專利名稱：濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)凈化河水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水體凈化技術(shù)，具體涉及河水過濾循環(huán)凈化處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，河湖水體污染、富營養(yǎng)化越來越嚴(yán)重，尤其是城市河流 污染狀況更為各級政府部門和人民群眾所關(guān)注。受污染河水一般具有以下特點1、需要處 理的水量大，一般無法進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送，而采用就地凈化方式；2、一般河岸邊土地資源緊 張，因而不可能采用處理時間長，流程復(fù)雜的工藝來處理受污染河水；3、由于水量大，不能 采用處理成本高的工藝，同時必須考慮處理工藝帶來的二次污染物問題。目前公知的河水凈化方法包括物理方法、化學(xué)方法及生物方法等，但是上述諸多 治理措施存在著技術(shù)要求高、施工復(fù)雜、投資巨大等特點，因此難于大范圍普遍實施。此外 隨著水資源量的減少和水價的提高，各類公園、賓館、小區(qū)等場所的景觀水體的補充水量逐 漸受到限制；由于這些場所功能的特殊性使常規(guī)治水方法的使用受到限制，因此這類水體 的水質(zhì)治理和維護(hù)問題日益突出。在資金緊張、能源短缺的條件下亟需經(jīng)濟有效又合乎生 態(tài)要求的處理措施來進(jìn)行受污染河流水質(zhì)的改善。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明綜合利用物理和化學(xué)凈化技術(shù)，提供一種結(jié)構(gòu) 簡單，占用較少河岸土地，并能處理較大流量河水的濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)凈化 河水的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其是由濾床、濾水管、集 水管、濾井、潛水泵和連接管道組成；該濾床設(shè)置于河床上，其頂部低于河水水面；該濾床周圍為漿砌石墻；石墻內(nèi)部 由上至下依次設(shè)置防沖層、濾料層和承托層；該防沖層由砂礫料和/或火山巖料組成；該濾 料層由粗砂和鐵礦石組成，其中鐵礦石占全部濾料體積的 5% ；該承托層由砂礫料組 成；該集水管水平設(shè)置于該承托層中部，集水管橫貫整個濾床，其一端接觸遠(yuǎn)離河岸 一側(cè)的石墻，另一端穿過靠近河岸一側(cè)的石墻并與濾井連接；該集水管兩側(cè)具有復(fù)數(shù)個開 口，每個開口連接一個濾水管；該濾水管也水平設(shè)置于承托層中部；每個濾水管上具有復(fù) 數(shù)個開孔；該濾井設(shè)置于河道外側(cè)，其底面低于河床；該濾井底部設(shè)置潛水泵，該潛水泵的出 水口通過管道輸送至上游河道。如上所述的濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其中該防沖層中砂礫料的粒徑優(yōu)選為16 32mm， 火山巖料的粒徑優(yōu)選為10 20mm ；所述濾料層中粗砂粒徑為優(yōu)選0. 5 2mm，鐵礦石的粒 徑為優(yōu)選0. 5 2mm ；所述承托層中砂礫料的粒徑優(yōu)選為2 32mm。如上所述的濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其中該承托層中砂礫料層下方還可包括細(xì)砂料層，該細(xì)砂料的粒徑小于0. 5mm。如上所述的濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其中該防沖層的厚度優(yōu)選不少于IOOmm ；所述濾 料層的厚度優(yōu)選不少于700mm ；所述承托層的厚度優(yōu)選不少于600mm。如上所述的濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其中該集水管的管徑優(yōu)選為300 500mm ；所述復(fù) 數(shù)個濾水管垂直于該集水管，相鄰濾水管的間隔優(yōu)選為0. 3 0. 5m ；每個濾水管的管徑優(yōu) 選為50 75mm0如上所述的濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其中該濾水管上開孔的孔徑優(yōu)選小于9mm ；孔間 距優(yōu)選為0. 1 0. 5mO另一方面，本發(fā)明提供應(yīng)用如上所述的濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)凈化河水的方法，該方 法包括在河道內(nèi)及岸邊設(shè)置濾床、濾水管、集水管、濾井和潛水泵，經(jīng)過濾料層過濾后的水 體通過濾水管和集水管收集到河道外側(cè)的濾井內(nèi)，使用潛水泵將水抽出，通過管道輸送到 濾井上游，實現(xiàn)河道水體的過濾凈化和循環(huán)。如上所述的凈化河水的方法，其中該濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)沿河道設(shè)置，間距優(yōu)選為 100 300m。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明凈化系統(tǒng)濾層中的粗砂具有物理吸附和過濾作 用，鐵礦石可提高磷的去除率。經(jīng)過該系統(tǒng)處理河水，水質(zhì)指標(biāo)總氮的去除率達(dá)到20 55%,對總磷的去除率達(dá)到34 78%，COD的去除率在20 25%，對BOD的去除率在20 49%，并能降低懸浮物含量，出水水質(zhì)得到提高。此外，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，投資省，無污染，占 用較少河岸土地，并能處理較大流量河水。


圖1為本發(fā)明一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一種實施方式的平面布置圖。圖3為圖2沿B-B剖面圖。圖4為本實用新型一種實施方式中集水管和濾水管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明濾井凈化河水總氮分析圖。圖6為本發(fā)明濾井凈化河水總磷分析圖。
具體實施例方式如圖1-3所示，在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)由濾床1、濾 水管2、集水管3、濾井4、潛水泵5和連接管道11組成；濾床1設(shè)置于河床6上靠近岸邊一側(cè)，其頂部低于河水水面，濾床長10m，寬7. 5m ； 濾床1為半地下式，底部位于河床以下0. 5m ；該濾床周圍為漿砌石墻7，墻高2. Im ；石墻7 內(nèi)部由上至下依次設(shè)置防沖層8、濾料層9和承托層10 ；其中，防沖層8由上至下依次包括 厚度為IOOmm粒徑為16 32mm的砂礫料層和厚度為IOOmm粒徑約為IOmm的火山巖料層； 濾料層9由粗砂和鐵礦石混合而成，其厚度為800mm粒徑為0. 5 2mm，其中鐵礦石占全部 濾料體積的2% ；承托層10由上至下依次包括厚度為200mm粒徑為2 4mm的砂礫料層、 厚度為IOOmm粒徑為4 8mm的砂礫料層、厚度為IOOmm粒徑為8 18mm的砂礫料層、厚 度為IOOmm粒徑為16 32mm的砂礫料層、厚度為IOOmm粒徑為8 16mm的砂礫料層和厚度為IOOmm的細(xì)砂層；集水管3水平設(shè)置于該承托層10中部，集水管3橫貫整個濾床1，其一端接觸 遠(yuǎn)離河岸一側(cè)的石墻，另一端穿過靠近河岸一側(cè)的石墻并與濾井4連接；集水管3管徑為 500mm,長20m，其兩側(cè)均具有復(fù)數(shù)個開口 12，相鄰開口的間隔為0. 3m,每個開口連接一個濾 水管2 ；該濾水管2也均水平設(shè)置于承托層10中部，與集水管3相互垂直，濾水管2管徑為 75mm,長4. 6m,其上具有40個開孔13，孔徑為8mm，孔間距為0. 23m ；集水管3和濾水管2均 采用PN = 0. 6MPa的UPVC塑料管。濾井4設(shè)置于河道外側(cè)，濾井內(nèi)徑2. 6m,深5米；該濾井4底部設(shè)置潛水泵5，流量 300m3/h,揚程4. 9m,功率11. Okw,該潛水泵的出水口通過管道11輸送到上游河道200m處。上述濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)可每間隔250m沿河道設(shè)置。河水經(jīng)過濾料層過濾后通過 濾水管和集水管收集到河道外側(cè)的濾井內(nèi)，使用潛水泵將水抽出，通過管道輸送到濾井上 游，實現(xiàn)河道水體的過濾凈化和循環(huán)。將上述濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)應(yīng)用于某實驗河道，對此河流原水和濾井出水多次取樣 分析，結(jié)果如下(1)總氮去除效果分析總氮去除效果分析如圖4所示，濾井出水水質(zhì)總氮值均低于原水，原水總氮值在 5. 2 6. 56mg/l變化，而濾井出水總氮在2. 36 5. 30mg/l之間變化，濾井的總氮去除率在 20 54. 62%。(2)總磷去除效果分析總氮去除效果分析如圖5所示，原水中總磷在0. 28 2. 46mg/l之間變化，而濾井 出水質(zhì)中總磷在0. 14 0. 52mg/l之間，濾井出水水質(zhì)的總磷明顯低于原水中的磷，去除率 為 34. 29 78. 86%。(3)其它水質(zhì)指標(biāo)去除效果分析根據(jù)取樣測試結(jié)果分析，濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)對COD的去除率在20 25% ；對BOD 的去除率在20 49%。
權(quán)利要求
1.一種濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其特征在于其是由濾床、濾水管、集水管、濾井、潛水泵和連接管道組成；該濾床設(shè)置于河床上，其頂部低于河水水面；該濾床周圍為漿砌石墻；石墻內(nèi)部由上 至下依次設(shè)置防沖層、濾料層和承托層；該防沖層由砂礫料和/或火山巖料組成；該濾料層 由粗砂和鐵礦石組成，其中鐵礦石占全部濾料體積的 5% ；該承托層由砂礫料組成；該集水管水平設(shè)置于該承托層中部，集水管橫貫整個濾床，其一端接觸遠(yuǎn)離河岸一側(cè) 的石墻，另一端穿過靠近河岸一側(cè)的石墻并與濾井連接；該集水管兩側(cè)具有復(fù)數(shù)個開口，每 個開口連接一個濾水管；該濾水管也水平設(shè)置于承托層中部；每個濾水管上具有復(fù)數(shù)個開 孔；該濾井設(shè)置于河道外側(cè)，其底面低于河床；該濾井底部設(shè)置潛水泵，該潛水泵的出水通 過管道輸送到上游河道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其特征在于所述防沖層中砂礫料的粒 徑為16 32mm，火山巖料的粒徑為10 20mm ；所述濾料層中粗砂粒徑為0. 5 2mm，鐵礦 石的粒徑為0. 5 2mm ；所述承托層中砂礫料的粒徑為2 32mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其特征在于所述承托層中砂礫料層下 方還包括細(xì)砂料層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其特征在于所述防沖層的厚度不少于 IOOmm ；所述濾料層的厚度不少于700mm ；所述承托層的厚度不少于600mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其特征在于所述集水管的管徑為 300 500mm ；所述復(fù)數(shù)個濾水管垂直于該集水管，相鄰濾水管的間隔為0. 3 0. 5m ；每個 濾水管的管徑為50 75mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其特征在于所述濾水管上開孔的孔徑 小于9mm ；孔間距為0. 1 0. 5m。
7.應(yīng)用權(quán)利要求1 6中任一項所述的濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)凈化河水的方法，其特征在 于該方法包括在河道內(nèi)及岸邊設(shè)置所述濾床、濾水管、集水管、濾井和潛水泵，經(jīng)過濾料層 過濾后的水體通過濾水管和集水管收集到河道外側(cè)的濾井內(nèi)，使用潛水泵將水抽出，通過 管道輸送到濾井上游，實現(xiàn)河道水體的過濾凈化和循環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的凈化河水的方法，其特征在于所述濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)沿河 道設(shè)置，間距為100 300m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種濾井循環(huán)凈化系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)凈化河水的方法。該系統(tǒng)由濾床、濾水管、集水管、濾井、潛水泵和連接管道組成；濾床周圍為漿砌石墻，石墻內(nèi)部由上至下依次設(shè)置防沖層、濾料層和承托層；集水管水平設(shè)置于承托層中部，其一端穿過靠近河岸一側(cè)的石墻并與濾井連接；集水管兩側(cè)具有復(fù)數(shù)個開口，每個開口連接一個濾水管；該濾水管也水平設(shè)置于承托層中部；每個濾水管上具有復(fù)數(shù)個開孔；濾井設(shè)置于河道外側(cè)，其底面低于河床；濾井底部設(shè)置潛水泵，潛水泵的出水口通過管道連接上游河道。河水經(jīng)過濾料層過濾后通過濾水管和集水管收集到河道外側(cè)的濾井內(nèi)，使用潛水泵將水抽出，通過管道輸送到濾井上游，實現(xiàn)河道水體的過濾凈化和循環(huán)。
文檔編號C02F1/00GK102070212SQ200910222628
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者吳曉輝, 孟慶義, 廖日紅, 胡秀琳, 趙立新 申請人:北京市水利科學(xué)研究所