快速生物过滤水处理反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了快速生物过滤水处理反应器，其包括位于同一容器内且从下往上布置的承托层、滤料层和散水层，还包括能连通容器内部的出水管，所述承托层内安装有布气系统和出水管，所述滤料层内部嵌有排风系统，所述散水层内部嵌有布水系统6。其通过排风系统将从布气系统中进入的空气顺利输送为散水层中后散到空气中便于进行曝气，防止出现滤料层中滤料间的空隙太小而导致曝气不能顺利进行，且污水处理负荷高，占地面积小，约1.5~3平方每吨，减少占地面积，降低建设成本，运行维护简单，无需人工管理。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种生活污水处理设备，特别是涉及处理农村、乡镇、度假村、别 墅区、疗养院等管网的分散式生活污水的快速生物过滤水处理反应器。 快速生物过滤水处理反应器
【背景技术】
[0002] 水是人类赖以生存的基本条件，我国淡水资源总量并不少，但由于人口众多，造成 人均水资源占有量较低。近年来，随着工业的发展和人口的持续增长，出现了工业废水的乱 排、垃圾围城、矿山废水泄露等环境问题，逐渐侵蚀我国本已经极少的淡水资源，淡水资源 面临着水体污染和水资源短缺。占有我国大部分人口的农村地区，每年产生的生活污水至 少约有80多亿吨，大部分村庄没有排水渠道和污水处理系统，生活污水随意直接排放，不 仅破坏了当地的生态环境，而且也威胁到引用水的用水安全。与农村的用水来源不同，疗养 院、别墅区、度假村等场所用水有相对较完善的系统，但由于地理位置较分散，排水系统不 能直接连入市政管网，同样也是生活污水任意排放，对场所周边的自然生态环境造成了很 大的伤害。
[0003] 农村、乡镇、度假村、别墅区、疗养院等这些地方人口大多分散居住，排水管网稀 少，集中处理的难度较大。这些地方的污水特点是：流量日变化系数大、波动性大；一般不 含有毒物质，往往多含氮、磷等营养物质；含有大量的病毒、细菌；可生化性较好。这些特点 限制了该类型污水处理工艺的类型。
[0004] 目前，这部分污水主要采用人工湿地法进行处理。
[0005] 1.污水处理负荷低，占地面积大，约疒10m2/吨，增加土地占有量，不符合经济利
[0006] 2.受气候影响较大，在冬季或寒冷季节，会发生冰冻现象，影响运行效果。
[0007] 3.维护管理困难，需对湿地内杂草、植物残体及病虫害进行清理，并对植物进行 收割和换茬，人工劳动强度大。
[0008] 4.有异味散发，产生二次污染。
[0009] 5.系统投资高，约200(Γ3500元/吨，增加建设成本。
[0010]因此，随着城乡统筹步伐加快和社会主义新农村建设的全面推进，怎样高效、经济 地处理农村和乡镇等分散式生活污水已成为我国目前环境保护领域亟待解决的一个难题。 实用新型内容
[0011] 本实用新型的目的，在于提供一种快速生物过滤水处理反应器。
[0012] 本实用新型解决其技术问题的解决方案是：快速生物过滤水处理反应器，其包括 位于同一容器内且从下往上布置的承托层、滤料层和散水层，还包括能连通容器内部的出 水管，所述承托层内安装有布气系统和出水管，所述滤料层内部嵌有排风系统，所述散水层 内部嵌有布水系统。
[0013] 作为上述技术方案的进一步改进，所述排风系统包括多根梅花相间地嵌在滤料层 内部的排风管，所述排风管为中空管，所述排风管的内部填充满粒径为3~5毫米的砾石。
[0014] 作为上述技术方案的进一步改进，所述滤料层从下往上分隔为若干层滤料单元， 每个所述滤料单元内部嵌有多根排风管，相邻的滤料单元的排风管错位布置。
[0015] 作为上述技术方案的进一步改进，所述布气系统包括日字型布置的布气主管，位 于三根平行的布气主管中一侧的布气主管的中间位置设有进气孔，位于三根平行的布气主 管中余下的两根布气主管之间布置有布气支管，所述布气支管上两排出气孔，两排所述的 出气孔交错布置，相邻的两个出气孔的中轴线之间的夹角为6(Γ120°。
[0016] 作为上述技术方案的进一步改进，所述布气系统包括口字型布置的布气主管，其 中两根平行的所述布气主管的中间位置设有进气孔，余下两根平行的所述布气主管之间布 置有布气支管，所述布气支管上两排出气孔，两排所述的出气孔交错布置，相邻的两个出气 孔的中轴线之间的夹角为6(Γ120°。
[0017] 作为上述技术方案的进一步改进，所述布水系统包括布水主管以及对称分布在布 水主管一侧或两侧的布水支管，所述布水支管上两排对称布置的出水孔，其中一出水孔的 中轴线与其对称布置的出水孔的中轴线之间的夹角为6(Γ120°。
[0018] 本实用新型的有益效果是：针对上述人工湿地的技术缺点，本实用新型的快速生 物过滤水处理反应器能较好地解决上述缺点。
[0019] 1.污水处理负荷高，占地面积小，约1. 5~3平方每吨，减少占地面积，降低建设成 本。
[0020] 2.污水液面保持在滤料层顶部以下，避免受寒冷气候的影响而出现水体冰冻现 象，运行稳定。
[0021] 3.运行维护简单，无需人工管理。
[0022] 4.采用砂砾作为微生物的生存环境，不产生污泥和异味，避免二次污染。
[0023] 5.建设成本低，约1500-3000元/吨。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 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说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全 部实施例，本领域的技术人员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 他设计方案和附图。
[0025]图1是本实用新型的纵剖视图；
[0026] 图2是本实用新型中布水系统结构一的示意图；
[0027] 图3是本实用新型中布水系统结构二的示意图；
[0028] 图4是本实用新型中布气系统结构一的示意图；
[0029] 图5是本实用新型中布气系统结构二的示意图；
[0030] 图6是本实用新型中布水支管的结构示意图；
[0031] 图7是本实用新型中布气支管的结构示意图；
[0032] 图8是本实用新型中排风管的纵剖截面图；
[0033] 图9是本实用新型中排风管的横剖截面图。
【具体实施方式】
[0034] 以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行 清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例 只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的 技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范 围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体 实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
[0035] 参照图1?图9,快速生物过滤水处理反应器，其包括位于同一容器内且从下往上 布置的承托层1、滤料层3和散水层5,还包括能连通容器内部的出水管7,所述承托层1内 安装有布气系统2和出水管7,所述滤料层3内部嵌有排风系统4,所述散水层5内部嵌有 布水系统6。当然，还包括与布气系统2相连接的气泵以及与布水系统6连通的待处理水收 集池。
[0036] 进一步作为优选的实施方式，所述排风系统4包括多根梅花相间地嵌在滤料层3 内部的排风管40,所述排风管40为中空管，所述排风管40的内部填充满粒径为3?5毫米的 石乐石。通过排风管40将从布气系统2中进入的空气顺利输送为散水层5中后散到空气中 便于进行曝气，防止出现滤料层3中滤料间的空隙太小而导致曝气不能顺利进行。
[0037] 进一步作为优选的实施方式，所述滤料层3从下往上分隔为若干层滤料单元，每 个所述滤料单元内部嵌有多根排风管40,相邻的滤料单元的排风管40错位布置。优选地， 滤料层3分为3层，在纵剖截面上，排风管40成品字形分布，每一层的排风管40不进入相 邻的滤料单元中。
[0038] 进一步作为优选的实施方式，所述布气系统2包括日字型布置的布气主管20,位 于三根平行的布气主管20中一侧的布气主管20的中间位置设有进气孔22,位于三根平行 的布气主管20中余下的两根布气主管20之间布置有布气支管21，所述布气支管21上两 排出气孔23,两排所述的出气孔23交错布置，相邻的两个出气孔23的中轴线之间的夹角 为6(Γ120°。优选地，相邻的两个出气孔23的中轴线之间的夹角为90°，布气支管21数 量及管径按空气流速4?5m/s设计；出气孔23的数量和间距按孔隙流速25?30m/s设 计。
[0039] 进一步作为优选的实施方式，所述布气系统2包括口字型布置的布气主管20,其 中两根平行的所述布气主管20的中间位置设有进气孔22,余下两根平行的所述布气主管 20之间布置有布气支管21，所述布气支管21上两排出气孔23,两排所述的出气孔23交错 布置，相邻的两个出气孔23的中轴线之间的夹角为6(Γ120°。优选地，相邻的两个出气孔 23的中轴线之间的夹角为90°，布气支管21数量及管径按空气流速4?5m/s设计；出气 孔23的数量和间距按孔隙流速25?30m/s设计。
[0040] 进一步作为优选的实施方式，所述布水系统6包括布水主管60以及对称分布在布 水主管60 -侧或两侧的布水支管61，所述布水支管61上两排对称布置的出水孔63,其中 一出水孔63的中轴线与其对称布置的出水孔63的中轴线之间的夹角为6(Γ120°。优选 地，其中一出水孔63的中轴线与其对称布置的出水孔63的中轴线之间的夹角为90° .布 水主管60上的一侧或者中间位置设有进水孔62,布水主管60与布水支管61垂直；布水主 管60管径按水流速度1?1. 5m/s设计；布水支管61数量及管径水流速度1. 5?2. 5m/s 设计；出水孔63的数量和间距按孔隙流速5?6m/s设计。
[0041] 一种快速生物过滤水处理反应器的施工方法，其包括以下步骤，
[0042] 1)、通过焊接金属或者在地上挖土坑形成所述的容器；
[0043] 2)、在容器的底部铺设粒径为5~8毫米的砾石形成承托层1，并在承托层1内部铺 设出水管7以及布气系统2中的管道；
[0044] 3)、在承托层1上方铺设滤料层3,并将排气系统中的排气管坚直向上嵌在滤料层 3内；
[0045] 4)、往排气管内部填充满粒径为3~5毫米的砾石；
[0046] 5)、在滤料层3上方铺设粒径为5~8毫米的砾石形成散水层5,并在散水层5内部 铺设布水系统6中的管道。
[0047] 进一步作为优选的实施方式，所述滤料层3由粒径1?3毫米砾石和砂性壤土按 体积比6:4的比例混合后铺设而成。滤料层3优选的厚度为60厘米，排风管40的长度为 15~19厘米，砂性壤土中含有大量的种类繁多的异养型微生物，它们能对被过滤、截留在土 壤颗粒空隙间的悬浮有机物和溶解有机物进行生物降解。砾石和砂性壤土组成具有一定孔 隙率的混合滤料，污水以一定的流速通过滤料，水中的悬浮物质和大部分的病菌、病毒依靠 滤料间的孔隙截留、过滤去除。
[0048] 进一步作为优选的实施方式，所述滤料层3由粒径3~5厘米的炉渣块、粒径1?3 毫米的砾石、砂性壤土按4:3:3的体积比混合后铺设而成。滤料层3优选的厚度为60厘米， 排风管40的长度为15~19厘米，炉渣块丰富的孔状结构为微生物的附着和繁殖提供良好的 条件，巨大的表面积使微生物与污染物充分接触。炉渣块、砾石和砂性壤土组成具有一定孔 隙率的混合滤料，污水以一定的流速通过滤料，水中的悬浮物质和大部分的病菌、病毒依靠 滤料间的孔隙截留、过滤去除。
[0049] 进一步作为优选的实施方式，所述滤料层3由粒径3?5毫米的砾石、中砂、砂性 壤土按4:3:3的体积比混合后铺设而成。滤料层3优选的厚度为60厘米，排风管40的长 度为15~19厘米，砾石、中砂、砂性壤土组成具有一定孔隙率的混合滤料，污水以一定的流 速通过滤料，水中的悬浮物质和大部分的病菌、病毒依靠滤料间的孔隙截留、过滤去除。、
[0050] 本实用新型中的快速生物过滤水处理反应处理器采用以下方式运行：
[0051] 方式1 :采用干湿交替间歇式运行的方式，运行过程中采用预曝气30分钟和延迟 曝气30分钟的方式控制系统运行。整个运行过程为从布气主管20和布气支管21进气后 预曝气30分钟、从布水系统6进水（同时曝气)、停水、延时曝气30分钟、停止曝气，干湿交 替一次为一个反应周期。可以营造好氧-厌氧交替环境有利于脱氮除磷。
[0052] 方式2 :采用干湿交替间歇式运行的方式，运行过程中采用进水同时曝气和延迟 曝气30分钟的方式控制系统运行。整个运行过程为进水（同时曝气)、停水、延时曝气30分 钟、停止曝气，干湿交替一次为一个反应周期。可以营造好氧-厌氧交替环境有利于脱氮除 磷。
[0053] 方式3 :采用干湿交替间歇式运行的方式，运行过程中采用预曝气30分钟和进水 同时曝气的方式控制系统运行。整个运行过程为预曝气30分钟、进水（同时曝气)、停水(停 止曝气)，干湿交替一次为一个反应周期。可以营造好氧-厌氧交替环境有利于脱氮除磷。
[0054] 以上是对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型创造并不限 于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的 等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【权利要求】
1. 快速生物过滤水处理反应器，其特征在于：其包括位于同一容器内且从下往上布置 的承托层、滤料层和散水层，还包括能连通容器内部的出水管，所述承托层内安装有布气系 统和出水管，所述滤料层内部嵌有排风系统，所述散水层内部嵌有布水系统。
2. 根据权利要求1所述的快速生物过滤水处理反应器，其特征在于：所述排风系统包 括多根梅花相间地嵌在滤料层内部的排风管，所述排风管为中空管，所述排风管的内部填 充满粒径为:Γ5毫米的砾石。
3. 根据权利要求2所述的快速生物过滤水处理反应器，其特征在于：所述滤料层从下 往上分隔为若干层滤料单元，每个所述滤料单元内部嵌有多根排风管，相邻的滤料单元的 排风管错位布置。
4. 根据权利要求1~3任一项所述的快速生物过滤水处理反应器，其特征在于：所述布 气系统包括日字型布置的布气主管，位于三根平行的布气主管中一侧的布气主管的中间位 置设有进气孔，位于三根平行的布气主管中余下的两根布气主管之间布置有布气支管，所 述布气支管上两排出气孔，两排所述的出气孔交错布置，相邻的两个出气孔的中轴线之间 的夹角为60?120°。
5. 根据权利要求1~3任一项所述的快速生物过滤水处理反应器，其特征在于：所述布 气系统包括口字型布置的布气主管，其中两根平行的所述布气主管的中间位置设有进气 孔，余下两根平行的所述布气主管之间布置有布气支管，所述布气支管上两排出气孔，两排 所述的出气孔交错布置，相邻的两个出气孔的中轴线之间的夹角为6(Γ120°。
6. 根据权利要求1~3任一项所述的快速生物过滤水处理反应器，其特征在于：所述布 水系统包括布水主管以及对称分布在布水主管一侧或两侧的布水支管，所述布水支管上两 排对称布置的出水孔，其中一出水孔的中轴线与其对称布置的出水孔的中轴线之间的夹角 为 60?120° 。
【文档编号】C02F3/00GK203866085SQ201420268966
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】石云峰, 石燕, 姚永豪, 朱月琪 申请人:广州市金龙峰环保设备工程有限公司