CN104043271B - 一种模组化错流式移动床过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模组化错流式移动床过滤装置，包括多个沿进水断面方向依次连接布置的过滤单元，每个过滤单元均设有罐体、提砂机构、过滤洗涤器、过滤机构、锥形装置、进水区域和出水区域，所述提砂机构包括马达和螺杆轴；所述过滤洗涤器包括洗涤器外桶、搅拌叶片和排污管；所述过滤机构包括过滤介质和分布转耙；所述锥形装置为伞状结构；所述进水区域和所述出水区域设置在所述罐体外部的下方。本发明的有益效果有：过滤速度快、水头损失小、反冲能源消耗少、耗水量小、占地少以及模组化可实现大流量运行等优点，另外，且该装置可连续运转，自动循环清洗滤料。

Description

一种模组化错流式移动床过滤装置

技术领域

本发明涉及污水处理中的过滤设备领域，尤其涉及一种模组化错流式移动床过滤装置。

背景技术

目前，过滤是水处理系统中不可或缺的一个环节，过滤装置直接影响到污水处理的质量和效果。快滤池是应用石英砂或白煤、矿石等粒状滤料对水进行快速过滤，达到截留水中的悬浮固体和部分细菌、微生物等目的的。单层快滤池通过加大单一滤料粒径的方法提高了滤速，发挥了深层滤床的过滤能力，但是，反冲洗后由于水力筛分作用，使得沿过滤水流方向的滤料粒径逐渐变大，从而形成上部细、下部粗的滤床，孔隙尺寸及合污能力也是从上到下逐渐变大。在下向流过滤中，水流先经过粒径小的上部滤料层，再到粒径大的下部滤料层，这种方式使得大部分悬浮物截留在床层上部数厘米深度内，水头损失迅速上升，而下层的含污能力未被充分利用。

理想滤池滤料排列应是沿水流方向由粗到细，为了解决实际滤池与理想滤池的矛盾，途径有：一是采用双层或多层滤料的方式，截污能力有了很大的改善，较以往相比，水头损失极大降低；二是采用改变水流方向的方式，过滤进水采用下进水或中间进水等，由此出现了目前普遍采用的流砂过滤器，实现了过滤、洗砂同时进行的运行方式，极大地提高了过滤效果，但是对应上述措施又伴随产生局部水力筛分或混层、操作复杂、洗砂不干净、滤料易流失等现象，对出水水质有一定的影响。目前普遍采用的流砂过滤器采取上向流进水方式，通过气提提砂、洗砂需配套空压机提供所需的空气量，另外，提砂过程需要大量水的带动，消耗能源的同时耗费了大量的水。三是选用新型的高密度或孔隙率可变的滤料作为过滤介质。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种模组化错流式移动床过滤装置，它具有过滤速度快、水头损失小、反冲能源消耗少、耗水量小、占地少以及模组化可实现大流量运行等优势，且该装置可连续运转，可对滤料进行自动循环清洗。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种模组化错流式移动床过滤装置，包括多个沿进水断面方向依次连接布置的过滤单元，每个过滤单元均设有罐体、提砂机构、过滤洗涤器、过滤机构、锥形装置、进水区域和出水区域，所述提砂机构包括安装于所述罐体上方的马达和设置于所述罐体内并与所述马达焊接连接的螺杆轴；所述过滤洗涤器设置在所述罐体内部，包括洗涤器外桶、设置于所述过滤洗涤器内部上方的两个搅拌叶片和排污管；所述过滤机构设置在所述罐体内部的中间位置，包括过滤介质和分布转耙，所述分布转耙安装在所述搅拌叶片正下方，所述过滤介质填充于所述分布转耙与所述罐体间的下部空腔中；所述锥形装置为伞状结构，焊接于所述洗涤器外桶的下端；所述进水区域和所述出水区域对称的设置在所述罐体外部的下方，所述进水区域、所述出水区域内侧均安装有滤网。

优选的，所述螺杆轴上设有螺纹，两个所述搅拌叶片对称的焊接于所述螺杆轴的两侧。

优选的，所述排污管设置在所述搅拌叶片的下方，且所述排污管的管道伸出所述罐体的一侧，用于将杂质排出罐体。

优选的，所述过滤介质为改性聚酯纤维球滤料，滤料粒径为1-3cm，滤料颗粒均匀。

优选的，所述分布转耙为锥形结构，并与所述洗涤器外桶焊接连接，所述分布转耙直径与所述罐体内径相匹配，此结构有利于罐体底部的过滤介质被均匀收集到所述洗涤器外桶内。

优选的，所述洗涤器外桶、所述搅拌叶片和所述分布转耙均由所述马达传动。

优选的，所述进水区域、所述出水区域分别设有进水管和出水管，所述进水管用于向该过滤装置内注入污水，所述出水管用于将经过滤装置处理后的水排出装置。

本发明的有益效果：

1、过滤速度快，一般为25-40m/h；相当于石英砂过滤器、活性炭过滤器和多介质过滤器流速的2-3倍，在相同过滤流量情况下，本过滤装置的罐体直径要小很多，大大减小了设备的造价，节约资源。

2、水头损失小、反冲洗能源消耗少；本发明提、洗介质的装置由原来的气提洗砂装置改为螺旋输送器提升介质加搅拌洗涤介质的方式，省去了空压机等大功率设备，节省了空气量，且无需大量水来带动提升，直接改由螺旋输送器螺栓杆输送提升，大大降低了能耗和水耗。由实际测量数据可知，例如，处理水量在45m³/h的砂滤器，气提砂循环速率为8mm/min时，需要调节空气提升泵的进气量在140L/min左右，配套空压机的功率需在4KW左右，冲洗水的流量为2.5-4.5m³/h(处理水量的5％-10％)，而本发明采取螺旋输送的方式，马达的功率在为0.75Kw左右，清洗水用量也仅为处理水量的1％-2％，由此大大降低了污水处理过程中的能耗和水耗。

3、本发明采用改性聚酯纤维球作为过滤介质，它是一种高弹性、空隙可变、耐磨损、抗腐蚀的滤料，其过滤机理是机械筛除及滤料的接触吸附，大于滤料间隙的悬浮物被截留在滤料表层，小于滤料间隙的悬浮物在通过滤料层时，有的靠重力作用沉淀在滤料表面，有的在流线距滤料距离为颗粒半径时，在范德华力作用下被滤料吸附，有的在布朗运动作用下迁移扩散到滤料表面。由此满足了理想深度过滤的机理，水头损失相比砂介质的表面截留大大降低，延长了工作周期；同时，此种介质属人造滤料，单个滤料粒径、重量几乎相同，反冲洗后不会出现象普通刚性滤料(如石英砂)水力筛分或多层滤料混层的现象，又因滤料具有耐腐、耐磨、化学性能稳定等特性，且滤料为柔性材料，更不会出现滤料破碎、易流失、降低滤层高度、影响出水水质等不良后果，能更好的满足出水提标改造的高要求。另外，该过滤装置可连续运转，达到自动循环清洗滤料的效果。

4、占地面积小，模组化可实现大型过滤要求；一方面，单体装置在相同的过滤器流量下，占地面积为传统活性炭及石英砂过滤器的1/3以下；另一方面，本发明采取正交错流进水，水流横向穿过滤料，与上下运动的滤料形成了错流式运动，通过模组化的排列，纵向上增大了过滤面积，减少了占地，从而实现了大流量，满足了大型过滤的要求。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的过滤单元结构示意图。

其中，1、罐体，2、过滤介质，3、洗涤器外桶，4、过滤洗涤器，5、马达，6、搅拌叶片，7、排污管，8、进水区域，9、出水区域，10、螺杆轴，11、螺纹，12、分布转耙，13、锥形装置，14、滤网。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

一种模组化错流式移动床过滤装置，如图1和图2所示，包括多个沿进水断面方向依次连接布置的过滤单元，每个过滤单元均设有罐体1、提砂机构、过滤洗涤器4、过滤机构、锥形装置13、进水区域8和出水区域9，所述提砂机构包括安装于罐体1上方的马达5和设置于罐体1内并与马达5焊接连接的螺杆轴10；所述过滤洗涤器4设置在罐体1内部，包括洗涤器外桶3、设置于过滤洗涤器4内部上方的两个搅拌叶片6和排污管7；所述过滤机构设置在罐体1内部的中间位置，包括过滤介质2和分布转耙12，分布转耙12安装在搅拌叶片6正下方，过滤介质2填充于分布转耙12与罐体1间的下部空腔中，分布转耙12为一锥形结构，该结构一方面利于将下落的过滤介质2进行均匀分布，另一方面起到压紧过滤介质2、防止漂浮的作用；所述锥形装置13为伞状结构，焊接于洗涤器外桶3的下端，此结构有利于罐体1底部的过滤介质2被均匀收集到洗涤器外桶3内；所述进水区域8和所述出水区域9对称的设置在罐体1外部的下方，进水区域8、出水区域9内侧均安装有滤网14，滤网14能防止过滤介进入进水区域8和出水区域9。

螺杆轴10上设有螺纹11，两个搅拌叶片6对称的焊接于螺杆轴10的两侧；排污管7设置在搅拌叶片6的正下方，且排污管7的管道伸出罐体1的一侧，用于将杂质排出罐体1；过滤介质2为改性聚酯纤维球滤料，滤料粒径为1-3cm，选用高弹性、空隙可变、耐磨损、抗腐蚀性的聚酯纤维球作为该过滤装置的过滤介质2，过滤效果更好；分布转耙12为锥形结构，并与洗涤器外桶3焊接连接，分布转耙12直径与罐体1内径相匹配，此结构有利于罐体1底部的过滤介质2被均匀收集到外桶内；洗涤器外桶3、搅拌叶片6和分布转耙12均由马达5传动；进水区域8、出水区域9分别设有进水管和出水管，进水管用于向该过滤装置内注入污水，出水管用于将经过滤装置处理后的水排出装置。

使用时，原水由进水管流入该高效节能错流式移动床过滤装置，经进水区域8均匀的进入罐体1内，水沿过滤装置的整个横截面横向穿过内部填充的过滤介质2，经过滤介质2的截留和吸附作用实现精过滤，过滤后，大部分水沿横截面均匀的穿过滤网14进入出水区域9，再经由出水管流出罐体1外。极少部分的水进入伞状结构的锥形装置13下部，与接近饱和的过滤介质2在马达5的传动下，经由旋转的螺杆轴10，沿洗涤器外桶3提升至过滤洗涤器4内，通过搅拌叶片6的转动搅拌作用，将过滤介质2与杂质分离，带有悬浮物、胶体的污水沿排污管7排放，洗涤后的过滤介质2则在重力作用下，由分布转耙12进行均匀分布重新回到该过滤装置内。

在此过程中，锥形装置13下部的过滤介质2不断地被提升至过滤洗涤器4内，进水侧、出水侧的过滤介质2不断自上而下进入锥形装置13下部进行补充，如此，实现了移动床的连续动态自动清洗过程，尤其是可对出水侧与进水侧的过滤介质2同时进行自动清洗，有效的防止了由于介质性能恶化而导致的出水不达标现象。

在需要实现大型过滤的情况下，可以按照生产需要沿垂直于进水断面方向顺序连接多个该过滤单元，即可实现模组化排列，能极大的增加过滤装置的横向过滤面积，实现处理水量的无限放大，更不会出现短流或者布水不均的问题，具体实施方式则与上述过滤单元相同。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种模组化错流式移动床过滤装置，包括多个沿进水断面方向依次连接布置的过滤单元，每个过滤单元均设有罐体、提砂机构、过滤洗涤器、过滤机构、锥形装置、进水区域和出水区域，其特征是，所述提砂机构包括安装于所述罐体上方的马达和设置于所述罐体内并与所述马达焊接连接的螺杆轴；所述过滤洗涤器设置在所述罐体内部，包括洗涤器外桶、设置于所述过滤洗涤器内部上方的两个搅拌叶片和排污管；所述过滤机构设置在所述罐体内部的中间位置，包括过滤介质和分布转耙，所述分布转耙安装在所述搅拌叶片正下方，所述过滤介质填充于所述分布转耙与所述罐体间的下部空腔中；所述锥形装置为伞状结构，焊接于所述洗涤器外桶的下端；所述进水区域和所述出水区域对称的设置在所述罐体外部的下方，所述进水区域、所述出水区域内侧均安装有滤网；所述过滤介质为改性聚酯纤维球滤料，滤料粒径为1-3cm。

2.如权利要求1所述一种模组化错流式移动床过滤装置，其特征是，所述螺杆轴上设有螺纹，两个所述搅拌叶片对称的焊接于所述螺杆轴的两侧。

3.如权利要求1所述一种模组化错流式移动床过滤装置，其特征是，所述排污管设置在所述搅拌叶片的正下方，且所述排污管的管道伸出所述罐体的一侧。

4.如权利要求1所述一种模组化错流式移动床过滤装置，其特征是，所述分布转耙为锥形结构，并与所述洗涤器外桶焊接连接，所述分布转耙直径与所述罐体内径相匹配。

5.如权利要求1所述一种模组化错流式移动床过滤装置，其特征是，所述洗涤器外桶、所述搅拌叶片和所述分布转耙均由所述马达传动。

6.如权利要求1所述一种模组化错流式移动床过滤装置，其特征是，所述进水区域、所述出水区域分别设有进水管和出水管。