CN103768845A - 一种气提快速循环式滤布滤池及其过滤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气提快速循环式滤布滤池，它主要包括滤池，其特征在于：所述的滤池设有配水区，清水区和进水区，配水区设于清水区下方，配水区和清水区设有隔板，进水区设于池体一侧，所述进水区上侧连接有进水总管，进水区与配水区之间通过进水支管相通，配水区内设穿孔配气管及穿孔配水管，不锈钢板安装有滤芯及气提配件。本发明的滤布滤池较其他滤布滤池的最大优势是无需独立的反冲洗设备、动力设备少、反冲周期长。

Description

一种气提快速循环式滤布滤池及其过滤方法

技术领域

本发明涉及水处理装置的技术领域，具体地说是一种应用于污水深度处理及中水回用的气提快速循环式滤布滤池及其过滤方法。

背景技术

滤布滤池技术是近年来发展起来的一种新型表面过滤技术，可替代传统的深床过滤设备，因其结构紧凑、水头损失小、占地面积少、处理费用低等特点，近年来在污水深度处理中崭露头角。目前市场上滤布滤池的类型主要分为两种，转盘滤池和板状滤池。

转盘滤池是目前比较成熟的一种滤布滤池工艺，美国Aqua-Aerobic Systems公司提供的Aqua disk应用广泛，过滤水流方向由外而内，通过转盘转动、吸盘固定的反抽吸方式进行反冲洗，浦华控股有限公司对aqua disk进行了一系列的优化发明了纤维转盘滤池,并成功应用于国内市场，此两种滤池的主要优点是：冲洗简便、耗水量少。缺点是：接触滤布层进行反抽吸易于将滤布表层磨损以及将长绒线抽出而影响过滤效果，且滤盘在反冲过程中需不断转动，此种水下动力设备极易被损坏；simens water technologies公司提供的forty-X^TM Disc Filter采用的是一种由内而外的过滤方式，反冲洗则是通过高压水对滤盘顶部区域由外而内进行高压冲洗，反冲洗水直接落入滤盘内上部的反洗出水槽中并排出，此种滤池形式的优点是：反冲洗时喷淋口不必直接接触滤布，从而不会对滤布造成磨损。缺点是：反洗出水槽设于滤盘内上部，滤盘内下部的沉积物无法排出池体。

板状滤池的工程应用相对较少，FLUIDYNE公司提供的fixed plate cloth media filtration采用的是由内而外的过滤形式，反冲洗期间借助气冲的方式和多个电动阀门的频繁开启实现滤池的正常进出水，主要优点是：池内水下部分无动力设备。缺点是：需要多只电动阀门控制反冲洗运行，投资费用增加且电动阀门不易控制易被损坏；上海安鼎济水处理科技有限公司发明的竖片滤池采用的是由外而内的过滤形式，反冲洗采用的是行车带动吸盘运动、滤片固定的反抽吸方式，主要优点是：池内水下无动力设备，冲洗简便，耗水量少。主要缺点是：反冲洗时需接触滤布，易造成滤布表面的磨损，且滤布组件为底部固定，更换困难。

目前对滤布滤池的研究集中于反冲洗方式的选择，上述两种形式的滤布滤池的反冲洗方式都能达到良好的冲洗效果，但是冲洗设备复杂，且对安装精确度要求高，探寻一种新型的减少动力设备的运行方式对滤布滤池的发展十分有利。气提式循环反应器是一种以气源作为动力，利用反应气体的喷射能和反应器内重度差所形成的压强差作为动力，造成流体循环，达到气液混合的反应器。此种形式的气提装置结构简单，内部无运动部件，流化效果极佳，可以使固体颗粒甚至较重的颗粒完全保持悬浮状态，无水泵情况下亦可实现水流的循环流动，并可达到去除污染物质的效果。故在此提出了将气提的理念应用于滤布滤池运行的新设想。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种气提快速循环式滤布滤池，运行时借助气体产生的负压快速提升污水，同时污水及悬浮填料的混合液在滤芯内形成快速循环的水流冲刷滤布表面。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种气提快速循环式滤布滤池，它主要包括滤池，其特征在于：所述的滤池设有配水区，清水区和进水区，配水区设于清水区下方，配水区和清水区由不锈钢板相隔，进水区设于池体一侧，进水区与配水区之间通过进水支管相通，配水区内设穿孔配气管及穿孔配水管，隔板安装有滤芯及气提配件，所述气提配件将污水由下而上提升至滤芯内，所述滤芯由内而外对污水进行过滤。根据本发明的具体实施例，所述进水区上侧连接有进水总管，穿孔配水管均匀铺设于每格配水区底部，气提配件装于不锈钢板上的配件孔中并通过卡箍旋转固定，滤芯承插于气提配件上，穿孔配气管设于配水区内气提配件的正下方。气提配件包括气体收集管，所述气体收集管顶部设有圆板，圆板中心开孔，所述圆板的开孔位置焊接有中心进气管。止水环通过固定筋与圆板相连，止水环底部对称焊接有四个卡箍，止水环上部焊接承插挡板管。所述的滤芯包括中心管和套设在中心管外的滤布支架, 滤布支架由不锈钢网制成，滤布支架内侧或者外侧平铺滤布，中心管通过中心管支架与外侧滤布支架固定连接,滤芯近底部设滤网，滤网中心处开孔，气提配件的中心进气管安装在滤网中心孔内。

本发明的另一个目的在于提供一种气提快速循环式过滤方法，运行时借助气体产生的负压快速提升污水，同时污水及悬浮填料的混合液在滤芯内形成快速循环的水流冲刷滤布表面。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种气提快速循环式过滤方法，其特征在于：污水首先流入进水区，经过进水支管流至配水区中；空气经进气支管进入穿孔配气管后均匀释放，由气体收集管集中收集，通过中心进气管释放，释放的空气与污水混合后，形成混合液，该混合液密度较原液密度低，密度差形成中心进气管内外液体的液面高度变化，密度低的混合液快速上升，混合液中的气体上升至液面后排入空气中，而污水升至中心管顶部后落入中心管与滤布支架之间，部分污水经滤布过滤后流入清水区，再经清水出水管排放，部分污水自上而下流至滤芯下方后与气体形成新的混合液继续向上运动，从而形成污水在滤芯内的循环流动。

本发明运行时借助气体产生的负压快速提升污水，同时污水及悬浮填料的混合液在滤芯内形成快速循环的水流冲刷滤布表面，运行的同时不断对滤布表面进行冲洗，从而减缓了堵塞；反冲时排污阀自动开启，滤后水反向通过滤布而达到水冲的目的，通过表面冲洗与水力冲刷的共同作用达到彻底洗净滤布表面沉积物的目的，如果正常运行下的冲洗未能有效降低过滤阻力，可加大曝气量，水流运动速度加快，冲刷强度加大，达到更好的冲洗效果，冲洗水经排水管路最终排出池体。本发明的滤布滤池的最大优势是无需独立的反冲洗设备，动力设备少、反冲周期长。

附图说明

图1 为本发明的滤池下层平面结构示意图。

图2 为本发明的不锈钢板层平面结构示意图。

图3 为本发明的滤池上层平面结构示意图。

图4 为图3的1-1剖面示意图。

图5 为本发明的滤芯结构示意图。

图6 为本发明的滤芯的不锈钢滤网层平面结构示意图。

图7为本发明的气提配件立面示意图。

图8为本发明的气提配件平面示意图。

图9为本发明的滤芯运行时水流方向示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

各附图中标记如下：配水区1、清水区2、进水区3、进水总管4、进水支管5、排污阀6、排水总管7、中间板8、进气总管9、进气阀10、进气支管11、滤芯12、气提配件13、不锈钢板14、进水导流管15、进水配水管16、浮球17、卡箍孔18、配件孔19、悬浮填料20、中心管21、滤网22、橡胶垫片23、滤网中心孔24、中心管支架25、滤布支架26、吊环27、承插挡板管28、止水环29、卡箍30、气体收集管31、中心进气管32、固定筋33、圆板34、穿孔孔配水管35、穿孔配气管36、进水导流管孔37、清水出水管38。

本发明主要包括滤池，其与现有技术的区别在于：所述的滤池设有配水区1，清水区2和进水区3，配水区1设于清水区2下方，由不锈钢板14相隔，进水区3设于池体一侧。进水总管4接于进水区3上侧，穿孔配水管35均匀铺设于每格配水区1底部。穿孔配气管36设于配水区内气体配件13的正下方，滤芯12承插于气提配件13上，气提配件13装于不锈钢板14上的配件孔19中并通过卡箍30旋转固定。

根据本发明的具体实施例，配水区通过中间板分2~8格，以确保反冲洗排污时系统的正常运行，清水区设于配水区上方，二者之间由不锈钢板相隔，不锈钢板上开孔装配滤芯及气提配件，实现污水由下而上运动及由内而外的过滤方式，同时满足气提的工况要求；进水区设于滤池主体的侧上方，进水区内设有配水系统；穿孔配水管同时具有反冲排水的作用，穿孔配气管仅在正对气提配件上的气体收集管的下方位置开孔，尽量实现气体全部通过气体收集管向上运动，以达到理想的气提效果。

所述的滤芯12内部设有中心管21，通过中心管支架25固定。滤布支架26由不锈钢网制成，内侧或者外侧平铺滤布，内部填充悬浮填料20，近底部设滤网22，滤网22中心设滤网中心孔24用于装嵌气提配件13上的中心进气管32。滤芯12底部四周设橡胶垫片23与不锈钢板14密封，滤芯12顶部设有吊环27与滤布支架26连接。如图5和图6所示。

所述气提配件13的气体收集管31顶部需用圆板34封住，圆板34中心开孔，中心进气管32焊于圆板34的开孔位置处，止水环29通过固定筋33与圆板34相连，四个卡箍30对称焊接于止水环29底部，止水环29上部焊接承插挡板管28，圆板34底部焊接气体收集管31，如图7和图8所示。所述滤芯12的滤芯支架26套设在承插挡板管28外，并通过橡胶垫片23与不锈钢板14密封。

所述进水区3中设有进水配水管16，每格配水区对应设一个进水配水管16。进水配水管16中设进水导流管15，进水导流管15下侧近管底处均匀开方形进水导流管孔37，尺寸为20mm×80mm，进水导流管15内设浮球17一个，导流管15下方与进水支管5相通，进水支管5与配水区1中的穿孔配水管35相连。进水导流管15高度高于常水位高度，配水管16高度低于常水位高度。如图3所示。

所述配水区1通过中间板8分成2~8个配水单元格，以实现反冲排水时系统的正常运行。如图1所示。

所述穿孔配水管35均匀开孔，穿孔配气管36位于气体收集管31正下方的部分开孔。如图3所示。所述的穿孔配水管还可作为反冲洗的排污管，每格配水区的污水收集汇集至排水总管，排水总管上设排污阀。

所述不锈钢板14上开配件孔19，每个配件孔19四周对称开四个卡箍孔18，与气提配件13的止水环29底部的卡箍30相配合，用以安装气提配件13。

实施中，污水首先流入进水区3，经过进水配水管16进行配水， 然后经过进水导流管15下侧的进水导流管孔37流入进水导流管15内，依靠重力自流至进水支管5后经过进水支管孔35均匀出水流至配水区1中，通过气提配件的止水环29与圆板34之间的间隙进入滤芯12内。空气经进气支管11进入穿孔配气管36后均匀释放，由气体收集管31集中收集，通过中心进气管32释放，释放的空气与污水混合后，形成的混合液密度较原液密度要低，密度差形成中心进气管32内外液体的液面高度变化，密度小的混合液快速上升，混合液中的气体上升至液面后排入空气中，而污水升至中心管21顶部后落入中心管21与滤布支架26之间，部分污水经滤布过滤后流入清水区2，再经清水出水管38排放，部分污水自上而下流至滤芯12下方后与气体形成新的混合液继续向上运动，从而形成污水在滤芯12内的循环流动。由于气提的作用，滤芯12内的水流速度远大于滤池的过滤出水速度，悬浮填料20伴随污水一同在滤芯12内快速循环流动，即滤池处于同时运行出水和冲洗的过程，此种运行方式不易造成滤布表面悬浮物的沉积，延长了堵塞周期，且曝气可进一步降解污水中的有机物，即亦可减缓堵塞。

滤池运行一段时间后，滤布堵塞严重，造成出水困难，此时需要反冲洗。反冲洗根据配水区的几个分单元格依次进行，某一单元格的排污阀6自动打开，反冲洗水不断被排出池体，由于排污阀6打开后，水流阻力减小，进水导流管15内的水位迅速下降，而浮球17同时下降并将进水导流管孔37堵住，即原污水不会继续排出，不影响其他单元格的正常运行。反冲3-5min后，该单元格中的污水基本被完全排出，此时排污阀6自动关闭，由于阻力增大，浮球17被冲起浮至水面，进水导流孔37再次开始出水，如若正常曝气情况下未能达到有效降低过滤阻力的效果，可并增大曝气量，从而加快滤芯12内污水与悬浮填料20的循环流动，亦即，悬浮填料20与水对滤布表面进行的冲刷强度增大，达到更好的冲洗效果。依次进行其他几个单元格的反冲洗。

滤池运行五年或者更长时间后，滤布老化，出水水质变差，此时需要更换滤芯12。更换滤芯12时，滤池需停止进水，需借助吊环27将滤芯12抽出，更换新的滤芯12，重新承插即可。

本发明的新型滤布滤池与其他滤布滤池相比的独特特征是：

1.  采用气提的方式实现污水在滤芯内的快速循环流动，既对滤布表面进行了冲刷，延长了堵塞周期，又因曝气可进一步降低污水中的有机物浓度。

2.  无需增加反冲洗设备。目前国内外应用较多的盘片滤池及竖片滤池等均通过桁车带动抽吸泵上的吸盘紧贴滤布表面运动，采用由内而外的抽吸方式完成反冲洗，既对滤布表面造成磨损又极易出现水下动力设备损坏的情况。本发明的新型滤池的反冲洗通过增加曝气量即可实现滤布表面的快速冲刷，通过排出配水区的污水即可完成反冲洗，无需新增反冲洗设备，减少投资。

3.  滤池池体无需单独设排泥管，穿孔配水管可同时兼排污作用。本发明的新型滤布滤池反冲洗时通过排污阀的自动开启排空配水单元格的污水可实现，排水时间短，3~5min即可实现，且采用分格反冲洗的方式，排污时不影响滤池的正常运行。

4.  过滤面积较大。本发明滤布滤池的清水区部分无其他操作设备，故滤芯布置可更为紧凑，减少了占地面积。

5.  反冲洗运行更为稳定，操作简单。本发明的滤布滤池反冲洗通过增大曝气量及排水即可完成，操作较为简单。

6.  更换操作简单。滤芯更换仅需借助吊环提升滤芯承插于承插挡板管即可，气提配件亦是通过旋转卡箍完成安装，维修更换简单。

7.  对设备安装精度要求相对不高。目前常用的转盘滤池和竖片滤池安装时均需满足反冲洗设备的吸盘口紧密贴合于滤片表面，对每一片滤片的安装精度要求较高，而本发明对滤芯的安装精度要求一般。

8. 对进水水质要求降低。由于滤芯中放置悬浮填料，可在进水中加入少量药，在滤芯内发生微絮反应，大的絮体沉降到配水区底部，定期排出池体，即，可省略前处理的混凝沉淀池。

Claims (8)

1.一种气提快速循环式滤布滤池，它主要包括滤池，其特征在于：所述的滤池设有配水区，清水区和进水区，配水区设于清水区下方，配水区和清水区设有隔板，进水区设于池体一侧，所述进水区上侧连接有进水总管，进水区与配水区之间通过进水支管相通，配水区内设穿孔配气管及穿孔配水管，隔板安装有滤芯及气提配件，所述气提配件将污水由下而上提升至滤芯内，所述滤芯由内而外对污水进行过滤。

2.根据权利要求1所述的滤布滤池，其特征在于：所述隔板为不锈钢板，清水区一侧设有清水出水管，穿孔配水管均匀铺设于每格配水区底部，气提配件装于不锈钢板上的配件孔中并通过卡箍旋转固定，滤芯承插于气提配件上，穿孔配气管设于配水区内气提配件的正下方。

3.根据权利要求2所述的滤布滤池，其特征在于：气提配件包括气体收集管，所述气体收集管顶部设有圆板，圆板中心开孔，所述圆板的开孔位置焊接有中心进气管。

4.根据权利要求3所述的滤布滤池，其特征在于：所述的滤芯包括中心管和套设在中心管外的滤布支架, 滤布支架由不锈钢网制成，滤布支架内侧或者外侧平铺滤布，中心管通过中心管支架与外侧滤布支架固定连接,滤芯近底部设滤网，滤网中心处开孔，气提配件的中心进气管安装在滤网中心孔内。

5.根据权利要求4所述的一种滤布滤池，其特征在于：气提配件还设有止水环，止水环通过固定筋与圆板相连，止水环上部焊接承插挡板管，所述滤芯的滤芯支架套设在承插挡板管外，滤芯支架底部通过橡胶垫片与不锈钢板密封。

6.根据权利要求1所述的滤布滤池，其特征在于：止水环底部对称焊接有多个卡箍，所述的不锈钢板上安装滤芯处开配件孔，每个配件孔四周对称开多个卡箍孔，与止水环底部的卡箍相配合。

7.根据权利要求1所述的滤布滤池，其特征在于：所述的进水区内设有进水配水管，所述进水配水管中设进水导流管，进水导流管下侧近管底处均匀开孔，进水导流管内设浮球，进水导流管下方与进水支管相通，进水导流管高度高于常水位高度，配水管高度低于常水位高度。

8.一种气提快速循环式过滤方法，其特征在于：污水首先流入进水区，经过进水支管流至配水区中；空气经进气支管进入穿孔配气管后均匀释放，由气体收集管集中收集，通过中心进气管释放，释放的空气与污水混合后，形成混合液，该混合液密度较原液密度低，密度差形成中心进气管内外液体的液面高度变化，密度低的混合液快速上升，混合液中的气体上升至液面后排入空气中，而污水升至中心管顶部后落入中心管与滤布支架之间，部分污水经滤布过滤后流入清水区，再经清水出水管排放，部分污水自上而下流至滤芯下方后与气体形成新的混合液继续向上运动，从而形成污水在滤芯内的循环流动。

Images