CN101423284B - 上向流滤池的反冲洗方法及反冲洗配水结构 - Google Patents

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Abstract

一种上向流滤池的反冲洗方法及反冲洗配水结构，其方法依次包括单水洗、气水联洗和单水漂洗三个步骤，其配水结构包括安装于滤池近底部处与滤池内滤料层下面的配水配气系统连通的进气管、原水进水管和冲洗排水管，进气管上的气阀，原水进水管上的进水阀和冲洗排水管上的第一排水阀，于滤池内滤料层上方设置冲洗用配水装置，该配水装置含若干水平设置的主管，该主管通过连接管经滤池侧壁上方与滤池一侧的清水渠连通，每根主管上均匀地设置若干配水嘴，所述主管一端封闭，另一端穿过滤池池壁连接第二排水阀至排水渠。本发明使上向流滤池的滤料清洗能力大大提高，出水水质更好，且解决了现有上向流滤池滤后出水被反冲排水污染及初滤水排放的问题。

Description

上向流滤池的反冲洗方法及反冲洗配水结构 
技术领域
本发明涉及颗粒滤料深床滤池，具体是一种用于上向流滤池的反冲洗方法及其反冲配水结构。 
背景技术
滤池是水净化应用中最主要的处理构筑物。滤池是通过池内滤料的截留和吸附作用去除水中的颗粒状悬浮杂质，当滤料截留杂质的量到了一定的程度，即达到了滤料截留的饱和量之后，就需要通过反冲洗来清洁滤料，使滤料再生可以重新应用于过滤过程。目前过滤就过滤水流方向形式可以分为上向流过滤和下向流过滤两种过滤形式。上向流滤池是待滤水从滤料下方进水、上方出水的一种过滤形式，下向流滤池是待滤水从滤料上方进水、下方出水的一种过滤形式。两种过滤形式的同一种颗粒滤料滤床由于水力筛分的作用，大粒径滤料在下部、小粒径滤料在上部的一种上密下疏的滤料布置特征。目前两种滤池均是采用从滤料下方进水进气进行气水反冲洗的反冲形式，反冲洗水从滤料上方排出。下向流滤池的主要纳污层为上方滤料层，采用目前的这种反冲形式可以将滤料层中的污物清洗的比较干净。但是上向流滤池待滤水是从滤池底部进水，滤后水从滤料层上部排出，主要的纳污层为下部滤料层，因此上向流滤池目前采用同下向流滤池相同的由下而上的反冲配水方式是不合理的，冲洗时的水要先将截留的杂质由下方较脏的滤料冲到上方较干净的滤料层后，再冲出滤料层，最后从滤床上方排出，这样一方面导致滤料层中的污物难以冲洗干净，另一方面也增大了滤池的冲洗水耗。 
目前世界上滤池滤料再生，采用最典型的三步骤反冲洗机理为：①第一步单气洗。由于滤料的碰撞摩擦作用，使粘附在滤料表面的杂质脱落；②第二步气水联合冲洗。由于滤料的碰撞摩擦和冲洗剪切的相互作用，加快了滤料的循环移动速度，使无气区的滤料得以洁净。因为气水联洗作用比单气洗时滤料循环移动的速度大大加快，因此气水联洗滤料的洁净效果大大提高；③第三步单水冲。通过水流剪切作 用进一步把脱落的杂质带出滤料层，使初滤水尽快满足水质要求。 
发明内容
本发明的目的在于解决现有上向流滤池的反冲洗方法不合理的现状，提供一种上向流滤池的反冲洗方法及反冲洗配水结构，使上向流滤池滤料冲洗更干净，水耗更低。 
为达上述目的，本发明上向流滤池的反冲洗方法，依次包括单水洗、气水联洗和单水漂洗三个步骤，其中，单水洗步骤中反冲洗水从滤料层上表面进入滤料层，冲洗后的水从滤池底部的冲洗排水管排出；气水联洗步骤中通过滤料层上方的配水装置均匀地加入反冲洗水，使反冲洗水从滤料层上表面进入滤料层，同时通过滤池底部加入反冲洗气，使反冲洗气从滤料层下表面均匀地进入滤料层，冲洗后的水从滤池底部的冲洗排水管排出；单水漂洗步骤中通过滤池底部进水，使水从滤料层下表面进入滤料层，漂洗后的水从滤料层上方排出。 
通常，单水洗1-3分钟，气水联洗3-6分钟，单水漂洗不超过15分钟。 
一种实现上述方法的反冲洗配水结构，包括安装于滤池近底部处与滤池内滤料层下面的配水配气系统连通的进气管、原水进水管和冲洗排水管，进气管上的气阀，原水进水管上的进水阀和冲洗排水管上的第一排水阀，于滤池内滤料层上方设置配水装置，该配水装置含若干水平设置的主管，该主管通过连接管经滤池侧壁上方与滤池一侧的清水渠连通，每根主管上均匀地设置若干配水嘴，所述主管一端封闭，另一端穿过滤池池壁连接第二排水阀至排水渠。 
配水装置的主管和配水管兼用于排放第三步单水漂洗中产生的漂洗水，单水漂洗时，漂洗后的水依次经过滤料层上方的配水嘴、主管后从第二排水阀排至排水渠中。 
上述反冲洗系统可应用于现有的各种上向流滤池。 
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 
(1)较容易排出滤料中的截留杂质，且可以节省冲洗水耗。 
它针对上向流滤池的待滤水(即原水)是从滤池底部进水，滤后水从滤料层上部排出，截留杂质主要位于滤料层下部，即主要的纳污层为下部滤料层的特点，首先用水自上而下冲洗滤料(即单水洗步骤)，较容易排出下部滤料层的截留杂质， 且可以节省冲洗水耗。 
(2)滤料的清洁效果更好，效率更高，且可缩短冲洗时间。 
在气水联洗时，由于采用气水异向流冲洗方式，反冲洗气自下而上穿过滤床，气泡对滤料起向上推动作用，同时反冲洗水从气泡之间均匀地自上而下穿过滤床，水流对滤料起向下推动作用，上述二个作用力不会发生在同一点上，即不会相互抵消，因此滤料的循环移动速度加快，从而加大了滤料间剪切和摩擦的剧烈程度，使滤料的清洁效果更好、效率更高。同时非通气区内的滤料，在滤料上方冲洗水的压力下不断快速向下运动填补通气区内的空位，进一步加剧滤料颗粒间的碰撞磨擦，因而可提高滤料的清洁效率、缩短冲洗时间。 
(3)气水联洗时滤料流失少。 
在气水联洗时，由于采用气水异向流冲洗方式，反冲洗滤料不易悬浮，流化作用变弱，可有效减少滤料流失。 
(4)本反冲洗系统中，配水装置的主管和配水管兼用于排放第三步单水漂洗中产生的漂洗水，使本滤料反冲洗系统结构更简洁。 
另外，本发明使上向流滤池的滤料清洗能力大大提高，出水水质更好，且滤池内滤料上方都是滤后的清水，滤料下方是未过滤的原水或冲洗后的脏水，解决了上向流滤池滤后出水被反冲排水污染及初滤水排放的问题。 
附图说明
图1为本发明实施例上向流滤池的平面俯视图； 
图2为为其A-A剖视图； 
图3为其B-B剖视图； 
图4为图2的C-C剖视图。 
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明。 
参照图1-4，本上向流滤池含池体包括滤池池体1和滤料层9，滤池1近底部设原水进水管11，滤池1一池壁近上端处设滤后出水溢流口5，溢流口5所在池壁的外侧设清水渠6，在滤料层9下方设有配水配气系统10，该配水配气系统10可以采用现有的各种配水配气系统，其目的是使过滤时原水(即待滤水)能均匀地从滤料层9下表面进入滤料层、而在反冲洗时反冲洗气能均匀地进入滤料层。本上向流滤池的反冲洗配水结构包括：安装于滤池1近底部处与滤池1内滤料层9下面的配水配气系统10连通的进气管15、原水进水管11和冲洗排水管13，进气管15上设有气阀16，原水进水管11上设进水阀12，冲洗排水管13上设有第一排水阀14，并于滤池1内滤料层9上方设置配水装置，该配水装置含两根水平设置的主管2，两根主管2分别通过两根连接管4经滤池1侧壁上方与滤池1一侧的清水渠6连通，每根主管2上与滤料层9平行的方向均匀地设置若干配水嘴3，每根主管2一端均封闭、另一端均穿过与溢流口5相对的滤池池壁伸入该池壁外的排水渠8内，并在每根主管2伸出滤池池壁的管段上设第二排水阀7。
本实施例中配水装置有两根主管2，两根主管2分别设置于靠近滤池1两侧壁处(即主管2全部露于滤池池壁外)且其长度与滤池的长度相适配，每根主管2上均匀分布有若干与滤料层9平行的短管式配水嘴3以实现反冲洗水的均匀配水。实际应用中，主管上的配水嘴也可以是设置于主管上的若干孔。也可以将主管2全部嵌于滤池池壁内，只让其上的短管式配水嘴3露于池壁外，还可以将主管2部分嵌于滤池池壁内、使其上的配水嘴3露于池壁外。还可以根据滤池的大小设置多根主管以使气水联洗时能将水更均匀地输入滤池内。 
在反冲洗时，可以用虹吸的方式将清水渠6中的水通过配水装置加入滤池内，也可以加装水泵，用水泵将清水渠6中水泵入配水装置进而加入滤池内。当采用虹吸方式时，配水装置中连接主管2和清水渠6的连接管4采用虹吸管，该配水装置还需包括一个用于使所述虹吸管形成虹吸和破坏虹吸的辅助虹吸系统。 
配水装置的主管2以及配水嘴3应在滤后出水溢流口5的下方，通常主管2与滤料层9上表面的距离为100-300mm。 
下面以本上向流滤池的实际工作过程为例对本发明作进一步说明： 
当滤池正常运行时，安装在原水进水管11上的自动进水阀12开启，第一排水阀14、第二排水阀7和进气阀16均保持关闭。待滤水经进水管11进入滤池，并经配水配气系统10由下方进入滤料层9进行过滤，过滤后的水通过靠近滤池上端处的溢流口5流入清水渠6内，正常运行一段时间后，滤料层9截留了较多的污染物杂质，需要进行冲洗，使滤料再生。滤料冲洗过程依次采用单水洗、气水联洗、单水漂洗三个步骤，具体冲洗过程如下： 
1、单水洗：关闭原水进水管11上的自动阀门12，停止进水，打开第一排水阀14(即冲洗排水管13上的自动阀门)将滤池内的水位放至滤料层上方的配水装置的主管2的顶部处。单水洗时间约为1～3分钟。 
2、气水联洗：第一排水阀14保持打开状态，打开进气管15上的气阀16，使反冲洗气通过滤料层下的配水配气系统10均匀地进入滤料层，并使清水渠6内的清水依次通过连接管4、主管2后经配水管3均匀地从滤料层9上方进入滤池，进行气水联洗，冲洗后的水从滤池底部的冲洗排水管13排出，该步骤中，通过控制进水或排水的流速使滤池内的水面始终高于滤料层上方的配水管而低于滤池与清水渠之间的溢流孔5。气水联洗时间约3-6分钟，一般设为4分钟。 
3、单水漂洗：关闭进气管15上的气阀16停止气洗，关闭第一排水阀14(即冲洗排水管13上的自动阀门)，并使清水渠停止向滤池上方的配水装置输水，打开第二排水阀7，并开启原水进水管11上进水阀12开始过滤进水，待滤水经配水配气系统10由下方进入滤料层9，过滤后的初滤水依次经配水嘴3、主管2、第二排水阀7后排至排水渠8中。单水漂洗时间通常不超过15分钟。当滤后水水质达到用水要求后关闭第二排放阀7，滤池内水位上升，滤后水通过出水溢流口5溢流入清水渠6内，开始新一轮的过滤。 
气水联洗时，可以采用辅助虹吸系统控制清水渠6内的水流入或停止流入滤池1内，也可以通过设置水泵等等其它方式来控制清水渠6内的水流入或停止流入滤池1内。 
本发明使上向流滤池的滤料清洗能力大大提高，出水水质更好，且滤池内滤料层上方都是滤后的清水，滤料层下方是未过滤的原水或冲洗后的脏水，同时解决了上向流滤池滤后出水被反冲排水污染的问题。 

Claims (10)

1.一种上向流滤池的反冲洗方法，其特征在于：依次包括单水洗、气水联洗和单水漂洗三个步骤，其中，单水洗步骤中反冲洗水从滤料层上表面进入滤料层，冲洗后的水从滤池底部的冲洗排水管排出；气水联洗步骤中通过滤料层上方的配水装置均匀地加入反冲洗水，使反冲洗水从滤料层上表面进入滤料层，同时通过滤池底部加入反冲洗气，使反冲洗气从滤料层下表面均匀地进入滤料层，冲洗后的水从滤池底部的冲洗排水管排出；单水漂洗步骤中通过滤池底部进水，使水从滤料层下表面进入滤料层，漂洗后的水从滤料层上方排出。 
2.根据权利要求1所述的上向流滤池的反冲洗方法，其特征在于：所述单水洗1-3分钟，气水联洗3-6分钟，单水漂洗不超过15分钟。 
3.根据权利要求1所述的上向流滤池的反冲洗方法，其特征在于：所述滤料层上方的配水装置含若干水平设置于滤池内滤料层上方的主管，该主管通过连接管经滤池侧壁上方与滤池一侧的清水渠连通，每根主管上均匀地设置若干配水嘴；通过控制进水或排水的流速使滤池内的水面始终高于滤料层上方的配水管而低于滤池与清水渠之间的溢流口。 
4.根据权利要求3所述的上向流滤池的反冲洗方法，其特征在于：所述配水装置的主管全部嵌于滤池池壁内、或者部分嵌于滤池池壁内、或者全部露于滤池池壁外。 
5.根据权利要求3所述的上向流滤池的反冲洗方法，其特征在于：所述滤料层上方的配水装置的主管一端穿过滤池池壁接至排水渠，主管的该端设有第二排水阀，在单水漂洗步骤中，漂洗后的水依次经该配水装置的配水嘴、主管、第二排水阀后排至排水渠中。 
6.根据权利要求3或4或5所述的上向流滤池的反冲洗方法，其特征在于：采用辅助虹吸系统控制清水渠内的水流入或停止流入滤池内，或者通过设置水泵来控制清水渠内的水流入或停止流入滤池内。 
7.一种实现权利要求1所述方法的反冲洗配水结构，包括安装于滤池近底部处与滤池内滤料层下面的配水配气系统连通的进气管、原水进水管和冲洗排水管， 进气管上的气阀，原水进水管上的进水阀和冲洗排水管上的第一排水阀，其特征在于：于滤池内滤料层上方设置配水装置，该配水装置含若干水平设置的主管，该主管通过连接管经滤池侧壁上方与滤池一侧的清水渠连通，每根主管上均匀地设置若干配水嘴，所述主管一端封闭，另一端穿过滤池池壁连接第二排水阀至排水渠。 
8.根据权利要求7所述的反冲洗配水结构，其特征在于：所述配水装置有两根主管，两根主管分别设置于靠近滤池两侧壁处且其长度与滤池的长度相适配，每根主管上均匀分布有若干与滤料层表面平行的配水嘴以实现反冲洗水的均匀配水。
9.根据权利要求7所述的反冲洗配水结构，其特征在于：所述配水装置的主管与滤料层上表面的距离为100-300mm。
10.采用权利要求7所述反冲洗配水结构的上向流滤池。 
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