專利名稱：一種適用于微污染水源生物預(yù)處理的跌水曝氣生物濾池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于飲水安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適合農(nóng)村使用、針對微污染水源水 進(jìn)行生物預(yù)處理的跌水曝氣生物濾池。
背景技術(shù)：
近年來，農(nóng)村地區(qū)水源水受到了不同程度的有機(jī)物污染，形成了高氨氮、高有機(jī)物 的地表水水源，同時(shí)國家對飲用水的水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)格控制，傳統(tǒng)的飲用水處理工藝已 經(jīng)無法達(dá)到出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的要求。而且傳統(tǒng)的混凝_沉淀_消毒工藝和新興的膜處理工藝 對小分子有機(jī)物和氨氮的處理能力非常有限，必須在這些處理工藝之前增加生物預(yù)處理過程。涉及生物預(yù)處理的專利《飲用水水源復(fù)合人工濕地系統(tǒng)及預(yù)處理方法》 (200810064525. 6)所述方法比較繁瑣，專業(yè)性很強(qiáng)，不適合在農(nóng)村地區(qū)實(shí)施；專利《高速 給水曝氣生物濾池及應(yīng)用預(yù)處理微污染原水的方法》(200810028952.9)所述方法需要 連續(xù)進(jìn)行曝氣，運(yùn)行費(fèi)用較高；專利《跌水曝氣生物預(yù)處理_超濾組合飲用水凈化工藝》 (200610023790. 0)所述生物預(yù)處理方法，采用跌水充氧，不需要持續(xù)曝氣，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi) 用，但是其采用豎向流濾池，濾池中的濾料更換不便，排泥不暢，水力停留時(shí)間調(diào)整不靈活。因此，針對農(nóng)村經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的實(shí)際狀況，研發(fā)一種建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用較低，管理比較 方便，運(yùn)行可靠，操作靈活簡單的生物預(yù)處理工藝是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對農(nóng)村的實(shí)際情況，考慮農(nóng)村經(jīng)濟(jì)收入水平低，人員管理水平 不高，勞動(dòng)力比較充分的實(shí)際情況而研發(fā)的一種適用于微污染水源生物預(yù)處理的跌水曝氣 生物濾池。本發(fā)明技術(shù)措施如下該跌水曝氣生物濾池由三級(jí)礫石床組成，每級(jí)礫石床的末端均采用疊梁間結(jié)構(gòu)， 可以通過調(diào)整疊梁間的高度對礫石床的填充高度和水位高度進(jìn)行調(diào)整；各級(jí)礫石床的填充 物均為礫石或卵石，第一級(jí)礫石床中的礫石粒徑為20-30mm，第二級(jí)礫石床中的礫石粒徑為 10-15mm，第三級(jí)礫石床中的礫石粒徑為5_10mm ；第一級(jí)礫石床通過配水槽跌水方式進(jìn)水， 跌水高度為400-1000mm ；第一級(jí)礫石床與第二級(jí)礫石床之間、以及第二級(jí)礫石床和第三級(jí) 礫石床之間的跌水高度，為400-1000mm ；每級(jí)礫石床之后均設(shè)置跌水槽，起到接受上級(jí)礫 石床跌水和向下一級(jí)礫石床配水的雙重作用，相鄰兩級(jí)礫石床采用管道連接輸配水；第三 級(jí)礫石床后的跌水槽內(nèi)設(shè)置一個(gè)集水坑，并埋設(shè)管道向后續(xù)處理工藝輸水。所述疊梁閘由2-5塊高度為100-400mm的閘板疊摞組成，通過增減閘板塊數(shù)調(diào)節(jié) 疊梁閘高度進(jìn)行水位控制，使總的水力停留時(shí)間為1 _2h。所述每級(jí)礫石床的底部和該級(jí)礫石床末端的跌水槽上部在一個(gè)平面上，以便轉(zhuǎn)移 濾池中的礫石。
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所述濾池的水流狀態(tài)為橫向流。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為(1)本發(fā)明采用跌水曝氣充氧，不需要持續(xù)向?yàn)V池內(nèi)曝氣充氧，節(jié)省了初投資和運(yùn)行費(fèi)用；(2)本發(fā)明中采用橫流式的生物過濾方式，可以有效調(diào)整池深，長度設(shè)置靈活，水 面與空氣的接觸面積較大，有利于向水中充分溶氧；(3)本發(fā)明中采用疊梁閘作為出水跌水堰，可以通過增減疊梁閘板數(shù)量的方式靈 活改變礫石床的高度和水深，靈活調(diào)整工藝中的水力停留時(shí)間，以適應(yīng)不同的原水水質(zhì)；(4)在各級(jí)礫石床中粒徑前大后小，并且礫石粒徑大于常規(guī)生物濾池的粒徑，不易堵塞。(5)本發(fā)明中采用疊梁閘，能夠方便更換礫石床中的礫石，當(dāng)?shù)[石床堵塞時(shí)能夠方 便地清洗翻曬礫石，可以避免采用大流量反沖洗，大大節(jié)省了投資和運(yùn)行費(fèi)用。(6)本發(fā)明是利用礫石床中的生物膜，對微污染水源水中的小分子有機(jī)物和氨氮 進(jìn)行生物自然降解處理。(7)本發(fā)明建造簡單，材料易得，投資節(jié)省，運(yùn)行費(fèi)用低廉，維護(hù)管理方便，因地制 宜，靈活多變，處理效果較好，能滿足后續(xù)飲用水處理工藝進(jìn)水水質(zhì)的要求，適合作為應(yīng)對 農(nóng)村季節(jié)性和長期的微污染水源水的生物預(yù)處理工藝。


圖1是本發(fā)明的平面示意圖；圖2是圖1中A-A面的剖面圖；圖3是圖1中B-B面的剖面圖；圖4是圖1中C-C面的剖面圖；圖5是圖1中D-D面的剖面圖。圖中標(biāo)號(hào)1-進(jìn)水管；2-第一級(jí)礫石床；3-疊梁間；41-第一級(jí)跌水槽；42-第二級(jí)跌水槽； 43-第三級(jí)跌水槽；5-連接管；6-第二級(jí)礫石床；7-第三級(jí)礫石床；8-出水管；9-活動(dòng)跌水 板。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種適用于微污染水源生物預(yù)處理的跌水曝氣生物濾池，下面結(jié)合 附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。如圖1所示，水源水由進(jìn)水管1輸入第一級(jí)礫石床2，在第一級(jí)礫石床2內(nèi)采用橫 流方式前行，在流動(dòng)過程中水源水與礫石表面生長的生物膜充分接觸，然后通過疊梁閘3 和活動(dòng)跌水板9跌入第一級(jí)跌水槽41，由連接管5將一級(jí)出水輸入第二級(jí)礫石床6，經(jīng)過第 二級(jí)跌水槽42進(jìn)入第三級(jí)礫石床7，經(jīng)疊梁間跌入第三級(jí)跌水槽43中，經(jīng)出水管8輸送到 后續(xù)的飲用水處理工藝。在運(yùn)行過程中可以根據(jù)進(jìn)、出水水質(zhì)的情況對疊梁間的高度進(jìn)行 調(diào)整，從而改變各級(jí)礫石床的高度，調(diào)整礫石床的水深。在運(yùn)行過程中，三級(jí)礫石床均會(huì)在 其中的礫石表面形成生物膜，通過生物膜中的微生物、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物對水源水中的有機(jī)污染物進(jìn)行降解，使水質(zhì)得到凈化。運(yùn)行一段時(shí)間以后，礫石床會(huì)被來水中的泥沙或生 長的生物膜堵塞，可以將疊梁間打開，在各級(jí)跌水槽上覆蓋木板或鋼板，使之形成 礫石床與 外場坪之間的通道，由工人將礫石慢慢推運(yùn)出進(jìn)行沖洗和翻曬，隨后重新填裝礫石并返回 運(yùn)行。為了方便管理人員更換或清洗翻曬礫石，可以將疊梁閘全部撤出，并利用木板或 鋼板將跌水槽覆蓋形成一個(gè)平面通道，直接將礫石從床中推運(yùn)出來。實(shí)施例1 對該發(fā)明裝置進(jìn)行試驗(yàn)研究，其中第一級(jí)礫石床2中的卵石級(jí)配為為20_30mm，第 二級(jí)礫石床6中卵石級(jí)配10-15mm，第三級(jí)礫石床中卵石級(jí)配5-10mm ；各級(jí)礫石床之間的跌 水高度為400mm ；進(jìn)出水水質(zhì)情況如表1所示，試驗(yàn)中水力停留時(shí)間為2小時(shí)，試驗(yàn)水溫為 21 °C。表1 實(shí)施例1的進(jìn)出水水質(zhì)情況
權(quán)利要求
一種適用于微污染水源生物預(yù)處理的跌水曝氣生物濾池，其特征在于該跌水曝氣生物濾池由三級(jí)礫石床組成，每級(jí)礫石床的末端均采用疊梁閘進(jìn)行水位控制；各級(jí)礫石床的填充物均為礫石或卵石，第一級(jí)礫石床中的礫石粒徑為20 30mm，第二級(jí)礫石床中的礫石粒徑為10 15mm，第三級(jí)礫石床中的礫石粒徑為5 10mm；第一級(jí)礫石床通過配水槽跌水方式進(jìn)水，跌水高度為400 1000mm；第一級(jí)礫石床與第二級(jí)礫石床之間、以及第二級(jí)礫石床和第三級(jí)礫石床之間的跌水高度，為400 1000mm；每級(jí)礫石床之后均設(shè)置跌水槽，起到接受上級(jí)礫石床跌水和向下一級(jí)礫石床配水的雙重作用，相鄰兩級(jí)礫石床采用管道連接輸配水；第三級(jí)礫石床后的跌水槽內(nèi)設(shè)置一個(gè)集水坑，并埋設(shè)管道向后續(xù)處理工藝輸水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于微污染水源生物預(yù)處理的跌水曝氣生物濾池，其 特征在于所述疊梁閘由2-5塊高度為100-400mm的閘板疊摞組成，通過增減閘板塊數(shù)調(diào)節(jié) 疊梁閘高度進(jìn)行水位控制，使總的水力停留時(shí)間為1 _2h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于微污染水源生物預(yù)處理的跌水曝氣生物濾池，其 特征在于所述每級(jí)礫石床的底部和該級(jí)礫石床末端的跌水槽上部在一個(gè)平面上，以便轉(zhuǎn) 移濾池中的礫石。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于微污染水源生物預(yù)處理的跌水曝氣生物濾池，其 特征在于所述濾池的水流狀態(tài)為橫向流。
全文摘要
本發(fā)明屬于飲水安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適合農(nóng)村使用、針對微污染水源水進(jìn)行生物預(yù)處理的跌水曝氣生物濾池。原水進(jìn)入濾池后，經(jīng)過三級(jí)橫向流礫石濾床過濾和附著在礫石表面的生物降解，去除了原水中的部分顆粒物、氨氮和小分子有機(jī)物，降低了后續(xù)飲用水處理工藝的污染負(fù)荷。該發(fā)明裝置考慮到農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，管理水平低的實(shí)際狀況，采用跌水的方式進(jìn)行充氧曝氣；該生物濾池由三級(jí)橫向流礫石床組成，采用農(nóng)村比較易得的礫石或卵石進(jìn)行填充，并能通過礫石床末端的疊梁閘調(diào)整水力停留時(shí)間，可以靈活適應(yīng)農(nóng)村不同地區(qū)的水質(zhì)和運(yùn)行；本發(fā)明可以作為常規(guī)飲用水處理工藝或者超濾膜處理工藝的預(yù)處理工藝。
文檔編號(hào)C02F3/24GK101948169SQ20101027546
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者張偉, 張曉健, 李永紅, 汪雋, 陳超 申請人:清華大學(xué)