一種生態慢濾取水系統的制作方法
【專利摘要】一種生態慢濾取水系統，包括預處理配水區、生態植物區、慢濾凈水區和集水井；預處理配水區包括依次連接的進水明渠、撇渣管、沉砂配水槽和配水支管，配水支管設置在生態植物區與慢濾凈水區之間，生態植物區設置在慢濾凈水區的頂部；配水支管上設置有伸出生態植物區的通風管，配水支管的底部開有配水孔；生態植物區內種植有草本植物，慢濾凈水區內裝填有濾料，慢濾凈水區的底部設置有集水干管，集水干管與出水管連接；出水管設置在集水井內；出水管的出水端的高度控制在配水支管之下；集水井的底部設置有提升泵。該系統將植物生態處理和慢濾凈水處理結合在一起，凈水效果好，無需反沖洗，運行管理方便。
【專利說明】一種生態慢濾取水系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種采用生態慢濾技術對河流水進行水質凈化的取水系統，屬于慢濾水處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著工業的發展、社會的進步，飲用水處理引起了人們越來越多的關注。如何保證人們的飲用水安全，同時又盡量降低水處理管理和運行成本成為人們關注的焦點。目前，國內大部分自來水廠通過傳統的河流岸邊取水裝置，將水抽上地面，經過一系列常規處理工藝，如混凝、沉淀、過濾、消毒處理后，再送至各用戶。這種處理方式所取水質較差，檢修清理不便，且需在地面建造一整套水處理系統，造價較高。對于用水量較小的地區，如鄉鎮、村莊、部隊營區等，可以采用慢濾水處理技術。
[0003]與普通快濾池相比，現有慢濾池的濾速很低，濾料的粒徑很細，而且不需要預氯化，被凈化的水在慢濾池中的停留時間很長，這就有利于濾池中微生物的生長繁殖。快濾池的過濾速度很快，約為慢濾池的幾十到幾百倍，停留時間短，而且往往在快濾前先將水消毒以防止生物在快濾池中繁殖。快濾池主要利用濾料的物理截留吸附作用，慢濾池既有傳統濾料的吸附截留作用，又有生物、物理吸附截留作用及生物化學降解作用。慢濾池無需反沖洗，運行管理方便。但是現有普通的慢濾設備結構功能比較單一，不能充分發揮微生物的降解作用對污染物的去除，處理能力有限，效果一般。
【發明內容】
[0004 ]針對現有取水系統和慢濾水處理技術存在的問題，本發明提供了一種不需人為投加凈化藥劑、管理方便、取水后可以不作處理的生態慢濾取水系統。
[0005]本發明的生態慢濾取水系統，采用的具體技術方案如下:
該生態慢濾取水系統，包括預處理配水區、生態植物區、慢濾凈水區和集水井；預處理配水區包括進水明渠、撇渣管、沉砂配水槽和配水支管，進水明渠、撇渣管和沉砂配水槽依次連接在一起，進水明渠設置在彎曲河道的凹岸，沉砂配水槽與配水支管相連，配水支管設置在生態植物區與慢濾凈水區之間，生態植物區設置在慢濾凈水區的頂部；配水支管上設置有伸出生態植物區的通風管，以利于空氣流通，形成空氣循環，有助于發揮生物作用，配水支管的底部開有兩列對稱的配水孔，每一列上的配水孔的中心線與配水支管的中心線呈45°角；慢濾凈水區內裝填有高度為1.0-2.0m的石英砂和有機改性沸石的復合濾料，石英砂和有機改性沸石的體積配比為4:6，兩者的粒徑為0.15-2.0mm ;慢濾凈水區的底部設置有集水管，集水管與出水管連接，出水管設置在集水井內，出水管上設有調節閥，出水管的底部設有連通閥；出水管的出水端呈喇叭口狀，其高度控制在配水支管之下；集水井的底部設置有提升泵。
[0006]上述生態慢濾取水系統依河邊建設，充分利用河流中的各種藻類、細菌、原生動物、有機物及其膠體和各種微生物及其分泌物，在凈水過程中形成良性循環食物鏈和平衡的微生物生態系統；河流水經過進水明渠進入撇渣管，撇渣管截留水體表面浮渣，撇渣管通過旋轉調節撇渣管進水口的高度，從而調整出水水位，出水進入沉砂配水槽，水體中的大顆粒泥沙在沉砂配水槽中沉淀，達到除砂的效果，然后經配水支管上的配水孔配水之后進入慢濾凈水區；生態植物區內設置厚15cm-20cm覆土，配水支管埋置于該覆土下，以防止冬季水流結冰或夏季降低水分的蒸發量，同時保證配水的衛生，生態植物區內種植有草本植物，生態植物區內的植物通過吸附、滯留、過濾、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收對河流水進行處理；水體在慢濾凈水區內通過石英砂與有機改性沸石的復合濾料過濾，濾速控制在0.05-0.3m/小時；過濾后的水進入集水干管，集水干管將過濾后的水匯集至出水管，通過出水管上的調節閥和連通閥用來調節水量以及凈水區放空；濾后水最終通過出水管出水端喇叭口進入集水井，再經提升泵加壓后送至用戶。[0007]本發明通過將植物生態處理和慢濾池凈水處理有機結合，發揮各自優勢，能得到更好的凈水效果，且無需反沖洗，只需定期刮去表層濾料，重新加一層濾料即可，既節約了反沖洗耗水量，又節省了大量勞動力，運行管理方便。取水前進行生態慢濾處理，取水后可以不作處理、或者簡單處理后即可送至用戶，從而大大降低了后續水質處理的成本，尤其適用于小型村鎮供水。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的生態慢濾取水系統的平面結構示意圖。
[0009]圖2是圖1中的A-A向剖面示意圖。
[0010]圖3是圖1中的B-B向剖面示意圖。
[0011]圖4是圖1中的C-C向剖面示意圖。
[0012]圖5是本發明中配水支管的結構示意圖。
[0013]圖中:1、進水明渠，2、撇渣管，3、沉砂配水槽，4、配水支管，5、通風管，6、草本植物，
7、慢濾凈水區，8、集水支管，9、集水干管，10、連通閥，11、出水管，12、調節閥，13、喇叭口，14、集水井，15、提升泵，16、配水孔。
【具體實施方式】
[0014]如圖1和圖2所示，本發明的生態慢濾取水系統包括依次連接的預處理配水區、生態植物區、慢濾凈水區7和集水井14。預處理配水區包括進水明渠1、撇渣管2、沉砂配水槽3和配水支管4，進水明渠1、撇渣管2和沉砂配水槽3依次連接在一起，進水明渠I設置在彎曲河道的凹岸，彎曲河道的結構是凹岸和凸岸相輔相成的，水流在凹岸沖刷，形成深槽；凸岸淤積，形成淺灘，因此進水明渠I設在凹岸。河流水進入進水明渠1，經過撇渣管2之后，水體表面浮渣被截留，撇渣管2采用電動旋轉式撇渣管，通過旋轉來調節撇渣管進水口的高度，從而調整出水水位，出水進入沉砂配水槽3。水體中的大顆粒泥沙在沉砂配水槽3中沉淀，達到除砂的效果。沉砂配水槽3與配水支管4相連，配水支管4設置在生態植物區與慢濾凈水區7之間，生態植物區設置在慢濾凈水區7的頂部。慢濾凈水區7頂部(即在生態植物區內)設置有15-20cm厚的覆土，配水支管4埋置于覆土下，保證一定厚度，冬季氣溫較低時防止水流結冰，夏季氣溫較高時降低水分的蒸發量，減少水量損失，同時，還能保證配水有較好的衛生條件。[0015]配水支管4上設置有伸出生態植物區的通風管5，以利于空氣流通，形成空氣循環，有助于發揮生物作用。如圖5所示，配水支管4的底部開有兩列對稱的配水孔16，每一列上的配水孔的中心線與配水支管4的中心線呈45°角。
[0016]生態植物區內種植草本植物6，草本植物6通過吸附、滯留、過濾、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收等，對河流水進行處理。原水經配水支管4上的配水孔配水之后進入慢濾凈水區7。慢濾凈水區7內裝填有石英砂/有機改性沸石復合濾料過濾，石英砂和有機改性沸石的體積配比為4:6，石英砂和有機改性沸石的有效粒徑為0.15-2.0mm,復合濾料高度為1.0m-2.0m,濾速控制在0.05-0.3m/小時；石英砂濾料過濾效果好，價格相對便宜，有機改性沸石吸附性能比天然沸石更強，離子交換性能也更好，對于水中的濁度、色度、有機物、氨氮、氟，尤其是有害重金屬離子等均有更好的去除。沸石有機改性的制備方法有很多，本發明可采用溴代十六烷基吡啶(CPB)改性的方法，首先對沸石進行活化處理，將沸石在700°C焙燒2.5小時后，再用質量百分比5%的NaCl溶液浸泡3小時；然后進行CPB改性處理，按照Ig:4ml的比例，將沸石加入到濃度50mmol/L的CPB溶液中，將溶液在(40 ±0.5) °C、150r/min條件下進行水浴振蕩48h，平衡后以4000r/min離心20min，用去離子水洗凈固體表面CPB分子，50°C條件下干燥12h。
[0017] 如圖3所示，慢濾凈水區7的底部設置有集水支管8和集水干管9，各個集水支管8均與集水干管9連接，過濾后的水進入集水支管8，經集水支管8集水后進入集水干管9。集水干管9與出水管11連接。出水管11設置在集水井14內，出水管11上設有調節閥12，出水管11的底部設有連通閥10，可以用來調節水量以及凈水區放空。出水管11的出水端為喇叭口 13，喇叭口 13的高度控制在配水支管4之下，以保證配水支管4內水流為非滿流狀態，以利于配水支管4內空氣流通。集水井14的底部設置有提升泵15 (參見圖4)。集水干管9將過濾后的水匯集至出水管11，濾后水最終通過出水喇叭口 13進入集水井14，再經提升泵15加壓后送至用戶。
【權利要求】
1.一種生態慢濾取水系統，包括預處理配水區、生態植物區、慢濾凈水區和集水井；其特征是:預處理配水區包括進水明渠、撇渣管、沉砂配水槽和配水支管，進水明渠、撇渣管和沉砂配水槽依次連接在一起，進水明渠設置在彎曲河道的凹岸，沉砂配水槽與配水支管相連，配水支管設置在生態植物區與慢濾凈水區之間，生態植物區設置在慢濾凈水區的頂部；配水支管上設置有伸出生態植物區的通風管，以利于空氣流通，形成空氣循環，有助于發揮生物作用，配水支管的底部開有兩列對稱的配水孔，每一列上的配水孔的中心線與配水支管的中心線呈45°角；慢濾凈水區內裝填有高度為1.0-2.0m的石英砂和有機改性沸石的復合濾料，石英砂和有機改性沸石的體積配比為4:6，兩者的粒徑為0.15-2.0mm ;慢濾凈水區的底部設置有集水管，集水管與出水管連接，出水管設置在集水井內，出水管上設有調節閥，出水管的底部設有連通閥；出水管的出水端呈喇叭口狀，其高度控制在配水支管之下；集水井的底部設置有提升泵； 上述生態慢濾取水系統依河邊建設，充分利用河流中的各種藻類、細菌、原生動物、有機物及其膠體和各種微生物及其分泌物，在凈水過程中形成良性循環食物鏈和平衡的微生物生態系統；河流水經過進水明渠進入撇渣管，撇渣管截留水體表面浮渣，撇渣管通過旋轉調節撇渣管進水口的高度,從而調整出水水位，出水進入沉砂配水槽,水體中的大顆粒泥沙在沉砂配水槽中沉淀，達到除砂的效果，然后經配水支管上的配水孔配水之后進入慢濾凈水區；生態植物區內設置厚15cm-20cm覆土，配水支管埋置于該覆土下，以防止冬季水流結冰或夏季降低水分的蒸發量，同時保證配水的衛生，生態植物區內種植有草本植物，生態植物區內的植物通過吸附、滯留、過濾、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收對河流水進行處理；水體在慢濾凈水區內通過石英砂與有機改性沸石的復合濾料過濾，濾速控制在0.05-0.3m/小時；過濾后的水進入集水干管，集水干管將過濾后的水匯集至出水管，通過出水管上的調節閥和連通閥用來調節水量以及凈水區放空；濾后水最終通過出水管出水端 叭口進入集水井，再經提升泵加壓后送至用戶。
【文檔編號】C02F9/14GK103524007SQ201310550391
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】譚鳳訓, 成小翔, 武道吉, 王菲, 許兵 申請人:山東建筑大學