一种改良型生物慢滤净水装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种改良型生物慢滤净水装置，属于水处理【技术领域】。包括承托层（1）、滤料层（2）、净水层(3)、排污阀(4)、进水管(5)、反冲管(6)、出水管(7)、溢流管(8)。本实用新型提供的一种改良型生物慢滤净水装置，采用石棉网层利于隔层填料的分隔和装置内微生物的附着，易于在装置表层形成生物膜，同时，石棉网隔层耐压、防腐，避免了反冲过程中滤料的相互穿透影响后续处理效果等问题，具有易于维护冲洗等优点；克服了生物慢滤池运行周期短，反冲频繁、反冲后系统破坏、重新成膜时间长等不足，同时，将物理过滤和生物膜净化方法结合起来，使其更适宜于微污染水体的治理。
【专利说明】一种改良型生物慢滤净水装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水处理技术，具体的说是一种改良型生物慢滤净水装置。
【背景技术】
[0002]农村安全饮水是广大农民最关心、最直接、最现实的问题，也是农民生活状况改善的重要标志。农村饮水安全问题涉及民生，党中央、国务院的高度重视，2005年，胡锦涛在中央人口资源环境工作座谈会上指出:“水利工作要把切实保护好饮用水源，让群众喝上放心水作为首要任务”;温家宝提出要“让人民群众喝上干净的水”。按照中央要求，水利部等国家有关部委及时调整工作部署，将农村饮水工作重点由饮水解困转向饮水安全。
[0003]生物慢滤技术正是在此背景下产生的解决饮用水安全问题的实用技术。该专利技术利用填料的自然过滤、吸附和滤料上附着形成的生物膜的净化作用，通过基质、生物膜的物理吸附过程和生物化学过程共同作用，利用山沟溪水、水库水、堰塘水自流，缓慢通过滤料(石英砂或河砂)过滤，使微污染水经生物慢滤处理后，重金属、有机物、氨氮、细菌等被过滤和被微生物降解，能使农村微污染水体能达到生活饮用水的卫生标准。
[0004]在生物慢滤技术中形成的生物滤膜具有双重作用。生物滤膜的物理吸附、截留作用和滤膜中微生物的捕食、被捕食的生物化学作用，由于这双重作用，使水体中的细菌总数控制在安全饮用水的标准指标内。慢滤池中的滤层中所吸附的有机物及矿物质为微生物的生长繁殖提供了营养，于是在滤料表面存在着各种类型的微生物群体甚至微型动物，并形成了有机物、细菌、原生动物的食物链。在微生物作用下，含碳有机物被氧化成水和二氧化碳；进而在亚硝化菌作用下转化成亚硝酸，又在硝化菌作用下转化为硝酸；在缺氧条件下，这些硝酸在反硝化菌作用下还可进一步转化为氮气扩散到水中，由此去除了水中可致病的硝酸盐等有机物质。通过生物化学过程，水中的有机物几乎完全除去。而细菌或由于食物链的存在捕食，或被下层滤料截留后被捕食，或在滤层内死亡，成为其他菌体的营养源。
[0005]生物慢滤净水技术的出现，极大解决了偏远山区，人口居住分散的地方的饮用水安全问题，经过生物慢滤水处理对大肠杆菌的去除率高达97%。氨氮的去除率超过80%，细菌总数去除率在50%以上，对重金属、有机物的去除效果也较好。经过生物慢滤技术净化出厂的水，经适当消毒即可达到国家饮用水卫生标准，其造价比常规水处理工程节省近1/3，在山丘和广大偏远农村地区有着广阔的发展空间和推广价值。
[0006]目前，生物慢滤净水装置技术成熟、设备可靠，处理效益好而在山区得以广泛应用。但是在长期运行过程中，还存在滤料更新维护麻烦，滤料形成生物膜后易堵塞、维护后生物膜难出现等问题。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种处理效率高、维护简便、生物膜容易附着、能抗水力冲击的改良型生物慢滤净水装置。
[0008]本实用新型提供了一种改良型生物慢滤净水装置，包括承托层1、滤料层2、净水层3、排污阀4、进水管5、反冲管6、出水管7、溢流管8 ;承托层I设置在反冲管6上端，反冲管6的管口均匀分布于承托层I的孔板以下，滤料层2设置在承托层I上面，净水层3位于滤料层2以上部位；溢流管8、排污阀4、出水管7穿透净水装置内外壁固定在净水装置外壁一侧上，出水管7、排污阀4、溢流管8分别设置在净水装置一侧底部、中部、顶部，所述溢流管8安装轴线距净水装置外壁顶部50cm，净水层3水位线低于溢流管8中轴线20-50cm左右；水平方向上依次向下设置溢流管8、排污阀4、出水管7 ;所述进水管5 —端伸出净水装置外壁另一侧中部，进水管5另一端穿过净水装置内壁固定在水面以上，进水管5露出水面的高度为超出净水层3水位线10-40cm，反冲管6穿透净水装置内外壁固定在净水装置外壁另一侧上，反冲管6设置在净水装置底部，水平方向上依次向下设置反冲管6、进水管5、反冲管6。
[0009]所述承托层I为用混凝土板搭建的穿孔承托层，承托层I的厚度为20_30mm，承托层I下垫面距离净水装置底部的高度为30-50cm，采用间隔穿孔，孔径不超过15mm，孔间间距为 10-15cm。
[0010]所述滤料层2高度不应超过排污阀4的高度，滤料层2应与排污阀4 一端的排污口保持水平，排污阀4中轴线安装高度为距承托层I上表面170-230cm。
[0011]所述滤料层2采用卵石2.1或砾石、瓜米石2.2、粗砂2.3、石英砂2.4由下至上依次铺设而成；其中，所述卵石2.1或砾石的层厚为60cm，所述瓜米石2.2的层厚为50cm，所述粗砂2.3的层厚为20cm,所述石英砂2.4的层厚为20cm。
[0012]所述净水层3的水深不低于20cm。
[0013]所述滤料层2还包括石棉网隔层2.5，所述石英砂2.4、粗砂2.3、瓜米石2.2、卵石
2.1或碌石、承托层I之间均通过石棉网隔层2.5分隔开,石棉网隔层2.5的厚度为5_20cm,所述滤料层2总厚度为170-230cm，所述石英砂2.4、粗砂2.3、瓜米石2.2、卵石2.1或砾石及四层石棉网隔层2.5的总层厚不能超过滤料层2总层厚。
[0014]所述卵石2.1或砾石的粒径为16.0-32.0mm，瓜米石2.2的粒径为2.0-16.0mm，粗砂2.3的粒径为1.18-2.36mm，石英砂2.4的粒径为0.3-1.0mm。
[0015]所述石棉网隔层2.5敷设应不留空白，均匀铺设在所述承托层I上。
[0016]所述改良型生物慢滤净水装置为半覆土式或地上式。
[0017]本实用新型提供的一种改良型生物慢滤净水装置，克服了生物慢滤运行周期短，反冲频繁、反冲后系统破坏等不足，改进滤料的填料层种类和结构、改用耐压、防腐的石棉层作填料隔离的方法，更易于起到隔离滤料、过滤和使微生物附着的作用，将物理过滤和生物膜净化方法结合起来，使其更适宜于微污染水体的治理，能显著改善出水水质，缩短成膜时间，处理效率高、维护简便、生物膜容易附着、能抗水力冲击，并且能推广应用到山区、偏远农村等微污染水体的净化处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型一种改良型生物慢滤净水装置的侧视图；
[0019]图2为本实用新型一种改良型生物慢滤净水装置的俯视图；
[0020]图3为本实用新型一种改良型生物慢滤净水装置中滤料层的填充结构图。
[0021]其中，I一承托层；2 —滤料层；2.1一卵石；2.2—瓜米石；2.3—粗砂；2.4 —石英砂；2.5一石棉网隔层；3—净水层；4一排污阀；5—进水管；6—反冲管；7—出水管；8—溢流管。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型做进一步地的说明。
[0023]如图1、图2所示，本实用新型提供了一种改良型生物慢滤净水装置，包括承托层
1、滤料层2、净水层3、排污阀4、进水管5、反冲管6、出水管7、溢流管8 ;承托层I设置在反冲管6上端，反冲管6的管口均匀分布于承托层I的孔板以下，净水装置底部一侧安装有出水管7，滤料层2设置在承托层I上面，净水层3位于滤料层2以上部位，排污阀安装在排污口处，滤料层2高度不应超过排污阀4的高度，滤料层2应与排污阀4 一端的排污口保持水平，保证污物能从排污阀4顺利流出，排污阀4中轴线安装高度为距承托层I上表面170-230cm;溢流管8、排污阀4、出水管7穿透净水装置内外壁固定在净水装置外壁一侧上，溢流管8安装轴线距净水装置外壁顶部50cm，净水层3水位线低于溢流管8中轴线20-50cm ;出水管7、排污阀4、溢流管8分别设置在净水装置一侧底部、中部、顶部，水平方向上依次向下设置溢流管8、排污阀4、出水管7 ;进水管5端伸出净水装置外壁另一侧中部，进水管5另一端穿过净水装置内壁固定，进水管5呈倒“L”型，进水管5应高于排污阀4 一端的排污口，进水管5的进水口水平高度应超出排污阀4中轴线20-50cm，但不能超出溢流管8溢流口的高度。反冲管6穿透净水装置内外壁固定在净水装置外壁另一侧上，反冲管6设置在净水装置底部；水平方向上依次向下设置反冲管6、进水管5、反冲管6。
[0024]承托层I为用混凝土板搭建的穿孔承托层，承托层I的厚度为20_30mm，承托层I下垫面距离净水装置底部的高度为30-50cm，采用间隔穿孔，孔径不超过15mm，孔间间距为10_15cmo
[0025]如图3所示，滤料层2采用石英砂2.4、粗砂2.3、瓜米石2.2、卵石2.1或砾石逐层向下装填而成，最下层装填卵石2.1或砾石，其上在放置瓜米石2.2，再上放粗砂2.3，顶层铺设石英砂2.4 ;滤料层2还包括石棉网隔层2.5，所述石英砂2.4、粗砂2.3、瓜米石2.2、卵石2.1或砾石、承托层I之间均通过石棉网隔层2.5分隔开，
[0026]其中，卵石2.1或砾石的层厚为60cm，瓜米石2.2的层厚为50cm，粗砂2.3的层厚为20cm，石英砂2.4的层厚为20cm，石棉网隔层2.5的厚度为5-20cm，滤料层2总厚度为170-230cm，石英砂2.4、粗砂2.3、瓜米石2.2、卵石2.1或砾石及四层石棉网隔层2.5的总层厚不能超过滤料层2总层厚。卵石2.1或碌石的粒径为16.0-32.0mm,瓜米石2.2的粒径为2.0-16.0_，粗砂2.3的粒径为1.18-2.36mm，石英砂2.4的粒径为0.3-1.0_。
[0027]本实施例中:石棉网隔层2.5敷设应不留空白，均匀铺设在承托层I上。
[0028]在日常的运行中，本实用新型净水层3至少应有20cm的水深。同时，为了方便测量净水层3水深及滤料层2的厚度，池内壁应设标尺，便于控制。改良型生物慢滤净水装置为半覆土式或地上式。
[0029]本实用新型提供的一种改良型生物滤坝净水装置的原理:利用填料的自然过滤、吸附和滤料上附着形成的生物膜的净化作用，通过基质、生物膜的物理吸附过程和生物化学过程共同作用，利用山沟溪水、水库水、堰塘水自流，缓慢通过滤料(石英砂或河砂)过滤，使微污染水经生物慢滤处理后，重金属、有机物、氨氮、细菌等被过滤和被微生物降解。生物慢滤池中表层形成的生物膜，具有物理吸附、截留作用和滤膜中微生物的捕食、被捕食的生物化学作用，滤料表面存在着各种类型的微生物群体甚至微型动物，并形成了有机物、细菌、原生动物的食物链，由于这双重作用，充分发挥生物代谢、生理过滤、生物膜和填料的物理吸附作用，使水体实现净化，并使水中的细菌总数控制在安全饮用水的标准指标内，能使农村微污染水体能达到生活饮用水的卫生标准。
[0030]本实用新型提供的一种改良型生物滤坝净水装置的技术效果:
[0031](I)能显著提高生物膜附着的比表面积、容积利用率和去除效率。
[0032](2)能抗水力负荷，方便了生物慢滤池采用自动的反冲洗过程，防止阻塞滤料，抗冲击能力强。
[0033](3)滤料层2结构清晰，石棉隔层2.5的采用既增加了分层效果，使滤料层2不易于相互穿透，又增加了滤料对微生物的附着能力，拆卸更换方便，易于管理维护。
[0034](4)通过调整滤料层2内的填料填充率和密实度、填充种类和顺序等，使填料在装置内具有一定的滚动、摩擦效应，能促进滤料的物理过滤效果。
[0035](5)结构简单、操作易行运行，过程中无需外加动力装置，具备节能环保优势，特别适合山区各广大农村地区使用。
【权利要求】
1.一种改良型生物慢滤净水装置，其特征在于:包括承托层(I)、滤料层(2)、净水层(3)、排污阀(4)、进水管(5)、反冲管(6)、出水管(7)、溢流管⑶；承托层(I)设置在反冲管(6)上端，反冲管(6)的管口均匀分布于承托层(I)的孔板以下，滤料层(2)设置在承托层(I)上面，净水层(3)位于滤料层(2)以上部位；所述溢流管(8)、排污阀(4)、出水管(7)穿透净水装置内外壁固定在净水装置外壁一侧上，出水管(7)、排污阀(4)、溢流管(8)分别设置在净水装置一侧底部、中部、顶部，溢流管(8)安装轴线距净水装置外壁顶部50cm，净水层(3)水位线低于溢流管(8)中轴线20-50cm，水平方向上依次向下设置溢流管(8)、排污阀(4)、出水管(7);所述进水管(5) —端伸出净水装置外壁另一侧中部，进水管(5)另一端穿过净水装置内壁固定在水面以上，进水管(5)露出水面的高度超出净水层(3)水位线10-40cm，反冲管(6)穿透净水装置内外壁固定在净水装置外壁另一侧上，反冲管(6)设置在净水装置底部，水平方向上依次向下设置反冲管(6)、进水管(5)、反冲管(6)。
2.根据权利要求1所述的一种改良型生物慢滤净水装置，其特征在于:所述承托层(I)为用混凝土板搭建的穿孔承托层，承托层(I)的厚度为20-30mm，承托层(I)下垫面距离净水装置底部的高度为30-50cm,采用间隔穿孔,孔径不超过15mm,孔间间距为10_15cm。
3.根据权利要求1所述的一种改良型生物慢滤净水装置，其特征在于:所述滤料层(2)高度不应超过排污阀(4)的高度，滤料层(2)应与排污阀(4) 一端的排污口保持水平，排污阀(4)中轴线安装高度为距承托层(I)上表面170-230cm。
4.根据权利要求1所述的一种改良型生物慢滤净水装置，其特征在于:所述滤料层(2)采用卵石(2.1)或砾石、瓜米石(2.2)、粗砂(2.3)、石英砂(2.4)由下至上依次铺设而成；其中，所述卵石(2.1)或碌石的层厚为60cm,所述瓜米石(2.2)的层厚为50cm,所述粗砂(2.3)的层厚为20cm,所述 石英砂(2.4)的层厚为20cm。
5.根据权利要求1所述的一种改良型生物慢滤净水装置，其特征在于:所述净水层(3)的水深不低于20cm。
6.根据权利要求4所述的一种改良型生物慢滤净水装置，其特征在于:所述滤料层(2)还包括石棉网隔层(2.5)，所述石英砂(2.4)、粗砂(2.3)、瓜米石(2.2)、卵石(2.1)或砾石、承托层(I)之间均通过石棉网隔层(2.5)分隔开，石棉网隔层(2.5)的厚度为5-20cm，所述滤料层(2)总厚度为170-230011，所述石英砂(2.4)、粗砂(2.3)、瓜米石(2.2)、卵石(2.1)或砾石及四层石棉网隔层(2.5)的总层厚不能超过滤料层(2)总层厚。
7.根据权利要求4所述的一种改良型生物慢滤净水装置，其特征在于:所述卵石(2.1)或砾石的粒径为16.0-32.0mm，瓜米石(2.2)的粒径为2.0-16.0mm，粗砂(2.3)的粒径为1.18-2.36mm，石英砂(2.4)的粒径为 0.3-1.0mm。
8.根据权利要求6所述的一种改良型生物慢滤净水装置，其特征在于:所述石棉网隔层(2.5)敷设应不留空白，均匀铺设在所述承托层(I)上。
9.根据权利要求8所述的一种改良型生物慢滤净水装置，其特征在于:所述改良型生物慢滤净水装置为半覆土式或地上式。
【文档编号】C02F3/00GK203959906SQ201420261198
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】陈红兵, 李兆华, 李艳蔷, 卢进登, 康群, 徐铮言, 徐家琦, 邓润丹 申请人:湖北大学