CN101422665B - 用于上向流滤池的滤头 - Google Patents

Abstract

一种用于上向流滤池的滤头，包括气水分配头和气水管，气水分配头为中空圆台形，上部按大阻力开孔比开设若干配气孔，配气孔开孔比为0.05～0.2％，下部按中阻力开孔比开设若干竖向气水分配缝，竖向气水分配缝开孔比为0.2～0.8％，所述配气孔和分配缝面积之和为气水管横截面积的0.1～0.5倍；气水管下端设带横向进水缝的进水滤网管，气水管开有气水调节狭缝和进气小孔。在上向流滤池中，该滤头能使待处理水得到均匀分配，提高滤池的出水水质，且在均匀分配冲洗水和空气外，也可使较小风量的曝气空气得到均匀分配，得到足够小的气泡，达到合乎要求的氧转移率，不需要另设专门的曝气空气分配设备，降低设备投资，提高运行稳定性。

Description

用于上向流滤池的滤头

技术领域

本发明涉及上向流滤池配水配气系统的滤头技术，具体是一种用于上向流滤池的滤头，它同时具有上向流滤池待处理水均匀布水、曝气及冲洗布气功能。

背景技术

上向流滤池是过滤工艺中较独特的一种，其特点是处理水由下而上流经池内滤料层，而常规的滤池则是采用处理水由上而下流经滤料层的方式。

上向流滤池在具体的应用中有上向流气水冲洗滤池、上向流曝气滤池等多种具体的工艺表现方式。当上向流滤池仅用于物理过滤去除水中悬浮物质时，处理水由下而上的过滤方式与滤池中下大上小的滤料分布方式相结合，具有出水水质好、运行周期长、冲洗水耗低等优点；上向流滤池应用于污水处理时，如曝气生物滤池工艺，同时具有物理过滤和生化反应两种功能，同时去除水中悬浮物和溶解性有机物，除上向流过滤的优点外，还具有能够更加有效的利用水中溶解氧，降低充氧设备运行功率，提高有机物去除效率的等优点，因此上向流滤池工艺得到了广大水处理工作者的认可，具有很广泛的应用范围。

上向流滤池的一个显著特点就是处理水是由下而上流经池内滤料，因此需要待处理水在滤池底部得到均匀的分配，能够在滤池的各个平面位置上都有近似相同的过滤速度，如果待处理水没有得到良好的分配，就会发生局部的短流现象，导致局部负荷过大、滤速过高，降低出水水质和运行效率。

上向流滤池无论仅利用其物理过滤作用还是同时利用其滤料上微生物的生化作用，滤池在运行过程中都不断的积累滤料间的无机颗粒或有机污泥等杂质，这些杂质积累到一定程度后，必须用清水对滤料进行冲洗，将滤料清洁后，才能重新恢复滤池对水的处理功能。这种清洗均是采用气水联合冲洗的方式，冲洗空气同待处理水一样，也需要在滤池的底部进行均匀的分配，才能保证所有的滤料都可以得到充分的清洁。

当上向流滤池应用于污水处理范围，如采用曝气生物滤池工艺时，因池内发生着耗氧生化反应，因此需要对滤池进行曝气，对生物膜提供氧气，为微生物的生命活动提供能量，需要采用适当的曝气设备，将鼓风设备提供的空气均匀分配并分割为足够小的气泡，以利于微生物的吸收，同时，曝气生物滤池中的曝气设备安装在滤料层中，滤料对其有一定程度的磨损破坏，所以还要求其具有较好的强度，不会破损。

综上所述，在上向流滤池的应用中，需要有一套能够实现待处理水均匀布水功能的布水设备，也需要能够均匀分配曝气空气和冲洗空气的分配设备。经过对现有专利文献以及实际应用情况的了解，目前上向流滤池中大多采用小阻力配水结构的滤头设备实现冲洗空气和待处理水的分配，而曝气空气分配则大部分采用穿空管或单孔膜曝气器两种形式。

为了减少设备投资，同时避免穿孔管或单孔膜曝气器造价较高、安装复杂、容易损坏的缺点，也有在曝气生物滤池中只安装一套滤头，利用滤头设备同时实现各过程气、水的分配，减掉了专门的曝气空气分配设备，但由于目前的滤头设备都是采用小阻力开孔比的滤头，这种滤头的作用是在下向流滤池中收集处理后的出水，同时分配滤池冲洗所用的空气和清水，因此这种滤头在上向流滤池冲洗空气的分配时还有较好的效果，但在待处理水分配方面效果则较差，影响了上向流滤池的出水水质；同时，这种滤头并不适于曝气空气的分配，仅能保证曝气空气较均匀的分配，但分配后的空气气泡过大，氧转移效率低，不利于微生物的利用，降低了有机污染物的去除效率。这种情况的发生，主要是因为现有滤头设备上方气水分配缝的形状不合理、开孔缝隙宽度和开孔比过大等原因。

目前，专用于上向流滤池中能够均匀配水配气的滤头未见有关文献披露。

发明内容

为解决现有上向流滤池所用的滤头待处理水分配均匀性差，无法同时满足曝气空气分配效果的问题，本发明提供一种专用于上向流滤池的滤头，它具有待处理水均匀配水、曝气及冲洗配气配水功能，能够满足上向流过滤工艺的要求。

本发明用于上向流滤池的滤头包括：气水分配头和与之连通的气水管，气水管上段有外螺纹，所述气水分配头为中空圆台形，上部按大阻力开孔比开设若干配气孔，配气孔开孔比为0.05～0.2％，下部按中阻力开孔比开设若干宽度为0.35～3.5mm的竖向气水分配缝，竖向气水分配缝开孔比为0.2～0.8％，所有配气孔和气水分配缝的面积之和为气水管横截面积的0.1～0.5倍；气水管下端设进水滤网管，进水滤网管上开若干宽度为1～3mm的横向进水缝，横向进水缝的总面积为气水管横截面积的1.0～1.5倍；在进水滤网管的上部一定距离处开有气水调节狭缝，于该气水调节狭缝上部一定距离处开进气小孔。

其中，气水分配头可以包括气水分配帽和固定环，固定环螺接于气水管上部，气水分配帽安装于固定环与气水管的上顶盖之间，气水管上端位于气水分配帽内的部分开有若干气水过流带。

气水分配头上部开设的配气孔是直径为0.35～3.5mm的小孔，或宽度为0.35～3.5mm的窄缝。

进水滤网管和气水管可以是注塑成型的整体件。

进水滤网管也可以是一个独立的管状部件，其下端封闭，管壁上间隔开若干宽度为1～3mm的横向进水缝，横向进水缝的总面积为气水管横截面积的1.0～1.5倍，上口端有螺纹，以便与气水管下端螺接。

本发明用于上向流滤池的滤头同时具有待处理水均匀配水、曝气及冲洗配气配水功能，其在均匀分配待处理水和冲洗空气、冲洗清水的同时，也可以实现曝气空气的均匀分配，并得到足够小的曝气空气气泡，实现较高的氧转移效率，满足生物处理的需要，达到减少曝气生物滤池的建设投资，降低设备安装难度的目的，并使曝气生物滤池保持较高的处理效率和较低的运行功率。

它与目前常用的滤头最主要的区别在于气水分配头上开孔(或缝)的方式不同，普通滤头仅开有一种气水分配缝(横向或竖向)，且此分配缝按小阻力开孔比进行开孔，其开孔比约为1.8％，因此导致待处理水的分配不均匀，且用于污水处理曝气生物滤池时，对曝气空气分配效果差，分配气泡直径过大。而本发明在气水分配头的分配帽部分开设两种孔，上部按大阻力开孔比开配气孔，其开孔比为0.05～0.2％，下部距离配气孔一定距离后再按中阻力开孔比开竖向气水分配缝，其开孔比为0.2～0.8％。

该滤头工作时，空气主要通过气水管上的小孔、狭缝进入气水管，水则主要通过过滤区上的横向进水缝进入气水管，气水管内的空气和水则通过气水管上端，位于气水分配帽内的气水过流带进入气水分配头内。

用于污水处理曝气生物滤池等需要曝气的上向流滤池条件下，当滤池曝气的小风量运行时(气水比2～4)，气水分配帽上部布满空气，上部小孔单独实现曝气空气分配，因小孔采用了大阻力开孔比开孔方式，且孔径小，因此曝气空气能够实现小气泡的分配效果，提高氧的转移效率，得到远高于普通滤头的曝气效果；下部竖向缝实现待处理水的分配，由于该竖向缝采用了中阻力开孔方式，与普通滤头的小阻力开孔方式相比，能够大大提高待处理水的分配均匀性，提高滤池的处理效果。当曝气生物滤池反冲洗时，由于冲洗空气量较大(气水比8～10)，上部小孔不足以单独实现冲洗空气分配，一部分空气将通过下部竖向缝进行分配，冲洗水主要仍是通过下部竖向缝进行分配，均可实现分配的均匀性。

该滤头用于不曝气的普通上向流滤池时，滤池运行中没有曝气环节，滤池正常运行时，待处理水通过气水分配帽上的小孔和竖向缝同时进行分配，小孔和竖向缝总的开孔比不大于1.0％，远低于普通滤头1.8％的开孔比，因此较普通滤头而言，能得到更好的待处理水分配效果；当滤池进行反冲洗时，该滤头对冲洗空气、水的分配情况与用于曝气生物滤池情况相同。

附图说明

图1为本发明典型实施例结构示意图；

图2为图1实施例的分解图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明。

参照图1～2，典型实施例滤头包括气水分配头和气水管，气水分配头位于气水管上部，并与气水管1连通。

图中气水分配头为中空圆台形，它包括气水分配帽7和固定环11，固定环11内有内螺纹，固定环11螺接于气水管1上部外螺纹6处，气水分配帽7安装于固定环11与气水管1的上顶盖之间，气水管1上端位于气水分配帽7内的部分开有若干气水过流带10。气水分配帽7上部按大阻力开孔比开设若干直径为0.35～3.5mm的配气小孔8，配气小孔开孔比为0.05～0.2％，下部按中阻力开孔比开设若干宽度为0.35～3.5mm的竖向气水分配缝9，竖向气水分配缝开孔比为0.2～0.8％，所有配气小孔和气水分配缝的面积之和为气水管1横截面积的0.1～0.5倍。气水分配帽7上部也可按大阻力开孔比开设若干宽度为0.35～3.5mm的窄缝，窄缝开孔比为0.05～0.2％。

气水管1下端设有进水滤网管2，在该进水滤网管上，按中间气水管1横截面积1.0～1.5倍的总面积，横向开若干列宽度为1～3mm的横向进水缝3，上向流滤池运行时，待处理水主要即是通过横向进水缝3进入滤头气水管，横向进水缝3可避免生物滤池运行时污水中的某些杂物堵塞滤头。

在进水滤网管2的上部一定距离处开有气水调节狭缝4，于该气水调节狭缝4上部一定距离处开进气小孔5。在上向流滤池运行曝气和反冲气洗时，空气将主要通过气水调节狭缝4进入滤头气水管内，而进气小孔5主要是起到在空气层形成初期调节压力，以及滤池停运时排出余气的作用。

在气水管1下段的气水调节狭缝4上边可以间隔开设两个进气小孔5，两个进气小孔和气水调节狭缝4位于气水管上与气水管的中轴线平行的一条竖直线上。

上述进水滤网管2和气水管1是注塑成型的整体件。气水分配帽7和固定环11也是塑胶件。

上述进水滤网管2也可以是一个独立的管状部件，其下端封闭，管壁上间隔开若干宽度为1～3mm的横向进水缝3，横向进水缝的总面积为气水管横截面积的1.0～1.5倍，上口端有螺纹部，用于和气水管螺接。

在一较优实例中，进水滤网管2上间隔开若干宽度为2mm的横向进水缝3，所有横向进水缝3的总面积最好为气水管1横截面积的1.1～1.2倍。

气水分配头之气水分配帽7上部开若干直径为2mm的配气小孔8，配气小孔开孔比为0.2％，下部开宽度为3.5mm的竖向气水分配缝9，气水分配缝的开孔比为0.6％，所有配气小孔和气水分配缝的面积之和为气水管1横截面积的0.4倍。

本发明的气水分配头中，气水管1上端位于气水分配帽7内的部分开有若干气水过流带10，进入气水管1内的空气和水就是通过该气水过流带10进入气水分配帽7内，气水分配帽7上部的配气小孔8和下部的竖向气水分配缝9都是为了实现曝气空气、冲洗空气、待处理水和冲洗清水的分配而设置。

在曝气生物滤池等需要曝气的上向流滤池运行曝气时，气量较小的曝气空气(气水比2～4)通过气水分配帽7上部的大阻力配气小孔8配出，可得到足够小的气泡，提高氧的转移效率，满足生物滤池充氧的需要，待处理水通过气水分配帽7下部的中阻力气水分配缝9配出，实现均匀的分配。

当曝气生物滤池反冲洗时，气量较大的冲洗空气(气水比8～10)同时通过配气小孔8和气水分配缝9的一部分进行分配，冲洗水主要通过分配缝9进行分配。

在不需要曝气的普通上向流滤池运行时，待处理水通过气水分配帽7上的配气小孔8和分配缝9同时进行分配；滤池冲洗时，冲洗空气同时通过配气小孔8和分配缝9的一部分进行分配，冲洗水主要通过分配缝9进行分配。

综上，本发明用于上向流滤池的滤头，仅采用一套滤头设备即可同时实现上向流滤池待处理水、曝气空气、冲洗空气和冲洗清水的均匀分配，并得到满足需要的分配效果，降低曝气上向流滤池的设备投资，提高运行稳定性。

Claims (6)

1.一种用于上向流滤池的滤头，包括气水分配头和与之连通的气水管，气水管上段有外螺纹，其特征是：

所述气水分配头为中空圆台形，上部按大阻力开孔比开设若干配气孔，配气孔开孔比为0.05～0.2％，下部按中阻力开孔比开设若干宽度为0.35～3.5mm的竖向气水分配缝，竖向气水分配缝开孔比为0.6～0.8％，所有配气孔和气水分配缝的面积之和为气水管横截面积的0.1～0.5倍；

气水管下端设进水滤网管，进水滤网管上开若干宽度为1～3mm的横向进水缝，横向进水缝的总面积为气水管横截面积的1.0～1.5倍；在进水滤网管的上方一定距离处开有气水调节狭缝，于该气水调节狭缝上方一定距离处开进气小孔。

2.根据权利要求1所述的用于上向流滤池的滤头，其特征是：所述进水滤网管是一个独立的管状部件，其下端封闭，管壁上间隔开若干宽度为1～3mm的横向进水缝，横向进水缝的总面积为气水管横截面积的1.0～1.5倍，上口端有螺纹。

3.根据权利要求1所述的用于上向流滤池的滤头，其特征是：所述进水滤网管和气水管是注塑成型的整体件。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于上向流滤池的滤头，其特征是：所述气水分配头包括气水分配帽和固定环，固定环螺接于气水管上部，气水分配帽安装于固定环与气水管的上顶盖之间，气水管上端位于气水分配帽内的部分开有若干气水过流带。

5.根据权利要求4所述的用于上向流滤池的滤头，其特征是：所述固定环内有内螺纹，固定环螺接于气水管上部外螺纹处。

6.根据权利要求1或2或3所述的用于上向流滤池的滤头，其特征是：在所述气水管下段的气水调节狭缝上边间隔开两个进气小孔，两个进气小孔和气水调节狭缝位于气水管上与气水管的中轴线平行的一条竖直线上。

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