管5将收集到的雨水汇入蓄水池1内（必要时需经预处理后再进入蓄水池1），储存在蓄水池1中的雨水经慢滤管4内的滤料渗滤后，水质得到净化。由于蓄水池1和清水池2间存在着水头差，在水头差的作用下蓄水池1中的水按水流方向10经慢滤管4以符合设计要求的流速渗滤至清水池2，直至蓄水池1和清水池2间水头差为零。根据用水需要，用水户可随时从清水池2底部设置的取水管6中取水。因从清水池2取水导致清水池2中水位降低，或因发生降雨有雨水进入蓄水池1导致蓄水池1中水位上升时，蓄水池1和清水池2间产生水头差，则将自动重复上述过程。

据有关资料，目前我国农村地区以集雨水窖蓄水为饮用水源的约有2000多万人，水窖水质指标中，大肠杆菌、菌落总数、有机物、浊度和肉眼可见物等普遍超标，水质不能达到生活饮用水卫生标准要求，本实用新型提供的生物慢滤装置具有更高的经济适用性、简单有效性、易于被农户接受，对解决或提高我国饮用水水窖的水质具有重大的社会意义和经济意义

作为优选，本实用新型实施例中慢滤管4的材质选自硬质塑料。

本实用新型实施例中，慢滤管4可为硬质塑料材质的慢滤管，如此不仅造价较低，且便于建造及施工。且符合供水标准为宜。其中慢滤管的安装高度可为管道外边沿与池底间距为5cm，并用砖石和水泥砂浆作支墩支撑和稳定慢滤管4，参见附图1。确保慢滤管与清水池2和蓄水池1的相交处应密封不渗漏水。

作为优选，本实用新型实施例中慢滤管4的数量至少为一个，根据实际水量的需求，可在清水池2和蓄水池1之间设置多个慢滤管4，以提高慢滤的效率。

具体地，本实用新型实施例中慢滤管4为圆管，且该圆管的管内径为100mm-200mm。

慢滤管4的设计应满足滤速和过流能力两方面的要求：

一、滤速要求：从保证生物慢滤的净化效果方面，要求最大滤速≤0.3m/h。管道内滤速V的计算公式为：

V=k·ΔH/L    （1）

其中，V为水通过慢滤管的流速，单位是m/h；k为滤料的渗透系数，与滤料粒径大小和均匀程度等有关，单位为m/h；ΔH为慢滤管两端的水头差，与蓄水池上升速度或清水池水位下降速度有关，单位是m，影响ΔH的因素比较复杂，根据理论分析和实践经验可取1m计算；L为慢滤管长度，单位是m。本实用新型实施例中慢滤管内滤料一般采用粒径为0.2-0.5mm的滤料，其平均渗透系数为5-10m/d，即0.21-0.41m/h。

根据公式（1），对慢滤过程的滤速要求为V≤0.3m/h，则有L≥3.3K·ΔH，即，L≥0.7-1.4m。所以正常情况下，慢滤管4的长度可取1.0m-1.2m。

二、过流能力要求：正常情况下，可满足储水设施服务人口的每日用水需求。滤速与慢滤管的管内径无关，但通过慢滤管的水量W与慢滤管的管内径D有关，见公式（2）：

W=K·（ΔH/L）·（3.14·（D/2）²）    （2）

由公式（2）可以计算出所需的慢滤管4的管内径。当从清水池中取用水量较大时，会使蓄水池与清水池之间的水头差增大，从而使通过慢滤管的滤速增大，通过慢滤管的水量也就增加，最终会使蓄水池和清水池的水位保持一致。本实用新型根据计算并通过试验验证表明，正常情况下，水窖总容积在100m³以下的单户用蓄水设施，每日用水量在200-400升/天时，采用管内径为200mm的管道作为慢滤管可满足要求，根据实际需要，也可以采用至少一根管内径为100mm-200mm的管道作为慢滤管，从而保证更好的慢滤效果。

根据上述慢滤管的设计需求，具体地，作为优选，本实用新型实施例中第一弯头41和所述第二弯头42的端口均向上。

具体地，作为优选，所述第一弯头41和所述第二弯头42与所述慢滤管4的夹角均为90°。

本实用新型实施例中所用慢滤管4优选水平放置，或者沿蓄水池1向清水池2方向稍微倾斜向下设置，以便于水流从蓄水池1向清水池2的渗滤，减少渗滤时间，增加慢滤的效率。为避免慢滤管4内的滤料溢出，本实用新型实施例中第一弯头41和所述第二弯头42的端口均向上，更具体的，第一弯头41和第二弯头42与该慢滤管4的夹角均为90°（弯头端口方向均朝上）。弯头如此设置，保证了弯头的引流作用及防滤料溢出作用。

具体地，作为优选，本实用新型实施例中第一弯头41和第二弯头42的管内径向所述慢滤管的方向逐渐减小。

本实用新型实施例提供的装置，利用生物慢滤技术，使雨水中可降解的有机物通过滤料的渗滤作用以及粘附于滤料上的生物膜进行处理。因为在正常运行条件下，雨水中的细菌粘附在滤料表面生长、繁殖、经过一定时间后，会在滤料表面形成含有多种微生物及藻类的生物粘膜薄层，该生物粘膜薄层可以截留水中的悬浮杂质，使水中的浊度、色度、微生物、有机物等雨水中的污染物去除，水质得到净化，出水水质满足国家农村饮用水质安全标准。本实用新型实施例中第一弯头41和第二弯头42的管内径向所述慢滤管的方向逐渐减小，从而使得弯头与慢滤管4连接部位的生物粘膜薄层的表面积相比慢滤管内横截面面积更大，（尤其是第一弯头与慢滤管4连接部位），不仅能显著增加慢滤的工作效率，还可延长慢滤管4及滤料的使用寿命，如此设置，增加了本实用新型提供的生物慢滤装置有更高的经济适用性。当然，本领域技术人员可以理解的是，上述弯头的管内径与该慢滤管的管内径也可保持相同。但是为了进一步确保较好的慢滤效果，要确保整个慢滤管4的管体以及弯头与慢滤管4的接口处不漏水。

具体地，作为优选，所述滤料选自石英砂、河砂、海砂、陶瓷滤料、稀土瓷砂滤料的至少一种。

具体地，作为优选，所述滤料的粒径为0.2-0.5mm。

为了保证蓄水池1中的水质得到有效净化，本实用新型实施例中滤料选自石英砂、河砂、海砂、陶瓷滤料、稀土瓷砂滤料的至少一种，上述滤料的粒径为0.2-0.5mm。该滤料可在安装时现场装填或预先装填，要控制和保证慢滤管内完全充满密实的滤料。此外，根据实际用水水质的需求，可在慢滤管4装填其它滤料，例如，玻璃微珠等，从而增加本实用新型实施例提供的生物慢滤装置的适用性和实用性。

作为优选，所述清水池与蓄水池为同心设置的圆形池。

本实用新型实施例中，如附图2所示，清水池2设置在蓄水池1旁边，蓄水池1和清水池2之间用一不透水的隔墙11隔开。具体地，该清水池2与蓄水池1可为并列设置的方形池；为减少装置占地面积或者减少不必要的漏水浪费，也可为同心设置的圆形池，具体为由内至外依次设有清水池2及蓄水池1。其中蓄水池1与清水池2的底部均设有排空管5，用于蓄水池1及清水池2的清理及维修。一般情况下，蓄水池1有盖无盖均可（优选地，该蓄水池设置为无盖）。优选地，清水池2带有清水池盖7，并留出清水池进口9，对该清水池进口9配置盖板8，以方便水质监测。蓄水池1和清水池2设置在地面以上或以下均可，其建筑材料可为砖、石、混凝土或其它材料，其尺寸可根据水量情况确定。可见，本实用新型将生物慢滤装置和储水设施相结合，巧妙地设计并利用了生物慢滤技术固有的污染物去除效果，以及集雨水窖结构和用水特点，解决了以往小水窖水质净化困难或成本太高、操作维护不便而难以为用户接受的问题。该生物慢滤装置可在一个传统的水窖内完成雨水储蓄、慢滤净化、清水储存，无需另外建设任何设施，与其它任何独立的净化设施相比，无需增加额外占地及其施工费用，这一点对非常缺乏空地的山区村庄和用户意义重大。

实施例2

通过采用本实用新型实施例提供的生物慢滤装置对某农村地区一处的水窖内的水进行生物慢滤处理，其中过滤结构选自硬质塑料材质的慢滤管，其长度取1.2m，管内径取200mm，装填的滤料选自粒径为0.2-0.5mm的石英砂。经过本实用新型生物慢滤装置处理前，上述水窖内的水体内细菌总数为967CFU/ml，色度为10度、浊度为15NTU，总大肠杆菌群为1113MPN/100ml。通过本实用新型生物慢滤装置处理后，该水窖内的水体内细菌总数为75CFU/ml，色度为小于5度、浊度为0.5NTU，总大肠杆菌群未检出，所得到的水质达到GB5749-2006(生活饮用水卫生标准)。

可见，通过本实用新型提供的装置不仅可使受到污染的水窖水质指标达到饮用水标准，减少疾病和医药开支，提高用水者的健康水平；且其简单的施工安装过程，使一般农村用户即可掌握并使用。该生物慢滤装置自动运行而无需人工干预，运行无需任何动力，也无需任何化学药剂，安装质量和装置运行效果较好，造价较低，是一种完全绿色环保、生产高质量饮用水的水窖水净化装置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种生物慢滤装置，包括带有雨水管的蓄水池和清水池，其特征在于，所述生物慢滤装置还包括：设置在所述蓄水池与所述清水池之间的慢滤管，所述慢滤管的两端分别设置有第一弯头和第二弯头，所述第一弯头与所述蓄水池连通，所述第二弯头与所述清水池连通，所述慢滤管内还设有滤料。 

2.根据权利要求1所述的生物慢滤装置，其特征在于，所述慢滤管的材质选自硬质塑料。 

3.根据权利要求2所述的生物慢滤装置，其特征在于，所述慢滤管的数量至少为一个。 

4.根据权利要求3所述的生物慢滤装置，所述慢滤管为圆管，且所述圆管的管内径为100mm-200mm。 

5.根据权利要求1所述的生物慢滤装置，其特征在于，所述第一弯头和所述第二弯头的端口均向上。 

6.根据权利要求5所述的生物慢滤装置，其特征在于，所述第一弯头和所述第二弯头与所述慢滤管的夹角均为90°。 

7.根据权利要求5所述的生物慢滤装置，其特征在于，所述第一弯头和所述第二弯头的管内径向所述慢滤管的方向逐渐减小。 

8.根据权利要求1所述的生物慢滤装置，其特征在于，所述滤料的粒径为0.2-0.5mm。 

9.根据权利要求1所述的生物慢滤装置，其特征在于，所述清水池与蓄水池为同心设置的圆形池。 

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