CN102949872B - 一种水过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水处理领域，公开了一种水过滤系统。本方案所公开的水过滤系统中，包含有滤料床，所述滤料床中含有颗粒材料做成的滤料，且设置有与滤料床相连接的进水泵、泥沙泵和分离机，当需要对滤料进行清洗时，既可以通过所述泥沙泵抽取滤料，并通过所述分离机采用分离技术实现对滤料和吸附在其上的杂质的分离，从而实现了对滤料的清洗，在这个过程中，所述进水泵会将待过滤的水传输至滤料床中，执行连续的过滤操作，而无需中断所述过滤操作,提高了过滤的效率，并且不需要再配备备用的水过滤设备，节省了成本。

Description

一种水过滤系统

本申请要求于2011年8月10日提交美国专利局、申请号为：61/521，914、发明名称为“MethodandApparatusforSeparationofImpuritiesfromLiquidbyUpflowGranularMediaFilters”的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别是涉及一种水过滤系统。

背景技术

在生活、生产的各个领域，经常需要对水进行过滤，以滤除水中的杂质，因此，水过滤系统就应运而生。

传统的水过滤系统包括预处理工艺设备和水过滤设备，其中，所述预处理工艺设备通过混凝、絮凝和沉淀步骤，大幅度降低水中的固体悬浮物含量，经过预处理后的水，再进入水过滤设备中进行过滤处理。传统的水过滤设备的结构如图1所示，一般选用石英砂、无烟煤或颗粒活性炭等颗粒材料作为滤料，所述滤料放置在滤池1中，并在所述滤池1的底部连接有反冲洗空气压缩机2、水泵3，当对水进行过滤时，经过预处理后的进水从上往下流经滤池1，通过与所述滤池1中的滤料相接触，进水中的杂质被滤料截留，使水得以净化。同时，在水过滤的过程中，滤料会不断被污染，滤料污染到一定程度后，会影响水过滤的效率，因而需停止所述过滤操作，对所述滤料进行反冲洗。在进行反冲洗时，所述水泵3会从预设的贮水池中抽取干净的水，从所述滤池1的底部进入以反冲洗滤料，在反冲洗的初始阶段，所述反冲洗空气压缩机2会向过滤系统提供的压缩空气,滤料在压缩空气的作用下被冲散,加上在由所述水泵3提供的干净水的作用下，以使滤料得到充分的反冲洗。在滤料床上部，会获取反冲洗废水，一般将所述反冲洗废水浓缩，再通过压力挤压或离心脱水等方式，将其进行脱水，成为泥饼，再将所述泥饼运送到垃圾场填埋，而从反冲洗废水中获取到的水，将经过进一步处理以获取净水。

通过上述公开的方案，能够实现对水的过滤。但发明人在本申请的研究过程中发现，采用上述传统的水过滤系统，当需要对滤料进行反冲洗时，必须中断过滤操作，影响过滤的效率，并且需要配备一个备用的水过滤设备，在对滤料进行反冲洗时，由所述备用的水过滤设备执行水过滤操作，而这样就无疑极大的增加了水过滤系统的成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水过滤系统，以解决现有技术中，进行水过滤时存在的成本高、效率低的问题，具体实施方案如下：

一种水过滤系统，包括：

滤料床，内部包含由颗粒材料构成的滤料；

控制器，用于将接收的输入操作，转化为相应的控制指令，所述控制指令至少包括：进水泵控制指令、泥沙泵控制指令和分离机控制指令；

进水泵，与所述滤料床底部相连接，所述进水泵用于在接收到所述控制器传输的进水泵控制指令后，将待过滤的水从所述滤料床的底部传输至顶部流出，以对所述待过滤的水进行过滤；

泥沙泵，与所述滤料床底部相连接，所述泥沙泵用于在接收到所述控制器传输的泥沙泵控制指令后，从所述滤料床底部抽取所述滤料床中混杂有杂质的滤料；

分离机，与所述泥沙泵相连接，所述分离机用于在接收到所述分离机控制指令后，对从所述泥沙泵中获取的混杂有杂质的滤料进行分离，以获取干净的滤料，并将所述干净的滤料从所述滤料床顶部投放进所述滤料床。

优选的，当所述颗粒材料为磁石颗粒时，所述分离机为：

磁铁分离机。

优选的，所述分离机包括：

基于离心原理的固液分离机。

优选的，所述分离机控制指令包括：

分离机连续运行指令、或分离机间歇运行指令。

本方案所公开的水过滤系统中，包含有滤料床，所述滤料床中含有颗粒材料做成的滤料，且设置有与滤料床相连接的进水泵、泥沙泵和分离机，当需要对滤料进行清洗时，既可以通过所述泥沙泵抽取滤料，并通过所述分离机采用基于离心原理或磁性原理的分离技术等，实现对滤料和混杂的杂质的分离，从而实现了对滤料的清洗，在这个过程中，所述进水泵会将待过滤的水传输至滤料床中，执行过滤操作，而无需间断所述过滤操作，并且不需要再配备备用的水过滤设备，节省了成本，并提高了过滤的效率。

特别的，在传统的水过滤系统中，如不经过预处理的工序，则待过滤的水中的固体悬浮物含量将大幅度增加，极大的增加反冲洗的频率，从而造成水过滤的过程频繁中断，且需要耗费大量干净的水对滤料进行反冲洗。在某些场合下，如待过滤的水含有的杂质过多，过滤获得的干净的水甚至无法满足反冲洗的水的需要，因此，在传统的水过滤系统中，需要同时配备有预处理工艺设备。而本申请中，由于无需停止过滤操作，对滤料进行清洗，而是可以在过滤过程进行的同时对滤料进行清洗，因而，本发明只需根据待过滤的水的水质，以及过滤后出水的水质要求，适当调节泥沙泵和分离机抽取滤料、分离滤料和杂质的数量、时间及频率即可，而不需要再进行预处理工序，因而减少了配备预处理工艺设备的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术公开的一种水过滤系统的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种水过滤系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种水过滤系统，以解决现有技术中在对水进行过滤时，所具有的过滤过程不连续，因而过滤效率低，且成本高的问题，能够实现高效、连续的过滤，具体实现方案如下：

参见图2所示的结构示意图，所述水过滤系统包括：滤料床4、控制器5、进水泵6、泥沙泵7和分离机8，其中，

所述滤料床4，内部包含由颗粒材料构成的滤料，用于对水进行过滤。另外，所述滤料床4中还可以包括混凝剂，所述混凝剂指的是在水净化过程中加入的一类化学药剂，能够加速水中胶体微粒的凝聚和絮凝，使其成为较大的颗粒，在所述滤料床4中添加混凝剂，有利于提高过滤效率。

所述控制器5用于将接收到的输入操作，转化为相应的控制指令，所述控制指令至少包括：进水泵控制指令、泥沙泵控制指令和分离机控制指令。具体实施时，所述控制器5可以采用可编程逻辑控制器，或者采用其他设备实现对各个部件的控制。

所述进水泵6，与所述滤料床4底部相连接，并和所述控制器5通过线路相连接，所述进水泵6用于在接收到所述控制器5传输的进水泵控制指令后，将待过滤的水从所述滤料床4的底部传输至顶部流出，以对所述待过滤的水进行过滤。传统的水过滤设备，是将待过滤的水引入滤池上部，依靠重力的作用，使水流经所述滤池，实现对水的过滤，从所述滤池下部获取到过滤完成的水。但在这种情况下，顶部的滤料先变脏,将滤料堵塞,从而无法充分利用滤池底部的滤料，需要终止过滤过程，对滤料进行反冲洗。因而，本方案中设置了进水泵6，所述进水泵6依靠压力的作用，将待过滤的水从所述滤料床4的底部传输至顶部，以对所述待过滤的水进行过滤。

所述泥沙泵7与所述滤料床4底部相连接，并和所述控制器5通过线路相连接，所述泥沙泵7用于在接收到所述控制器5传输的泥沙泵控制指令后，从所述滤料床4的底部抽取所述滤料床4中混杂有杂质的滤料。鉴于所述进水泵6将待过滤的水从所述滤料床4的底部传输至顶部流出，则在过滤的过程中，底部的滤料先变脏，因而，由所述泥沙泵7从所述滤料床4的底部抽取所述滤料，以便能够先清洗最先变脏的滤料，使所述滤料床4上部的滤料能得到充分的利用。

所述分离机8与所述泥沙泵7相连接，并和所述控制器5通过线路相连接，用于在接收到所述控制器5传输的所述分离机控制指令后，对从所述泥沙泵7中获取的混杂有杂质的滤料进行分离，以获取干净的滤料，并将所述干净的滤料从所述滤料床4顶部投放进所述滤料床4。在实际操作时，可以通过所述分离机8，分离所述滤料和杂质，具体的分离方式可以采用磁性分离技术进行分离，或者采用其他分离技术，如基于离心原理的固液分离技术实现所述滤料和杂质的分离。在分离完成后，所述滤料依靠重力作用，被投放进所述滤料床4，从而使得所述滤料床4内的滤料保持洁净。

本发明所公开的水过滤系统，包含有滤料床，所述滤料床中含有颗粒材料做成的滤料，且设置有与滤料床相连接的进水泵、泥沙泵和分离机，通过进水泵，使待过滤的水从滤料床底部流经滤料，实现对水的过滤，同时，在过滤的过程中，需要对滤料进行清洗时，泥沙泵会抽取所述滤料床中的滤料，并通过分离机将滤料和其中混杂的杂质进行分离，以获取干净的滤料，并将所述干净的滤料投放至所述滤料床中，从而实现了对滤料的清洗。在这个过程中，所述进水泵会将待过滤的水传输至滤料床中，执行过滤操作，而无需间断过滤操作，从而实现了连续、高效的水过滤过程，提高了过滤的效率。同时，由于不需要再配备备用的水过滤设备，有效节省了成本。

另外，由泥沙泵抽取滤料，并由分离机对所述滤料和其中混杂的杂质进行分离的频率，可以根据具体的应用场合进行调节。例如，如果待过滤的废水中，含有的悬浮物质或其他污染物较多时，可以适当提高频率，甚至连续不间断的对滤料进行清洗；如果废水的水质较好，其中的悬浮物质及其他的污染物含量不高的话，则可以降低对滤料的清洗频率。其中清洗的频率，可以通过控制器进行设置，也可以在每次需要清洗时，由工作人员通过对控制器的操作实现对滤料的清洗。具体来说，所述分离机控制指令包括：分离机连续运行指令、或分离机间歇运行指令，通过所述分离机连续运行指令，能够控制分离机连续运行；通过所述分离机间歇运行指令，能够控制分离机间歇性运行，从而实现对滤料清洗频率的控制。

本发明所公开的水过滤系统中，当所述颗粒材料为磁石颗粒时，所述分离机为：磁铁分离机。在磁铁分离机中，磁石颗粒与吸附在上面的污染物，依靠磁性的作用实现分离。所述磁铁分离机中设置有磁铁，磁石在磁力的作用下，被吸附在所述磁体上，而所述污染物由于不具有磁性，所以不会被磁铁吸着，这种情况下，磁石颗粒所做的滤料，就和截留在其上的污染物分离开来，实现了对滤料清洗。

当然，本发明所公开的水过滤系统中，也可以采用其他形式的分离机，例如，所述分离机可以选用离心分离机，通过离心分离技术，实现对滤料和杂质的分离。

同时，本发明所公开的水过滤系统，还包括：污水处理装置，所述污水处理装置与所述分离机8相连接，用于接收所述分离机8在分离所述滤料后获取的废水，并将所述废水进行浓缩、脱水处理。一般来说，可以将分离所述滤料后获取的废水进行浓缩，再通过压力挤压或离心脱水等方式，将其进行脱水，成为泥饼，再将所述泥饼运送到垃圾场填埋，脱水后剩余的水则作为待过滤的水，经过进一步处理，如经本方案所公开的过滤系统进行过滤后,可以获取净水。

另外，在传统的水过滤设备中，还需要配置预处理工艺设备，所述预处理工艺设备通过混凝、絮凝和沉淀的步骤，大幅度减少水中的固体悬浮物，经过预处理后的水，再进入水过滤设备中进行过滤处理。如不经过预处理工序，则进水中的固体悬浮物含量将大幅度增加，从而极大增加反冲洗的频率，造成水过滤的过程频繁中断，且需要耗费大量干净的水对滤料进行反冲洗。在某些场合下，如待过滤的水含有的杂质较多，过滤获得的干净的水甚至无法满足反冲洗水的需要，因此，在传统的水过滤系统中，必须配备有预处理工艺设备。

而在本发明所公开的水过滤系统中，由于无需停止过滤操作，以对滤料进行清洗，而是可以在过滤过程进行的同时，对滤料进行清洗，因而，本发明只需根据待过滤的水的水质，以及过滤后出水的水质要求，适当调节泥沙泵和分离机抽取滤料、分离滤料和杂质的数量、时间及频率即可，而不需要再进行预处理工序，因而减少了配备预处理工艺设备的成本。另外，通过在滤料中添加混凝剂，也能加速水中胶体微粒凝聚和絮凝，有利于对滤料进行清洗时，将滤料和杂质进行分离。

而且，本方案所公开的水过滤系统中，在滤料需要进行清洗时，则将所述滤料从滤料床中抽出进行清洗，并在清洗完成后，将滤料再次投入使用，因而滤料的利用率更高。

通过对本发明所公开的水过滤系统和传统的水过滤系统的比较，由于本方案中不需要额外配备备用的水过滤设备和预处理工艺设备，因而能降低约50-60%的成本，且减少了占地面积。另外，由于不需要终止水过滤的过程，以对滤料进行清洗，使得水过滤的过程连续、高效，提高了水过滤的效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种水过滤系统，其特征在于，包括：

滤料床，内部包含由颗粒材料构成的滤料；

控制器，用于将接收的输入操作，转化为相应的控制指令，所述控制指令至少包括：进水泵控制指令、泥沙泵控制指令和分离机控制指令；

进水泵，与所述滤料床底部相连接，所述进水泵用于在接收到所述控制器传输的进水泵控制指令后，将待过滤的水从所述滤料床的底部传输至顶部流出，以对所述待过滤的水进行过滤；

泥沙泵，与所述滤料床底部相连接，所述泥沙泵用于在接收到所述控制器传输的泥沙泵控制指令后，从所述滤料床底部抽取所述滤料床中混杂有杂质的滤料；

分离机，与所述泥沙泵相连接，所述分离机用于在接收到所述分离机控制指令后，基于磁性原理的分离技术对从所述泥沙泵中获取的混杂有杂质的滤料进行分离，以获取干净的滤料，并将所述干净的滤料从所述滤料床顶部投放进所述滤料床，其中进行分离的频率通过控制器进行设置，或通过对控制器的操作实现，所述分离机控制指令包括：分离机连续运行指令、或分离机间歇运行指令，实现连续过滤操作；

污水处理装置，所述污水处理装置与所述分离机相连接，用于接收所述分离机在分离所述滤料后获取的废水，将所述废水进行浓缩，通过压力挤压或离心脱水的方式将其进行脱水成为泥饼；

所述颗粒材料为磁石颗粒，所述分离机为：磁铁分离机。