申请日2005.01.14
公开(公告)日2005.06.29
IPC分类号C02F1/00; E02B15/04; C02F7/00; C02F1/24; C02F1/50
摘要
一种河湖水处理的装置及其方法，其滤筒由四个滤筒呈围合状排列，相邻滤筒之间有连通管连通，每个滤筒的中上部有隔离面，隔离面上是清水箱，清水箱上面连通一根与滤筒进水管相连的倒U形的泡沫排出管，该泡沫排出管的另一端插入泡沫排出箱，该泡沫排出箱下部连接排污口;每个滤筒进水管连通一个过水支撑套管，四个过水支撑套管顶上支撑一个吐故纳新器，该吐故纳新器为套筒状，内筒的底部连接进水管，内筒与外筒之间放射状均匀分布有V形溢水槽，V形溢水槽的底边和两上边沿形成水帘。还可在泡沫排出管上安装水力定时器，进行自动反冲洗，该机无需人工操作，占地面积小，高效排出水中气泡，节约能源和水源，适用于治理河湖水的污染。
权利要求书
1、一种河湖水处理的装置，包括滤筒、滤筒内滤料、滤筒上部连通的滤筒进水管、 与滤筒下部连通的清水管，与清水管相连的清水箱和出水槽，其特征在于：
其滤筒由四个滤筒呈围合状排列，相邻滤筒之间有连通管连通，每个滤筒的中上部 有隔离面，隔离面上是清水箱，清水箱上面连通一根与滤筒进水管相连的倒U形的泡沫 排出管，该倒U形的泡沫排出管的另一端插入泡沫排出箱，该泡沫排出箱下部连接排污 口;
每个滤筒进水管连通一个过水支撑套管，该过水支撑套管其内管上端是进水口，下 端的出水口插入外管容器内，内管下端与外管容器的底部之间、内管与外管容器侧壁之 间留有空隙，外管容器的上部与滤筒进水管相连;
四个过水支撑套管顶上支撑一个吐故纳新器，该吐故纳新器为套筒状，内筒的底部 连接进水管，内筒与外筒之间放射状均匀分布有V形溢水槽，V形溢水槽的底边和两 上边沿形成水帘。
2、根据权利要求1所述的河湖水处理的装置，其特征在于：上述泡沫排出管上安 装有水力定时器，该水力定时器在泡沫排出管次高处的下管壁开有跌水堰口，跌水堰口 下连通跌水管，跌水管下连通比跌水管管径较粗的射水管，泡沫排出管次高处的上管壁 连有抽气管，抽气管下端与射水管上端连通，射水管的下口深入储水箱，储水箱下部有 排水口，泡沫排出管的最高处上管壁连有定时吸管，定时吸管的另一端插在设于滤池清 水箱箱壁上的定容小水箱中，定容小水箱底部有一个泄水孔。
3、根据权利要求1或2所述的河湖水处理的装置，其特征在于：上述吐故纳新器 的内筒与外筒之间设有环形水气接触板。
4、根据权利要求1或2所述的河湖水处理的装置，其特征在于：上述滤筒环向每 隔90°连通一根清水管。
5、一种河湖水处理的方法，其特征在于应用上述权利要求1-3所述的河湖水处 理的装置，进行以下步骤：
(1)、呼吸;利用吐故纳新器中溢水槽将水分成无限多水幕和水滴，充分接触大气， 部分水分蒸发，使水中有害气体挥发，自水中分离、逸出，同时把空气中的氧气大量溶 于水中;
(2)、除泡浮选;在每个滤筒上部的封闭面上连通一根与滤筒进水管相连的倒U 形泡沫排出管，该管的另一端插入泡沫排出箱，将泡沫不断地引出来，并从排出箱下部 的排污口排出;
(3)、过滤;将四个滤筒围合状排列，用渗井原理，使水通过复合过滤层过滤;
(4)、消毒;用加氯机向滤筒加氯，保持水中0.05～0.3mg/l的余氯;
6、根据权利要求5所述的河湖水处理的方法，其特征在于处理周期为2～3天。
说明书
河湖水处理的装置及其方法
(一)技术领域
本发明涉及一种水处理过滤装置及其方法，特别是一种河湖水处理过滤装置及其 方法。
(二)背景技术
当前经济迅猛发展的同时，也带来了河湖的严重污染。现有河湖水处理的方法，例 如海河“咸淡分家，清浊分流”工程，首先是截断所有入河的污水，使其流向污水处理 厂进行处理，再由上游引入清水或依靠大气降水来补充河水，使河水恢复，达到生态平 衡，这也是欧洲等其它国家的做法。但是我国人口众多，严重缺水，已经出现无水可引 的局面。现有用细菌来处理景观河湖的方法也带有一定的危险性，特别是去年SARS病 毒流传全球，向人类敲起了警钟，因为细菌和病毒的变异是无法预测的，也是无法阻止 的。此外菌种皆由温室中培植，很娇嫩，在自然界中迅速死亡，存活期太短，周而复始 地向天然河湖中布撒均匀并非易事，反倒不如向河湖中投撒混凝剂来得快捷、彻底和廉 价。对于循环水量的问题，国际上循环水处理最成熟的理论莫过于对游泳池循环水处理 周期的确定，国际上法定的循环周期是6～8h，即每天循环3～4遍。但如何保持河湖 永远清澈、秀美，并无前车之鉴。
现有的水处理过滤装置一般包括滤筒、滤筒内滤料、滤筒上部连通的滤筒进水管、 与滤筒下部连通的清水管和与清水管相连的出水槽。由于具有气水分离不彻底、占地面 积较大、水中的气泡不易排出、滤筒阻力较大、效率较低、浪费能源和水源的缺陷，不 适宜进行河湖水的处理。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种河湖水处理的装置及其方法，解决河湖水处理、消除河湖 水污染的问题;并解决现有水处理过滤装置不易排出水中气泡、滤筒阻力较大、水处理 的效率较低的问题;还解决气水分离不彻底，占地面积大，浪费能源和水源的技术问题。
本发明的技术方案：这种河湖水处理的装置包括滤筒、滤筒内滤料、滤筒上部连通 的滤筒进水管、与滤筒下部连通的清水管，与清水管相连的清水箱和出水槽，其特征是：
滤筒由四个滤筒呈围合状排列，相邻滤筒之间有连通管连通，每个滤筒的中上部有 隔离面，隔离面上是清水箱，清水箱上面连通一根与滤筒进水管相连的倒U形的泡沫排 出管，该倒U形的泡沫排出管的另一端插入泡沫排出箱，该泡沫排出箱下部连接排污口;
每个滤筒进水管连通一个过水支撑套管，该过水支撑套管其内管上端是进水口，下 端的出水口插入外管容器内，内管下端与外管容器的底部之间、内管与外管容器侧壁之 间留有空隙，外管容器的上部与滤筒进水管相连;
四个过水支撑套管顶上支撑一个吐故纳新器，该吐故纳新器为套筒状，内筒的底部 连接进水管，内筒与外筒之间放射状均匀分布有V形溢水槽，V形溢水槽的底边和两 上边沿形成水帘。
泡沫排出管上安装有水力定时器，该水力定时器在泡沫排出管次高处的下管壁开有 跌水堰口，跌水堰口下连通跌水管，跌水管下连通比跌水管管径较粗的射水管，泡沫排 出管次高处的上管壁连有抽气管，抽气管下端与射水管上端连通，射水管的下口深入储 水箱，储水箱下部有排水口，泡沫排出管的最高处上管壁连有定时吸管，定时吸管的另 一端插在设于滤池清水箱箱壁上的定容小水箱中，定容小水箱底部有一个泄水孔。
上述吐故纳新器的内筒与外筒之间设有环形水气接触板。
上述滤筒环向每隔90°连通一根清水管。
本发明河湖水处理的方法，应用上述的河湖水处理的装置，进行以下步骤：
(1)、呼吸;利用吐故纳新器中溢水槽将水分成无限多水幕和水滴，充分接触大气， 部分水分蒸发，使水中有害气体挥发，自水中分离、逸出，同时把空气中的氧气大量溶 于水中;
(2)、除泡浮选;在每个滤筒上部的封闭面上连通一根与滤筒进水管相连的倒U 形泡沫排出管，该管的另一端插入泡沫排出箱，将泡沫不断地引出来，并从排出箱下部 的排污口排出;
(3)、过滤;将四个滤筒围合状排列，用渗井原理，使水通过复合过滤层过滤;
(4)、消毒;用加氯机向滤筒加氯，保持水中0.05～0.3mg/l的余氯;
本发明河湖水处理的方法的处理周期为2～3天。
有益效果：本发明的装置和方法模拟了肺的呼吸、肾的排泄和免疫功能进行河湖水 的处理，即以：吐故纳新器+过滤器+消毒杀菌器的形式，使河湖水自行更新，有几乎接 近饱和的溶解氧，保持永远清澈、鲜化、活化，并根本地抑制了细菌和病毒的生长和繁 殖，使河湖永远秀美，防止水质变质。本发明既不把河湖水处理看成是给水处理，照搬 给水处理的作法，又不把河湖水处理看成是污水处理，照搬污水处理的作法，也不把它 看成是中水处理，而是按自然界的水体自净规律，模拟生物体血液、汁液自净、鲜化、 活化的原理设计。
一、该机具有呼吸功能。模仿自然界的水体在流动过程发生的急流、旋涡、浪花、 跌水、瀑布、拍岸、紊流，促进气水混合，水向空气中蒸发，水分子逸出，水中溶解的 氮、氨氮、二氧化碳、硫化氢、甲烷等带气字头的物质逸出。同时促使氧气大量溶于水 中，使水得到鲜化、活化。
吐故纳新器中V形水气接触板将水分成无限多水幕和水滴充分接触大气，使水和大 气得到充分地交换，使水中有害的气体被择出，溶解氧达到饱和浓度，通过自动曝气， 部分水分蒸发，使水中二氧化碳、氨、氮、甲烷及臭气等气字头的分子挥发，自水中分 离、逸出，使水得到净化，同时把空气中含有21%的氧气大量溶于水中，使水得到氧 化、活化、鲜化，有利于河湖中的水生动、植物的繁衍成长。
二、该机具有除泡浮选功能。上述的吐故纳新产生了泡沫的堆积，这些泡沫是油脂、 蛋白质、胶体物质、总氮、磷、阴离子发泡剂等有机物质，这些都是净化水工程必须去 除的物质，只有把它们择出来，水才能干净。本发明在每个滤筒上部的隔离面上连通一 根与滤筒进水管相连的倒U形泡沫排出管，该管的另一端插入泡沫排出箱，使泡沫堆积， 越堆越多，越积越厚，利用浮选的原理，将泡沫不断地引出来，使泡沫从排出箱下部的 排污口排出。解决现有水处理装置不易排出水中气泡、滤筒阻力较大、水处理的效率较 低的问题。
三、该机具有过滤功能。按渗井原理级配的复合多层滤料过滤，水按重力自上而下 流动。第一层粒径d1=0.8～1.6mm、比重r1=2.4、厚度h1=300mm;第二层粒径 d2=0.4～0.8mm、比重r2=3.2、厚度h2=200mm;第三层粒径d3=0.2～0.4、比重 r3=4.2、厚度h3=70mm;第四层……。第一层截留颗粒重的97%，颗粒数的3%，第 二层截留颗粒重的3%的97%，颗粒数的97%的3%，以下类推。第一层滤料的厚度 最大，逐层厚度减薄，每一层都允许透过重量的3%，每一层都没有堵死，都有空隙。 最后一层仍然有空隙，只不过此时浊度已经小于0.4度，没有必要再增加过滤的层数。
渗井的特点是，污水虽然浓度大，含污量大，但长期使用不会堵死，不会不再渗水。 按此理论设计的精滤机具有同样效能，不易堵塞，不会频繁冲洗，使工作周期大大延长。
按渗井反滤层级配的依据就是着眼污水本身的特性。滤层粒径与污水中分散颗粒， 它们之间是相吻合的。污水中的分散颗粒，可以按颗粒大小排列出许多级别，正常规律 是颗粒大的这一级与紧靠它的颗粒小的这一级之间的关系基本都是97%和3%的关 系，上层截留的大颗粒与下层截留的小颗粒存在着一种微妙的比例关系，即上层截留 的颗粒重量占总重量的97%，而颗粒数只占3%，而下层截留的颗粒重量又是3%的 97%，以此类推。这就是按渗井反滤层级配的复合滤料层，把污水中的颗粒按层截留， 拉开距离，每层都不会堵死，延长工作周期的原因，也是最有效地提高出水水质的原因。 这种分层过滤甚至可以达到细菌的去除率90%以上。众所周知，大肠杆菌的粒径是0.5 μ，换句话说这种复合滤层可以去除0.5μ以上的所有颗粒粒子，对0.5μ以上的藻类同 样得到有效地去除。
本发明将四个滤筒围合状排列，用渗井原理，使水通过复合过滤层过滤，利用水力 自动冲洗。使上述两种办法无法择出的水中溶解固体颗粒，通过多层复合反滤层阻截过 滤，将固体污染物去除，达到水质进一步洁净。
四、该机具有分离水中气泡的功能。在吐故纳新器和滤筒之间连有过水支撑套管， 该套管使气水分离彻底，占地面积小，空间紧凑，可以象立柱一样，起上部设备的支撑 柱作用，用UPVC材质制造，不锈不蚀，耐久使用。
五、该机为了定时自动反冲洗，还可在倒U形泡沫排出管上安装水力定时器，可杜 绝跑水事故的发生，实现自动反冲洗，无需人工操作、节约能源和水源。
所谓水的免疫功能，是水中必须含有微量长效杀菌因子-0.05～0.3mg/l的余氯。 它能有效的抑制水中病菌和病毒的繁衍增长，抑制藻类和藻类孢子的增长，防止水生动 植物的病变，从而健康成长。长效杀菌因子被称做水的免疫力，就是因为它是保持水质 不坏的根本保证，当代变异病毒层出不穷(去年SARS流行，今年禽流感流行)水的“免 疫”功能更显得多么重要!
六、本发明具有“免疫”的功能。当代水的长效杀菌因子只有一种—余氯。而臭 氧、双氧水、紫外线、超声波、电磁波等都不是，它们都是短效的、瞬间的杀菌。对于 河湖水处理的杀菌，采用短效瞬时杀菌的作法是一种误解。因为事后细菌马上还会重新 繁殖，我们不仅需要水中基本无菌，我们还需要水中有抑制细菌、病菌、病毒和制止它 们再次生长繁殖的因子，因此我们需要水有“免疫力”。导入银离子、导入铜离子入水， 虽然也都可以称做水的“免疫力”，但它们都严重地影响着水质，而且对水生动植物来 说有剧毒，是河湖水处理应该慎重使用的措施。
凡是使水中产生余氯的，只有液氯和氯的各种制剂，别无其它办法。也就是说，液 氯、次氯酸钠、二氧化氯、氯化钙、二氯异氰尿酸钠、三氯异氰尿酸钠、过氯乙酸…… 凡含氯，又能在水中游离出氯的任何氯的化合物都可以使用。当然也要看它的技术经济 指标，才能决定取舍。
世界上没有不用长效余氯的给水厂、污水处理厂、游泳馆池水处理站，也没有任何 一个真正成功的河湖水处理不使用长效余氯的成功先例。
本发明可通过真空加氯机向机器加氯，保持水中0.05～0.3mg/l的余氯，使该机 具有免疫功能。适用于治理河湖水的污染。
