CN102407037A - 气水反冲洗过滤池及气水反冲洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气水反冲洗过滤池及气水反冲洗方法。本发明公开了一种气水反冲洗过滤池，其特征在于：包括有安装在滤池底用于过滤集水和反冲洗配水的气水集配横管和气水集配竖管，其中气水集配横管与气水集配竖管为匹配对应设置，本过滤池还包括有用于均匀配送滤前水和排放反冲洗水的矩形水槽以及在过滤时将滤前水均匀分配到矩形水槽的进水管，在滤池下端设置有滤料层和承托层，本装置还包括有一个与气水集配竖管对应的集水槽，集水槽上设置有出水管和反冲洗进气管，所述气水集配竖管上设有进气孔，滤池侧面设置有排水槽，排水槽下接有排水管。其中反冲洗过程分三阶段进行，一阶段气冲、二阶段气水反冲、三阶段水冲。本装置使用气水集配管代替传统滤头滤板的优点还在于其安装快速简单，可以同时进行施工而不需要增加额外大型设备，且不受天气状况影响，尤其对于施工周期短的水厂，可以很迅速安装完成满足工程需求。

Description

气水反冲洗过滤池及气水反冲洗方法

技术领域

本发明涉及水厂过滤池相关领域，具体来讲为一种气水反冲洗滤池及气水反冲洗方法。

背景技术

水厂的制水工艺一般由絮凝——沉淀——过滤——消毒等组成，其中滤池是常规处理净水构筑物的最后一道工序，滤池运行的好坏直接影响水厂的出水水质。在此过程中水中的悬浮物、胶体和其他一些杂质成分被滤料吸附或间隙阻隔去除，水变得洁净。同时由于过滤的持续，滤层间容纳污物的空间逐渐变小，过滤水水头损失变大，滤出水越来越少，直至过滤失效。因此需要对滤料进行反冲洗清洁，恢复滤层过滤功能。现有的一些滤池结构复杂、安装精度要求高和土建费用大、过滤周期短，运行费用高以及滤后水水质不佳等，故需要加以改进。

发明内容

本发明的目的在于在此提供一种气水反冲洗过滤池及气水反冲洗方法，克服现有的滤池结构复杂、安装精度要求高和土建费用大、过滤周期短，运行费用高以及滤后水水质不佳，自动化程度不高以及池型面积受限、有效过滤面积小等的不足。

本发明是这样实现的，构造一种气水反冲洗过滤池，该滤池适应不同大小规模供水需求，结构土建成本低，滤后水水质好，自动化程度高，是一种通用型滤池，其特征在于：包括有安装在滤池底用于过滤集水和反冲洗配水的气水集配横管和气水集配竖管，其中气水集配横管与气水集配竖管为匹配对应设置，本过滤池还包括有用于均匀配送滤前水和排放反冲洗水的矩形水槽以及在过滤时将滤前水均匀分配到矩形水槽的进水管，在滤池下端设置有滤料层和承托层，本装置还包括有一个与气水集配竖管对应的集水槽，集水槽上设置有出水管和反冲洗进气管，所述气水集配竖管上设有进气孔，滤池侧面设置有排水槽，排水槽下接有排水管。

根据本发明所述的一种气水反冲洗过滤池，其特征在于：所述滤料层为石英砂滤料层和无烟煤或活性炭滤料层两层，无烟煤或活性炭滤料层位于石英砂滤料层上。

根据本发明所述的一种气水反冲洗过滤池，其特征在于：所述承托层为四层砾石承托层。

根据本发明所述的一种气水反冲洗过滤池，其特征在于：气水集配横管与气水集配竖管间采用法兰件连接。

根据本发明所述的一种气水反冲洗过滤池，其特征在于：其中气水集配横管由不锈钢螺栓固定。

一种上述气水反冲洗过滤池的气水反冲洗方法，其特征在于：其中反冲洗过程包括一阶段气冲、二阶段气水反冲以及三阶段水冲三阶段进行，

反冲洗一阶段：高压空气通过反冲洗进气管进入集水槽，经由气水集配竖管中的气孔进入水集配横管上部形成均匀气垫层后由气孔对滤料层滤料进行震荡和擦洗；

反冲洗二阶段：同时打开反冲洗进水管和反冲洗进气管，由空气搅动及水流剪力作用将滤层间污物带到滤料上部分冲洗水中；

反冲洗三阶段：关闭反冲洗进气管阀门以及降低进水管流量，对滤层漂洗后置换滤层中和滤层上部分的冲洗水，达到洁净滤料的目的，进而继续过滤周期

本发明的优点在于：本装置使用气水集配管代替传统滤头滤板的优点还在于其安装快速简单，可以同时进行施工而不需要增加额外大型设备，且不受天气状况影响，尤其对于施工周期短的水厂，可以很迅速安装完成满足工程需求；通用型高效气水反冲洗滤池通过改进配水槽的结构方式和高度，与V型滤池一样采用双边均匀配水过滤，同时在反冲洗时又借鉴普通快滤池利用配水渠排污，同时由于反冲洗污水受两侧水槽水流牵引力作用，自动在滤池中线形成反向分流，从而免除了扫洗工序，有效降低反冲洗耗水量；通用型高效气水反冲洗滤池采用级配双层滤料石英砂和无烟煤过滤，由于无烟煤孔隙率高和密度低，有效拦截了大量过滤水中的杂质，而石英砂精滤层则大大减轻了表层负荷。正常运行周期可达48小时以上；通用池的滤层结构还反映在反冲洗过程中的封闭式高强度冲洗，缩短冲洗时间的同时也能降低能源消耗和提高过滤效率，高强度的反冲洗使滤料洁净度更高，滤后水质更好；通用型气水反冲洗滤池采用双层结构滤料，在发生源水轻污染状况时，可采用活性炭置换滤池上层无烟煤滤层，通过活性炭吸附功能可去除过滤水中绝大部分的有机物成分，使滤后水达到水质标准。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本装置的集水集配横管安装示意图。

图3是本装置的气水集配竖管安装示意图。

图4是本装置的滤池布置图。

图5表示的是过滤的时候集水情况示意图。

图6是气水集配横管以及气水集配竖管组合结构示意图。

图7是竖向过气管和竖向过水管组合竖管示意图。

图8是气水集配横管轴测图。

图9是竖向过水管轴测图。

图10是竖向过气管轴侧图。

图11为气水反冲洗示意图。

图中：1、排水槽，2、矩形水槽，3、排水管，4、气水集配横管，5、气水集配竖管，5.1、竖向过气管，5.2、竖向过水管，6、进气孔，7、集水槽，8、出水管，9、反冲洗进气管，10、砾石承托层，11、砾石承托层，12、砾石承托层，13、砾石承托层，14、石英砂滤料层，15、无烟煤或活性炭滤料层，16、进水管， 17、过气孔，18、过水孔， 19、预埋法兰，20、固定法兰，21、连接螺栓，22、防泥罩，23、固定紧箍，24、地脚螺，25、垫块，26、高凸条，27、安全护栏。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出详细说明：

本发明提供一种气水反冲洗过滤池，目的是为了克服现有的滤池结构复杂、安装精度要求高和土建费用大、过滤周期短，运行费用高以及滤后水水质不佳，自动化程度不高等的不足。新型滤池充分吸收V型滤池、普通快滤池和翻板滤池的优点，是一种混合型高效滤池。如图1-4所示：本发明包括有安装在滤池底用于过滤集水和反冲洗配水的气水集配横管4和气水集配竖管5，滤池上端设置有安全护栏27。其中气水集配横管4与气水集配竖管5为匹配对应设置，气水集配横管4与气水集配竖管5间可以采用法兰件连接或采用其他紧固件连接。本过滤池还包括有用于均匀配送滤前水和排放反冲洗水的矩形水槽2以及在过滤时将滤前水均匀分配到矩形水槽2的进水管16。在滤池下端设置有滤料层和承托层。如图1所述滤料层为石英砂滤料层14和无烟煤或活性炭滤料层15两层，无烟煤或活性炭滤料层15位于石英砂滤料层14上。所述承托层为四层砾石承托层10-13。本装置还包括有一个与气水集配竖管5对应的集水槽7，集水槽7上设置有出水管8和反冲洗进气管9，经出水管8流入清水池。所述气水集配竖管5上设有进气孔6，滤池侧面设置有排水槽1，排水槽1下接有排水管3，排水槽1用于反冲洗污水排放或者收集回用，其中排水槽1还可作为配水渠功能。本发明采用水集配横管4、气水集配竖管5收集滤后水及分配反冲洗高压空气及冲洗水，其中在所述气水集配竖管5上设有带进气孔6，其中气水集配横管4可以采用由池底预埋不锈钢螺栓或膨胀不锈钢螺栓固定。

在这里使用双层或多层滤料，所述滤料层为石英砂滤料层14和无烟煤或活性炭滤料层15两层，其中通过无烟煤或活性炭滤料15较大的孔隙率，增大滤层截污能力，采用活性炭滤料还能吸附水体中轻微的有机物污染，确保出厂水水质。   

矩形水槽2在过滤时起到均匀布水作用，而在反冲洗时起排水作用，免去了滤池中间排水槽装置，增加了滤池有效过滤面积及增大产水量。

一种气水反冲洗过滤池的气水反冲洗方法，其中反冲洗过程分三阶段进行，一阶段气冲，二阶段气水反冲，三阶段水冲。反冲洗一阶段高压空气通过反冲洗进气管9（反冲洗进气管9外接风机）进入集水槽7，经由气水集配竖管5上的气孔6进入水集配横管4上部形成均匀气垫层后由气孔对滤料层滤料进行震荡和擦洗；反冲洗二阶段同时打开反冲洗进水管（反冲洗进水管就是出水管8）和反冲洗进气管9，由空气搅动及水流剪力作用将滤层间污物带到滤料上部分冲洗水中；反冲洗三阶段关闭反冲洗进气管9阀门以及降低进水管流量，对滤层漂洗后置换滤层中和滤层上部分的冲洗水，达到洁净滤料的目的，进而继续过滤周期。

具体原理为：该滤池在过滤时开启进水阀门（闸门），滤前水通过滤池两侧水槽分布在滤池内，由于重力原因通过滤层，水中杂质、胶体和部分有机物成分被截留和吸附在滤层中，穿透滤层的洁净水通过集配管汇集最终流入清水池。当滤层中的孔隙率受杂质堵塞而造成过滤水水头损失一定时，关闭进水阀门，此时滤池继续过滤，当过滤水液面下降到滤料上层表面约20cm时关闭出水阀门，开始进入反冲洗阶段。（2）、液位高度由安装在滤池上方的超声波液位计采集模拟信号至PLC系统，由系统控制进水阀门（闸板）和出水阀门开启或关闭。（3）、滤池反冲洗受过滤水水头损失影响，当滤层水头损失达到一定时，过滤水水位逐渐上升，至一定阶段由液位计感应到水位信号反馈PLC，由此开启反冲洗程序。（4）、反冲洗二阶段气水联合反冲时间和强度控制，以反冲洗水位上升至排水槽出口下沿后，关闭气冲阀门，同时降低反冲洗水强度，反冲洗污水随即跌入排水槽排走。（5）、反冲洗三阶段水冲将滤池内二阶段污水置换排走完后关闭排水闸板（阀门），打开进水阀门（闸板）和滤后水出水阀门，进行新一轮过滤周期。

如图6-10，气水集配竖管5由竖向过气管5.1和竖向过水管5.2组合形成，进气孔6设置在竖向过水管5.2上，气水集配横管4开过气孔17和过水孔18。气水集配横管4采用上部分为半圆、下半部分为矩形的结构。半圆与矩形的连接处开一条凹槽，所述过气孔17开在凹槽内，所述过水孔18开在矩形底部中轴线两侧。气水集配横管4下部矩形底部中轴线上有一条高凸条26，保证横管4底部过水缝隙的高度。

所述过气孔17可以采用等间距开在凹槽内，所述过水孔（18）可以采用等间距开在矩形底部中轴线两侧。

竖向过气管5.1为“D”型、竖向过水管5.2也为“D”型，两管的平面相靠，组合成一个外形为圆管的气水集配竖管5，竖向过气管5.1和竖向过水管5.2通过上部的预埋法兰19和固定法兰20固定。预埋法兰19和固定法兰20之间可以通过连接螺栓21固定。

在气水集配竖管5外的预埋法兰20下接口处装上防泥罩22。

气水集配横管4上部的半圆与下半部分的矩形之间用固定紧箍23固定，固定紧箍23通过地脚螺栓24以及垫块25形成一个整体并固定在滤池底部。其中竖向过气管5.1的出口与气水集配横管4中过气孔17等高。

Claims (6)

1.一种气水反冲洗过滤池，其特征在于：包括有安装在滤池底用于过滤集水和反冲洗配水的气水集配横管（4）和气水集配竖管（5），其中气水集配横管（4）与气水集配竖管（5）为匹配对应设置，本过滤池还包括有用于均匀配送滤前水和排放反冲洗水的矩形水槽（2）以及在过滤时将滤前水均匀分配到矩形水槽（2）的进水管（16），在滤池下端设置有滤料层和承托层，本装置还包括有一个与气水集配竖管（5）对应的集水槽（7），集水槽（7）上设置有出水管（8）和反冲洗进气管（9），所述气水集配竖管（5）上设有进气孔（6），滤池侧面设置有排水槽（1），排水槽（1）下接有排水管（3）。

2.根据权利要求1所述的一种气水反冲洗过滤池，其特征在于：所述滤料层为石英砂滤料层（14）和无烟煤或活性炭滤料层（15）两层，无烟煤或活性炭滤料层（15）位于石英砂滤料层（14）上。

3.根据权利要求1所述的一种气水反冲洗过滤池，其特征在于：所述承托层为四层砾石承托层（10-13）。

4.根据权利要求1所述的一种气水反冲洗过滤池，其特征在于：气水集配横管（4）与气水集配竖管（5）间采用法兰件连接。

5.根据权利要求1所述的一种气水反冲洗过滤池，其特征在于：其中气水集配横管（4）由不锈钢螺栓固定。

6.一种权利要求1所述气水反冲洗过滤池的气水反冲洗方法，其特征在于：其中反冲洗过程包括一阶段气冲、二阶段气水反冲以及三阶段水冲三阶段进行，

反冲洗一阶段：高压空气通过反冲洗进气管（9）进入集水槽（7），经由气水集配竖管（5）中的气孔（6）进入水集配横管（4）上部形成均匀气垫层后由气孔对滤料层滤料进行震荡和擦洗；

反冲洗二阶段：同时打开反冲洗进水管和反冲洗进气管（9），由空气搅动及水流剪力作用将滤层间污物带到滤料上部分冲洗水中；

反冲洗三阶段：关闭反冲洗进气管（9）阀门以及降低进水管流量，对滤层漂洗后置换滤层中和滤层上部分的冲洗水，达到洁净滤料的目的，进而继续过滤周期。

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