专利名称：小型水力自动生物过滤装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及农村饮用水处理技术领域，尤其涉及小型水力自动生物过滤装置。
背景技术：
由于淡水资源的日益紧缺以及农村分散居住地供水成本的提高，雨水资源的收 集、利用已越来越受到重视，有效收集和利用雨水是解决缺水地区缺水问题的有效途径，尤 其是西北干旱缺水地区的农村，将雨季的降雨储存在水窖的这种供水方式已成为饮用水源 的最后一道用水保障。但是，由于储存于水窖中的雨水受到固态废物碎屑(垃圾、动物粪便 等)、空气沉降物、化肥、农药、车辆排放物以及其它由人类活动带来的污染。此外，雨水在窖 中长期储存，导致水变质、变味，直接饮用会对人畜产生极大危害。调查发现，水中微生物、 有机物、总氮等经常超标，色度和浊度较差，超标的污染物主要包括细菌、大肠杆菌、色度、 浊度、重金属等；在有机微污染物方面检出了多环芳烃、酞酸酯等。而目前国内大部分的净 化器都是针对相对较干净的市政管网给水及作为饮用水水源的江河湖泊水，具体针对集雨 水水质，适合西北农村分散式应用的小型集雨水净化装置还未见报道。目前，在水处理领域中的生物活性炭技术有很好的去除有机物、氨氮以及色度的 效果，在杀菌和控制重金属上效果欠佳，而多元微电解技术几乎对有机物没有去除效果，但 在置换水中重金属和杀菌的方面有良好的作用。此外，现有的微污染水处理设备大多数都 需要专业人员操作调试，西北农村分散居住地的人员文化水平普遍较低，还不具备操作这 样设备的水平，而自动化程度高、操作简易的设备多采用电气自控系统价格昂贵，西北农村 人口大多还不具备购买这样设备的条件。在这个背景下有待研发一种简单易操作、专门针对处理这种特殊微污染水的水处理装置。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种针对我国西北村镇集雨窖水水质的 造价低廉、操作简单的小型水力自动生物过滤装置。为解决上述问题，本实用新型所述的一种小型水力自动生物过滤装置，其特征在 于该装置包括原水箱、反冲洗水箱、设有出水口的出水水箱、设有反冲出水管的水封盒及 串联在一起的石英砂柱、生物活性炭柱和纳米金属簇柱；所述原水箱下端连接有U型管，该 U型管上设有流量计，其末端设有三通I ；所述三通I的上端连有虹吸上升管，其下端连有 所述石英砂柱；所述生物活性炭柱的底部设有三通II，该三通II的一端与所述纳米金属簇 柱的上端相连，其另一端连接方向指向所述生物活性炭柱的过滤止回阀；所述纳米金属簇 柱的底部设连接方向指向所述反冲洗水箱的反冲止回阀；所述反冲止回阀与所述过滤止回 阀的末端交汇在一根管段，该管段通过强制反冲阀与所述反冲洗水箱的底部连通；所述反 冲洗水箱内的底部设有虹吸破坏头，其上缘设有与所述出水水箱的上缘相连通的溢流管；所述虹吸上升管的末端分别连有虹吸破坏管、辅助虹吸管、辅助抽气管和虹吸下降管；所述 虹吸破坏管的一端垂直插入所述虹吸破坏头中；所述辅助虹吸管的中部设有微型水射抽气 管，该微型水射抽气管的一端与所述辅助抽气管相连；所述虹吸下降管和所述辅助虹吸管 的末端均插入所述水封盒中。所述石英砂柱内底部设有粒径为3 5mm的石榴石承托层，该承托层的上部则设 有粒径为0. 25 0. 5mm的石英砂。所述生物活性炭柱内底部设有粒径为3 5mm的石榴石承托层，该承托层的上部 则设有粒径为0. 8 1. 2mm的椰壳颗粒活性碳。所述纳米金属簇柱内底部设有粒径为3 5mm的石榴石承托层，该承托层的上部 则设有粒径为0. 5 1. Omm的纳米金属簇颗粒。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、由于本实用新型中设有串联在一起的石英砂柱、生物活性炭柱和纳米金属簇 柱，因此，可通过几种滤料的进行优化组合，扬长避短，使其对窖水污染物有很好的去处效: O2、由于本实用新型中设有虹吸组件，因此，可通过水力作用完成自动反冲洗的功 能。3、由于本实用新型采用生物活性炭过滤技术，水中可生物降解有机物通过生物活 性炭上的生物膜进行处理减少了活性炭吸附负荷，使得生物活性炭技术和传统活性炭技术 相比可以使活性炭的使用寿命增加10倍左右；并且本使用新型采用纳米金属簇进行杀菌， 而不是传统的液氯杀菌，这样反冲洗水中不含有氯消毒剂，从而使得生物活性炭柱上的生 物膜不会被氯消毒剂杀死。同时，将生物活性炭置于纳米金属簇之前可以拦截大部分细菌 和部分重金属离子，因此，在一定程度上降低了纳米金属簇的负荷延长它的使用寿命。4、经实际测试，采用本实用新型后集雨窖水中的细菌、大肠杆菌、色度、浊度、重金 属、有机物等得到有效去除，所处理的水质达到国家饮用水标准。以甘肃省白银市会宁县一处水窖水处理为例，细菌总数为980CFU/ml、总大肠杆菌 群为lOOOMPN/lOOml、色度为5度、浊度为15NTU、重金属六价铬为0. 07mg/L、高锰酸钾指数 为4. 5mg/L、氨氮为0. 67mg/L，采用本实用新型处理后，细菌总数为80CFU/ml、总大肠杆菌 群为0MPN/100ml、色度为0度、浊度为0. 8NTU、重金属六价铬为0. 03mg/L、高锰酸钾指数为 2. :3mg/L，处理水质达到GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》。5、本实用新型造价低廉、操作简单。以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的结构示意图。图中1-原水箱 2-U型管 3-流量计 4-石英砂柱5-生物活性炭柱 6-纳米金属簇柱 7-反冲止回阀 8-过滤止回阀9-强制反冲阀 10-反冲洗水 箱 11-溢流管 12-出水水箱13-出水口 14-虹吸上升管 15-辅助抽气管 16-微型水射抽气管17-辅助虹吸管 18-虹吸下降管 19-水封盒 20-反冲出水 管21-虹吸破坏管 22-虹吸破坏头。
具体实施方式
如
图1所示，一种小型水力自动生物过滤装置，包括原水箱1、反冲洗水箱10、设有 出水口 13的出水水箱12、设有反冲出水管20的水封盒19及串联在一起的石英砂柱4、生 物活性炭柱5和纳米金属簇柱6。原水箱1下端连接有U型管2，该U型管2上设有流量计3，其末端设有三通I ’三 通I的上端连有虹吸上升管14，其下端连有石英砂柱4 ；生物活性炭柱5的底部设有三通 II，该三通II的一端与纳米金属簇柱6的上端相连，其另一端连接方向指向生物活性炭柱 5的过滤止回阀8 ；纳米金属簇柱6的底部设连接方向指向反冲洗水箱10的反冲止回阀7 ； 反冲止回阀7与过滤止回阀8的末端交汇在一根管段，该管段通过强制反冲阀9与反冲洗 水箱10的底部连通；反冲洗水箱10内的底部设有虹吸破坏头22，其上缘设有与出水水箱 12的上缘相连通的溢流管11 ；虹吸上升管14的末端分别连有虹吸破坏管21、辅助虹吸管 17、辅助抽气管15和虹吸下降管18 ；虹吸破坏管21的一端垂直插入虹吸破坏头22中；辅 助虹吸管17的中部设有微型水射抽气管16，该微型水射抽气管16的一端与辅助抽气管15 相连；虹吸下降管18和辅助虹吸管17的末端均插入水封盒19中。其中石英砂柱4内底部设有粒径为3 5mm的石榴石承托层，该承托层的上部则 设有粒径为0. 25 0. 5mm的石英砂；生物活性炭柱5内底部设有粒径为3 5mm的石榴石 承托层，该承托层的上部则设有粒径为0. 8 1. 2mm的椰壳颗粒活性碳；纳米金属簇柱6内 底部设有粒径为3 5mm的石榴石承托层，该承托层的上部则设有粒径为0. 5 1. Omm的 纳米金属簇颗粒。
权利要求1.一种小型水力自动生物过滤装置，其特征在于该装置包括原水箱(1)、反冲洗水箱 (10)、设有出水口(13)的出水水箱(12)、设有反冲出水管00)的水封盒(19)及串联在一 起的石英砂柱(4)、生物活性炭柱( 和纳米金属簇柱(6)；所述原水箱(1)下端连接有U型 管(2)，该U型管( 上设有流量计( ，其末端设有三通I ；所述三通I的上端连有虹吸上 升管(14)，其下端连有所述石英砂柱(4)；所述生物活性炭柱( 的底部设有三通II，该三 通II的一端与所述纳米金属簇柱(6)的上端相连，其另一端连接方向指向所述生物活性炭 柱(5)的过滤止回阀(8)；所述纳米金属簇柱(6)的底部设连接方向指向所述反冲洗水箱(10)的反冲止回阀(7)；所述反冲止回阀(7)与所述过滤止回阀(8)的末端交汇在一根管 段，该管段通过强制反冲阀(9)与所述反冲洗水箱(10)的底部连通；所述反冲洗水箱(10) 内的底部设有虹吸破坏头(22)，其上缘设有与所述出水水箱(1 的上缘相连通的溢流管(11)；所述虹吸上升管(14)的末端分别连有虹吸破坏管(21)、辅助虹吸管(17)、辅助抽气 管(15)和虹吸下降管(18)；所述虹吸破坏管的一端垂直插入所述虹吸破坏头02) 中；所述辅助虹吸管(17)的中部设有微型水射抽气管(16)，该微型水射抽气管(16)的一 端与所述辅助抽气管(15)相连；所述虹吸下降管(18)和所述辅助虹吸管(17)的末端均插 入所述水封盒(19)中。
2.如权利要求1所述的小型水力自动生物过滤装置，其特征在于所述石英砂柱(4) 内底部设有粒径为3 5mm的石榴石承托层，该承托层的上部则设有粒径为0. 25 0. 5mm 的石英砂。
3.如权利要求1所述的小型水力自动生物过滤装置，其特征在于所述生物活性炭 柱(5)内底部设有粒径为3 5mm的石榴石承托层，该承托层的上部则设有粒径为0. 8 1. 2mm的椰壳颗粒活性碳。
4.如权利要求1所述的小型水力自动生物过滤装置，其特征在于所述纳米金属簇 柱(6)内底部设有粒径为3 5mm的石榴石承托层，该承托层的上部则设有粒径为0. 5 1. Omm的纳米金属簇颗粒。
专利摘要本实用新型涉及一种小型水力自动生物过滤装置，该装置包括原水箱、反冲洗水箱、设有出水口的出水水箱、设有反冲出水管的水封盒及串联在一起的石英砂柱、生物活性炭柱和纳米金属簇柱。原水箱下端连接有U型管，其末端设有上连虹吸上升管、下连石英砂柱的三通I；生物活性炭柱的底部设有一端与纳米金属簇柱的上端相连、一端连接方向指向生物活性炭柱的过滤止回阀的三通II；纳米金属簇柱的底部设连接方向指向反冲洗水箱的反冲止回阀；反冲止回阀与过滤止回阀的末端交汇在一根管段；反冲洗水箱内的底部设有虹吸破坏头；虹吸上升管的末端分别连有虹吸破坏管、辅助虹吸管、辅助抽气管和虹吸下降管。本实用新型通过三级过滤使窖水达到饮用水标准。
文档编号C02F1/50GK201834831SQ201020535089
公开日2011年5月18日 申请日期2010年9月18日 优先权日2010年9月18日
发明者张国珍, 杨公博, 武福平 申请人:兰州交通大学