本发明涉及雨水或污水处理技术领域，具体涉及用于雨水或污水处理的一种装配式上升流介质过滤装置。
背景技术：
我国正处在城镇化快速发展时期，城市建设取得显著成就，同时也存在开发强度高、硬质铺装多等问题。特别是建筑屋面、道路、地面等设施建设导致下垫面过度硬化，改变了城市原有自然生态本底和水文特征，70％以上的降雨形成径流被排放，城市“大雨必涝、雨后即旱”，带来水生态恶化、水资源紧缺、水环境污染、水安全缺乏保障等问题，严重影响群众生产生活和城市有序运行。国家大力提倡要建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市。通过海绵城市建设，将70％的降雨就地消纳和利用，以解决城市内涝、雨水收集利用、黑臭水体治理等问题。
现有的雨水或污水处理系统应用场景不够广泛，装配不方便，功能性差，调蓄雨水、净化雨水或污水的效果不理想，且维护清理工作繁琐，后续维护成本较高。因此，为加强城市雨水径流源头控制及城市降雨面源污染控制，提升城市水环境质量，需要开发一种应用场景广泛、装配及维修方便、可有效实现调蓄雨水及净化雨水或污水效果的多功能性的过滤处理系统。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种装配式上升流介质过滤装置，该装置利用重力沉淀、隔油隔渣以及介质过滤等协同作用，结合上升流结构特色，形成一体式模块化的滞留系统，同时具备被动自洁反冲洗功能，最大程度的减少装置的后期维护成本，且其可实现径流控制，滞留和存储地表水，降低洪峰流量，削减面源污染，提升出水水质标准以及雨水回收利用等效果。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种装配式上升流介质过滤装置，包括一箱体，该箱体的内腔中设置有一挡板，该挡板将箱体的内腔分为相互连通的一级处理腔室和二级处理腔室，所述箱体的进水一侧连接有与所述一级处理腔室相连通的进水管，箱体的出水一侧连接有与所述二级处理腔室相连通的出水管；所述二级处理腔室内设有隔渣组件和上升流介质过滤器，所述隔渣组件包括隔渣外框、吸油棒和隔渣栏板，隔渣栏板上下悬空固定于箱体内，所述隔渣外框设置于隔渣栏板接近于挡板的一侧，该隔渣外框为镂空结构，所述吸油棒被圈围于隔渣外框中，隔渣栏板的底端和隔渣外框的底端均低于挡板的顶端，所述上升流介质过滤器设置于隔渣栏板与箱体的出水一侧之间，该上升流介质过滤器是由介质过滤框架和填充于介质过滤框架中的介质填料组成，所述出水管高于介质过滤框架。
进一步的，所述挡板的顶端与箱体的顶部内壁之间的高度差为80cm，所述隔渣栏板的顶端与箱体的顶部内壁之间的高度差为25cm。
进一步，所述隔渣外框为pp、铝合金或不锈钢框架，且隔渣外框的顶部为铰接结构，以使隔渣外框的顶部可以打开或关闭，进而可以取放吸油棒。
进一步的，所述隔渣栏板的底端低于挡板的顶端30cm，隔渣外框的底端低于挡板的顶端10cm。
进一步的，所述吸油棒的数量为多个，该多个吸油棒垂直排列于隔渣外框，且吸油棒可以随着水位的变化上下浮动。
进一步的，所述介质过滤框架为pp、铝合金或不锈钢框架，该介质过滤框架为长方体栅栏结构，且介质过滤框架的顶部具有两个开门，打开开门，可以取放介质填料。
进一步的，所述介质过滤框架的底部高于隔渣栏板的底端10cm。
进一步的，所述介质过滤框架的顶部与所述出水管的管壁最低端齐平。
进一步的，所述箱体的出水一侧上安装有位于上升流介质过滤器末端下方的排水过滤器。
进一步的，介质过滤框架中的介质填料为生态多孔纤维棉。
进一步的，所述箱体的顶部设有检修人孔，检修人孔上还可设置检修盖；在进行检修时，打开检修盖，检修人员可通过该检修人孔对该装置进行检修。
本发明的有益效果：
该装配式上升流介质过滤装置采用双室分离设计，其中的一级处理腔室主要功能是初沉作用，通过重力作用沉淀拦截水中的大颗粒杂质或垃圾，以减少对后续处理工艺的干扰和介质堵塞问题；同时，一级处理腔室还可在一定程度上降低水流速度，防止对构筑物的冲刷；二级处理腔室中的隔渣组件可以吸附截留大部分的大颗粒杂物、油和油脂；二级处理腔室中的上升流介质过滤器由高性能吸附介质组装而成，当水位不断上升，水流以上升流的形式透过介质填料，从而过滤其中的污染物，并将污染物沉淀下来，最终从出水管出水进入下游水体或后续设施。当发生暴雨或水量很大时，自上而下的水压对上升流介质过滤器进行反冲洗，将吸附在上面的杂质冲洗出来，实现了自动反冲洗功能。
该装配式上升流介质过滤装置基于双腔室结构特点，其利用重力沉淀、隔油隔渣以及介质过滤等协同作用，结合上升流结构形式特色，形成一体式模块化的滞留系统，同时具备被动自洁反冲洗功能，最大程度的减少装置的后期维护成本；其可实现径流控制，滞留和存储地表水，降低洪峰流量，削减面源污染，提升出水水质标准以及雨水回收利用等目标。
该该装配式上升流介质过滤装置同时具备小规模、大处理容量的功能，而且其独特的上升流介质过滤技术及自洁反冲洗技术，使系统处理过程极其高效，实现了在保证调蓄能力和出水水质的基础下，最大可能的缩小工程造价及维护费用。
附图说明
图1为本发明一种装配式上升流介质过滤装置的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图中，1-箱体；11-一级处理腔室；12-二级处理腔室；13-检修人孔；2-挡板；3-进水管；4-出水管；5-隔渣外框；6-吸油棒；7-隔渣栏板；8-上升流介质过滤器；81-介质过滤框架；82-介质填料；9-排水过滤器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1和图2所示的一种装配式上升流介质过滤装置的较佳实施例，该装配式上升流介质过滤装置，包括一箱体1，箱体1的尺寸设计为1.2m×1.2m×1.5m(长×宽×高)。该箱体1的内腔中设有一垂直设置在箱体底部上的挡板2，该挡板2将箱体1的内腔分为相互连通的一级处理腔室11和二级处理腔室12；箱体1的进水一侧连接有与所述一级处理腔室11相连通的进水管3，箱体1的出水一侧连接有与所述二级处理腔室12相连通的出水管4。
其中，二级处理腔室12内设有隔渣组件和上升流介质过滤器8，所述隔渣组件包括隔渣外框5、吸油棒6和隔渣栏板7，隔渣栏板7上下悬空固定于箱体1内。所述隔渣外框5设置于隔渣栏板7接近于挡板2的一侧。该隔渣外框5为长方体镂空结构，所述吸油棒6被圈围于隔渣外框5中。隔渣外框5的顶部设计为顶开门的铰接结构，即其顶部通过铰链铰接于垂直侧，隔渣外框5的顶部可以打开或关闭，以实现对吸油棒6的取放；吸油棒6的数量为多个，且该多个吸油棒6垂直排列于隔渣外框5中，同时，吸油棒6可以随着水位的变化上下浮动。隔渣栏板7的底端和隔渣外框5的底端均低于挡板2的顶端。上升流介质过滤器8设置于隔渣栏板7与箱体1的出水一侧之间，该上升流介质过滤器8是由介质过滤框架81和填充于介质过滤框架81中的介质填料82组成；出水管4的高度高于介质过滤框架81。在本实施例中，介质填料82为生态多孔纤维棉。该介质过滤框架81为长方体栅栏结构，且介质过滤框架81的顶部具有两个开门，两个开门通过铰链铰接在介质过滤框架81的顶部，打开开门，可以取放生态多孔纤维棉填料。
其中的介质填料采用生态多孔纤维棉。生态多孔纤维棉是一种无毒、无污染、无菌的无机纤维材料，100％纯天然矿物纤维，100％可循环利用的纤维产品，是集“渗、滞、蓄、净、用、排”功能为一体的海绵材料，具有很好的海绵应用效果。其特点如下：
高渗水性：渗透系数7.0mm/s；
高保水性：孔隙率94％；
高净化性：ss去除率85％，利于植物生长；
强持水性：快速持水，高效释放；
高灵活性：可任意裁剪大小，随需铺设；
强抗压性：50kpa；
无毒害性：产品纤维可溶，具有euceb证书。
本发明采用的生态多孔纤维棉满足如下标准：1.无致癌性风险，纤维的生物半衰期小于40天，具有euceb非致癌性认证；2.具有中国建筑材料流通协会所颁发的《cqef生态多孔纤维棉标准符合性认定》证书(符合《t/cbmca006-2018生态多孔纤维棉》标准)；该生态多孔纤维棉产品密度≧75kg/m3，密度负荷比≧0.6，有效孔隙率≧94％，透水系数≧0.7cm/s。
具体的尺寸设计为：挡板2的高度为70cm，即挡板2的顶端与箱体1的顶部内壁之间的高度差为80cm；挡板2与箱体1的进水一侧的间距为30cm；隔渣栏板7的顶端与箱体1的顶部内壁之间的高度差为25cm。隔渣栏板7的底端低于挡板2的顶端30cm，隔渣外框5的底端低于挡板2的顶端10cm。隔渣栏板7与隔渣外框5的底端低于挡板2的顶端，形成高度差，如此，可以使从一级处理腔室11溢流出的水流在进入二级处理腔室12时，可以经隔渣组件的吸附和截留。介质过滤框架81的底部高于隔渣栏板7的底端10cm；所述介质过滤框架81的顶部与所述出水管4的管壁最低端齐平；如此设计，使得隔渣组件、上升流介质过滤器之间形成上升流结构，在进入二级处理腔室的水流压力下，上升流结构使得水流经由上升流介质过滤器8的底端从下而上经过上升流介质过滤器8，即形成上升流，从而可以使水流可以更好更有效的与上升流介质过滤器8中的介质填料接触，从而提高过滤效果。
对于材质而言，箱体1可采用pp、不锈钢或钢筋混凝土材质；隔渣外框5可以为pp、铝合金或不锈钢框架；介质过滤框架81也可以为pp、铝合金或不锈钢框架。该装置可根据应用场景及实际需求进行材质的选择，如果将该装置置于绿化带下，抗压负荷低，则装置的箱体选用pp或不锈钢材质，如此，重量轻，安装方便，且管道衔接简单，不易渗漏水；如果将该装置置于车行道路下，则荷载要求高，宜选用钢筋混凝土箱体，在现场吊装安装。
当上游管道进水时，初期水量较小，则水流经过进水管3进入箱体1的一级处理腔室11中，进行初沉；当水位上升越过挡板2，水流则溢流至二级处理腔室12中，并在流动过程中经隔渣组件中的吸油棒6的吸附和隔渣栏板7的阻挡截留作用，其中的大部分的大颗粒杂物及油和油脂被吸附截留，并在二级处理腔室12中再次经过重力沉淀作用进行沉淀；随着水位不断上升，水流以上升流的形式进入上升流介质过滤器8，在介质填料82的过滤作用下，水流中的绝大多数的污染物(总磷、ss、细菌)等得以去除，并沉积在箱体1底部。净化后的出水由出水管4排走。当发生暴雨或水量很大时，水位再度升高发生溢流，部分水从隔渣栏板7的顶部上方溢流，直接进入出水管4流出；同时，自上而下的水压则对上升流介质过滤器8进行冲洗，将吸附在上升流介质过滤器8上面的杂质冲洗出来，冲洗出来的杂质沉积在箱体1底部，实现了自动反冲洗功能，介质填料82得以再生。当水位下降后，整个系统又回到最初的处理流程，循环往复。
箱体1的出水一侧上还安装有位于上升流介质过滤器8末端下方的排水过滤器9。上升流介质过滤器8与箱体1侧壁之间可能存在缝隙，为防止有少部分水流经过上升流介质过滤器与箱体侧壁之间的缝隙流出而没有经过介质填料的过滤，设置排水过滤器9可以预防性的对这部分水流进行过滤。
该装配式上升流介质过滤装置的箱体的顶部设有检修人孔13，检修人孔13上还可设置检修盖；在进行检修时，打开检修盖，检修人员可通过该检修人孔13对该装置进行检修。
该装配式上升流介质过滤装置具有径流量控制、污染物削减等功能，按照尺寸1.2m×1.2m×1.5m的设计规模，可以处理污水量4l/s，储存约250l的沉积物；同时，对水中的污染物去除率较高，tss去除率达85％，铜、铅及锌的去除率达72～98％，tp去除率达70％以上，油和油脂的去除率达90％，细菌(大肠杆菌)的去除率达68％。
该装配式上升流介质过滤装置应用场景广泛，适用于市政道路、建筑小区、老旧小区改造以及商业广场等，其可放置于雨水及污水管道支管末端及干管上一定距离处，特别适用于商业广场及建筑小区内排水沟收集雨水的方案，置于排水沟末端，一方面起到滞留雨水，调蓄雨水的目的，另一方面可净化雨水，削减面源污染，同时还起到保护下游管道，降低管道负荷，提高管道使用年限的目的。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
1.一种装配式上升流介质过滤装置，其特征在于：包括一箱体，该箱体的内腔中设置有一挡板，该挡板将箱体的内腔分为相互连通的一级处理腔室和二级处理腔室，所述箱体的进水一侧连接有与所述一级处理腔室相连通的进水管，箱体的出水一侧连接有与所述二级处理腔室相连通的出水管；所述二级处理腔室内设有隔渣组件和上升流介质过滤器，所述隔渣组件包括隔渣外框、吸油棒和隔渣栏板，隔渣栏板上下悬空固定于箱体内，所述隔渣外框设置于隔渣栏板接近于挡板的一侧，该隔渣外框为镂空结构，所述吸油棒被圈围于隔渣外框中，隔渣栏板的底端和隔渣外框的底端均低于挡板的顶端，所述上升流介质过滤器设置于隔渣栏板与箱体的出水一侧之间，该上升流介质过滤器是由介质过滤框架和填充于介质过滤框架中的介质填料组成，所述出水管高于介质过滤框架。
2.根据权利要求1所述的一种装配式上升流介质过滤装置，其特征在于：所述挡板的顶端与箱体的顶部内壁之间的高度差为80cm，所述隔渣栏板的顶端与箱体的顶部内壁之间的高度差为25cm。
3.根据权利要求1所述的一种装配式上升流介质过滤装置，其特征在于：所述隔渣外框为pp、铝合金或不锈钢框架，且隔渣外框的顶部为铰接结构，以使隔渣外框可以打开或关闭。
4.根据权利要求1所述的一种装配式上升流介质过滤装置，其特征在于：所述隔渣栏板的底端低于挡板的顶端30cm，隔渣外框的底端低于挡板的顶端10cm。
5.根据权利要求1所述的一种装配式上升流介质过滤装置，其特征在于：所述吸油棒的数量为多个，该多个吸油棒垂直排列于隔渣外框中，且吸油棒可以随着水位的变化上下浮动。
6.根据权利要求1所述的一种装配式上升流介质过滤装置，其特征在于：所述介质过滤框架为pp、铝合金或不锈钢框架，该介质过滤框架为长方体栅栏结构，且介质过滤框架的顶部具有两个开门，打开开门，可以取放介质填料。
7.根据权利要求1所述的一种装配式上升流介质过滤装置，其特征在于：所述介质过滤框架的底部高于隔渣栏板的底端10cm。
8.根据权利要求1所述的一种装配式上升流介质过滤装置，其特征在于：所述介质过滤框架的顶部与所述出水管的管壁最低端齐平。
9.根据权利要求1所述的一种装配式上升流介质过滤装置，其特征在于：所述箱体的出水一侧上安装有位于上升流介质过滤器末端下方的排水过滤器。
10.根据权利要求1所述的一种装配式上升流介质过滤装置，其特征在于：所述介质填料为生态多孔纤维棉。
技术总结