本發明專利技術涉及環境保護與水處理技術領域，具體公開了一種基于混凝原位構筑濾餅的重力驅動雨水凈化裝置及運行方法，該重力驅動雨水凈化裝置中的膜組件由濾餅及濾膜共同構成，所述濾餅由混凝原位構筑后負載于濾膜表面；所述濾餅包括由間歇混凝預處理所得的絮體原位累積形成的具有孔隙結構的濾餅；所述濾餅還包括處理過程中逐漸形成的生物膜。本發明專利技術提供了一種應用該膜組件的重力過濾系統及運行方法。本發明專利技術的有益效果為：在濾膜表面構筑了一層含有疏松孔隙結構和微生物的濾餅，利用其孔隙結構增強對雨水中污染物的截留能力，形成有利于生物膜生長的內部環境，有效去除雨水中的多種污染物，形成間歇投藥工藝模式，具有應用綠色能源、節省運行成本、占地面積小、設備構造簡單、易于維護等優勢，適用于農村地區雨水的分散式處理與資源化回用。與資源化回用。與資源化回用。
【技術實現步驟摘要】
一種基于混凝原位構筑濾餅的重力驅動雨水凈化裝置及運行方法
[0001]本專利技術涉及一種基于混凝原位構筑濾餅的重力驅動雨水凈化裝置及運行方法，屬于環境保護與水處理
技術介紹
[0002]目前我國西部農村地區面臨著極為嚴重的水資源短缺問題。雖然雨水降落過程中會沖刷房屋、地面等下墊面，夾雜重金屬、溶解性有機物、細菌等物質造成水質變差，但其仍是一種數量大、分布廣泛的水資源。若能將其資源化利用，則可極大程度緩解農村可利用水資源短缺這一問題。
[0003]膜分離技術能夠實現資源回收利用，有效減少環境污染問題，適用范圍廣泛，儼然已成為水處理領域最具發展潛力的技術之一。因此膜濾技術在雨水處理方面具有很好的應用前景。直接膜過濾工藝主要截留顆粒、細菌、大分子有機物等大于膜孔的污染物質，對于小于膜孔的物質截留效果較弱。在直接膜過濾工藝中，雨水中含有的上述污染物質會導致膜通量迅速衰減，同時雨水中含有的總磷、小分子有機物等小于膜孔的物質也極難截留。因此，目前膜過濾工藝前端通常增加混凝等預處理單元，以便提高污染物去除效果并減緩膜通量衰減速率。但是，混凝預處理不僅需要連續投藥，還需要動力裝置提供跨膜壓差。對于分散式雨水處理，藥劑運輸、裝置建造、電力消耗、管網鋪設等方面均會導致實際工程中較高的建造及運行成本，增加了分散式雨水處理與資源化利用的難度。
[0004]專利技術專利CN112875999A采用直接過濾技術對污水進行凈化處理，但此工藝需要通過兩次膜過濾來增強過濾效果，致使運行費用顯著增加；專利技術專利CN106673252A采用混凝超濾聯用工藝生產飲用水，在其運行過程中需要持續投加混凝劑；專利技術專利CN101402492B專利技術公開了一種廢水處理系統，采用混凝
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沉淀
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超濾工藝有效提高了出水水質，但存在工藝單元流程長，占地面積大等一系列問題。
[0005]因此，本專利技術提供了一種基于混凝原位構筑濾餅的重力驅動雨水凈化裝置，可以很好地解決以上問題。與直接超濾工藝相比，本專利技術通過混凝原位構筑的濾餅可以顯著提高雨水中溶解性有機物、SS、總磷、氨氮、COD的去除效果，實現濾餅的資源化再利用；同時，濾餅截留去除的有機物、總磷等物質又能促進濾餅內部生物膜的生長，進一步去除雨水中的氨氮、總氮和總磷等物質。本專利技術在運行過程中采用間歇投藥的方式運行，有效節省了混凝劑藥量，很大程度上降低了藥劑購買和運輸成本。此外，本專利技術較好地利用了重力勢能和太陽能等新能源，無需額外能耗，節能環保，綠色低碳，且由于反應池一體化還具有占地面積小，安裝方便，結構簡單的優點，非常適用于農村地區分散式雨水處理與資源化利用。
技術實現思路
[0006]本專利技術的目的在于提供一種基于混凝原位構筑濾餅的重力驅動雨水凈化裝置及運行方法，以解決上述
技術介紹
中存在的問題。
[0007]為了對屋頂、道路及其他不同下墊面雨水中存在的溶解性有機物有著高效的去除效果的同時，最大程度節省耗能、降低投藥成本，本專利技術提供如下技術方案：
[0008]一種基于混凝原位構筑濾餅的重力驅動雨水凈化裝置，其特征在于，包括雨水收集裝置、重力膜過濾裝置；所述雨水收集裝置、重力膜過濾裝置、消毒裝置依次通過雨水管道連接；所述裝置適應于雨水非連續性的特征，可處理雨水水質特征為：COD≤300mg/L、SS≤400mg/L、TP≤5mg/L的屋頂、路面、道路等下墊面的經棄流處理后的徑流雨水。
[0009]作為本專利技術進一步的方案，所述雨水收集裝置，其特征在于，包括雨水篦子和調蓄池；所述雨水篦子安裝于徑流雨水入口處并對初期雨水做棄流處理；所述調蓄池用于儲存流入重力膜池的徑流雨水，設置雨量過大時溢流至污水管網的溢流口。
[0010]作為本專利技術再進一步的方案：所述的重力膜過濾裝置，其特征在于，包括混凝反應裝置、重力膜池、出水池、反洗水箱；所述混凝劑藥池通過截止閥與膜池連接；所述重力膜池前端連接調蓄池，底部安裝重力膜組件，處理后的出水通過管道流入出水池和反洗水箱；所述出水池位于重力膜池下方收集出水；所述反洗水箱位于重力膜池側方，通過重力勢能進行水力反洗。
[0011]作為本專利技術再進一步的方案：所述混凝反應裝置，其特征在于，包括混凝劑藥池和框式攪拌機；所述混凝劑藥池投藥方式為間歇式投藥，向重力膜池一次性投加鋁鹽混凝劑，慢速攪拌15min后形成多尺度絮體進行過濾處理；所述框式攪拌機通過太陽能板發電進行攪拌，用于投加的混凝劑快速混勻。
[0012]作為本專利技術再進一步的方案：所述重力膜池，其特征在于，跨膜壓差由重力提供；雨量較大時，溢流口至膜表面高度為2m，跨膜壓差為20KPa；雨量較小時，跨膜壓差由液面水位決定，該運行模式具有綠色節能的優點。
[0013]作為本專利技術再進一步的方案：所述重力膜池，其特征在于，采用濾餅動態膜協同濾膜的重力膜組件；所述重力膜組件包括原位濾餅和濾膜；所述原位濾餅是由混凝單元形成的絮體累積在膜表面形成，具有疏松多孔的結構，在長周期運行過程中，原位濾餅上形成生物膜，將大部分有機質和懸浮物截留在原位濾餅中上段，氨氮、COD、總磷等被生物膜去除；所述濾膜可采用超濾膜或者微濾膜，膜類型可以是平板型或者中空纖維型。
[0014]作為本專利技術再進一步的方案：所述反洗水箱和空氣壓縮機，其特征在于，包括反洗水箱和空氣壓縮機，反洗水箱通過出水管與重力膜池相連；所述空氣壓縮機通過氣路管道與重力膜池底部相連接。在膜通量低于1L
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(m
?2·
h)
?1時，鼓氣裝置向上鼓氣，同時開啟反洗主干管上的截止閥，洗去膜表面的濾餅恢復膜通量。
[0015]本專利技術所述的一種基于混凝原位構筑濾餅的重力驅動雨水凈化裝置及運行方法，其運行步驟為：
[0016](1)徑流雨水通過雨水篦子初篩后，初期雨水被棄流，后續徑流雨水流入調蓄池，調蓄池儲存過量的徑流雨水并使其流入重力膜池；
[0017](2)混凝劑藥池向重力膜池一次性投加一定劑量混凝劑，框式攪拌機攪拌15min形成絮體；
[0018](3)在由重力膜池內液面高度提供跨膜壓差的前提下，混凝后的雨水通過濾膜，絮體累積于膜表面構成原位濾餅，后續雨水經濾餅后通過濾膜，出水一部分流入出水池，另一部分流入反洗水箱儲存；
[0019](4)當濾膜通量低至1L
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?2·
h)
?1時，開啟反洗主干管上的截止閥，利用反洗水箱中的存水將膜表面的濾餅洗去，反洗水經管道排入污水管網，膜通量得到恢復。
[0020](5)此時可再重復步驟(2)—(5)，實現間歇投藥工藝模式。
[0021]與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
[0022]1.與直接超濾工藝相比，本專利技術通過混凝原位構筑的濾餅可以顯著提高雨水中溶解性有機物、SS、總磷、氨氮、COD的去除率，實現了濾餅的資源化再利用。
[0023]2.濾餅截留去除的有機物、總磷等污染物又能促進濾餅內部生物層的生長，進一步去除氨氮、總氮等污本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種基于混凝原位構筑濾餅的重力驅動雨水凈化裝置，其特征在于，包括雨水收集裝置、重力膜過濾裝置；所述雨水收集裝置、重力膜過濾裝置、消毒裝置依次通過雨水管道連接；所述裝置適應于雨水非連續性的特征，可處理雨水水質特征為：COD≤300mg/L、SS≤400mg/L、TP≤5mg/L的屋頂、路面、道路等下墊面的經棄流處理后的徑流雨水。2.權利要求1所述的雨水收集裝置，其特征在于，包括雨水篦子和調蓄池；所述雨水篦子安裝于徑流雨水入口處并對初期雨水做棄流處理；所述調蓄池用于儲存流入重力膜池的徑流雨水，設置雨量過大時溢流至污水管網的溢流口。3.權利要求1所述的重力膜過濾裝置，其特征在于，包括混凝反應裝置、重力膜池、出水池、反洗水箱；所述混凝劑藥池通過截止閥與膜池連接；所述重力膜池前端連接調蓄池，底部安裝重力膜組件，處理后的出水通過管道流入出水池和反洗水箱；所述出水池位于重力膜池下方收集出水；所述反洗水箱位于重力膜池側方，通過重力勢能進行水力反洗。4.權利要求3所述混凝反應裝置，其特征在于，包括混凝劑藥池和框式攪拌機；所述混凝劑藥池投藥方式為間歇式投藥，向重力膜池一次性投加鋁鹽混凝劑，慢速攪拌15min后形成多尺度絮體進行過濾處理；所述框式攪拌機通過太陽能板發電進行攪拌，用于投加的混凝劑快速混勻。5.權利要求3所述重力膜池，其特征在于，跨膜壓差由重力提供；雨量較大時，溢流口至膜表面高度為2m，跨膜壓差為20KPa；雨量較小時，跨膜壓差由液面水位決定，該運行模式具有綠色節能的優點。6.權利要求3所述重力膜池，其特征在于，采用濾餅動態膜協同濾膜的重力膜組件；所述重力膜組件包括原位濾餅和濾膜；所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王振北，徐銘遙，孫德智，李晨，齊飛，彭少茵，
申請(專利權)人：北京林業大學，
類型：發明
國別省市：
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