本實(shí)用新型涉及污水深度處理技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種用于微污染水體深度凈化的多段式生態(tài)礫石床系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)每年的工業(yè)污水和生活污水排放量都在逐年增加，而這些排放的污水中的核心污染問(wèn)題是氮、磷富營(yíng)養(yǎng)化。雖然我國(guó)在城市中普遍建立了污水處理廠，但由于早期城市污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)不合理，還是有很多污水直接排放到河道內(nèi)，加之我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)業(yè)污水和生活污水分散，不易控制，大多直接排放到河道內(nèi)，這些被污染的河道成為江河、湖泊、海洋富營(yíng)養(yǎng)化污染的源頭。近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快以及面源污染的加劇，大量污染物進(jìn)入湖泊系統(tǒng)，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重。據(jù)有關(guān)部門調(diào)查全國(guó)近75％的湖泊出現(xiàn)了不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化，90％城市水域污染嚴(yán)重。面對(duì)如此嚴(yán)峻的水體污染現(xiàn)狀，急需尋找合適的生態(tài)水處理技術(shù)。

在我國(guó)傳統(tǒng)的城市河流治理中，一般采用的方法是使用傳統(tǒng)的殺藻劑、絮凝劑等化學(xué)方法，或采用疏浚、清淤、駁岸、截污等物理方法，這些辦法雖然能夠暫時(shí)緩解河道的污染情況，但不能根本解決問(wèn)題，再次污染很快會(huì)發(fā)生。

生態(tài)礫石床法是一種成熟的微污染水體凈化生態(tài)工程技術(shù)，其通過(guò)引導(dǎo)目標(biāo)處理水體流經(jīng)處理槽，使污水與處理槽內(nèi)填料表面的生物膜接觸反應(yīng)，達(dá)到水質(zhì)凈化目的。生態(tài)礫石床技術(shù)以礫石為載體，通過(guò)附著其上的生物膜作用，達(dá)到降低污染負(fù)荷的目的。結(jié)合自身工藝特點(diǎn)，其主要適用于：1）河道截留水治理；2）污水廠尾水再凈化；3）合流制雨污混合水處理等微污染水體治理。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種用于微污染水體深度凈化的多段式生態(tài)礫石床系統(tǒng)，能夠隨時(shí)監(jiān)測(cè)集水池水位，根據(jù)水位變化，發(fā)現(xiàn)污堵情況時(shí)，通過(guò)反洗系統(tǒng)在線自動(dòng)預(yù)防礫石床填料產(chǎn)生淤積、阻塞現(xiàn)象。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種用于微污染水體深度凈化的多段式生態(tài)礫石床系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)、配水區(qū)、若干段礫石床、集水區(qū)，所述水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)上方設(shè)置有分水閥門，所述分水閥門一側(cè)通過(guò)管道連接水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)，另一端通過(guò)管道連接配水區(qū)，所述集水區(qū)一側(cè)設(shè)置有若干液位調(diào)節(jié)閥門，所述礫石床下方通過(guò)反洗系統(tǒng)與水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)相連通。

進(jìn)一步的，所述反洗系統(tǒng)為氣水聯(lián)合反洗系統(tǒng)，其包括空氣壓縮機(jī)、曝氣支管、反洗水泵、反洗支管，曝氣支管及反洗支管連接穿孔管，反洗支管通過(guò)反洗支管連接穿孔管與曝氣支管相連通；所述反洗水泵一側(cè)通過(guò)反洗支管依次與反洗閥門、礫石床底部相連通，另一側(cè)通過(guò)管道與所述水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)底部相連通；所述空氣壓縮機(jī)一側(cè)通過(guò)曝氣支管依次與流量計(jì)、曝氣閥門、礫石床底部相連通。

進(jìn)一步的，所述水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)兩側(cè)分別設(shè)置水閘和水壩，水壩一側(cè)設(shè)置有所述配水區(qū)。

優(yōu)選的，所述若干段礫石床包括依次設(shè)置的第一礫石床、第二礫石床、第三礫石床......第N-1礫石床、第N礫石床，其中N≥2，第N礫石床一側(cè)設(shè)置有所述集水區(qū)。

進(jìn)一步的，所述集水區(qū)上方設(shè)置回流水泵，所述回流水泵一側(cè)通過(guò)管道與所述集水區(qū)相連通，另一側(cè)通過(guò)管道與所述第一礫石床相連通。

進(jìn)一步的，所述礫石床上方設(shè)置有液位計(jì)。

進(jìn)一步的，所述礫石床內(nèi)設(shè)置有填料，所述填料為天然石材，為礫石、鵝卵石、石英砂、頁(yè)巖、蛭石、火山石、沸石中的一種或多種，其粒徑控制在30mm-200mm，其孔隙率為30%-45%。

進(jìn)一步的，所述分水閥門連接多個(gè)與所述若干礫石床相對(duì)應(yīng)的分水支管，所述分水支管以進(jìn)水泵入或以自流方式進(jìn)入所述礫石床。

優(yōu)選的，所述反洗支管連接穿孔管為PVC或不銹鋼材質(zhì)制成。

本實(shí)用新型的有益效果：

1)、處理效果好：與人工濕地等常規(guī)技術(shù)相比，占地面積小，處理效率高；對(duì)于BOD（生化需氧量）、NH3-N（氨氮）和SS（水中懸浮物）等去除率可達(dá)70-90%；進(jìn)水水質(zhì)有較大幅度的波動(dòng)，亦有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；

2)、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便，節(jié)約成本：無(wú)需配置復(fù)雜的儀表和自控系統(tǒng)，日常僅需有限的操作維護(hù)工作量；節(jié)約投資成本和運(yùn)行成本；

3)、通過(guò)液位調(diào)節(jié)閥門可以調(diào)節(jié)出水液位，控制生態(tài)礫石床水深；通過(guò)在線液位監(jiān)測(cè)及反洗系統(tǒng)預(yù)防礫石床填料產(chǎn)生淤積、阻塞。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種用于微污染水體深度凈化的多段式生態(tài)礫石床系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的礫石床的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)；2、分水閥門；3、配水區(qū)；4、礫石床；5、集水區(qū)；6、液位調(diào)節(jié)閥門；7、空氣壓縮機(jī)；8、曝氣支管；9、回流水泵；10、分水支管；11、曝氣閥門；12、進(jìn)水閘；13、水壩；14、液位計(jì)；15、反洗水泵；16、反洗支管；17、反洗支管連接穿孔管。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種用于微污染水體深度凈化的多段式生態(tài)礫石床系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)1、配水區(qū)3、若干段礫石床4、集水區(qū)5，所述水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)1上方設(shè)置有分水閥門2，所述分水閥門2一側(cè)通過(guò)管道連接水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)1，另一端通過(guò)管道連接配水區(qū)3，所述集水區(qū)5一側(cè)設(shè)置有若干液位調(diào)節(jié)閥門6，所述礫石床4下方通過(guò)反洗系統(tǒng)與水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)1相連通。

所述反洗系統(tǒng)為氣水聯(lián)合反洗系統(tǒng)，其包括空氣壓縮機(jī)7、曝氣支管8、反洗水泵15、反洗支管16，曝氣支管及反洗支管連接穿孔管17，反洗支管16通過(guò)反洗支管連接穿孔管17與曝氣支管8相連通；所述反洗水泵15一側(cè)通過(guò)反洗支管16依次與反洗閥門、礫石床4底部相連通，另一側(cè)通過(guò)管道與所述水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)1底部相連通；所述空氣壓縮機(jī)7一側(cè)通過(guò)曝氣支管8依次與流量計(jì)、曝氣閥門11、礫石床4底部相連通。

所述水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)1兩側(cè)分別設(shè)置水閘12和水壩13，水壩13一側(cè)設(shè)置有所述配水區(qū)3。

所述若干段礫石床4包括依次設(shè)置的第一礫石床、第二礫石床、第三礫石床......第N-1礫石床、第N礫石床，其中N≥2，第N礫石床一側(cè)設(shè)置有所述集水區(qū)5。

所述集水區(qū)5上方設(shè)置回流水泵9，所述回流水泵9一側(cè)通過(guò)管道與所述集水區(qū)5相連通，另一側(cè)通過(guò)管道與所述第一礫石床相連通。

所述礫石床4上方設(shè)置有液位計(jì)14。

所述礫石床4內(nèi)設(shè)置有填料，所述填料為天然石材，為礫石、鵝卵石、石英砂、頁(yè)巖、蛭石、火山石、沸石中的一種或多種，其粒徑控制在30mm-200mm，其孔隙率為30%-45%。

所述分水閥門2連接多個(gè)與所述若干礫石床4相對(duì)應(yīng)的分水支管10，所述分水支管10以進(jìn)水泵入或以自流方式進(jìn)入所述礫石床4。

所述反洗支管連接穿孔管17為PVC或不銹鋼材質(zhì)制成。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，所述礫石床4寬50m，長(zhǎng)200m，面積為10000m²，礫石床4填料空隙率約為40%，采用三級(jí)串聯(lián)組合；有效水深為2.0m時(shí)，按6.5萬(wàn)m³/d的進(jìn)水規(guī)模，水力停留時(shí)間約為3個(gè)小時(shí)。其中，第一礫石床為高位礫石床段，第二礫石床為次高位礫石床段，第三礫石床為低位礫石床段。水從高位礫石床段入水，經(jīng)過(guò)次高位礫石床段，從低位礫石床段出水；同時(shí)，從低位礫石床段回流入高位礫石床段。當(dāng)高位礫石床段和次高位礫石床段為（A段）厭氧段，低位礫石床段為（0段）時(shí)，對(duì)水中氨氮去除率效果較好。當(dāng)高位礫石床段、次高位礫石床段、低位礫石床段均為（0段）時(shí)，對(duì)水中BOD去除率效果較好。

為了方便理解本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，以下通過(guò)具體使用方式上對(duì)本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

在具體使用時(shí)，根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種用于微污染水體深度凈化的多段式生態(tài)礫石床系統(tǒng)，通過(guò)回流水泵9可以控制回流比，采用空氣壓縮機(jī)7對(duì)多段礫石床4進(jìn)行充氧曝氣，多段礫石床4渠道下方均鋪設(shè)曝氣支管8，實(shí)際運(yùn)行時(shí)，可調(diào)節(jié)各支管上的曝氣閥門11決定是否對(duì)礫石床單元進(jìn)行曝氣，以此控制O/A(曝氣區(qū)和非曝氣區(qū)容積比)，通過(guò)氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量曝氣量。水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)1通過(guò)進(jìn)水閘12和水壩13控制水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)1的容積。所述的多段礫石床4上方設(shè)置有液位計(jì)14，可獲取液位值來(lái)判斷礫石床是否發(fā)生堵塞，若所述液位值大于預(yù)設(shè)的液位閾值，則判定礫石床出現(xiàn)污堵。堵塞時(shí)，開(kāi)啟反洗系統(tǒng)進(jìn)行反洗，清理污堵。

綜上所述，借助于本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型適用于微污染水體深度凈化，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資省、水質(zhì)凈化效果較好等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型充分考慮到現(xiàn)有的微污染河道水及類似水體治理存在的問(wèn)題，提供一種對(duì)河道水凈化的礫石床結(jié)構(gòu)，具體是一種不改變河道原有外觀形態(tài)、低運(yùn)行成本、運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)簡(jiǎn)單、充分利用礫石接觸氧化、同時(shí)可根據(jù)季節(jié)、處理目的，變換調(diào)節(jié)處理方式的礫石床結(jié)構(gòu)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。