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
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水體凈化技術，具體涉及河水過濾循環(huán)凈化處理技術。
背景技術：
隨著國民經濟的快速發(fā)展，河湖水體污染、富營養(yǎng)化越來越嚴重，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，一般無法進行遠距離輸送，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、化學方法及生物方法等，但是上述諸多 治理措施存在著技術要求高、施工復雜、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 的水質治理和維護問題日益突出。在資金緊張、能源短缺的條件下亟需經濟有效又合乎生 態(tài)要求的處理措施來進行受污染河流水質的改善。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術的上述問題，本發(fā)明綜合利用物理和化學凈化技術，提供一種結構 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；石墻內部 由上至下依次設置防沖層、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；該集水管水平設置于該承托層中部，集水管橫貫整個濾床，其一端接觸遠離河岸 一側的石墻，另一端穿過靠近河岸一側的石墻并與濾井連接；該集水管兩側具有復數個開 口，每個開口連接一個濾水管；該濾水管也水平設置于承托層中部；每個濾水管上具有復 數個開孔；該濾井設置于河道外側，其底面低于河床；該濾井底部設置潛水泵，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砂料層，該細砂料的粒徑小于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 數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 法包括在河道內及岸邊設置濾床、濾水管、集水管、濾井和潛水泵，經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的濾井內，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。經過該系統(tǒng)處理河水，水質指標總氮的去除率達到20 55%,對總磷的去除率達到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，出水水質得到提高。此外，該系統(tǒng)結構簡單，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構示意圖。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構示意圖。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設置于河床6上靠近岸邊一側，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 內部由上至下依次設置防沖層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的細砂層；集水管3水平設置于該承托層10中部，集水管3橫貫整個濾床1，其一端接觸 遠離河岸一側的石墻，另一端穿過靠近河岸一側的石墻并與濾井4連接；集水管3管徑為 500mm,長20m，其兩側均具有復數個開口 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設置于河道外側，濾井內徑2. 6m,深5米；該濾井4底部設置潛水泵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沿河道設置。河水經過濾料層過濾后通過 濾水管和集水管收集到河道外側的濾井內，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 出水質中總磷在0. 14 0. 52mg/l之間，濾井出水水質的總磷明顯低于原水中的磷，去除率 為 34. 29 78. 86%。(3)其它水質指標去除效果分析根據取樣測試結果分析，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；石墻內部由上 至下依次設置防沖層、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；該集水管水平設置于該承托層中部，集水管橫貫整個濾床，其一端接觸遠離河岸一側 的石墻，另一端穿過靠近河岸一側的石墻并與濾井連接；該集水管兩側具有復數個開口，每 個開口連接一個濾水管；該濾水管也水平設置于承托層中部；每個濾水管上具有復數個開 孔；該濾井設置于河道外側，其底面低于河床；該濾井底部設置潛水泵，該潛水泵的出水通 過管道輸送到上游河道。
2.根據權利要求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.根據權利要求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 方還包括細砂料層。
4.根據權利要求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.根據權利要求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 ；所述復數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.根據權利要求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.應用權利要求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及岸邊設置所述濾床、濾水管、集水管、濾井和潛水泵，經過濾料層 過濾后的水體通過濾水管和集水管收集到河道外側的濾井內，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.根據權利要求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，石墻內部由上至下依次設置防沖層、濾料層和承托層；集水管水平設置于承托層中部，其一端穿過靠近河岸一側的石墻并與濾井連接；集水管兩側具有復數個開口，每個開口連接一個濾水管；該濾水管也水平設置于承托層中部；每個濾水管上具有復數個開孔；濾井設置于河道外側，其底面低于河床；濾井底部設置潛水泵，潛水泵的出水口通過管道連接上游河道。河水經過濾料層過濾后通過濾水管和集水管收集到河道外側的濾井內，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:北京市水利科學研究所