CN101610825A

CN101610825A - 低运行水头增泽砂过滤器

Info

Publication number: CN101610825A
Application number: CNA200780049256XA
Authority: CN
Inventors: 戴维·H·曼兹
Original assignee: Oasis Filter Ltd
Current assignee: Oasis Filter Ltd
Priority date: 2007-01-03
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2009-12-23
Anticipated expiration: 2027-06-01
Also published as: CO6180455A2; WO2008080214A1; ES2527917T3; US20100072118A1; EP2114545B1; CN101610825B; PL2114545T3; CA2670393A1; EP2114545A4; HK1134797A1; CA2670393C; EP2114545A1

Abstract

本发明涉及一种低运行水头增泽砂过滤器，包括：(a)多层介质床，具有小、中和大碎石英；(b)未处理水入口系统；(c)下排水系统；(d)过滤水收集和出口系统；和(e)回冲水入口、收集和虹吸出口系统。

Description

低运行水头增泽砂过滤器

技术领域

本发明涉及一种新型的低运行水头增泽砂过滤器。

背景技术

砂过滤的传统或常规设计是在许多大规模应用中令人满意且有效的水处理解决方案。但是，为了迎合越发苛刻的水处理规章，对于它们的准确操作以获得所需性能的这种要求通常导致过度资本和运作上的经济负担。操作复杂、产生过量废水或使用化学制剂的水处理设备由于难以适当地管理和进一步的复杂废水处而不令人满意。复杂的水处理设备需要很多熟练的设施操作工，这在许多情况下下并不可行且难以负担。

在2000年9月26日授予David H.Manz的U.S.专利No.6,123,858披露了一种新型间歇慢速砂过滤器和使用该间歇过滤器的方法。更具体地，该发明涉及一种新型的甚至在间歇操作时也有效、可以周期性地被清洁而不干扰间歇过滤器的作用的慢速砂过滤器。该慢速砂过滤器设备包括具有上部和下部的容器；在容器上部中的水入口，水入口连接至水源；过滤材料至少填充容器的下部，过滤材料具有在水入口以下的顶表面；在过滤材料的顶表面上的去污层；在容器的下部中的水出口，在过滤材料的顶表面以下；和上部中的水位保持装置，将容器上部中的水保持在过滤材料顶表面上方的保持水位处，保持水位是(1)足够深的保持水位(从水入口落到容器中的水顶面的水并不明显干扰去污层)；和(2)足够浅的保持水位(使得来自水位以上的空气的氧通过水扩散并到达去污层，以使得即使没有通过水入口的水流，去污层也能保持在仍能使用的状态)之间的平衡。

生物砂滤水器(Biosand Water Filter：BSF)在题为“New Horizons for SlowSand Filtration”的论文中有详细描述。BSF是一项被授予专利的滤水技术，其从传统慢速砂、快速砂和压力砂过滤器的经验和广泛的评估中得来。BSF是慢速砂过滤的一种有效、紧凑、简便和低成本的变化例，所述慢速砂过滤在质量处理解决方案需要以最小成本提供并且简便手动操作和清洁的不方便的情况下特别有用。因此，容量在20升/小时到120000升/小时范围的300000个BSF在超过70个国家中得到使用。

相关现有技术的前述例子和与之相关的限制的目的是示例性的而非排他性的。在阅读本说明和研究附图之后，相关的现有技术的其它限制将对本领域的技术人员显而易见。

发明内容

以下实施例及其方面结合系统、工具和方法描述并示出，这些系统、工具和方法是示例性和说明性的，并不在范围中限制。在各个实施例中，上述问题的一个或多个被减小或消除，而其它实施例涉及其它改进。

本发明涉及一种低运行水头增泽砂过滤器，包括：(a)五层介质床，具有小、中和大的碎石英；(b)未处理水进入系统；(c)下排水系统；(d)被过滤水收集和排出系统；和(e)回冲水进入、收集和虹吸排出系统。

除了上述示例性方面和实施例，其它方面和实施例将参考附图和研究以下描述而变得显而易见。

附图说明

在所参考的附图中示出了示例性实施例。在此披露的实施例和附图意图被视为示例性而非限制性的。

图1示出了具有系统元件和水流的低运行水头增泽砂过滤器的俯视图。

图2示出了图1的过滤器A’-A的横截面。

图3示出了原水进入系统的正视图。

图4示出了过滤水收集和排出系统(立管)的正视图。

图5示出了回冲水进入系统的正视图。

图6示出了回冲水收集和虹吸排出系统的正视图。

具体实施方式

通过以下描述，阐述了具体细节以便为本领域的技术人员提供透彻的理解。但是，没有详细显示或描述已知元件，以便避免不必要地干扰本公开内容。相应地，本说明和附图仅是示例性的，而不是限制性的。

有必要回顾普遍使用的砂过滤技术的重要特性，以便了解本申请披露的和在权利要求中的低运行水头增泽砂过滤器(Low Operating Head PolishingFilter：LHPF)的优点。

快速砂过滤器和压力砂过滤器

快速砂过滤器和压力砂滤水器二者(当滤床(filter bed)中的介质由超过一种材料或者两种或更多材料制成时，通常称为多介质过滤器，所述材料诸如是石英、无烟煤(anthracite)或石榴石砂)通常在水处理厂中的增泽过滤器(增泽过滤器：polishing filter)。快速砂过滤器已经应用了超过100年。快速砂过滤器和压力砂过滤器经常用作传统市政水处理系统的一部分，其中，预处理通过向水添加凝结剂实现，由此，允许絮凝物的形成，这些絮凝物捕获非常小的颗粒(包括寄生包囊和卵囊)和一些溶解的有机和无机化合物。包含絮凝物的水然后被送至净化器或处置盆，在该处絮凝物被处理出来。“被净化的水”然后送至快速砂过滤器(控制相对简单)或压力砂过滤器(控制较为复杂)，以便在消毒之前进行最终的增泽处理。

使用快速砂过滤器或压力砂过滤器来去除少量氧化铁或氧化锰是不普遍也不实际的，因为容纳这些金属的絮凝物经常太小而难以被高效地捕获。能吸收铁和锰具有亲和力的其它类型过滤介质——如被成为绿砂(greensand)的天然沸石——被普遍使用。这些介质不需要化学再生并且在该过程中出产生了大量化学带电废水。

快速砂过滤器为重力操作的砂过滤器；即，未处理水的表面没有加压来提供导致水移过过滤器所必要的力。在操作期间，所需的过滤力通过过滤介质上的一定深度的水提供，通常为一米或更多。在操作期间，快速砂过滤器类似于游泳池。快速砂过滤器通常具有深的多层和多材料介质床(mediabed)，大多数介质床均与非常大量和通常大规模的下排水系统(underdrainsystem)相互接口连接，该系统还用作在回冲(backwash)过程中使用的较大量处理水的入口和分配。快速砂过滤器趋于在结构上非常大。

压力砂过滤器总体上容纳于封闭的容器中，该容器被特定设计用于承受在压力下运行时所带来的力。压力砂过滤器与快速砂过滤器相比非常紧凑。与快速砂过滤器类似，压力过滤器包含不同尺寸和材料制成的多层介质。压力过滤器通常使用非常紧凑的下排水/回冲系统。当它们没有填充有介质时，压力砂过滤器在质量上相对较轻，并容易运输。一旦过滤器被开发出来则添加介质，并且附连必要的管路。大容量的压力过滤器直径可以是几米。

压力砂滤水器和快速砂过滤器二者迫使水通过过滤器。微粒材料在滤床的窄范围内被捕获，这取决于其设计，直到在介质内不再有任何位置用于微粒捕集。此时，仍包含不期望有的微粒材料的水被迫使完全通过过滤器，且过滤器表现出被称为“穿透(breakthrough)”的现象。通过过滤水浑浊度的增加可以检测到穿透(使用联机浑浊度计和报警器，被处理水被连续地监视)。在穿透发生前或被观察为将要开始，利用非常猛烈的回冲过程，快速砂过滤器和压力砂滤水器被清洗。空气和水进行冲刷，并且通常，机械耙(rake)可以用于辅助清洗过程。水回冲过程持续直到被产生的废水变干净。过滤器然后送回以用于生产并与送到废弃物(waste)的生产水(productionwater)操作，直到被产生的水展现出足够低的浑浊度。那时，被产生水被送到被处理水贮存器。由快速砂过滤器和压力砂滤水器在回冲过程期间产生的废水的体积很大。在回冲期间，滤床中的介质分层，其中最细和最轻材料集中在顶部。如果在过滤前的回冲过程或预处理没有仔细执行，则过滤介质会被破坏(泥球的形成、短路、细小物的冲刷等)。如果使用凝结剂和其它絮凝物产生剂或捕获增强化合物，则在清洗期间产生的废水会具有处置问题(disposal problem)。

用于快速砂过滤器和压力砂滤水器二者的介质床的最小特性由American Water Works Association规定。无论如何，在定制设计方面仍存在相当大的可能。利用代表最终设计和操作环境的实验设施可以评价和确认最显著的快速砂过滤系统的最终设计，有时也可以评价和确定压力过滤系统的最终设计。

传统慢速砂过滤器和生物砂滤滤水器

传统慢速砂过滤器(SSF)和最近的生物砂滤滤水器(BSF)(慢速砂过滤器的一种重要变化)由于它们从水中去除非常小的无机物和有机物、有生命体和无生命微粒材料的能力而为人所知。无机物质包括所有各种悬浮材料，包括砂、淤泥、絮凝胶体材料与氧化铁和氧化锰以及被它们吸附的任何物质(包括砷)。有机物质包括寄生虫、细菌和病毒形式的病原体。过滤器以这样一方式操作：即，过滤器在介质床的表面处发展了生物膜层(biolayer)或去污层。在至少150年前，去污层的去除特性就已知了。慢速砂过滤器和BSF的性能标准直接归因于它们的低表面负载率，大约为快速砂过滤器和压力过滤器的十分之一或更小，还归因于表面床的低运行水头和细粒度材料。因而，慢速砂过滤器包括的表面面积是具有类似表面负载的快速砂过滤器的表面面积的10倍或更多。BSF可以包括的表面面积是具有类似表面负载的快速砂过滤器的表面面积的5倍到10倍。慢速砂过滤的主要限制是，一旦在其表面处的孔被堵塞到通过过滤器的水流减小到不能接受的程度时存在清洗滤床方面的困难。通过以在原位清洗堵塞表面层的能力来代替去除堵塞表面层的过程，换句话说，通过使用温和的逆流和表面振荡以及将介质表面上的水(此时包含被捕获材料)倒浇到废弃物而使捕获在介质表面中的材料重新悬浮，BSF克服了传统慢速砂过滤器的清洗限制。因为传统的慢速砂过滤器难以清洗，并不推荐将它们用于过滤浑浊度大于20NTU的水或包含氧化铁和氧化锰的水。通过提供简单、容易执行的清洗系统，BSF克服了这些限制。但是，随着过滤器接近在从小到大的市政应用中的规格，被BSF使用的清洗系统的安装变得更加复杂和昂贵。

在通常的慢速砂过滤器中的介质床通常包括具有有效尺寸(effectivesize)d₁₀为0.35mm或更小且均一性系数(uniformity coefficient)为3.0或更小的材料。一般认为，d₁₀和均一性系数越小，过滤介质性能越好。还需要的是，过滤介质满足American Water Works Association(AWWA)对于硬度和纯度的标准，AWWA-B-100，其是一般通过使用碎且被洗过的石英或类似材料而实现的要求。重要的是，过滤介质不具有由软页岩或泥石(mud stone)制成的具有很多氧化金属的颗粒。AWWA规定了滤床的大约0.6m的最小深度，其不包含下排水材料，虽然没有文献或研究数据支持更深的“最小”床的使用。传统的慢速砂过滤器使用大于1.0米的床以允许多次“清洗”。在需要滤床的床重新设置(re-bedding)或“去顶部(topping-up)”之前，每次清洗去除多至5cm。0.6m的深度从历史方面讲归因于病毒灭活所需的最小深度，虽然这从未结论性地确定。当水在过滤之后的消毒时，通常获得100％的病毒或细菌杀死或灭活。如同在利用凝结、净化以及快速砂过滤或压力过滤的传统水处理时所获得的那样。在北美需要将氯添加到被处理水(或不需要处理的水)中，达到在被供应的社区中的所有使用点处检测到最小残余氯浓度的程度。重要的是需注意，所有难以被氯化作用杀死或灭活的病原体——诸如鞭毛虫和隐孢子虫的包囊和卵囊——必须被去除。该任务容易通过慢速砂过滤技术执行，但对于使用快速砂过滤技术或压力砂过滤技术的处理系统存在一些困难。慢速砂过滤没有展示出不充分过滤的原水(raw water)的“穿透”。并且，快速砂过滤器和压力砂过滤器需要在使用后以一方式“产生到废弃(produce to waste)”，这是操作过滤器的惯例，其中，该方式是被产生的水被送去处置或废弃物，直到它们捕获足够多材料以增强它们产生一定质量的水的过滤能力——该一定质量的水能假定被确定地认为是包含卵囊或包囊或病原体生物体。慢速砂过滤器从它们被放回到操作中那刻起就能展现出它们的去除无机悬浮颗粒的能力，虽然传统慢速砂过滤器需要几天来重新建立它们去除细菌和病毒的能力。因为BSF介质在原位清洗，而从不丧失它们去除细菌和病毒的能力。

低运行水头增泽砂过滤器(LHPF)

根据本发明的低运行水头增泽砂过滤器(LHPF)是重要的改进，并且来自于在资本和操作源受限的情况下对提供小规模水处理设施的、有效的、物理上简单且操作容易和鲁棒的低成本水处理解决方案的需求。LHPF将生物砂滤滤水器(BSF)的水处理能力和与快速砂过滤器及压力砂过滤器相关联的清洗方面的方法及明显便利性相结合。(水增泽(water polishing)是指过滤器从水中去除非常小的颗粒的能力。)LHPF的设计消除了过量体积废水的生产，也消除了对化学物质的使用和过量预处理的需要。

低运行水头增泽砂过滤器(LHPF)的设计展现出慢速砂过滤或BSF的相同微粒去除能力，但结合有独特的原位清洗系统(clean-in-place system)，该系统具有如压力砂过滤器中所使用的那样的设计和操作简便性(不需要快速砂过滤器的大的下排水和回冲系统特性)，和与BSF技术相关的非常小量的废水的产生。并且，当与传统慢速砂过滤以及快速砂过滤和压力砂过滤相比，LHPF的设计、构造、承装和操作相当简单和廉价。

图1示出了具有系统元件低运行水头增泽砂过滤器和水流动的俯视图。回冲水收集管、下排水系统、过滤器的垂直外侧壁、扩散盆、用于回冲水的虹吸出口、用于未被处理水和回冲水到废弃物的管道、用于被处理水源到回冲水进入供应系统的管道、被处理水到储存器的管道以及立管和回冲水进入供应系统的管道通过方框和引线示出。

图2示出了图1的过滤器A’-A的横截面。原水进入系统、过滤器的底壁和壁的、回冲水收集部和排出系统、由顶部的两个过滤层和底部的三个下排水层构成的过滤介质以及下排水系统通过方框和引线示出。

图3示出了原水进入系统的正视图。进入管、扩散盆、浮阀(float valve)、原水进入控制阀、用于原水源的管道以及过滤器的垂直外侧壁和底壁通过方框和引线示出。

图4示出了过滤水收集部和排出系统(立管)的正视图。包括附连至三通连接部(tee connection)顶部处的下排水部分的被过滤水排出系统的整个部分在内的竖管、空气/真空释放阀、被过滤水流量(flow rate)调节阀、回冲水隔离阀、被过滤水控制阀、用于被过滤水到存储器的管道、到回冲水进入系统的三通连接部、用于下排水/被过滤水收集系统的管道以及过滤器的垂直外侧壁和底壁通过方框和引线示出。

图5示出了回冲水进入系统的正视图。过滤器的垂直外侧壁和底壁、用于下排水部分的管道、对竖管的连接部和用于用来回冲的被处理水源的管道通过方框和引线示出。

图6示出了回冲水收集和虹吸排出系统的正视图。虹吸排出、废水流动控制阀、废水流动操作阀、用于废物处置的管道以及过滤器的垂直外侧壁和底壁通过方框和引线示出。

设计特征

LHPF的设计并入与生物砂滤滤水器相关的所有处理和结构优势，并具有与压力砂过滤器的清洗相关的简单和方便。

LHPF使用独特的具有过滤特性的滤床，这些过滤特性与BSF相同或更好，但它们消除了被BSF用来在清洗期间分解(break up)介质床的表面刮器(surface scraper)。LHPF还并入与压力过滤器中使用的下排水和回冲系统类似的下排水和回冲系统。

LHPF中过滤水的流动利用直接连接至过滤下排系统的“堰型(weir-type)”排出系统(排出立管)控制。该构思与传统慢速砂过滤器和BSF所用的类似。排出立管的使用确保滤床不会脱水；允许空气进入介质床的可能性和仅能通过启动回冲周期解决的气结(air binding)风险。来自过滤器(通常由管理局(regulatory authority)指定)的最大流动在过滤器起动(commission)期间通过过滤水流量调节阀的设置和调整而建立，该阀在过滤器操作期间不使用。在正常操作期间，进入到过滤器的流动和水在滤床上的最大深度通过在过滤器本身内的附连至原水进入管的机械浮阀建立。进入过滤器的水流动不能超过其产量。滤床上的可允许最大水头和受限流量的组合消除了介质床的顶层压紧(compaction：压实)的风险。来自原水进入系统的水的侵蚀力(erosive power)通过让水从机械浮动受控阀进入到带孔的盆(称为扩散盆)而被消除，该盆定位在过滤器中的水的最小深度之上的一短距离处。这确保介质的表面不会被干扰(这对于慢速砂过滤器来说非常重要)。被过滤水流动的速率、滤床设计和跨过滤床的水压头(hydraulic head)的损失确保过滤器满足与执行同一处理功能的慢速砂过滤器一致的水处理预期效果。

排出系统连接至用于过滤器回冲的被处理水源。一旦确定过滤器产出不可接受地低，(可能是通过对允许观察过滤器中的水深度和出水水头的水玻璃进行观察而确定的)，过滤器产出被隔离且回冲水被允许进入下排水系统。附连至排出立管的顶部的空气真空控制阀确保过滤器产生出具有排出时低于环境压力的被处理水以及在完全回冲泵压力下进行回冲。

在一个实施例中，在LHPF中使用的介质床可以包括至少5层不同尺寸的碎石英(氧化硅)(这取决于过滤器的规模)，每个都满足American WaterWorks Association(AWWA)规定的慢速砂过滤器、快速砂过滤器或压力砂过滤器所需的材料特性。上三层使用均一的分级规格尺寸(graded size)(有效尺寸分别为0.15mm、0.35mm和1.0mm)。顶层提供大部分过滤作用。介质床的底部两层(分别为1/8至1/2英寸和1/2至1又1/2英寸)允许均匀的垂直流向上和向下在过滤进行中通过过滤层以及在回冲期间平均地将水分布在滤床的整个底部。使用碎石英而不使用石英的滚圆颗粒减小了使顶部三层流质化(fluidize)所需的回冲流量的大小。最大操作深度被选择为使得跨过滤床产生的水压头不导致滤床压紧。

可以使用其它尺寸的介质。关键问题是顶部两层必须具有小于0.35mm的有效尺寸且均一性系数必须是2.05或更低。顶层应该具有是第二过滤层的1/2或更小的有效尺寸。最细(顶)下排水层必须具有等于刚好在其上的过滤层的2倍的有效尺寸，并具有2或更小的均一性系数。最上面的下排水层下方的下排水层必须充分大以防止各层的相互混杂。本发明的关键是使顶部两层的尺寸设置为仅这两层流质化。因为这两层由明显不同尺寸的颗粒构成且具有非常低的均一性系数，它们将在每次回冲之后以几乎相同的方式沉落到床中。回冲流量被控制为使得仅这两层流质化。发生的流质化比简单的机械搅拌更猛烈。当清洗时，回冲的体积量被过滤器中的水的最大深度限制。该体积量被仔细地计算以与快速砂过滤设计领域中的传统标准相符。

LHPF的回冲仅是要将表面层(几乎所有材料在那里被收集)分解和使捕获材料重新悬浮。这与BSF类似，但与LHPF不同，快速砂过滤器和压力砂过滤器使用的回冲处理不仅使床流质化，还允许捕获材料从滤床本身中的井状部中冲刷和冲洗出。快速砂过滤器或压力砂过滤器的回冲必须足够长以确保所有捕获颗粒已经从介质的内部冲出。如果正常的回冲还不足够，可以使用机械的表面搅动。

如上所述，LHPF使用下排水系统和回冲方法，该方法与在压力砂过滤器中使用的方法非常类似，但是其远非那样范围大。这个原因是快速砂过滤器必须在低水头时使用较大的回冲水流量以使包括较大颗粒的较深介质床流质化。相对地，LHPF必须用较短时间仅流质化最上面的两层，以有效地去除和悬浮出回冲水中的捕获颗粒。当回冲水流停止时，LHPF的顶部两个流质化层垂直地瓦解为类似原始滤床的层。这是因为每层具有非常不同的有效尺寸且两层包括均一粒度的颗粒。留下的回冲水从过滤介质向上“榨”出，且清洗的介质床沉落。

在LHPF中使用的下排水系统的设计与在BSF系统中使用的根本不同。在BSF中，使用非常温和的逆流(reverse flow)(一种低流量回冲)，其不能使滤床流质化。在慢速砂过滤器中使用的介质床并不意图被流质化。在BSF中使用的逆流是要去除在过滤介质中捕获的任意气体并在介质的表面上提供足够的水以辅助捕获微粒材料的悬浮(通过搅拌介质层的表面实现)。悬浮物然后被去除且过滤器等待操作。

在回冲过程期间产生的废水利用沿过滤器的内壁定位并附连到这些内壁的带孔的管来去除。管上的孔略微朝下以避免捕获任何被流质化的介质。它们定位在介质表面上方大致10厘米或更小处(所有水不被去除)。下排水管系统的孔必须足够小以防止最底下的下排水层中的任何颗粒进入系统。带孔管附连至虹吸溢流(spillway)系统，该系统还用作紧急溢流系统。通过该系统的流量被专用废水流控制阀控制，所述阀没有将废水运至处置部分的容量大。第二废水操作阀用于替换地防止来自过滤器的水流，直到回冲完成且然后打开以辅助虹吸排空过程。在回冲完成后，同一阀被敞开地以提供紧急溢流保护。废水收集系统和虹吸排出系统以及控制方法是独特的。虽然虹吸溢道本身并不新颖，但是以包含在LHPF的设计中的方式控制和操作的虹吸溢道是新颖的。

明智的是，将整个过滤设施分为相等的一些段，这些段可以独立且成功地使用低容量分配泵来清洗并且产生能被经济地排空和处置的废水的流量和体积。

砂过滤器的比较

所有形式的慢速砂过滤在从水中去除包括寄生虫、细菌和病毒这样的小颗粒以及氧化铁和氧化锰时都非常有效，而不用与传统水处理相关联的预处理。

如果未处理水具有高浑浊度或者包含氧化铁或氧化锰，传统慢速砂过滤技术被视为不实际的。通过并入原位清洗系统，BSF克服了这种限制，该系统消除了对过滤器刮削或表面介质去除的需要。但是，被BSF使用作为其原位清洗系统一部分的机械系统的实用性被限制为通常甚至低于很小社区的要求的较低容量水处理系统。与快速砂过滤器和压力砂过滤器产生的体积量相比，传统的慢速砂过滤不产生任何废水而BSF系统产生非常少量的废水。BSF不会在清洗后丧失它们对水处理的能力。传统慢速砂过滤器在几天后恢复它们去除细菌和病毒的能力，而快速砂过滤器和压力砂过滤器必须产生废水，直到它们产生的水表现出足够低的浑浊度(以确保寄生虫包囊和卵囊被去除)。与快速砂过滤器和压力砂过滤器相比，慢速砂过滤器和BSF操作非常简单。慢速砂过滤器比快速砂过滤器或压力砂过滤器大得多(对于相同能力，表面面积至少大10倍)。传统慢速砂过滤器是BSF的表面面积的两倍。

以下表格比较了与传统慢速砂过滤器(TSSF)、生物砂滤滤水器(BSF)、快速砂过滤器、压力砂过滤器和LHPF相关的效力、物理和操作特性以及成本。

可以得出以下结论：

1、TSSF、BSF和LHPF在去除病原体方面全部非常有效。

2、所有类型的慢速砂过滤器在有或没有预处理时在去除无机或有机微粒材料方面均非常有效。但是TSSF是有限的，因为必须花费大量劳力来清洁它。

3、TSSF、BSF和LHPF不具有出穿透现象。由此，这些过滤器不能产生未被处理的水。不像快速砂过滤器和压力砂过滤器，TSSF、BSF和LHPF持续改善它们处理水的能力，直到捕获材料完全使穿过它们的水流停止。当TSSF、BSF和LHPF的能力下降到不可接受的地水平(最大产出的50％是正常的)时，它们被清洗。

4、TSSF、BSF和LHPF在去除氧化铁和氧化锰方面全部非常有效，尽管因为需要大量的劳力来清洗它TSSF不那么实用，。

5、除了具有相对较大的表面面积，LHPF和BSF结构紧凑且构造简单。由此它们的构造成本非常低。

6、TSSF、BSF、快速砂过滤器(RSF)和LHPF全部适于在大规模应用中使用。

7、BSF、加压砂过滤器(PSF)和LHPF特别适于在小规模应用中使用。

8、TSSF几乎不产生废水。BSF和LHPF仅产生小量废水。RSF和PSF产生非常大量的废水。

9、TSSF操作简单，但需要大量劳力来清洗。

10、BSF和LHPF操作和清洗简单。

11、RSF和PSF操作复杂，但清洗相对简单。

12、成功操作TSSF、BSF和LHPF所需的操作者技术水平相对较低。成功操作RSF和PSF所需的操作者技术水平很高。

13、当与RSF和PSF的操作和维修成本相比时，TSSF、BSF和LHPF的操作和维修相对总成本从低到非常低。

虽然以上描述了大量示例方面和实施例，本领域的技术人员应该意识到某些修改、替换、添加和它们的子组合。因此，所附权利要求意图被理解为涵盖所有这些修改、替换、添加和子组合，因为它们落入本发明的精神和范围内。

Claims

1、一种低运行水头增泽砂过滤器，包括：

(a)多层介质床，具有小、中和大的碎石英；

(b)未处理水进入系统；

(c)下排水系统；

(d)被过滤水的收集和排出系统；和

(e)回冲水进入、收集和虹吸排出系统。

2、如权利要求1所述的过滤器，其中，下排水系统包括多个管道。

3、如权利要求1所述的过滤器，包括带孔扩散盆，定位在介质床上方。

4、如权利要求1所述的过滤器，包括排出立管，连接至下排水系统。

5、如权利要求1所述的过滤器，其中，来自过滤器的被处理水的流动由被过滤水流量调节阀控制。

6、如权利要求1所述的过滤器，其中，在过滤介质床上方的水的深度被浮阀控制。

7、如权利要求1所述的过滤器，其中，排出系统连接至被处理水源并用于过滤器回冲。

8、如权利要求4所述的过滤器，包括空气真空控制阀，附连至排出立管。