CN103889540A - 用于处理水和控制由盘形和鼓形过滤器产生的流出物浪涌的方法和设备 - Google Patents

Abstract

提供一种盘形过滤器，其具有用于控制或最小化流出物浪涌的控制器。盘形过滤器运行来执行用于控制由盘形过滤器产生的流出物流的方法或工艺。基本方法需要感测随流出物改变且至少部分地基于感测工艺变量的一个或更多个工艺变量5，盘形过滤器通过实现各种控制功能来控制流出物流，诸如：1)使盘形过滤器的旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈而不回洗；2)使旋转过滤器盘以相对慢的速度旋转超过一圈而不回洗；3)使旋转过滤器盘以相对慢10的速度旋转一圈或超过一圈，同时回洗；4)使旋转过滤器盘以相对高的速度旋转，而回洗或不回洗；以及5)使过滤器盘旋转一圈或超过一圈且定期回洗。

Description

用于处理水和控制由盘形和鼓形过滤器产生的流出物浪涌的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于处理水或废水的旋转过滤器盘，并且更特别地，涉及用于减少流出物浪涌的系统和方法。

背景技术

作为高效且成本有效的水处理方法，旋转过滤器盘持续受欢迎。这样的旋转过滤器盘具有相对小的覆盖区域，并且对于三级过滤、水再利用和固体移除尤其有效。

典型地，旋转过滤器盘包括旋转鼓，该旋转鼓具有安装在那个鼓上的多个沿轴向隔开的旋转过滤器盘。流入水或废水馈送到鼓中，并且水或废水从鼓传送到旋转过滤器盘的内部中。各个旋转过滤器盘包括由过滤器组成的相对侧壁。利用内外流型式，并且旋转过滤器盘的内部中的流入水或废水向外移动通过过滤器，以产生经过滤流出物，该经过滤流出物收集在收集箱中。从收集箱，经过滤流入物可被引导到其它下游工艺，或者以各种方式排出。

随着时间的过去，固体聚集在过滤器的内表面上。在旋转过滤器盘上提供回洗子系统，用于定期清洁过滤器。更特别地，旋转过滤器盘定期旋转，并且在过滤器的部分已经从流出物收集箱中显现之后，喷嘴将清洁溶液喷射在过滤器的外侧上，从而使位于过滤器的内表面上的固体和其它碎片落到槽或收集区域中，在此之后，它们被从旋转过滤器盘中移除。

随着时间的过去，由于固体在清洁之后反复聚集在过滤器的内表面上，故过滤器的渗透性改变。此外，通往旋转过滤器盘的流入水流也可改变。这些变化可在由旋转过滤器盘产生的流出物流中引起浪涌。例如，呈现过滤器使相当多的固体和碎片集合在内表面上，并且这显著地减少来自旋转过滤器盘的流出物流。这进而使流入水倒退。接着，例如，快速地清洁旋转过滤器盘的过滤器。这导致通过过滤器的流显著提高，从而在流出物中产生下游流浪涌。如上面提到的，这可使得难以有效且高效地执行下游处理操作。

因此，需要一种控制方法，其利用关于使旋转过滤器盘旋转和回洗的各种各样的动作，以便保存能量，以及同时抑制通常与来自旋转过滤器盘的流出物流相关联的浪涌。

发明内容

本发明涉及大体减少来自旋转过滤器盘的流出物中的流浪涌的方法或工艺。在一个实施例中，感测一个或更多个工艺变量，并且该一个或更多个工艺变量基于感测工艺变量，工艺需要使旋转过滤器盘旋转而不回洗或回洗。

在一个特定实施例中，感测一个或更多个工艺变量，并且该一个或更多个工艺变量基于感测工艺变量，在工艺中在不同时间，实现以下控制功能：

a.使旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈；

b.使旋转过滤器盘以相对慢的速度旋转超过一圈而不回洗；以及

c.使旋转过滤器盘以相对高的速度旋转超过一圈且回洗。

在另一个实施例中，感测一个或更多个工艺变量，并且该一个或更多个工艺变量基于感测工艺变量或多个变量，通过在工艺中在不同时间实现以下控制功能中的两个或更多个来控制流出物流：

使旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈；

使旋转过滤器盘以相对慢的速度旋转超过一圈而不回洗过滤器；

使旋转过滤器盘以相对慢的速度旋转一圈或超过一圈，同时回洗过滤器；

使旋转过滤器盘以相对高的速度旋转一圈或超过一圈而不回洗过滤器；

使旋转过滤器盘以相对高的速度旋转一圈或超过一圈，同时回洗过滤器；以及

使旋转过滤器盘旋转一圈或超过一圈，同时定期回洗过滤器。

附图说明

图1是示例性盘形过滤器的透视图，放弃了结构的部分，以更好地示出盘形过滤器的基本构件。

图1A是盘形过滤器的端视图的示意图，其显示回洗泵和用于驱动鼓和过滤器盘的驱动系统。

图2是用来控制来自盘形过滤器的流出物浪涌的示例性控制逻辑图的第一部分。

图3是示例性控制逻辑图的第二部分。

图4是鼓形过滤器的透视图。

图5是图4中显示的鼓形过滤器的另一个透视图。

图6是控制器及其用来基于一个或更多个工艺变量控制流出物浪涌的各种数字处理电路的示意图。

图7是图6中显示的控制器的简明示意图。

具体实施方式

进一步参照附图，其中显示了旋转过滤器盘，并且旋转过滤器盘大体由标记10指示。本发明涉及控制系统和用于控制由盘形过滤器10产生的流出物浪涌的控制工艺。在论述用来控制流出物浪涌的控制逻辑和控制工艺之前，简要地论述旋转过滤器盘的基本结构和运行可为有益的。首先，旋转过滤器盘是已知的，并且由世界上许多企业制造和出售。一家这种企业是瑞典韦灵厄的Hydrotech Veolia Water Systems Aktiebolag。另外，在专利和其它公开的材料中显示和描述了盘形过滤器。例如，参照美国专利No. 7,597,805和美国专利公开No. 2008/0035584。这两个公开的内容通过引用而清楚地结合在本文中。通过回顾这些材料，可获得对盘形过滤器、它们的结构和运行的完整且统一的理解。

简单回顾典型的盘形过滤器的结构和运行可为有益的。图1显示大体由标记10指示的盘形过滤器。盘形过滤器10包括外部壳体12。旋转地安装在壳体12中的是鼓。大体上，鼓被包封，除了其包括入口开口和形成于其表面中的一系列开口，用于使得流入物能够从鼓流到安装在鼓上的一系列旋转过滤器盘(大体由标记14指示)中。也就是说，如从本文随后的论述将认识到的，流入物被引导到鼓中，并且通过其表面中的开口，从鼓引导到相应的旋转过滤器盘14中。

紧固在鼓上且能够与其旋转的旋转过滤器盘14的数量可改变。基本上，各个旋转过滤器盘14包括过滤器框架16和固定在各个旋转过滤器盘14的相对侧部上的过滤介质18。保持区域限定在各个旋转过滤器盘14的内部，用于接收待被旋转过滤器盘14过滤的流入物。

如将在后面论述的，对盘形过滤器10提供驱动系统，该驱动系统用于旋转地驱动鼓和安装在其上的旋转过滤器盘14。提供鼓马达64，其运行来驱动连接于鼓的链轮或滑轮(未显示)。各种器件可在鼓马达64和链轮之间操作地互连，用于驱动链轮，并且因此驱动鼓。例如，可利用皮带驱动器。可利用各种其它类型的驱动系统来旋转鼓和安装在其上的旋转过滤器盘14。

继续参照图1，盘形过滤器10包括流入物入口22。流入物入口22通往流入物保持箱24。流入物保持箱24设置在形成于鼓中的入口开口附近，使得保持在流入物保持箱24内的流入物可从保持箱流到鼓中。如在图中看到的，流入物保持箱设置在盘形过滤器10的上游侧上。设置在流入物保持箱24周围且大体在其下面的是旁路箱30。出口32使得流入物能够从旁通箱30中流出。注意，流入物保持箱24包括溢流开口。这些溢流开口容许流入物溢流，以从流入物保持箱24向下流到旁通箱30中。这有效地限制流入物保持箱24中的水液位高度。

盘形过滤器10还包括流出物保持箱26。流出物保持箱26设置在盘形过滤器10的下游端部分附近，并且如图中显示的，至少围绕旋转过滤器盘14的下部部分延伸。随着流入物向外移动通过过滤介质18，这导致水被过滤，并且结果是经过滤的水构成流出物。该流出物被保持在流出物保持箱26内。还提供与流出物保持箱26相关联的流出物出口，用于从盘形过滤器10中引导流出物或经过滤的水。

因此，结果是待处理或过滤的流入水被引导到流入物入口22和流入物保持箱24中，其中，水在其中聚集到选定高度，以便提供排出压力，用于有效地使水从旋转过滤器盘14的内部部分向外移动通过过滤介质18。保持在保持箱24内的流入物最终被引导到鼓中，并且通过其中的开口从鼓引导到旋转过滤器盘14的内部区域中。现在，旋转过滤器盘内的水向外通过过滤介质18移动到流出物保持箱26中，并且最终离开流出物出口。如随后将在本文论述的，本文公开的控制系统和工艺旨在对来自盘形过滤器10的流出物流提供一定水平的控制。更特别地，控制系统和工艺旨在控制或最小化来自盘形过滤器10的流出物流中的浪涌。

盘形过滤器10还包括用于定期清洁过滤介质18的回洗系统。大体上，回洗系统包括歧管40，歧管40沿着盘形过滤器10的侧部延伸，并且操作地连接于回洗泵42(图1A)，回洗泵42运行来引导高压冲洗水通过歧管40。从歧管40延伸开的是一系列馈送管44，其中，各个馈送管在其外端处连接于喷嘴阵列46。如在图中看到的，存在残渣或回洗水出口50。出口50操作地连接于槽或捕捉结构，该槽或捕捉结构延伸通过鼓，并且大体设置在各种喷嘴阵列46的下方。当回洗系统运行时，碎片、残渣和冲洗水落到槽或捕捉结构中，并且通过重力，通过残渣或回洗水出口50从盘形过滤器10中传送出。

为了回洗过滤介质18，鼓可持续或间歇地旋转，使得过滤介质或过滤器面板18进入流出物保持箱26中的聚集流出物。认识到的是，仅过滤介质18的底部部分在任何一个时间过滤流入物是有效的。鼓和旋转过滤器盘有时将旋转，并且当出现这种情况时，过滤介质18的一些部分将旋转到上部部分，并且在这个位置，过滤介质18将不位于过滤流出物的位置。

在回洗循环期间，高压水从喷嘴阵列46喷射到过滤介质18的外表面上，以清洁它们。这可在鼓和旋转过滤器盘14固定或旋转时发生。从喷嘴阵列46喷射出的水冲击过滤介质18的外表面，从而振动过滤介质，并且甚至穿透过滤介质。这使被捕捉在过滤介质18的内侧上的碎片从过滤介质18的内表面移走或移除。该碎片和回洗水落到下面的延伸通过鼓的槽中。之后，碎片和回洗水从出口50排出。认识到的是，虽然过滤介质18的上部部分被回洗，并且被清洁，但过滤介质的下部浸没部分可继续过滤流入物。

本文描述的盘形过滤器10和工艺解决来自盘形过滤器的流出物流中的浪涌问题。观察已经指示，在一些情形中，来自盘形过滤器的流出物流在某些条件下可大致高于流入物流的150%。流出物流中的这些浪涌可由多种因素引起，包括在某些情况下的单一因素，或者在其它情况下的因素组合。例如，如果过滤介质18是脏的，并且过滤介质的渗透性大致受到影响，则结果是，流入物保持箱24内的流入物液位通常将提高。这使得相对低的输入通过过滤介质18。接着，假设过滤介质18是清洁的。这有时将导致相对高的通过量通过过滤介质18，并且在某些条件下这将导致流出物流中的浪涌。

本文论述的盘形过滤器10以及公开的方法或工艺针对控制系统，其设计成保持大体均匀的通过量通过旋转过滤器盘14。目标是避免流出物中的显著浪涌。在一个示例性工艺中，系统旨在使流出物流保持为流入物流的150%或更少。

为了最小化或控制流出物流中的浪涌，盘形过滤器10感测可能影响流出物流的一个或更多个工艺变量。例如，在一个实施例中，一个工艺变量感测是流入水液位，并且在该实施例中，在流入物保持箱24中感测或监测示出的流入水液位。在图2和图3中显示的示例性控制逻辑中，感测两个不同的流入水液位。随着水液位在流入物保持箱24中提高并且移动到选定阈值液位或高于选定阈值液位，可采取控制动作来最小化或控制盘形过滤器10下游的流出物浪涌。也就是说，当测得的工艺变量指示有可能接着发生流出物浪涌时，本文公开的系统和工艺设计成采取合适的控制动作。想法不是超越控制或过度补偿，而是谨慎地采取认为大体控制流出物浪涌的动作。一些控制动作可相对温和，而其它控制动作可更激烈。也就是说，一些合适的控制动作将更激烈，其中，被感测的工艺变量或多个变量的状态要求或指示这种激烈响应。

可实现认为控制流出物浪涌的各种响应。例如，相应的旋转过滤器盘14可只是少量旋转，小于一圈。在一个示例中，旋转过滤器盘14旋转0.2圈而不回洗。这一般将略微提高暴露于流入水的过滤介质18的渗透性。在其它情况下，编程控制方案可要求旋转过滤器盘14旋转近似一圈而不回洗。更激烈的响应要求旋转过滤器盘14相对慢地旋转超过一圈达预定时间段，再次不回洗。仍然更激烈的响应需要使旋转过滤器盘14以相对慢的速度旋转超过一圈达预定时段，但回洗。另一个选项是使旋转过滤器盘以相对慢的速度旋转一圈或超过一圈且回洗。又一个激烈的动作需要使旋转过滤器盘14以相对快的速度旋转，回洗或不回洗。另一个更激烈的动作是使旋转过滤器盘14旋转，同时定期回洗过滤介质。也就是说，在一个示例中，旋转过滤器盘14持续地旋转，并且在一些时间段期间，过滤介质被回洗，而在其它时间段期间则不存在回洗。这些是在各种情形下可能合适的控制动作响应的示例，这取决于盘形过滤器10中和其周围的条件。

如上面论述的，存在许多工艺变量，如果控制工艺变量，则可协助控制流出物浪涌。在本文论述和图2和图3的逻辑图中显示的示例性实施例中，盘形过滤器10监测流入水液位和流入水液位设定点的触发频率。特别地，在示例性实施例中，提供两个阈值流入水液位，低阈值流入水液位和高阈值流入水液位。各个阈值流入水液位分派有设定点，被称为SP1(对应于相对低的阈值流入水液位)和SP2(对应于相对高的阈值流入水液位)。如上面提到的，工艺监测两个设定点的触发频率。也就是说，对于某一时间段，工艺确定设定点中的各个每隔多久触发，这有效地表示对应的流入水液位满足或超过阈值水液位多少次的时间段。

如通过回顾和研究图2和图3的逻辑图将认识到的，响应于某些工艺变量的状态，将实现各种控制响应。在图2和图3中显示的示例中，控制响应包括：(1)使旋转过滤器盘14旋转一圈或不到一圈而不回洗；(2)使旋转过滤器盘14以相对慢的速度旋转近似一圈而不回洗；以及(3)使旋转过滤器盘14以相对快的速度旋转而回洗。在使旋转过滤器盘14旋转且选择实现或不实现回洗的同时，对示例性实施例中的系统和工艺提供一些定时控制。在某些情形中，控制逻辑可需要过滤器盘14旋转额外的一圈或更多圈，甚至在被监测的工艺变量或多个变量被调节成低于它们的对应的阈值之后。

除了以上控制响应，应当认识到，可实现其它控制响应，诸如旋转过滤器盘14的额外速度变化，并且另外甚至可设立对旋转过滤器盘14的加速或减速控制。回洗的控制响应可比简单的关/开控制更复杂。例如，回洗控制可控制冲洗水的流率、冲洗水的压力，并且趋向于最小化通过过滤介质18的快速流的其它控制方法最小化功率使用，最小化马达磨损，并且最大化过滤能力。回洗物的压力例如可在50psi至1200psi之间改变。

现在，转到图2和图3的逻辑图，在开始和静态过滤器框(框100和102)之后，逻辑控制确定流入水液位是否为SP1或高于SP1(框104)。如果是，则控制响应要求命令旋转过滤器盘14旋转一圈或不到一圈。在一个示例性实施例中，旋转过滤器盘旋转0.2圈。如果流入水液位低于SP1，则控制逻辑只是再循环回到静态过滤器(框102)。

在使旋转过滤器盘14旋转一圈或不到一圈之后，逻辑控制再次询问流入水液位是否为SP1或高于SP1(框108)。如果否，则控制逻辑再循环回到静态过滤器(框102)。如果是，则控制逻辑开始定时器A(框110)。本文论述的各种定时器的持续时间可改变。在一个示例性实施例中，定时器A可典型地在近似五分钟至近似二十分钟的范围内。在定时器A开始之后，控制逻辑要求旋转过滤器盘14以相对慢的速度持续地旋转，并且不回洗(框112)。之后，在某个时间，控制逻辑将再次确定流入水液位是否为SP1或高于SP1(框114)。如果否，则控制逻辑确定定时器A是否时间到(框116)。如果定时器A时间未到，则控制逻辑再循环到框112，并且旋转过滤器盘14旋转，直到定时器A时间已经到。如果流入水液位仍然为SP1或高于SP1(框114)，则控制逻辑前进到框120，并且确定SP1的触发频率是否太高(为阈值或高于阈值)。如果否，则控制框122命令使旋转过滤器盘14旋转一圈，并且在这一圈期间实现回洗。之后，控制逻辑移动到框124，并且再次相对于SP1询问流入水液位。如果流入水液位低于SP1，则框126要求重新开始定时器A。接着，控制逻辑回到框112。在控制逻辑到达框116并且定时器A时间已经到的情况下，接着逻辑前进到控制框118。旋转过滤器盘14旋转一圈，同时实现回洗。这一旦完成，逻辑就回到框102和静态过滤。

如果对框124的响应是流入水液位仍然为SP1或高于SP1，则控制逻辑移动到框128，并且相对于SP2询问水流入物液位。如果流入水液位低于SP2，则控制逻辑移动到框130，并且要求旋转过滤器盘旋转一圈，同时实现回洗。之后，控制逻辑移动到框132，并且询问水流入物液位是否为SP1或高于SP1。如果回答为否，则控制逻辑移动到框126，并且定时器A重新开始，并且工艺如上面论述的从其继续。

查看框120和128，如果对这些框的响应为是，则控制逻辑移动到框134。框134要求旋转过滤器盘以相对高的速度旋转，伴随着回洗。

一旦框134启动相对高速度的旋转伴随着回洗，控制逻辑就到达框136，并且确定流入水液位是否为SP2或高于SP2。如果是，则控制逻辑再循环回到框134。在框134和136中要求的工艺继续，直到流入水液位降到SP2之下。接着，工艺移动到框138，框138要求旋转过滤器盘以相对高的速度旋转，其中，回洗达B秒的持续时间。在B秒期满之后，控制逻辑移动到框140，框140关闭回洗系统，并且开始定时器C。之后，控制逻辑移动到框142，并且使旋转过滤器盘以相对低的速度旋转。之后，控制逻辑移动到框144，并且相对于SP2询问流入水液位。如果流入水液位低于SP2，则控制逻辑移动到框146，并且询问定时器C是否时间到。如果定时器C时间未到，则控制逻辑再循环到框142。如果定时器C时间已经到，则控制逻辑移动到框122。

关于框144，如果流入水液位仍然为SP2或高于SP2，则控制逻辑前进到决策框148。在那里，确定SP2的触发频率是否高于阈值。如果否，则控制逻辑前进到框158，并且旋转过滤器盘旋转近似一圈且回洗。之后，控制逻辑前进到决策框160，以确定流入水液位是否为SP2或高于SP2。如果否，则控制逻辑回到框140。如果是，则控制逻辑回到框134。

回到决策框148，如果SP2的触发频率高于阈值，则控制逻辑前进到框150，并且定时器D开始。定时器D的持续时间可改变，但在典型应用中，持续时间为近似3至5分钟。一旦定时器开始，旋转过滤器盘就以相对高的速度旋转，伴随着回洗(框152)。接着，到达决策框154，并且确定流入水液位是否为SP2或高于SP2。如果是，则控制逻辑回到框152。如果否，则控制逻辑前进到决策框156，并且确定定时器D是否已经时间到。如果否，则控制逻辑再循环到框152。如果是，则控制逻辑再循环回到框142。

图6示出用于盘形过滤器10的控制器60。控制器60构造成控制旋转过滤器盘14的旋转和过滤介质18的回洗，以便消除或至少减少来自盘形过滤器10的流出物流中的浪涌。

为此，控制器60包括例如一个或更多个数字处理电路，该一个或更多个数字处理电路构造成处理来自液位传感器62的输入信号(液位传感器62布置成监测流入物液位)，并且响应于流入物液位来控制图1A中描绘的鼓马达64和回洗泵42的运行。应当注意，用语“鼓马达”指的是使旋转过滤器盘安装在其上的鼓转动的马达。因此，鼓马达64使旋转过滤器盘14有效地旋转。因而，当被控制器60启动时，鼓马达64使旋转过滤器盘14旋转。在一些情况下，旋转对于使相对干净的过滤介质18旋转到过滤位置是有效的。在其它情况下，旋转使得回洗系统能够在旋转过滤器盘14旋转时清洁过滤介质18。

取决于控制器60的实现和液位传感器62的接口特性，鼓马达64和回洗泵66、控制器60可使用一个或更多个接口电路，可在控制器60的外部实现该一个或更多个接口电路，或者将该一个或更多个接口电路结合在控制器60内。这些接口电路提供例如电压-电平转换、过滤、功率放大等，如使盘形过滤器控制器60与其控制输入和输出对接所需的。经由示例，例图描绘液位传感器接口电路70、马达控制电路72和泵控制电路74。

对控制器60构想了许多实现，包括固定硬件、编程硬件或它们的任何组合。作为示例，控制器60包括一个或更多个现场可编程网关阵列(FPGA)或复杂的可编程装置(CPLD)，或者一个或更多个基于微处理器的电路，它们可集成到较大型电路实现—诸如在ASIC或其它定制芯片中—中。

在至少一个实施例中，盘形过滤器控制器60基于对外围接口和控制提供高水平的集成的低功率微控制器。例如，控制器基于来自德州仪器的“MSP430F5437”('5437装置)或其它MSP430F5系列微控制器。'5437装置是16位基于RISC的微控制器，其提供机载程序和数据存储器(例如，FLASH和SRAM)，以及集成式多信道12位模数转换器(ADC)，大量高分辨率硬件定时器—例如，用于PWM和/或其它精确控制信号发送，诸如马达控制—和各种I/O端口，包括串行和离散位端口。当然，本领域技术人员将认识到，可使用其它种类和模型的微处理器或其它数字处理电路，这取决于所讨论的特定设计要求。

假设基于微控制器来实现控制器60，图6示出经由程序逻辑和支持微控制器电路以逻辑方式实现的示例功能电路。特别地，在一个构想到的构造中，控制器60包括液位监测器80、马达/泵控制器82、存储许多控制参数或设定的配置存储器84、定时器86、控制跟踪存储器88和控制历史存储器90。

液位监测器80包括例如用以将来自流入物液位传感器62的模拟电压转换成表示测得流入物液位的对应的数字值的ADC电路。相应地，配置存储器84包括“SP1”和“SP2”，作为第一和第二流入物液位设定点，其表示触发各种控制动作的流入物液位。在至少一个实施例中，SP1和SP2是对应于映射成给定流入物液位的ADC值的数码字。当然，可使用其它表示，这取决于液位监测信号等的性质。

在任何情况下，液位监测器80构造成对马达/泵控制器82提供一个或更多个触发或警报信号。在至少一个构造中，马达/泵控制器82接收指示流入物液位是否为SP1或高于SP1，以及流入物液位是否为SP2或高于SP2的不同信号。就此而言，马达/泵控制器82可“看出”流入物液位何时升高，并且可检测到流入物液位何时升高到SP1和SP2之上或何时降到SP1和SP2之下。

还要注意，虽然未在图中清楚地显示信号线，但液位监测器80或马达/泵控制器82构造成跟踪达到SP1和SP2触发点的次数(在给定时间间隔里)，以及将那个信息作为“SP1触发频率”和“SP2触发频率”保存在控制跟踪存储器88内。这些流入物液位设定点的过度触发用作控制器60的另一个控制决策点，因为控制器60改变其现行的控制动作，或者响应于检测到SP1和/或SP2触发频率为配置阈值“SP1触发频率阈值”和“SP2触发频率阈值”(保持在配置存储器84中)或高于它们，来采取额外的控制动作。

存储在非易失性配置存储器84中的其它可配置控制参数包括例如表示为“时间A”、“时间B”、“时间C”和“时间D”的马达和/或泵运转时间值。这些值建立用于启动(例如)鼓马达64以及用于运转回洗泵66的基准时间。在配置存储器84中存储为配置值的另外的控制参数包括“鼓增量值”，其限定例如在控制器60使过滤器盘14递增地旋转不到完整的旋转时使用的递增旋转值—该值可存储为马达运转时间值、表示期望旋转量的度数值等。存储在配置存储器84中的额外控制参数还包括例如对应于鼓马达64的低速和高速设定的“鼓速度Lo”和“鼓速度Hi”值。这些值的格式将取决于鼓马达62的类型，但可对应于低驱动电压和高驱动电压、电流、RPM等。

作为另一点，控制器60的一个或更多个实施例以开环的方式驱动马达，其中，基于已知马达特性和过滤器盘14的对应的旋转速度来配置马达运转时间值。但是，在一个或更多个其它实施例中，控制器60接收来自鼓马达64或马达控制电路72，或者来自位置指示器的马达控制反馈，该位置指示器指示过滤器盘旋转、位置、速度等。

因而，将理解的是，液位监测器80对马达/泵控制器82提供触发信号，该触发信号指示流入物液位何时为SP1和SP2或高于SP1和SP2，并且马达/泵控制器82响应于那些触发来控制鼓马达64和回洗泵66。特别地，马达/泵控制器82响应于液位监测器80，以及响应于其本身的控制动作跟踪，来启动许多“参数化”控制动作。

例如，马达/泵控制器82可使用鼓增量参数或控制响应，以响应于首次接收来自液位监测器80的SP1触发而使过滤器盘14递增地旋转。与使过滤器盘14递增旋转一起，马达/泵控制器82开始，例如，使用定时器86的16位定时器，来估计流入物液位在过滤器盘14递增旋转之后保持高于SP1多久。如果流入物液位不落在限定时间段内，或者保持为SP1或高于SP1，则马达/泵控制器82可执行另一个递增旋转，或者可启动过滤器盘14以低速(根据鼓速度Lo)参数的继续旋转。由控制器60执行的控制算法的更详细示例例如出现在图2和图3的逻辑流程图中，该逻辑流程图可由控制器60根据其对存储计算机程序指令的执行来实现。

在那方面，图7示出微处理器/微控制器示例中的控制器60的简明图。可看到CPU 100执行控制应用(程序)，该控制应用(程序)体现本文阐述的盘形过滤器控制算法中的一个或更多个。例如，程序存储器102是非易失性的，并且存储配置值104以及程序代码106，程序代码106包括控制程序108，执行程序代码106实现由CPU 100运行的期望控制应用110，例如，使CPU 100配置成实现前面描述的液位监测器80、马达/泵控制器82等。

还看到正在工作的存储器112，存储器112可用来实现控制跟踪存储器88和控制历史存储器90。在那点上，控制历史存储器90还可保存到程序存储器102，用于长期历史收集。这种数据不仅可用来收集来自控制器60的控制和性能数据，而且还提供对于诊断和排除故障有价值的数据。就此而言，虽然未在例图中像那样明确地展示，但I/O电路114包括例如一个或更多个通信接口。在至少一个这种实施例中，I/O电路114提供膝上型或其它计算机通信接口，并且控制器60配置成传送或以别的方式允许检查其配置参数，以及在一些实施例中，其控制历史，包括SP1/SP2触发的日期/时间记录、采取的控制动作等。在至少一个这种实施例中，控制器60进一步提供传送字或得到验证密钥保护的接口，该传送字或接口允许操作者修改其运行，诸如通过修改其配置参数中的一个或更多个。还将理解的是，控制器60的一个或更多个实施例包括I/O电路114内的网络通信接口，该网络通信接口可为有线或无线的，并且该网络通信接口可实现标准化网络协议，诸如例如CAN-BUS或标准化蜂窝通信协议。

另外，在至少一个实施例中，控制器60配置用于适应性控制，其中，控制器60基于其对流入物液位响应于其各种控制动作的变化的历史观察，来调谐配置值中的一个或更多个(例如运转时间Time A、Time B等中的任何一个或更多个)。作为特定示例，控制器60可基于观察其各种控制动作对降低流入物液位和减少流出物中的浪涌的作用，来逐渐精调递增旋转量和/或回洗泵运转时间。

应当认识到，图2和图3中显示的控制逻辑是围绕某些工艺变量和某些控制动作设计而成的示例性控制方案。

理解和认识到的是，感测到的工艺变量和实现的控制动作可改变，并且这样的变量和控制动作可设计成最小化或控制流出物中的浪涌。同样地，图6和图7中显示的控制系统可按各种方式编程，以便控制流出物中的浪涌。也就是说，各种工艺变量可被感测到和用来触发认为减少流出物浪涌的各种控制动作。也就是说，可将其它工艺变量和控制动作编程到控制系统中，以控制流出物浪涌。

以上论述集中在盘形过滤器10上。存在另一个在许多方面都非常类似于上面论述的盘形过滤器10的水过滤设备。其被称为鼓形过滤器。图4和图5中显示的是鼓形过滤器，其大体由标记11指示。未在本文中论述鼓形过滤器的细节，因为鼓形过滤器在本领域中是已知的，并且可在市场上买到。例如，瑞典韦灵厄Mejselgatan 6，23532的Hydrotech Veolia Water Systems Aktiebolag制造并出售鼓形过滤器。鼓形过滤器11不同于上面论述的盘形过滤器10，因为过滤介质18置于鼓形过滤器11的鼓13上，而在盘形过滤器10的情况下，过滤介质18置于过滤器盘14的相对侧部上。

特别参照图4和图5，其中显示了鼓形过滤器11，并且其包括壳体12。鼓13旋转地安装在壳体12中。入口22将待过滤的水引导到鼓13中。如上面论述的，鼓13包括围绕鼓固定的过滤介质18的面板。参见图4和图5，像盘形过滤器10一样，鼓形过滤器11包括回洗系统和出口50，出口50用于从鼓形过滤器11中引导通过回洗进行清洁所产生的残渣或固体。注意，图4中显示了回洗系统。回洗系统包括歧管或集管40，歧管或集管40平行于鼓13的纵向轴线延伸，并且仅在过滤介质18的外部隔开。操作地连接于歧管40的是一系列喷嘴46。歧管或集管连接于回洗泵66(参见图6的控制系统中的泵66)。因而，当过滤介质18被回洗时，回洗泵66引导水或清洁溶液通过歧管40和离开喷射喷嘴46。这使过滤介质18的内侧上的固体移走，以及落到捕捉区域中，在此之后，固体或残渣从鼓形过滤器11传送出并且离开残渣出口50。

鼓形过滤器11包括用于旋转鼓13的驱动系统。这在图5中特别地显示。驱动系统包括马达64，马达64通过驱动链63可驱动地连接于鼓13。促动马达64使驱动链63驱动和旋转鼓13。

因此，以类似于关于盘形过滤器10所论述的工艺的方式，待过滤的水引导到鼓形过滤器11的入口22中。引导到入口22中的水最终排到鼓13的内部中。一旦在鼓中，水在其向外流过鼓13的壁结构，以及流过固定于鼓的过滤介质时被过滤。也就是说，经过过滤介质18离开的水变成经过滤的流出物，并且收集在包围鼓13的下部部分的室或收集槽中。之后，经过滤的流出物从鼓形过滤器11中引导，并且在一些情况下，被引导到下游处理站，其中，关于流出物执行另外的处理。

鼓形过滤器11在其流出物中经历关于盘形过滤器10所论述的相同类型的浪涌状况。因此，上面关于利用盘形过滤器10控制流出物浪涌所描述的基本工艺适用于鼓形过滤器11。也就是说，上面论述的和图2和图3中显示的工艺和控制逻辑同样适用于鼓形过滤器11。此外，图6和图7中显示的控制器和控制系统与鼓形过滤器11共同用来控制鼓的旋转和回洗，以便最小化由鼓形过滤器11产生的流出物中的浪涌。因而，将不重复关于盘形过滤器10和由盘形过滤器10用来控制流出物浪涌的基本控制系统所论述的基本工艺，因为理解它们同样适用于鼓形过滤器11。

当然可用与本文特别阐述的这些方式不同的方式执行本发明，而不偏离本发明的基本特性。将在各方面认为目前的实施例是说明性而非约束性的，并且在所附权利要求的含义和等同范围内的所有改变都意于包括在本文中。

Claims (23)

1.一种工艺，其用于用盘形过滤器过滤水，以及用于控制由所述盘形过滤器产生的流出物流，以及大体减少由所述盘形过滤器产生的经过滤流出物中的流浪涌，所述工艺包括：

a. 将流入水引导到所述盘形过滤器和形成所述盘形过滤器的一部分的一个或更多个旋转过滤器盘的内部中；

b. 通过将来自所述旋转过滤器盘的内部的所述流入水引导通过与所述旋转过滤器盘相关联的一个或更多个过滤器，来过滤所述流入水，从而产生所述经过滤流出物；

c. 通过下者控制由所述盘形过滤器产生的流出物流：

i. 感测与所述流出物流有关的一个或更多个工艺变量；以及

ii. 至少部分地基于所述一个或更多个感测工艺变量，通过在所述工艺中在不同时间实现以下控制功能中的两个或更多个，来控制所述流出物流：

1.使所述旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈，而不回洗所述过滤器；

2.使所述旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈，同时回洗所述过滤器

3.使所述旋转过滤器盘以相对慢的速度旋转超过一圈而不回洗所述过滤器；

4.使所述旋转过滤器盘以相对慢的速度旋转一圈或超过一圈，同时回洗所述过滤器；

5.使所述旋转过滤器盘以相对高的速度旋转一圈或超过一圈而不回洗所述过滤器；

6.使所述旋转过滤器盘以相对高的速度旋转一圈或超过一圈，同时回洗所述过滤器；以及

7.使所述旋转过滤器盘旋转一圈或超过一圈，同时定期回洗所述过滤器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括建立对应于第一流入水液位的第一设定点，并且其中，感测一个或更多个工艺变量包括感测流入水液位，以及比较所述感测流入水液位与所述第一设定点；以及

当所述感测流入水液位等于或大于所述第一设定点时，实现所述控制功能中的一个。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括确定第一设定点触发频率，以及响应于所述第一设定点触发频率大于选定值而实现所述控制功能中的一个。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括建立对应于第二流入水液位的第二设定点，并且其中，感测一个或更多个工艺变量包括感测所述第二流入水液位，以及比较所述感测第二流入水液位与所述第二设定点；以及当所述感测第二流入水液位等于或大于所述第二设定点时，实现所述控制功能中的一个。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，包括确定第二设定点触发频率，以及响应于所述第二设定点触发频率大于选定值而实现所述控制功能中的一个。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按以下优先顺序实现所述控制功能：

a. 使所述旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈而不回洗；

b. 使所述旋转过滤器盘以相对低的速度旋转而不回洗；以及

c. 使所述旋转过滤器盘以相对高的速度旋转且回洗。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在实现权利要求6中阐述的所述控制功能中的一个之后，使所述旋转过滤器盘旋转一圈或超过一圈，同时回洗所述旋转过滤器盘。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括在一段时间里实现选定的控制功能，以便使所述流出物流保持为所述流入水流的150%或更少。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括反复地感测一个或更多个工艺变量，以及比较所述一个或更多个感测工艺变量与一个或更多个阈值；以及

根据优先顺序实现所述控制功能，以便使所述一个或更多个工艺变量大体保持处于低于所述一个或更多个阈值的水平，其中，所述优先顺序包括：

a. 首先，使所述旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈而不回洗；

b. 其次，使所述旋转过滤器盘以相对慢的速度旋转超过一圈而不回洗；以及

c. 再次，使所述旋转过滤器盘以相对高的速度旋转且回洗。

10.根据权利要求9所述的工艺，其特征在于，一个工艺变量包括流入水液位，并且其中，所述工艺反复地测量流入水液位，并且按权利要求9中阐述的优先顺序实现所述控制功能，以便使所述流入水液位大体保持处于等于或低于选定阈值的液位。

11.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述感测工艺变量包括流入水液位，以及其中所述流入水液位等于或超过选定液位的频率；并且其中，基于所述流入水液位和其中所述流入水液位等于或超过所述选定液位的所述频率，随着时间的过去实现所述控制功能中的两个或更多个，以降低所述流入水液位。

12.一种工艺，其用于用盘形过滤器过滤水，以及用于控制由所述盘形过滤器产生的流出物流，以及大体减少经过滤流出物中的流浪涌，所述工艺包括：

a. 将流入水引导到所述盘形过滤器和形成所述盘形过滤器的一部分的一个或更多个旋转过滤器盘的内部中；

b. 通过经由与所述旋转过滤器盘相关联的一个或更多个过滤器从所述旋转过滤器盘的内部中引导所述流入水，来过滤所述流入水，从而产生所述经过滤流出物；

c. 感测与所述流出物流有关的一个或更多个工艺变量；以及

d. 至少部分地基于所述一个或更多个感测工艺变量，在不同时间通过下者控制所述流出物流：

i. 使所述旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈而不回洗；

ii. 使所述旋转过滤器盘以相对慢的速度旋转超过一圈而不回洗；以及

iii. 使所述旋转过滤器盘以相对高的速度旋转超过一圈且回洗。

13.根据权利要求12所述的工艺，其特征在于，在使所述旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈而不回洗之后，或者在使所述旋转过滤器盘以相对慢的速度旋转超过一圈而不回洗之后，使所述旋转过滤器盘旋转至少一圈且回洗。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述一个或更多个工艺变量包括流入水液位，并且所述工艺包括测量流入水液位，并且在所述工艺中在不同时间，通过下者控制所述流出物流：

a. 使所述旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈而不回洗；

b. 使所述旋转过滤器盘以相对低的速度旋转超过一圈而不回洗；以及

c. 使所述旋转过滤器盘以相对高的速度旋转超过一圈且回洗。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，使所述旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈而不回洗包括使所述旋转过滤器盘旋转不到半圈。

16.一种盘形过滤器，其用于过滤水，以及产生经过滤流出物，以及控制由所述盘形过滤器产生的流出物流，所述盘形过滤器包括：

a. 用于接收待过滤的水的旋转鼓；

b. 驱动器，其包括用于旋转地驱动所述旋转鼓的马达；

c. 固定于所述鼓且能够与其旋转的一个或更多个旋转过滤器盘；

d. 各个旋转过滤器盘包括设置在其相对地点上的过滤介质；

e. 回洗系统，其包括用于将回洗物喷射到所述过滤介质上且大体清洁所述过滤介质的泵；

f. 其中，待过滤的水从所述鼓传送到一个或更多个旋转过滤器盘中，并且之后所述水传送通过所述过滤介质，以产生所述经过滤流出物；以及

g. 与所述盘形过滤器相关联的用于控制由所述盘形过滤器产生的所述流出物流的控制器，所述控制器构造成基于与所述流出物流有关的一个或更多个工艺变量，通过实现以下控制功能中的两个或更多个，来控制来自所述盘形过滤器的所述流出物流：

i. 使所述旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈而不回洗所述过滤器；

ii. 使所述旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈，同时回洗所述过滤器；

iii. 使所述旋转过滤器盘以相对慢的速度旋转超过一圈而不回洗所述过滤器；

iv. 使所述旋转过滤器盘以相对慢的速度旋转一圈或超过一圈，同时回洗所述过滤器；

v. 使所述旋转过滤器盘以相对高的速度旋转一圈或超过一圈而不回洗所述过滤器；

vi. 使所述旋转过滤器盘以相对高的速度旋转一圈或超过一圈，同时回洗所述过滤器；以及

vii. 使所述旋转过滤器盘旋转一圈或超过一圈，同时定期回洗所述过滤器。

17.根据权利要求16所述的盘形过滤器，其特征在于，所述控制器编程成按以下优先顺序实现控制功能：

a. 使所述旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈；

b. 使所述旋转过滤器盘以相对低的速度旋转而不回洗；以及

c. 使所述旋转过滤器盘以相对高的速度旋转且回洗。

18.一种鼓形过滤器，其用于过滤水，以及产生经过滤流出物，以及控制由所述鼓形过滤器产生的流出物流，所述鼓形过滤器包括：

a. 用于接收待过滤的水的旋转鼓；

b. 驱动器，其包括用于旋转地驱动所述旋转鼓的马达；

c. 过滤介质，其设置在所述鼓上，使得传送通过所述鼓的水被所述过滤介质过滤；

d. 回洗系统，其包括用于将回洗物喷射到所述过滤介质上且大体清洁所述过滤介质的泵；

e. 与所述鼓形过滤器相关联的用于控制由所述鼓形过滤器产生的所述流出物流的控制器，所述控制器构造成基于与所述流出物流有关的一个或更多个工艺变量，通过在不同时间实现以下控制功能中的两个或更多个，来控制来自所述鼓形过滤器的所述流出物流：

i. 使所述旋转鼓旋转一圈或不到一圈而不回洗所述过滤器；

ii. 使所述旋转过滤器盘旋转一圈或不到一圈，同时回洗所述过滤器；

iii. 使所述旋转鼓以相对慢的速度旋转超过一圈而不回洗所述过滤介质；

iv. 使所述旋转鼓以相对慢的速度旋转一圈或超过一圈，同时回洗所述过滤介质；

v. 使所述旋转鼓以相对高的速度旋转一圈或超过一圈而不回洗所述过滤介质；

vi. 使所述旋转鼓以相对高的速度旋转一圈或超过一圈，同时回洗所述过滤介质；以及

vii. 使所述旋转鼓旋转一圈或超过一圈，同时定期回洗所述过滤介质。

19.一种工艺，其用于用鼓形过滤器过滤水，以及用于控制由所述鼓形过滤器产生的流出物流，以及大体减少由所述鼓形过滤器产生的经过滤流出物中的流浪涌，所述工艺包括：

a. 将流入水引导到所述鼓形过滤器和旋转鼓的内部中；

b. 通过经由安装在所述旋转鼓上的过滤介质从所述旋转鼓的内部中引导所述流入水，来过滤所述流入水，并且从而产生所述经过滤流出物；

c. 通过下者来控制由所述鼓形过滤器产生的所述流出物流：

i. 感测与所述流出物流有关的一个或更多个工艺变量；以及

ii. 至少部分地基于所述一个或更多个感测工艺变量，通过在所述工艺中在不同时间实现以下控制功能中的两个或更多个，来控制所述流出物流：

1.使所述旋转鼓旋转一圈或不到一圈；

2.使所述旋转鼓以相对慢的速度旋转超过一圈而不回洗所述过滤介质；

3.使所述旋转鼓以相对慢的速度旋转一圈或超过一圈，同时回洗所述过滤介质；

4.使所述旋转鼓以相对高的速度旋转一圈或超过一圈而不回洗所述过滤介质；

5.使所述旋转鼓以相对高的速度旋转一圈或超过一圈，同时回洗所述过滤介质；以及

6.使所述旋转鼓旋转一圈或超过一圈，同时定期回洗所述过滤介质。

20.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，包括通过将回洗物引导到所述过滤器上，以及改变所述回洗物的压力或流率，来控制由所述盘形过滤器产生的所述流出物流。

21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括通过利用回洗泵泵送引导到所述过滤器上的回洗物来回洗所述过滤器，来控制由所述盘形过滤器产生的所述流出物，并且其中，所述工艺包括改变所述回洗泵的速度。

22.根据权利要求16所述的盘形过滤器，其特征在于，所述控制器构造成改变所述泵的速度，用于将回洗物喷射到所述过滤介质上。

23.根据权利要求16所述的盘形过滤器，其特征在于，所述控制器构造成改变所述回洗物的压力或流率，用于控制由所述盘形过滤器产生的所述流出物流。

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