CN103111107B - 一种可反洗的平面滤板过滤器 - Google Patents

一种可反洗的平面滤板过滤器 Download PDF

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本发明公开了一种可反洗的平面滤板过滤器,包括过滤装置、动力装置和储水桶,所述过滤装置包括两个端板和至少一组过滤/反冲洗单元,所述过滤/反冲洗单元通过防腐螺栓固定于所述两个端板之间;所述过滤/反冲洗单元包括一个过滤支撑板、两个过滤板和两个反冲洗板,所述过滤支撑板上设置水平和垂直双向贯通的流道和与水平方向设置的流道垂直设置的引流槽;所述过滤板分别设置于所述过滤支撑板两侧;所述两个反冲洗板垂直交叉设置有沟槽,所述沟槽交叉的节点处形成凸起。本发明去除循环海水养殖系统中的悬浮物,悬浮物去除率达到80%以上,显著提高循环水的水质。保证养殖系统的水能循环运行,实现方便的安装和更换。

Description

一种可反洗的平面滤板过滤器
技术领域
本发明涉及一种平面滤板过滤器,更具体的说,涉及一种海水养殖中的平面滤板过滤器。
背景技术
近年来,海水鱼、虾工厂化循环水养殖技术在国内外迅猛发展。我国的养殖业正处于一个从传统的高产粗放放养向规模化养殖,处于产品质量和经济生态效益转变的历史转型期,我国养殖业产量占世界养殖产量的2/3。
养殖过程中产生的残饵、粪便、残骸等会使养殖过程产生污染,随着养殖方式向集约化发展,养殖密度和投饵量大大增加,残饵量和鱼体排泄物也大大增加,这些污染物主要以悬浮颗粒物形式在水体中。工厂化的海水封闭循环养殖系统中,水体每天循环量达到20~30次,随着循环次数的增加,颗粒物不能被及时去除而发生积累。
悬浮颗粒物长时间停留在养殖系统中,会产生许多危害:如损坏鱼鳃、阻塞生物过滤器、氨化产生氨氮、消耗水中的溶氧及它们因大量吸附细菌、病毒等微生物,引起水体自净能力的降低。
以往养殖海水中去除残留悬浮物的常用的过滤方法是砂滤或筛滤,但存在过滤速度慢,占地面积大,对50um以下的颗粒物难以有效去除等问题。筛滤较砂滤更具安装和反洗的优越性,所以目前滤除鱼残类污染物广泛应用筛滤。筛滤器有固定筛滤器和旋转筛滤器两类。工厂化养殖过程水处理多应用旋转筛滤器,特别是旋转式带状过滤器。该旋转式带状过滤器由倾斜安放的可移动的筛滤带,频率控制器,水位探头,高压喷头,压力探头,高压气体储罐和冲洗阀门等构成。运行时,养殖水体经过滤池缓冲室至过滤器入口室,水位探头通过测量入口室水位,指令过滤器开启或停止运行。频率控制器控制筛滤带的移动速度,该移动速度随水位升高而增加。截留在筛滤带(不锈钢丝筛网孔径60微米)上的鱼残污染物随筛滤带上升至离开水面后,由高压气体储罐的高压水气混合物将截留在筛滤带上的鱼残污染物反冲洗至鱼残收集器。处理后的水沿过滤器出口室流出,大于60微米颗粒悬浮物的去除率大于70%,处理能力14-400立方米/天。该旋转式带状过滤器性能好,可反冲洗,但存在结构复杂,造价高和筛网过滤精度较低等缺点。
常用的过滤器,如转鼓式微滤机,采用不锈钢滤网,孔径由40~120um不等。当进水悬浮物浓度小于5mg/L时,总悬浮颗粒物TSS的去除率为31-60%。小于30um的颗粒物难以使用上述过滤器去除,而高密度水养殖系统水体中颗粒物总质量80~90%是小于30um的颗粒物。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的缺点,提供一种过滤精度高、纳污能力强并实现反冲洗的可反洗的平面滤板过滤器。
为了解决以上技术问题,本发明提供一种可反洗的平面滤板过滤器,包括过滤装置、动力装置和储水桶,所述过滤装置设置于水池内部,所述动力装置和所述储水桶设置于水池外部,所述过滤装置和所述储水桶与所述动力装置通过水管连通;
所述过滤装置包括两个端板和至少一组过滤/反冲洗单元,所述过滤/反冲洗单元通过防腐螺栓固定于所述两个端板之间;
所述过滤/反冲洗单元包括一个过滤支撑板、两个过滤板和两个反冲洗板,所述过滤支撑板为矩形框体,其上设置水平和垂直双向贯通的流道和与水平方向流道垂直设置的引流槽,所述过滤支撑板的两侧设置镶嵌槽;所述过滤板为不对称过滤板,分别设置于所述过滤支撑板两侧的镶嵌槽内;所述两个反冲洗板为矩形框体,所述反冲洗板垂直交叉设置有沟槽,所述沟槽交叉的节点处形成凸起,所述反冲洗板分别设置于两个过滤板两侧。
本发明进一步限定的技术方案为,所述过滤板包括初级过滤层和无纺布层,所述无纺布层贴合于所述初级过滤层的背表面,所述初级过滤层为不对称过滤介质,其孔径由大向小渐变,所述初级过滤层的正表面平均孔径为20~60um,其背表面平均孔径为10~30um,其厚度为3~5mm;所述无纺布层平均孔径为5um~20um,其厚度为100~400um。
进一步地,所述初级过滤层为聚丙烯不对称过滤介质、聚酯不对称过滤介质或玻璃纤维不对称过滤介质。
进一步地,所述无纺布为聚酯无纺布或聚丙烯无纺布。
进一步地,所述过滤支撑板为聚丙烯材质,厚度为20-30mm。
进一步地,所述过滤支撑板的引流槽的长度为所述过滤支撑板长度的三分之二。
进一步地,所述过滤支撑板的顶端设置螺孔,水管通过所述螺孔与所述过滤支撑板上的引流槽连通。
进一步地,所述动力装置为抽滤/反洗一体泵。
进一步地,所述水池底部设置液动排污阀和手动排污阀。
本发明的有益效果是:本发明采用可反洗的平面滤板过滤器,采用不对称的过滤板,预过滤粒度层分离30um,最终分离粒度层分离5um,将水中的5~30um的粒子截留,其纳污能力是其他过滤板的2~3倍;本发明可在对封闭海水循环养殖系统中过滤20um左右的颗粒物,总悬浮物的去除率可达到90%以上。相较普通的过滤方法30~40%的去除率大幅度提高,能满足封闭循环水养殖对颗粒物去除率的要求;本发明减少系统中的颗粒物,减少残饵粪便等颗粒物在水中继续分解、腐败造成的溶解氧的消耗,显著提高循环水的水质,保证养殖系统的水能周而复始地循环运行;本发明实现反冲洗,不会造成过滤器的迅速堵塞,实现方便的安装和更换。
附图说明
图1为本发明所述的可反洗的平面滤板过滤器的结构示意图;
图2为本发明所述的过滤/反冲洗单元的结构示意图;
图3为本发明所述的过滤支撑板的结构示意图;
图4为本发明所述的反冲洗板的结构示意图;
图5为本发明所述的反冲洗板的侧视图;
图6为本发明所述的初级过滤层正表面的电子显微镜照片;
图7为本发明所述的初级过滤层背表面的电子显微镜照片;
图8为本发明所述的无纺布层的电子显微镜照片;
图9为本发明所述的初级过滤层抽滤工作完成后的电子显微镜照片;
图10为本发明所述的初级过滤层反冲洗工作完成后的电子显微镜照片。
具体实施方式
    实施例1
本实施例提供的一种可反洗的平面滤板过滤器,其结构示意图如图1所示,包括过滤装置2、动力装置3和储水桶4,所述过滤装置2设置于水池1内部,所述动力装置3和所述储水桶4设置于水池1外部,所述过滤装置2和所述储水桶4与所述动力装置3通过水管连通,所述水管为聚烯烃管或工程塑料管。
过滤装置2包括两个端板5和至少一组过滤/反冲洗单元,过滤/反冲洗单元通过防腐螺栓14固定于两个端板5之间,端板5为塑料材质,防腐螺栓14的材质为塑料或者聚酯。
过滤/反冲洗单元的结构示意图如图2所示,长度为200~2000mm,宽度为100~800mm,过滤/反冲洗单元包括一个过滤支撑板6、两个过滤板7和两个反冲洗板8,两个过滤板7分别设置于过滤支撑板6的两侧,两个反冲洗板8分别设置于过滤板7两侧。
过滤支撑板6为矩形框体,其结构示意图如图3所示,过滤支撑板6为聚丙烯材质,厚度为20-30mm,其上设置水平和垂直双向贯通的流道9和与水平方向流道9垂直设置的引流槽10,并且,引流槽10的长度是过滤支撑板6长度的三分之二。过滤支撑板6的两侧设置镶嵌槽,其顶端设置螺孔,水管通过所述螺孔与所述过滤支撑板6上的引流槽10连通。滤板支撑板6的两面和过滤板7的背表面紧密贴附,起支撑、固定过滤板7的作用,同时为抽滤操作下滤过的净水和反冲洗操作下的反洗水的提供输送通道。
过滤板7为不对称过滤板,过滤板7分别设置于所述过滤支撑板6的镶嵌槽内。过滤板7包括初级过滤层和无纺布层,所述无纺布层贴合于所述初级过滤层的背表面,所述初级过滤层为聚丙烯不对称过滤介质,其孔径由大向小渐变,所述初级过滤层的正表面的电子显微镜照片如图6所示,平均孔径为40um;所述初级过滤层的正表面的电子显微镜照片如图7所示,其背表面平均孔径为15m,其厚度为3.7mm;所述无纺布层为经过纳米材料亲水改性的聚酯无纺布,其电子显微镜照片如图8所示,所述无纺布层的平均孔径为10m,其厚度为200um。在水处理应用中,疏松的正表面朝向水体,紧密的背表面贴附于过滤支撑板6。如此,过滤板7的疏松层和紧密层起预过滤和后过滤的叠加作用,过滤阻力小,通量大和寿命长。
两个反冲洗板8为矩形框体,其结构示意图如图4所示,其侧视图如图5所示,反冲洗板8分别设置于两个过滤支撑板6两侧,反冲洗板8垂直交叉设置有沟槽11,沟槽11交叉的节点处形成凸起,过滤和反洗操作时,保护过滤板7免受凸鼓折损,为过滤介质提供机械稳定性,提供相邻的两块滤板过滤单元之间的流体流动空间。
动力装置3为抽滤/反洗一体泵,其内部设置有可正反方向运转的叶片,并与反洗空压阀,抽滤时间调控继电器,反洗时间调控继电器和压力表连接,抽滤时间调控继电器和反洗时间调控继电器的设定时间分别为30分钟和10秒。
储水桶4的尺寸为Φ300*800,材质为聚丙烯,其顶部设置溢流管15。
水池1底部设置液动排污阀12和手动排污阀13,方便排污;水池1顶部设有溢流管,保持池水高度恒定。
本发明所述的可反洗的平面滤板过滤器在海水养殖循环水处理中使用时,水池1空间尺寸500*500*700mm,水池内部盛装养殖水,过滤装置2浸没于水池1内,曝气管置于过滤装置2下方。
进行抽滤工作时,动力装置3的抽滤时间调控继电器向抽滤/反洗一体泵输出指令启动泵,致使动力装置3与过滤装置2之间的水管和过滤支撑板6与过滤板7的空隙间产生真空度为0.05-0.06MPa的负压,水池1中的水被抽吸,经过滤板7过滤,截留下鱼残污染物,透过的清净水经过滤支撑板6上的横向流道9和引流槽10流入抽滤/反洗一体泵,并通过水管流入储水桶4。该抽滤操作连续至抽滤时间调控继电器所设定时间到止,共30分钟,随即转换反洗操作。
进行反洗操作时:反洗时间调控继电器向抽滤/反洗一体泵输出指令,泵叶片反向旋转,产生0.01-0.02MPa的正压,打开反洗空压阀,执行反洗操作,储水桶4内清净水经抽滤/反洗一体泵、反洗空压阀和水管进入过滤支撑板6与过滤板7之间的空隙,透过过滤板7,将过滤板7内及其正表面截留的鱼残污染物反冲入水体。该反洗操作连续至反洗时间调控继电器所设定时间到止,共10秒。随即反洗空压阀自动关闭。如此,抽滤-反洗-抽滤循环操作,实现海水养殖循环水处理。
上述操作中,过滤器初始通量为2400L/h,经过三天过滤,流量下降并稳定于500L/h 。抽滤工作结束后,观察初级过滤层的背面和断面,见其背面截留大量的污染物,所述初级过滤层抽滤工作完成后的电子显微镜照片如图9所示。初级过滤层的断面下半部洁白如初,断面上半部色微黄。反冲洗工作结束后,观察初级过滤层的背面,截留的污染物被反冲入水体,初级过滤层反冲洗工作完成后的电子显微镜照片如图10所示。
实施例2
本实施例提供的一种可反洗的平面滤板过滤器的结构和使用方法与实施例1相同,不同点为:过滤板7的初级过滤层为聚丙烯不对称过滤介质,其正表面1平均孔径为32um,其背表面2平均孔径为10um,其厚度为3mm。所述无纺布层3为聚酯无纺布,其平均孔径为6.5um,其厚度为165um。
实施例3
本实施例提供的一种可反洗的平面滤板过滤器的结构和使用方法与实施例1相同,不同点为:过滤板7的初级过滤层为聚酯不对称过滤介质,其正表面1平均孔径为20um,其背表面2平均孔径为20um,其厚度为4mm。所述无纺布层3为聚丙烯无纺布,其平均孔径为5um,其厚度为100um。
实施例4
本实施例提供的一种可反洗的平面滤板过滤器的结构和使用方法与实施例1相同,不同点为:过滤板7的初级过滤层为玻璃纤维不对称过滤介质,其正表面1平均孔径为60um,其背表面2平均孔径为30um,其厚度为5mm。所述无纺布层3为经过纳米材料亲水改性的聚丙烯无纺布,其平均孔径为20um,其厚度为400um。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种可反洗的平面滤板过滤器,其特征在于,包括过滤装置(2)、动力装置(3)和储水桶(4),所述过滤装置(2)设置于水池(1)内部,所述动力装置(3)和所述储水桶(4)设置于水池(1)外部,所述过滤装置(2)和所述储水桶(4)与所述动力装置(3)通过水管连通;
所述过滤装置(2)包括两个端板(5)和至少一组过滤/反冲洗单元,所述过滤/反冲洗单元通过防腐螺栓(14)固定于所述两个端板(5)之间;
所述过滤/反冲洗单元包括一个过滤支撑板(6)、两个过滤板(7)和两个反冲洗板(8),所述过滤支撑板(6)为矩形框体,其上设置水平和垂直双向贯通的流道(9)和与水平方向流道(9)垂直设置的引流槽(10),所述过滤支撑板(6)的两侧设置镶嵌槽;所述过滤板(7)为不对称过滤板,分别设置于所述过滤支撑板(6)两侧的镶嵌槽内;所述过滤板(7)包括初级过滤层和无纺布层,所述无纺布层贴合于所述初级过滤层的背表面,所述初级过滤层为聚丙烯不对称过滤介质,其孔径由大向小渐变;所述两个反冲洗板(8)为矩形框体,所述反冲洗板(8)垂直交叉设置有沟槽(11),所述沟槽(11)交叉的节点处形成凸起,所述反冲洗板(8)分别设置于两个过滤板(7)两侧。
2.根据权利要求1所述的一种可反洗的平面滤板过滤器,其特征在于,所述过滤板(7)包括初级过滤层和无纺布层,所述无纺布层贴合于所述初级过滤层的背表面,所述初级过滤层为不对称过滤介质,其孔径由大向小渐变,所述初级过滤层的正表面平均孔径为20~60um,其背表面平均孔径为10~30um,其厚度为3~5mm;所述无纺布层平均孔径为5~20um,其厚度为100~400um。
3.根据权利要求2所述的一种可反洗的平面滤板过滤器,其特征在于,所述初级过滤层为聚丙烯不对称过滤介质、聚酯不对称过滤介质或玻璃纤维不对称过滤介质。
4.根据权利要求2所述的一种可反洗的平面滤板过滤器,其特征在于,所述无纺布为聚酯无纺布或聚丙烯无纺布。
5.根据权利要求1所述的一种可反洗的平面滤板过滤器,其特征在于,所述过滤支撑板(6)为聚丙烯材质,厚度为20-30mm。
6.根据权利要求1所述的一种可反洗的平面滤板过滤器,其特征在于,所述过滤支撑板(6)的引流槽(10)的长度为所述过滤支撑板(6)长度的三分之二。
7.根据权利要求1所述的一种可反洗的平面滤板过滤器,其特征在于,所述过滤支撑板(6)的顶端设置螺孔,水管通过所述螺孔与所述过滤支撑板(6)上的引流槽(10)连通。
8.根据权利要求1所述的一种可反洗的平面滤板过滤器,其特征在于,所述动力装置(3)为抽滤/反洗一体泵。
9.根据权利要求1所述的一种可反洗的平面滤板过滤器,其特征在于,所述水池(1)底部设置液动排污阀(12)和手动排污阀(13)。
10.根据权利要求1所述的一种可反洗的平面滤板过滤器,其特征在于,所述防腐螺栓(14)的材质为塑料或者聚酯。
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