CN103480187A - 无动力快速反洗过滤器 - Google Patents

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朱士圣
陈辉
吴鹏
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Abstract

无动力快速反冲洗过滤器,包括进水分配井、过滤器罐体、清水隔仓、轻质高分子滤料层、出水T型绕丝、虹吸排放管、虹吸破坏装置,过滤器罐体上方设有进水分配井,进水分配井井底设有出水管路,出水管一直延伸至轻质高分子滤料层下方,滤料层下方布置有支拖不锈钢丝网,过滤器罐体上方是倒锥形集水罩,集水罩中心顶端设有出水T型绕丝,集水罩上方为清水隔仓,过滤器中心布置进水和反洗排水的双重功能管路过滤筒体一侧设计有自动反洗水位控制管、虹吸排放管和虹吸破坏装置。

Description

无动力快速反洗过滤器
技术领域
本发明涉及一种新型的无动力快速反洗过滤器及反洗方法,可以广泛用于市政、印染、化工、电力等领域的给水、废水深度过滤处理单元。
背景技术
水是宝贵自然资源,是工农业生产和人民生活必不可少物质。工农业生产迅速发展,许多区供水量日益不足,同时水体受到污染,一些水源水质日趋恶化。同时随着人民生活水平的提高,人们对生活饮用水水质的要求也越来越严格,作为给水处理中重要环节的过滤处理过程越发体现其重要性。目前常规的过滤设备有机械过滤器,无阀滤池、网式过滤器等,总体而言,现有过滤技术均存在反洗时间较长(一般为5~30mins)、反洗需要专门配置动力系统,反洗时滤料清洗不彻底等问题,鉴于常规工艺的不足,研发新型高效的无动力快速反冲洗过滤器设备。
发明内容
本发明目的是:提出一种新型过滤器,适用于各种给水、污水的三级过滤处理。尤其是提出一种新型的无动力快速反冲洗过滤器,能够实现在无反洗水泵等动力设备的前提下,快速、高效的对过滤层进行彻底反洗。设备的反洗速度快,只需60S左右的时间,可大大提高设备的产税率。采用的轻质滤料及配水、集水、反洗控制等构件能够为过滤及反洗提供最佳的水力控制条件,滤料比重小,运输、装填、安装经济方便,维护简单。
本发明的技术方案是,一种无动力快速反冲洗过滤器,包括一个圆柱形过滤罐,罐内包括了进水管、配水挡板、轻质悬浮滤料、滤料托架,倒锥形集水罩,清水仓、出水装置等,过滤器上方设有可单独拆装的进水分配井,过滤器一侧连接有反洗水位控制管路及反洗排水管路等。过滤器采用优质碳钢板加工制作。
过滤器立式安装于预制的混凝土基础上,来水直接进入分配井,分配井内设计有隔板挡墙,来水溢过挡墙由底部进水管进入过滤罐中心进水管,水流通过进水管下端的反射板,分配至滤料层的下方,进行过滤后通过倒锥形集水罩收集至上方清水仓,清水仓的水位满至出水口高度时,自然溢流出水。集水罩上口设计有T型绕丝,有效阻截滤料,防止滤料随出水带入清水仓。
滤料过滤吸附饱和,进水管内水位上升,过滤罐中心进水管内水位将逐渐抬升至反洗控制管预先设定的管口高度,直至进水直接大量溢流进反洗排水下降管,此时过滤器中心管形成负压,过滤器自动进入反洗状态,过滤罐上部清水仓内清水通过设置的2~4个集水罩,快速向下反冲浮于钟罩内的滤料,使得滤料充分膨胀,剧烈擦洗,反洗下来的污水由进水管抽吸进入反洗排水管外排。
清水仓下部设计有虹吸破坏装置,反洗结束时虹吸破坏装置自动向水位控制管路补入空气,使得虹吸下降管真空消失,反洗过程自动停止。也可人为停止反洗过程。
根据上述装置的无动力快速反冲洗过滤器的方法,过滤的水采用倒锥形集水罩收集,实现深度过滤,反洗时从上向下的反洗配水,使得滤料的在反洗水的作用下充分膨胀,有利于滤料间截流的颗粒物的擦洗脱落;过滤器出水收集至上方的清水仓,清水仓中间位置是兼顾进水和反洗排水的管路,过滤器运行初期反洗排水内水位略高于清水仓出水水位,随着过滤过程的进行,滤料层逐渐变脏,滤料下方阻力逐渐增大,进水管内液位慢慢上升,水位控制管内液位达到设定值时,进水通过虹吸下降管溢流排放,溢流同时造成进水配水管内形成真空,延伸至滤料下方的进水管口对滤料下方形成倒抽,同时清水仓内清水通过重力作用流入集水罩,对滤料进行大流量的快速反冲洗。当清水仓水位下降至集水罩下端口时,虹吸破坏装置自动向水位控制管路补入空气,使得虹吸下降管真空消失,反洗过程自动停止。利用轻质悬浮型滤料反洗快速彻底的特性,结合高位水力虹吸自动控制,实现无动力快速反冲洗滤料层中截流颗粒的作用。配高位分配井,进水管末端设有直径大于进水管管径1.3倍的反射板,使得滤料下方的配水更加均匀,虹吸破坏装置完成反洗。
反洗时进水可不进行切断,保持在线不停机反洗状态。
本发明主要是利用轻质悬浮型滤料反洗快速彻底的特性,结合高位水力虹吸自动控制技术,实现无动力快速反冲洗滤料层中截流颗粒的作用。配水井高位配水,使得过滤进水平稳,进水管末端设计了直径大于进水管管径1.3倍的反射板,能够使得滤料下方的配水更加均匀,通过过滤的水采用倒锥形集水罩收集,保证了过滤水接触滤料的纵向深度,实现深度过滤,又利于反洗时从上向下的反洗配水,使得滤料的在反洗水的作用下充分膨胀,有利于滤料间截流的颗粒物的擦洗脱落,短时间提升反洗效果。
本发明有益效果是:
1.无需提供外部动力自动实现反洗过程,优化了系统设备配置,节省了工程设备造价,并且节省了能耗。
2.反洗时间短:该形式过滤器采用了轻质悬浮型滤料,降低了反洗水压头,利用了滤料本生在水中悬浮特性,在反洗水冲洗时能够悬浮、旋转,相互摩擦,只需60s左右时间就可将滤料截流的颗粒物反洗彻底。提高了设备产水率。
3.反洗控制装置结构简单,虹吸破坏装置可自动运行也可手动控制,设备操作更加灵活。
本发明只需进水一次提升,出水、反洗均由水力自动完成具有一般过滤器无法比拟的优势。
附图说明
图1为本发明的立面剖视结构示意图,此图为过滤器过滤状态。
图2为本发明的立面剖视结构示意图,此图为过滤器反洗状态,箭头为水流方向。
具体实施方式
一种无动力快速反冲洗过滤器基本结构如图1、2所示,过滤器1上部设有进水分配井2,过滤器罐中心布置有进水管3,管下端设有反射板4,滤料层下方设计有10目的不锈钢丝网作为滤料的支托架5,支托架5上方填装滤料6约300~500mm厚度(滤料处于未完全填实状态,便于反洗时滤料的膨胀),滤料上方设有倒锥形集水罩7,集水罩7上口中心布置有T型绕丝8,集水罩7上方为清水仓9,贮存过滤后的清水;过滤器1罐体一侧连接有反洗水位控制管10,控制管10内设计由夹套型虹吸排水下降管11,控制管10下方与下降管11焊接连接,控制管上端连接反洗自动破坏管12及就地手动破坏管14,自动破坏管12另一端连接清水仓9中布置的虹吸破坏装置13,就地手动破坏管14另一端连接一只球阀。
污水从进水口a进入分配井,过滤后清水由b口排放,过滤罐下部设有放空口c。
本发明无动力快速反冲洗过滤器,作为给水、废水处理重要的过滤手段,本发明可根据水量及水质进行模块式、单元化设计,设备可由两个或几个过滤罐并联运行,也可根据出水水质要求,进行串联连接。设备本身无机械转动部件,无能耗,整体装置吊装安置在预制的混凝土基础上,过滤器反洗强度、反洗周期,都可通过具体要求,进行分别设计,大大提升了此设备的工况适应性。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种无动力快速反冲洗过滤器,其特征是包括进水分配井、过滤器罐体、清水隔仓、轻质高分子滤料层、出水T型绕丝、虹吸排放管、虹吸破坏装置,过滤器罐体上方设有进水分配井,进水分配井井底设有出水管路,出水管一直延伸至轻质高分子滤料层下方,滤料层下方布置有支拖不锈钢丝网,过滤器罐体上方是倒锥形集水罩,集水罩中心顶端设有出水T型绕丝,集水罩上方为清水隔仓,过滤器中心布置进水和反洗排水的双重功能管路过滤筒体一侧设计有自动反洗水位控制管、虹吸排放管和虹吸破坏装置。
2.根据权利要求1所述的无动力快速反冲洗过滤器,其特征是进水分配井集成在过滤筒正上方,过滤器中心布置进水和反洗排水的双重功能管路,过滤器一侧布置有控制反洗自动发生的水位控制管。当滤料过滤吸附污染物饱和时,水位控制管内水位达到设计值,过滤器能够自动实现水力反冲洗,无需提供反洗动力和外加反洗设备。
3.根据权利要求1所述的无动力快速反冲洗过滤器,其特征是反洗时能够通过集水的2~4个倒锥形集水罩,均匀快速配水,大流量反洗时间只需60秒左右。
4.根据权利要求1所述的无动力快速反冲洗过滤器,其特征是轻质的高分子聚氨酯滤料,过滤时水自下而上,滤料能够悬浮于倒锥形集水罩的上方不下沉,锥形集水斗下口宽,上口窄,提高了过滤时滤料层的有效深度,保证了过滤开始时水预先接触面积大的下端口滤料,污染物(颗粒物)大量的被截流在过滤面积大的下口,提高了整体滤料的使用率和过滤层的滤速。
5.根据权利要求1所述的无动力快速反冲洗过滤器,其特征是滤料下方500~800mm处设置有10目口径的不锈钢丝网,保证了滤料在反洗时不会出现随反洗水跑漏的情况。同时集水罩顶端设有缝隙大小为2mm左右的不锈钢T型绕丝,过滤时滤料不会随出水一并流入至清水仓。
6.根据权利要求1所述的无动力快速反冲洗过滤器,其特征是过滤器设计有既可手动有可自动破坏虹吸,停止反洗的虹吸破坏管路。
7.根据权利要求1所述的无动力快速反冲洗过滤器,其特征是进水管末端设计了直径大于进水管管径1.3倍的反射板。
8.根据权利要求1-7之一所述的动力快速反冲洗过滤器的方法,其特征是过滤的水采用倒锥形集水罩收集,实现深度过滤,反洗时从上向下的反洗配水,使得滤料的在反洗水的作用下充分膨胀,有利于滤料间截流的颗粒物的擦洗脱落;过滤器出水收集至上方的清水仓,清水仓中间位置是兼顾进水和反洗排水的管路,过滤器运行初期反洗排水内水位略高于清水仓出水水位,随着过滤过程的进行,滤料层逐渐变脏,滤料下方阻力逐渐增大,进水管内液位慢慢上升,水位控制管内液位达到设定值时,进水通过虹吸下降管溢流排放,溢流同时造成进水配水管内形成真空,延伸至滤料下方的进水管口对滤料下方形成倒抽,同时清水仓内清水通过重力作用流入集水罩,对滤料进行大流量的快速反冲洗。当清水仓水位下降至集水罩下端口时,虹吸破坏装置自动向水位控制管路补入空气,使得虹吸下降管真空消失,反洗过程自动停止。利用轻质悬浮型滤料反洗快速彻底的特性,结合高位水力虹吸自动控制,实现无动力快速反冲洗滤料层中截流颗粒的作用。配高位分配井,进水管末端设有直径大于进水管管径1.3倍的反射板,使得滤料下方的配水更加均匀,虹吸破坏装置完成反洗。
9.根据权利要求8所述的动力快速反冲洗过滤器的方法,其特征是反洗时进水不进行切断,保持在线不停机反洗状态。
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