本發(fā)明屬于地表水處理，具體涉及一種用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、生活污水和工業(yè)廢水的過量排放導(dǎo)致了地表水中含有較多無機(jī)和有機(jī)污染物，水體中化學(xué)需氧量（cod）、生化需氧量（bod）、總磷（tp）、氨氮含量偏高，對水生態(tài)、水環(huán)境質(zhì)量造成了不利影響，也削弱了水資源的質(zhì)量和可利用性。為改善水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，保證水源水質(zhì)和水資源的可持續(xù)開發(fā)，需要對地表水進(jìn)行高效凈化處理。

2、傳統(tǒng)地表水凈化方法往往采用混凝、沉淀、吸附、過濾等物化方法，這些方法存在處理成本和碳排放量高、處理過程操作和控制困難、且存在二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。例如在河道原位修復(fù)中投加絮凝劑容易導(dǎo)致水體二次污染；投加微生物菌劑存在效率低，需要反復(fù)投加，與土著微生物存在競爭等。在河道異位修復(fù)中采用混凝、沉淀、膜過濾等方法處理成本較高，操作復(fù)雜；采用常規(guī)曝氣生物濾池等生物膜法則存在停留時(shí)間長、反沖洗復(fù)雜且能耗高、無法去除難降解物質(zhì)等問題。

3、因此，將生物處理技術(shù)與物化處理技術(shù)協(xié)同耦合，提供一種凈化效率高、成本低、能耗小的地表水快速凈化的系統(tǒng)和方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于一種用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)及方法。本發(fā)明能夠有效降低系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間，提高污染物的去除效率和處理量，降低系統(tǒng)的占地面積和建設(shè)成本，可以保證出水穩(wěn)定達(dá)到地表iv水以上。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)，包括：

4、多孔濾板，所述多孔濾板設(shè)置于微電解生物濾池的底部，用于支撐改性多孔網(wǎng)狀填料，防止填料進(jìn)入進(jìn)水區(qū)；

5、改性多孔網(wǎng)狀填料，所述改性多孔網(wǎng)狀填料設(shè)置于多孔濾板之上，高度為濾池有效高度的40%-60%，所述改性多孔網(wǎng)狀填料為通過聚乙烯醇和海藻酸鈉固定有鐵粉的多孔網(wǎng)狀填料；

6、輕質(zhì)濾料，所述輕質(zhì)濾料為聚苯乙烯泡沫小球?yàn)V料、聚丙烯塑料球?yàn)V料或纖維球?yàn)V料的一種，位于改性多孔網(wǎng)狀填料上方，高度為濾池有效高度的40%-60%；

7、上層濾板，所述上層濾板位于輕質(zhì)濾料上方，其上布置濾頭出水，濾頭孔隙尺寸小于輕質(zhì)濾料的尺寸；

8、曝氣裝置，所述曝氣裝置包括在所述改性多孔網(wǎng)狀填料內(nèi)部距底部1/3-1/2處的曝氣器，以及流量計(jì)和變頻風(fēng)機(jī)；

9、反沖洗裝置，所述反沖洗裝置包括設(shè)置在所述改性多孔網(wǎng)狀填料內(nèi)部距底部1/3-1/2處的曝氣器，以及位于上層濾板上方的淋洗配水管。

10、優(yōu)選的，所述多孔濾板的孔徑為0.8cm-1.8cm。

11、優(yōu)選的，所述改性多孔網(wǎng)狀填料采用海藻酸鈉和聚乙烯醇水凝膠混合還原鐵粉與多孔網(wǎng)狀填料混合，然后加入氯化鈣溶液交聯(lián)獲得，所述改性多孔網(wǎng)狀填料的鐵含量為5%-35%，尺寸為2cm-5cm。

12、更優(yōu)選的，所述多孔網(wǎng)狀填料是聚氨酯海綿填料、高密度聚乙烯懸浮載體或聚丙烯鮑爾環(huán)填料的一種。

13、優(yōu)選的，所述輕質(zhì)濾料的尺寸為2mm-10?mm。3

14、本發(fā)明還提供上述用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)的使用方法，包括如下步驟：

15、地表水經(jīng)初步過濾或預(yù)處理后從底部進(jìn)入微電解生物濾池，微電解生物濾池的水力停留時(shí)間取25min-45?min，容積負(fù)荷取0.1kgcod/(m3·d)-0.3?kgcod/(m3·d)，水力負(fù)荷取1m3/(m2·h)-10?m3/(m2·h)，曝氣量按照0.8-3.0的氣水比設(shè)置；

16、在微電解生物濾池中，經(jīng)初步過濾或預(yù)處理后的地表水通過配水系統(tǒng)依次通過多孔濾板、改性多孔網(wǎng)狀填料、輕質(zhì)濾料、上層濾板完成凈化；

17、經(jīng)微電解生物濾池的出水可直接排放或至后續(xù)處理裝置進(jìn)一步處理。

18、優(yōu)選的，所述初步過濾為地表水進(jìn)入原水過濾儲(chǔ)存池通過活動(dòng)式篩網(wǎng)進(jìn)行過濾，篩網(wǎng)孔徑為1mm-3?mm；所述預(yù)處理為地表水進(jìn)入前置高效沉淀池，在前置高效沉淀池中添加絮凝劑進(jìn)行絮凝、沉淀處理。

19、優(yōu)選的，后續(xù)處理裝置包括后置高效沉淀池，微電解生物濾池出水進(jìn)入后置高效沉淀池，高效沉淀池中添加絮凝劑進(jìn)行絮凝、沉淀處理。更優(yōu)選的，所述絮凝劑為pac（聚合氯化鋁）和pam（聚丙烯酰胺）的一種或兩種。

20、優(yōu)選的，微電解生物濾池以5天-20天為周期定期進(jìn)行反沖洗，反沖洗步驟包括氣洗、水洗；其中氣洗步驟：曝氣量按照15-25的氣水比設(shè)置，水洗的流量按進(jìn)水流量的2-10倍設(shè)置；水洗步驟：反沖洗水通過微電解生物濾池上部淋洗進(jìn)入濾池，反沖洗廢水進(jìn)入前置高效沉淀池或后置高效沉淀池。

21、本發(fā)明的有益效果為：

22、本發(fā)明通過改性多孔網(wǎng)狀填料與輕質(zhì)濾料組合的方式，極大的提高了填料上生物膜形成的速度和生物膜的生物量，從而有效降低了系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間，提高了污染物的去除效率和處理量。同時(shí)，改性多孔網(wǎng)狀填料負(fù)載了還原鐵粉，實(shí)現(xiàn)了地表水有機(jī)物、氨氮、總磷和濁度的同步高效去除，降低了系統(tǒng)的占地面積和建設(shè)成本。本發(fā)明提供的方法，可以保證出水穩(wěn)定達(dá)到地表iv水以上。

23、本發(fā)明的改性多孔網(wǎng)狀填料具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠通過攔截、附著等方式快速實(shí)現(xiàn)微生物掛膜，形成的生物膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且能夠強(qiáng)化氨氮的去除。多孔網(wǎng)狀填料改性后，不僅能增加填料表面的粗糙度，提高掛膜效率，同時(shí)鐵基填料能夠通過微電解的方式提高難降解污染物的去除效率，產(chǎn)生的fe2+和fe3+離子通過化學(xué)除磷方式能夠去除一定量的tp。改性多孔網(wǎng)狀填料比重與水相當(dāng)，可以懸浮在水中，傳質(zhì)效率高。

24、本發(fā)明的輕質(zhì)濾料層密度小于水，能夠浮于上層濾板下方，形成很好的過濾層，有效降低出水濁度；輕質(zhì)濾料層也能通過攔截、附著等方式實(shí)現(xiàn)微生物掛膜，從而提高污染物的攔截和降解去除效率。

25、本發(fā)明的微電解生物濾池的反沖洗水從濾池上部淋洗進(jìn)入濾池，因此反沖洗能耗低；而且輕質(zhì)濾料在沒水的時(shí)候會(huì)自動(dòng)散開，使得濾料中堵塞的懸浮物更容易被反沖洗水去除，因此反沖洗效率較高。

技術(shù)特征：

1.一種用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)，其特征在于，所述多孔濾板的孔徑為0.8cm-1.8?cm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)，其特征在于，所述改性多孔網(wǎng)狀填料采用海藻酸鈉和聚乙烯醇水凝膠混合還原鐵粉與多孔網(wǎng)狀填料混合，然后加入氯化鈣溶液交聯(lián)獲得，所述改性多孔網(wǎng)狀填料的鐵含量為5%-35%，尺寸為2cm-5?cm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)，其特征在于，所述多孔網(wǎng)狀填料是聚氨酯海綿填料、高密度聚乙烯懸浮載體或聚丙烯鮑爾環(huán)填料的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)，其特征在于，所述輕質(zhì)濾料的尺寸為2mm-10?mm。

6.一種如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述初步過濾為地表水進(jìn)入原水過濾儲(chǔ)存池通過活動(dòng)式篩網(wǎng)進(jìn)行過濾，篩網(wǎng)孔徑為1mm-3?mm，所述預(yù)處理為地表水進(jìn)入前置高效沉淀池，高效沉淀池中添加絮凝劑進(jìn)行絮凝、沉淀處理。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，微電解生物濾池的水力停留時(shí)間取25min-45?min，容積負(fù)荷取0.1kgcod/(m3·d)-0.3?kgcod/(m3·d)，水力負(fù)荷取1m3/(m2·h)-10?m3/(m2·h)，曝氣量按照0.8-3.0的氣水比設(shè)置。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述后續(xù)處理裝置包括后置高效沉淀池，微電解生物濾池出水進(jìn)入后置高效沉淀池，后置高效沉淀池中添加絮凝劑進(jìn)行絮凝、沉淀處理。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，微電解生物濾池以5天-20天為周期定期進(jìn)行反沖洗，反沖洗步驟包括氣洗、水洗，氣洗的曝氣量按照15-25的氣水比設(shè)置，水洗的流量按進(jìn)水流量的2-10倍設(shè)置，反沖洗廢水進(jìn)入前置高效沉淀池或后置高效沉淀池。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于地表水快速凈化的微電解生物濾池系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的微電解生物濾池系統(tǒng)，包括：多孔濾板、改性多孔網(wǎng)狀填料、輕質(zhì)濾料、上層濾板、曝氣裝置和反沖洗裝置。本發(fā)明的微電解生物濾池通過改性的鐵基多孔網(wǎng)狀填料與輕質(zhì)濾料的組合方式，能夠有效降低系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間，提高污染物的去除效率和處理量，降低系統(tǒng)的占地面積和建設(shè)成本，可以保證出水穩(wěn)定達(dá)到地表IV水以上。本發(fā)明的生物濾池COD去除率為60%?85%，BOD去除率在75%?85%，NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;?N去除率為70%?85%，TP去除率為40%?70%，濁度去除率提高80%?90%。

技術(shù)研發(fā)人員：鄒金特,管偉雄,徐曄彤,陳宇,史林坤,劉密辰,杜淵,周剛,孫祺瑞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9