一种呼吸型生态滤箱的制作方法

1.本实用新型属于水处理领域，尤其涉及一种呼吸型生态滤箱。


背景技术：

2.目前市场上应用于水污染治理的生物滤池主要有两种：传统生物滤池和曝气生物滤池。
3.传统生物滤池的特点是采用自然通风供氧，无能耗但供氧效率低；负荷较低，水力负荷在1.0～3.0m3/(m2
·
d)，bod5负荷通常在0.15～0.3kg bod5/(m3
·
d)；滤池高度较高，构筑物高度在5m以上。
4.曝气生物滤池与传统生物滤池相比，具有净化效果好、停留时间短、使用寿命长等优势。但滤池本身结构太高，运行过程中曝气量大，能耗高，管理复杂；反冲洗需水量大(约为产生量的15～20％)。
5.现有的生态滤池的除磷效果有待提高，并且滤池形式只能现场施工，不能批量生产和重复利用。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提出一种呼吸型生态滤箱，滤箱可批量生产和重复使用。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.本实用新型提供的一种呼吸型生态滤箱，包括箱体、布水组件、集水通气组件、排水层、第二滤层、第一滤层、以及保护层，布水组件和集水通气组件均设置于箱体的内部，箱体的内部从下至上依次填充有排水层、第二滤层、第一滤层、以及保护层，布水组件的布水端位于保护层的上方，集水通气组件的集水端位于排水层内，集水通气组件的通气端位于保护层的上方。
9.优选地，第一滤层的厚度为150-250mm，第二滤层的厚度为450-550mm，排水层的厚度为200-300mm，保护层的厚度为50-100mm。
10.优选地，第二滤层含有粒径为5-13mm的钙基滤料、火山岩、沸石、陶粒、果壳碳、柱状碳、无烟煤、粉煤灰、钢渣、白云石或锰砂。
11.优选地，第一滤层含有粒径为0.2-5mm的砂子。
12.优选地，排水层含有粒径为20-30mm的碎砖或碎石。
13.优选地，保护层含有粒径为5-10mm的卵石或碎石。
14.优选地，箱体的材质为不锈钢、碳钢或塑木。
15.优选地，箱体为一体成型或拼装而成。
16.优选地，布水组件包括进水管、布水管、阀门、转子流量计、以及布水器，进水管的一端位于箱体外，进水管的另一端穿过箱体延伸至箱体的内部与布水管连接，布水管上设置有转子流量计和阀门，阀门位于转子流量计的上方，布水管设置于箱体的内部，且布水管的布水端向上延伸出保护层设置有布水器，布水器位于箱体的中部。
17.优选地，集水通气组件包括集水管、出水管、对夹式蝶阀、以及通气管，出水管固定连通于箱体的一侧壁的下方，集水管设置于排水层内，集水管的一端与出水管连通，集水管的另一端固定连通有通气管，集水管上设置有对夹式蝶阀，通气管的顶端向上延伸至保护层的上方。
18.本实用新型的有益效果为：
19.1、通过布水组件结合集水通气组件的设置进行配水控制，并结合排水层、第二滤层、第一滤层、以及保护层的设置，实现自主“呼—释放二氧化碳”与“吸—吸入氧气”，通过微生物的作用分解和转换水中的有机物和氨氮，生态滤箱沉积、吸附作用实现磷的去除；由于采用箱式，无需现场钢筋绑扎湿加工，本实用新型可采用工厂批量制作，降低了制作成本及运输成本，对使用场地的限制也大大降低了，可用于更多的场合。
20.2、本呼吸型生态滤箱属于非饱和过滤，所以对箱体材料的防水性能要求较低。本实施例的箱体为由碳钢拼装而成。箱体高度比市场上现有的滤池高度低，占地面积小。
21.3、第二滤层可实现自充氧，内部呈现好氧特性，净化效果好且无需鼓风曝气，极大降低了运行过程中的能耗。
22.4、整个呼吸型生态滤箱系统无曝气无加药且无湿地植物，管理任务极轻。
23.5、通过科学合理的滤料级配配置，生态滤箱不易堵塞，使用寿命长，且降低了对进水ss的要求。
附图说明
24.图1是本发明的俯视结构示意图。
25.图2是本发明的主视结构示意图。
26.图3是图1中a-a向的剖面图。
27.图4是图1中b-b向的剖面图。
28.附图中的标记为：1-箱体，2-布水组件，21-进水管，22-布水管，23-阀门，24-转子流量计，25-布水器，3-集水通气组件，31-集水管，32-出水管，33-对夹式蝶阀，34-通气管，4-排水层，5-第二滤层，6-第一滤层，7-保护层。
具体实施方式
29.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
30.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.如图1至图4所示，本实施例中提供的一种呼吸型生态滤箱，包括箱体1、布水组件2、集水通气组件3、排水层4、第二滤层5、第一滤层6、以及保护层7，布水组件2和集水通气组件3均设置于箱体1的内部，箱体1的内部从下至上依次填充有排水层4、第二滤层5、第一滤
层6、以及保护层7，布水组件2的布水端位于保护层7的上方，集水通气组件3的集水端位于排水层4内，集水通气组件3的通气端位于保护层7的上方。通过布水组件2结合集水通气组件3的设置进行配水控制，并结合排水层4、第二滤层5、第一滤层6、以及保护层7的设置，实现自主“呼—释放二氧化碳”与“吸—吸入氧气”，通过微生物的作用分解和转换水中的有机物和氨氮，生态滤箱沉积、吸附作用实现磷的去除。
32.生态滤箱“呼吸”机理：
33.通过布水组件2间歇进水、集水通气组件3自由出水，使箱体1内部处于非饱和浸润状态，第二滤层5内部水位的波动、保护层7与排水层4的温差、暴露于空气的保护层7，都可以使得第二滤层5内部实现“势能供氧”，使得湿地具备“呼吸”功能。
34.本呼吸型生态滤箱属于非饱和过滤，所以对箱体1材料的防水性能要求较低。本实施例的箱体1为由碳钢拼装而成。箱体1高度比市场上现有的滤池高度低，由于采用箱式，无需现场钢筋绑扎湿加工，本实用新型可采用工厂批量制作，降低了制作成本及运输成本，对使用场地的限制也大大降低了，可用于更多的场合，并且可在不同场所重复利用。
35.本实用新型的第二滤层5可实现自充氧，内部呈现好氧特性，净化效果好且无需鼓风曝气，极大降低了运行过程中的能耗。
36.整个呼吸型生态滤箱系统无曝气无加药且无湿地植物，管理任务极轻。占地面积小，根据预处理工艺情况，设计面积为1-3m2/m3污水。
37.本实施例的第一滤层6的厚度为200mm，第二滤层5的厚度为500mm，排水层4的厚度为250mm，保护层7的厚度为50mm。通过对各层的厚度配置，对各层进行综合设置，提高污染物的去除效果。
38.本实施例的第二滤层5使用粒径为5mm的钙基滤料，钙基滤料为公开号为cn110498659a的轻质除磷颗粒滤料，对出水ph有调节作用。所使用的滤料主要成分为生石灰，整体环境偏碱性，现状污水处理(尤其是较高浓度的氨氮降解)会消耗大量的碱度，导致现状处理站一般出水都偏酸性，本第二滤层正好可以中和酸性，使出水ph值达标。
39.本实施例的第一滤层6使用粒径为0.2mm的砂子，通过砂层实现均匀布水，对进水系统的要求大大降低。
40.本实施例中，排水层4含有粒径为20mm的碎砖。保护层7含有粒径为5mm的卵石。
41.如此，通过科学合理的滤料级配配置，生态滤箱不易堵塞，使用寿命长，且降低了对进水ss的要求。
42.其中，布水组件2包括进水管21、布水管22、阀门23、转子流量计24、以及布水器25，进水管21的右端位于箱体1外，进水管21的另左端穿过箱体1延伸至箱体1的内部与布水管22连接，布水管22上设置有转子流量计24和阀门23，阀门23位于转子流量计24的上方，布水管22设置于箱体1的内部，且布水管22的布水端向上延伸出保护层7设置有布水器25，布水器25位于箱体1的中部。水通过进水管21进入布水管22，经由布水管22从中部布水，与第一滤层6配合，结构简单且实现均匀布水。通过转子流量计24的设置可对布水流量进行调控。
43.集水通气组件3包括集水管31、出水管32、对夹式蝶阀33、以及通气管34，出水管32固定连通于箱体1的右侧壁的下方，集水管31设置于排水层4内，集水管31的右端与出水管32连通，集水管31的左端固定连通有通气管34，集水管31上设置有对夹式蝶阀33，通气管34的顶端向上延伸至保护层7的上方。进入的排水层4的排水进入集水管31内，并从排水管排
出，通过通气管34的设置保证气压平衡。通过对夹式蝶阀33可对排水进行调控。
44.本实用新型的污染物去除效果好(污染物负荷高)，氨氮去除负荷如表1所示：
45.进水氨氮(mg/l)氨氮平均去除量(g/m2·
d)0-107.710-2016.820-3026.530-4028.340-5033.850-6048.260-7043.470-8048.580-9049.590-10054.8
46.表1总磷去除负荷如表2所示：
47.进水总磷(mg/l)磷酸盐平均去除量(g/m2·
d)0.5-10.41.0-1.50.91.5-21.52.0-2.51.52.5-3.02.73.0-3.52.73.5-4.02.14.0-4.52.64.5-5.02.05.0-5.53.2
48.表2
49.本实用新型的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本实用新型主要用来保护机械装置，所以本实用新型不再详细解释控制方式和电路连接。
50.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。