专利名称：一种适用于微污染水源生物预处理的跌水曝气生物滤池的制作方法
技术领域：
本发明属于饮水安全技术领域，特别涉及一种适合农村使用、针对微污染水源水 进行生物预处理的跌水曝气生物滤池。
背景技术：
近年来，农村地区水源水受到了不同程度的有机物污染，形成了高氨氮、高有机物 的地表水水源，同时国家对饮用水的水质指标进行了严格控制，传统的饮用水处理工艺已 经无法达到出水水质达标的要求。而且传统的混凝_沉淀_消毒工艺和新兴的膜处理工艺 对小分子有机物和氨氮的处理能力非常有限，必须在这些处理工艺之前增加生物预处理过程。涉及生物预处理的专利《饮用水水源复合人工湿地系统及预处理方法》 (200810064525. 6)所述方法比较繁琐，专业性很强，不适合在农村地区实施；专利《高速 给水曝气生物滤池及应用预处理微污染原水的方法》(200810028952.9)所述方法需要 连续进行曝气，运行费用较高；专利《跌水曝气生物预处理_超滤组合饮用水净化工艺》 (200610023790. 0)所述生物预处理方法，采用跌水充氧，不需要持续曝气，节省了运行费 用，但是其采用竖向流滤池，滤池中的滤料更换不便，排泥不畅，水力停留时间调整不灵活。因此，针对农村经济欠发达的实际状况，研发一种建设和运行费用较低，管理比较 方便，运行可靠，操作灵活简单的生物预处理工艺是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是针对农村的实际情况，考虑农村经济收入水平低，人员管理水平 不高，劳动力比较充分的实际情况而研发的一种适用于微污染水源生物预处理的跌水曝气 生物滤池。本发明技术措施如下该跌水曝气生物滤池由三级砾石床组成，每级砾石床的末端均采用叠梁间结构， 可以通过调整叠梁间的高度对砾石床的填充高度和水位高度进行调整；各级砾石床的填充 物均为砾石或卵石，第一级砾石床中的砾石粒径为20-30mm，第二级砾石床中的砾石粒径为 10-15mm，第三级砾石床中的砾石粒径为5_10mm ；第一级砾石床通过配水槽跌水方式进水， 跌水高度为400-1000mm ；第一级砾石床与第二级砾石床之间、以及第二级砾石床和第三级 砾石床之间的跌水高度，为400-1000mm ；每级砾石床之后均设置跌水槽，起到接受上级砾 石床跌水和向下一级砾石床配水的双重作用，相邻两级砾石床采用管道连接输配水；第三 级砾石床后的跌水槽内设置一个集水坑，并埋设管道向后续处理工艺输水。所述叠梁闸由2-5块高度为100-400mm的闸板叠摞组成，通过增减闸板块数调节 叠梁闸高度进行水位控制，使总的水力停留时间为1 _2h。所述每级砾石床的底部和该级砾石床末端的跌水槽上部在一个平面上，以便转移 滤池中的砾石。
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所述滤池的水流状态为横向流。本发明的优点为(1)本发明采用跌水曝气充氧，不需要持续向滤池内曝气充氧，节省了初投资和运行费用；(2)本发明中采用横流式的生物过滤方式，可以有效调整池深，长度设置灵活，水 面与空气的接触面积较大，有利于向水中充分溶氧；(3)本发明中采用叠梁闸作为出水跌水堰，可以通过增减叠梁闸板数量的方式灵 活改变砾石床的高度和水深，灵活调整工艺中的水力停留时间，以适应不同的原水水质；(4)在各级砾石床中粒径前大后小，并且砾石粒径大于常规生物滤池的粒径，不易堵塞。(5)本发明中采用叠梁闸，能够方便更换砾石床中的砾石，当砾石床堵塞时能够方 便地清洗翻晒砾石，可以避免采用大流量反冲洗，大大节省了投资和运行费用。(6)本发明是利用砾石床中的生物膜，对微污染水源水中的小分子有机物和氨氮 进行生物自然降解处理。(7)本发明建造简单，材料易得，投资节省，运行费用低廉，维护管理方便，因地制 宜，灵活多变，处理效果较好，能满足后续饮用水处理工艺进水水质的要求，适合作为应对 农村季节性和长期的微污染水源水的生物预处理工艺。
图1是本发明的平面示意图；图2是图1中A-A面的剖面图；图3是图1中B-B面的剖面图；图4是图1中C-C面的剖面图；图5是图1中D-D面的剖面图。图中标号1-进水管；2-第一级砾石床；3-叠梁间；41-第一级跌水槽；42-第二级跌水槽； 43-第三级跌水槽；5-连接管；6-第二级砾石床；7-第三级砾石床；8-出水管；9-活动跌水 板。
具体实施例方式本发明提供了一种适用于微污染水源生物预处理的跌水曝气生物滤池，下面结合 附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。如图1所示，水源水由进水管1输入第一级砾石床2，在第一级砾石床2内采用横 流方式前行，在流动过程中水源水与砾石表面生长的生物膜充分接触，然后通过叠梁闸3 和活动跌水板9跌入第一级跌水槽41，由连接管5将一级出水输入第二级砾石床6，经过第 二级跌水槽42进入第三级砾石床7，经叠梁间跌入第三级跌水槽43中，经出水管8输送到 后续的饮用水处理工艺。在运行过程中可以根据进、出水水质的情况对叠梁间的高度进行 调整，从而改变各级砾石床的高度，调整砾石床的水深。在运行过程中，三级砾石床均会在 其中的砾石表面形成生物膜，通过生物膜中的微生物、原生动物和后生动物对水源水中的有机污染物进行降解，使水质得到净化。运行一段时间以后，砾石床会被来水中的泥沙或生 长的生物膜堵塞，可以将叠梁间打开，在各级跌水槽上覆盖木板或钢板，使之形成 砾石床与 外场坪之间的通道，由工人将砾石慢慢推运出进行冲洗和翻晒，随后重新填装砾石并返回 运行。为了方便管理人员更换或清洗翻晒砾石，可以将叠梁闸全部撤出，并利用木板或 钢板将跌水槽覆盖形成一个平面通道，直接将砾石从床中推运出来。实施例1 对该发明装置进行试验研究，其中第一级砾石床2中的卵石级配为为20_30mm，第 二级砾石床6中卵石级配10-15mm，第三级砾石床中卵石级配5-10mm ；各级砾石床之间的跌 水高度为400mm ；进出水水质情况如表1所示，试验中水力停留时间为2小时，试验水温为 21 °C。表1 实施例1的进出水水质情况
权利要求
一种适用于微污染水源生物预处理的跌水曝气生物滤池，其特征在于该跌水曝气生物滤池由三级砾石床组成，每级砾石床的末端均采用叠梁闸进行水位控制；各级砾石床的填充物均为砾石或卵石，第一级砾石床中的砾石粒径为20 30mm，第二级砾石床中的砾石粒径为10 15mm，第三级砾石床中的砾石粒径为5 10mm；第一级砾石床通过配水槽跌水方式进水，跌水高度为400 1000mm；第一级砾石床与第二级砾石床之间、以及第二级砾石床和第三级砾石床之间的跌水高度，为400 1000mm；每级砾石床之后均设置跌水槽，起到接受上级砾石床跌水和向下一级砾石床配水的双重作用，相邻两级砾石床采用管道连接输配水；第三级砾石床后的跌水槽内设置一个集水坑，并埋设管道向后续处理工艺输水。
2.根据权利要求1所述的一种适用于微污染水源生物预处理的跌水曝气生物滤池，其 特征在于所述叠梁闸由2-5块高度为100-400mm的闸板叠摞组成，通过增减闸板块数调节 叠梁闸高度进行水位控制，使总的水力停留时间为1 _2h。
3.根据权利要求1所述的一种适用于微污染水源生物预处理的跌水曝气生物滤池，其 特征在于所述每级砾石床的底部和该级砾石床末端的跌水槽上部在一个平面上，以便转 移滤池中的砾石。
4.根据权利要求1所述的一种适用于微污染水源生物预处理的跌水曝气生物滤池，其 特征在于所述滤池的水流状态为横向流。
全文摘要
本发明属于饮水安全技术领域，特别涉及一种适合农村使用、针对微污染水源水进行生物预处理的跌水曝气生物滤池。原水进入滤池后，经过三级横向流砾石滤床过滤和附着在砾石表面的生物降解，去除了原水中的部分颗粒物、氨氮和小分子有机物，降低了后续饮用水处理工艺的污染负荷。该发明装置考虑到农村地区经济欠发达，管理水平低的实际状况，采用跌水的方式进行充氧曝气；该生物滤池由三级横向流砾石床组成，采用农村比较易得的砾石或卵石进行填充，并能通过砾石床末端的叠梁闸调整水力停留时间，可以灵活适应农村不同地区的水质和运行；本发明可以作为常规饮用水处理工艺或者超滤膜处理工艺的预处理工艺。
文档编号C02F3/24GK101948169SQ20101027546
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者张伟, 张晓健, 李永红, 汪隽, 陈超 申请人:清华大学