[发明专利]一种复合流过滤净化系统及其应用

说明书

技术领域

本发明用于水体净化领域，特别是涉及一种复合流过滤净化系统及其应用。

背景技术

滤过性系统所滤除的固态颗粒会积累在填料基质的空隙中，同时基质中生物膜的繁衍也会占据一定的空隙空间，随着基质有效空隙的消减就会伴随着堵塞现象的发生；堵塞的发生会降低系统的处理效率及效果，缩短过滤系统的使用寿命，同时堵塞物的降解还有可能造成污染物泄漏。因而避免堵塞和消除堵塞是滤过性系统长期高效、安全运行的所必须面对。

滤池系统是常用的滤过性净化装置，其构建面积相对较小，通常采用集成化的反冲洗手段来消除堵塞，但前期构建和运行成本相对较高。目前在滤池系统中，反冲洗手段是相当成熟的配套技术，也是保证滤池正常运行必要环节，滤层基质需要定时通过反冲洗进行再生；但滤池这种构建复杂的反冲洗配套技术也局限了滤池系统的发展应用。

滤过性浮岛通常用于湖库等水体治理，这些水体因富营养化一般都含有较高的浮游生物密度，如藻类、浮游动物。这些浮游生物往往容易短时间使滤过性浮岛的基质发生堵塞，而反冲洗措施很难在这些系统中实现，长期的填料置换又会提高运行成本，所以业界一般采用处理效率较低的植物浮床系统。

人工湿地中的潜流型系统是典型的滤过性净化系统的发展应用，人工湿地在净化水体过程中会衍生易在系统内积累的淤积物，并容易引起基质发生堵塞，但因为人工湿地面积大，一般情况并不适合采用如滤池系统的反冲洗手段来消除堵塞，而化学溶脱又会带来严重的二次污染；避免堵塞的手段也只能从延长堵塞发生时间考虑，例如充分的前处理，湿地供氧，选择合适的填料粒径和级配等，但并不能从根本解决堵塞问题。在发生堵塞后，业界目前只能采用更换填料手段，需要较大的工程量和资金支持，同时湿地植物及微生物的重新固定需要耗时较长，通常是不得已之举；另外，在堵塞之前，随着淤积物在湿地基质中积累，淤积物泄露污染物的风险增大，并在一定程度导致湿地系统净化效能下降。

综上所述，现有的滤过性净化系统存在不能直接处理悬浮颗粒较多或污染负荷较高的水体，否则易发生堵塞，且存在难消除、难解决的缺点，堵塞会引起处理效果不稳定，运行寿命短等问题，特别是影响人工湿地及浮岛技术在大型环境水体治理中的应用和发挥。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种克服了现有技术装置的缺点，可以直接处理悬浮性颗粒较多或污染负荷较高的水体，防堵措施简单易行，可提高滤过性净化系统的性能和适用范围的复合流过滤净化系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种复合流过滤净化系统，包括分级设置的多个单元池，各单元池内均装填粒径均匀的填料，各单元池通过转流管依次连通形成净化主体，净化主体分别在首级单元池和末级单元池设置入水口和出水口，净化主体在后一级单元池内填料的粒径小于或等于在前一级单元池内填料的粒径，净化主体前端至少一级单元池的底部设有集淤室。净化主体前端的单元池的主要功能是初步净化水体，并使净化衍生的淤积物和水中的悬浮物沉积于单元池底部的集淤室，净化主体后端的单元池以净化功能为主；单元池的数量、深度和形状依实际需要变化设计，单元池之间以相互平齐或梯级落差的形式排列。

净化主体前端通过单元池内的填料过滤及重力沉淀实现污水中固态物质的去除，因此前端单元池的深度可相对加深，以提高悬浮物及净化衍生物的沉积率，优选深度为1m以上。

本复合流过滤净化系统采用分级递减的填料配置方法，即每级单元池的填料粒径随系统从前端向后端递减，提高系统前端单元池对淤积物的容纳能力的同时，增加后端填料的可接触面积以提高过滤效率和水质净化效果；除底部集淤室需要较大空隙的填料层外，一般不在单元池内设置其它水平的填料分层，单元池内的主体填料采用粒径相近的均匀填料，以形成均匀的空隙空间；单元池的面积、出水口数量应随填料粒径的递减而有所增加，以平衡单元池间的水量。

单元池之间采用转流管联通，转流管可让水体由前一单元池流向下一单元池，转流管采用水管改制而成，管径及数量依实际需要而设定，转流管按照功能划分可分为3个部件，分别为：探至前一级单元池顶部或底部的集水段、探至后一级单元池顶部或底部的布水段，以及连接集水段和布水段的过渡段。集水段包括设有若干开孔或切缝的单管或管阵，布水段包括设有若干开孔或切缝的单管或管阵，过渡段上设有控制集水段或布水段导通的阀门开关，过渡段上连接有空露一头的三通或四通管件，用以该单元池水体的取样。

为减少前部单元池内淤积物向下一级单元池传递的量，单元池的持水面与出水面的落差小于或等于15cm，持水面为单元池运作时的水面高度，出水面为转流管过渡段的高度。