CN104436775B - 体外循环清洗超深床过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种体外循环清洗超深床过滤器，包括过滤本体和体外清洗循环装置；所述过滤本体包括过滤罐体、滤料、上部管路和下部管路，所述滤料位于所述过滤罐体内，所述上部管路包括进液管，所述下部管路包括出水管；所述体外清洗循环装置包括体外清洗装置、反洗进料管、反洗出水管、反洗泵，所述体外清洗循环装置与所述过滤本体相连接。本发明提供的过滤器，由于设置有体外清洗循环装置，能够使滤料得到大强度的循环反洗彻底再生，解决过滤设备因滤料反洗再生困难、耐污染能力差而造成滤料使用寿命短和过滤精度不高的难题，提高反洗强度解决原来因含有与滤料难分离污物的来液无法使用过滤处理的问题。

Description

体外循环清洗超深床过滤器

技术领域

本发明涉及一种液体处理的过滤装置，尤其涉及一种体外循环清洗超深床过滤器，属于环保技术领域。

背景技术

在液体处理中采用固体颗粒滤料构成滤床进行过滤分离的过滤设备做为其终端处理设备之一，因其高效可靠，滤料能反洗再生使用得到广泛的应用。但以往的过滤器普遍存在滤料反洗困难使滤料再生不彻底，特别是当来水中含有聚合物等与滤料粘附力较强的胶质物、粘度大的重质油或能在滤料表面成垢的污物等杂质时，现有常规的反洗方式的反洗强度不能使其污物与滤料彻底分离，从而使滤料无法彻底再生，造成过滤器处理精度不高且无法长期保证稳定的处理精度，严重时使滤料污染报废没有过滤效果而需更换滤料，造成材料浪费和环境污染，当来液含上述难反洗污物浓度达到一定时以往的常规过滤器将无法使用。

现有用滤料做为过滤介质的过滤器，是用一定尺寸的颗粒滤料构成一定厚度的滤料层做为过滤介质滤床，当来液通过一定深度的滤床时来液中的需去除的油和悬浮物等杂质被截留在滤床中达到过滤分离的目的，由颗粒介质构成滤床的过滤器其滤床构成和滤料的再生是设备过滤性能精度及稳定达标运行的关键因素，常规的过滤器是通过大水流的反冲洗或在罐内通过机械搅拌加水流反洗来进行滤料再生的，它的反洗强度受结构的限制不能达到较高的水平，使的滤床厚度设计受到一定限制不能达到理想的深度，当前的深床过滤滤床的厚度一般只能达到1-1.2m，这使污水处理能力和精度不够理想，特别是对含有穿透滤床能力较强或与滤料粘附力较强的污物(如重质油污、聚合物、碳酸钙等杂物)的来液处理效果更差。

为了提高滤料的反洗效果使其再生彻底，在以往常规过滤技术的基础上人们做了很多有益的尝试，如CN 102626564 A公布的一种搅拌式多介质过滤器和CN 202096798 U公布的一种自清洁式流砂过滤器。前者虽然利用搅拌使反洗强度有一定提高但其强度提高有限不能达到理想的强度，当来液较差时或是使用较长时间后还是很难在反洗中将滤料彻底再生，罐内滤料的离心运动和搅动造成滤料不均衡堆积，破坏滤床的理想构成状态对过滤效果影响较大。后一种过滤器当来水较差时或是使用较长时间后滤料只能进行一次反洗很难将滤料彻底再生，且反洗后未完全彻底再生的含有污物的滤料直接进入滤床的出水末层对出水水质影响较大，使出水不能达到较高的精度。它们在反洗时都使用空气会使本级和后续设备加速腐蚀，在有些防爆场合还不能使用，如改用惰性气体则成本增加很多。

通过技术特征对比上述二篇专利文献所使用的技术方案和本专利申请的滤料体外循环清洗过滤器有较大不同。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型体外循环清洗再生方式的过滤器，通过此种反洗方式能对滤料进行大强度的循环反洗使滤料彻底再生，解决以往过滤设备因滤料反洗再生困难、耐污染能力差而造成滤料使用寿命短和过滤精度不高的难题，提高反洗强度解决原来因含有与滤料难分离污物的来液无法使用过滤处理的问题，扩大过滤器的适用范围，最大限度的加深滤床深度提高处理能力和处理精度。

本发明提供的体外循环清洗超深床过滤器，包括过滤本体和体外清洗循环装置；所述过滤本体包括过滤罐体、滤料、上部管路和下部管路，在所述过滤罐体的上端设置有滤罐排油气管；所述滤料位于所述过滤罐体内，所述上部管路包括进液管，所述下部管路包括出水管；所述体外清洗循环装置包括体外清洗装置、反洗进料管、反洗出水管、反洗泵，所述体外清洗循环装置与所述过滤本体相连接；所述体外清洗装置包括外管、内滤管、排污管、法兰端盖或封头、连接管、内滤管支撑环、内滤管锥形堵头和变径连接管；

所述内滤管设置在所述外管的内部，将所述外管的内腔分隔成内滤管内部和内滤管外部两个空间，在所述内滤管的管壁上设置有通孔，所述通孔的直径小于滤料的最小尺寸，在所述内滤管的一端设置有所述排污管，所述排污管与所述内滤管内部连通，在所述外管没有设置排污管的一端设置有所述变径连接管，在外管上远离所述变径连接管的一端设置有所述连接管，在外管靠近设置所述连接管的端部设置有所述法兰端盖或封头，该法兰端盖或封头封闭所述外管的端口，所述内滤管远离所述排污管的一端通过所述内滤管锥形堵头进行封堵。

优选地，所述下部管路包括集水筛管、中心集水筒和出水管，所述集水筛管设置在靠近所述过滤罐体下端的位置，在所述集水筛管的中心位置设置有所述中心集水筒，在所述中心集水筒上设置有所述出水管。

优选地，所述上部管路包括进液管、进液支管和上集配水筒，所述进液管从所述过滤罐体的顶端插入，所述进液管插入的端口设置在所述上集配水筒的上表面上，所述进液支管有多个，均匀地设置在上集配水筒的侧壁上，进液支管通过上集配水筒与进液管相通。

优选地，在所述上部管路的下侧设置有布料锥，所述体外清洗循环装置包括出砂管、射流器、连通管、所述体外清洗装置、反洗进料管、反洗出水管、反洗泵进水连通管、反洗泵、反洗泵出水管、正常反洗连通管和外部清洁水入口管，所述出砂管连接在所述过滤罐体下端的开口上，在所述出砂管的下端连接有所述射流器，所述射流器的一端与所述反洗泵出水管相连接，另外一端与所述连通管相连接，所述连通管未与所述射流器相连接的一端与所述体外清洗装置的一端相连接，所述体外清洗装置的另外一端与所述反洗进料管的一端相连接，所述反洗进料管的另外一端伸入所述过滤罐体内，位于所述布料锥的上方；所述反洗出水管的一端与所述进液管相连通，所述反洗出水管的一端与所述反洗泵进水连通管的一端相连接，所述反洗泵进水连通管的另外一端连接至所述反洗泵的进口端，所述反洗泵出水管的一端与所述反洗泵的出口端相连接，所述反洗泵出水管的另外一端分别连接所述射流器的进口端和正常反洗连通管的一端，所述正常反洗连通管的另外一端连接至所述出水管，所述外部清洁水入口管的一端连接至所述反洗泵进水连通管。

优选地，所述上部管路包括进液管和配水挡板，所述进液管从所述过滤罐体的顶端插入，所述配水挡板设置在所述进液管管口的端部的下方，所述配水挡板通过支架连接在所述进液管管口端部下方一定距离处。

优选地，所述体外清洗循环装置包括导向伞、导料管、射流器、反洗进水管、反洗泵、所述体外清洗装置、反洗出口管、回料管；

所述滤料导向伞设置在所述配水挡板的下侧，并与该配水挡板间隔一定距离设置，所述导料管位于所述导向伞的下侧，导料管的上端开口位于所述导向伞的伞顶位置，所述导料管在所述过滤罐体纵向中心位置沿所述过滤罐体的纵向延伸，穿过所述中心集水筒并延伸至所述中心集水筒的下侧，在所述导料管内部或上端出口处安装有单向阀，所述射流器连接在所述导料管的下端，所述射流器未与所述导料管相连的一端固定到所述过滤罐体下端的开口上，所述射流器未与所述导料管相连的一端与所述反洗进水管的一端相连接，所述反洗进水管的另外一端与所述反洗泵的出口端相连接，所述反洗泵的进口端与所述体外清洗装置的一端相连接，所述体外清洗装置的另外一端与所述反洗出口管的一端相连接，所述反洗出口管的另外一端连接至所述进液管，在所述反洗进水管上连接有所述回料管，所述回料管未与所述反洗进水管相连的一端插入所述过滤罐体的靠近上端的罐体内。

优选地，沿所述中心集水筒的纵向中心位置设置射流导向孔，来替换所述导向伞、导料管和射流器，在所述反洗进水管面向过滤罐体内部的一端设置入口喷嘴，所述入口喷嘴的喷出方向正对着所述射流导向孔的入口端。

优选地，所述上部管路包括进液管和进液支管，在所述进液支管上设置有进料口，所述进液管从所述过滤罐体靠近上端的侧壁插入，在所述过滤罐体的上端中央位置沿纵向插入有反洗出水管，在该反洗出水管插入部分的外侧设置有套管，所述进液管的端部固定在该套管的侧壁上，所述进液支管的一端固定在所述套管的侧壁上，所述进液支管的另外一端向上翘起，在翘起的端部形成有所述进料口，所述进液管通过所述套管与所述进液支管相连通。

优选地，所述下部管路包括集水筛管、出水管，所述集水筛管设置在靠近所述过滤罐体下端的位置，在其中心位置连接有所述出水管，所述出水管向下延伸穿过所述过滤罐体最下端的位置或者沿侧向延伸穿出所述过滤罐体的侧壁。

优选地，所述体外清洗循环装置包括所述反洗出水管、反洗泵、所述体外清洗装置、连通管、反洗进水管和/或底部反洗进水管、滤料回收管，所述反洗进水管和/或底部反洗进水管一端插入所述过滤罐体内部，另外一端与所述连通管相连接，所述连通管未与反洗进水管相连的另一端与所述体外清洗装置的一端相连接，所述体外清洗装置的未与连通管相连接的另一端与所述反洗泵的出口相连接；所述反洗泵的入口端与反洗出水管一端相连接，所述反洗出水管未与泵入口连接的另一端在滤罐的顶部插入过滤罐体；所述反洗泵的出口端与所述体外清洗装置的一端相连接，所述体外清洗装置的另外一端与所述连通管的一端相连接，所述连通管的另外一端与所述滤料回收管的一端相连接，所述滤料回收管的另外一端插入所述过滤罐体内部，并位于过滤罐体中间靠上的位置，所述反洗进水管和/或底部反洗进水管的一端均连接到所述连通管上，另外一端均插入所述过滤罐体内部；其中，所述反洗进水管从所述过滤罐体的侧壁插入罐体内，所述底部反洗进水管从所述过滤罐体的底壁插入罐体内，在所述反洗进水管的插入端设置有罐径上的切向喷嘴，在所述底部反洗进水管的插入端设置有底部罐径上的切向喷嘴。

优选地，将所述集水筛管替换为筛板，所述筛板下方设置有筛板支撑，所述反洗进水管仅设置底部反洗进水管，所述底部反洗进水管从过滤罐体的底部中央位置插入罐体内，并穿过所述筛板，在所述底部反洗进水管的端部设置反洗喷水盘；所述出水管与在反洗进水管壁外套设的套管相连，在套管的外壁均匀的布置有出水支管，出水支管一端有下弯的出水口，出水支管的另一端与套管外壁相连，并与所述出水管相连通，出水管一端与套管外壁相连另一端在侧向穿过过滤罐体侧壁。

优选地，所述体外清洗装置还包括内滤管支撑环或排污连接管；

在所述外管的内壁上设置所述内滤管支撑环，所述内滤管通过该内滤管支撑环固定在外管上，所述内滤管支撑环的设置位置高于所述连接管设置的位置，所述内滤管与所述内滤管支撑环连接的一端为敞开端；

或者，所述排污管和内滤管之间通过所述排污连接管相连接，所述排污连接管固定在所述法兰端盖上，所述内滤管由该排污连接管进行固定。

优选地，所述体外清洗循环装置还包括布料锥，所述布料锥通过吊杆连接在所述上集配水筒的下表面上，所述布料锥呈上小下大的锥形，位于所述反洗进料管出料口的下方。

优选地，用三通管代替所述射流器。

本发明提供的过滤器，由于设置有体外清洗循环装置，通过此种反洗方式使滤料得到大强度的循环反洗彻底再生，解决过滤设备因滤料反洗再生困难、耐污染能力差而造成滤料使用寿命短和过滤精度不高的难题，提高反洗强度解决原来因含有与滤料难分离污物的来液无法使用过滤处理的问题，扩大过滤器的适用范围，最大限度的加深滤床深度提高处理能力和处理精度。

本发明提供的过滤器能够使原来含难反洗再生或不能反洗再生污物的来液而无法过滤或不能过滤处理的都能进行过滤处理，并能对滤料循环多次反洗直至滤料彻底再生。滤床内的滤料均能进入体外清洗装置，超过常规深度的滤床中的滤料也能得到彻底的反洗从而能加深构成滤床的深度提高过滤精度。

本发明中对滤床中的滤料流化后分别进行大强度反洗，并能多次循环进行，体外清洗装置可以设计的比滤罐小从而相对能获得较高强度的反洗，使污物能从滤料上完全脱落至水中，并随不断排出的污水排出反洗循环系统。由于它是用大强度的高效反洗使污物和滤料分离后用清水对高浓度的污水进行置换，所需反洗水量较直接用大水流反洗节省用水很多。并且可以一罐或多罐共用一套体外清洗装置，使设计更加灵活，并能大大节约设备成本。采用本发明的过滤器由于滤料再生彻底从而提高过滤精度并能保证设备长期稳定保持在高处理精度下运行，解决滤料污染需经常更换和过滤处理精度随时间增长不断下降的难题。由于滤料在罐体外反洗滤罐内的滤床高度可以进行有效增加从而也使过滤精度得到一定提高。

本发明的过滤器在提高过滤精度的同时还能使其长期保持因而较以往的过滤器提高处理精度很多，由于它耐滤料污染能力较强无需更换滤料同时又有较高的处理精度，因此它既能做第一级保安过滤器使用也能做为第二、第三级精细过滤器使用，使用范围广泛。由于反洗强度大使得原来常规反洗无法使所含污物与滤料分离的来液也能得到处理，扩大了过滤器的适用范围。当增加一加药装置后对滤罐加盐或其它药剂后本装置也能提高锅炉软化水处理设备的使用效果。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为本发明过滤器实施例一的整体结构示意图；

图2为本发明过滤器实施例二和实施例三的整体结构示意图；

图3为本发明过滤器实施例四的整体结构示意图；

图4为本发明过滤器实施例五的整体结构示意图；

图5为本发明过滤器体外清洗装置结构一的整体结构示意图；

图6为本发明过滤器体外清洗装置结构二的整体结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

实施例一

如图1所示，本实施例中的过滤器包括过滤本体1和体外清洗循环装置2。所述过滤本体1包括过滤罐体11、滤料12、上部管路13和下部管路14，所述过滤罐体11包括上封头111、筒体112和下锥形封头113。所述上封头111、筒体112和下锥形封头113由上到下依次相互连接形成所述过滤罐体11。在所述过滤罐体11的上端设置有滤罐排油气管114。所述滤料12包括顶层滤料121、中层滤料122、底层滤料123(或更多层滤料)和混合滤料124。这些滤料由上到下依次放置在所述过滤罐体11内，对经过过滤罐体11的待过滤流体进行过滤。

所述上部管路13包括进液管131、进液支管132和上集配水筒133，在所述进液管131上设置有进料阀1311。所述进液管131从所述过滤罐体11的顶端插入，所述上集配水筒优选地为圆柱形筒，所述进液管131插入的端口设置在所述上集配水筒133的上表面上，所述进液支管132有多个，均匀地设置在上集配水筒133的侧壁上，进液支管132通过上集配水筒133与进液管131相通。所述下部管路14包括集水筛管141、中心集水筒142和出水管143，所述集水筛管141设置在靠近所述过滤罐体11下端的位置，在其中心位置设置有所述中心集水筒142，在所述中心集水筒142上设置有所述出水管143，在所述出水管143上设置有出水阀1431。所述下部管路14通过设置在过滤罐体11内壁上的支撑结构15固定在靠近所述过滤罐体11下端的位置。在所述过滤罐体1的锥形封头113的锥形顶端，也就是过滤罐体11的最下端设置有开口16。

所述体外清洗循环装置2包括出砂管21、射流器22、连通管23、体外清洗装置24、反洗进料管25、反洗出水管26、反洗泵进水连通管27、反洗泵28、反洗泵出水管29、正常反洗连通管2A和外部清洁水入口管2B，所述进液管131靠近所述过滤罐体11的一部分以及进液支管132也构成所述体外清洗循环装置2的一部分。所述出砂管21连接在所述过滤罐体11下端的开口16上，在所述出砂管21的下端连接有所述射流器22，所述出砂管21的下端与所述射流器22的抽吸管221相连接。在所述出砂管21上设置有出砂管阀。所述射流器22的一端与所述反洗泵出水管29相连接，另外一端与所述连通管23相连接。在所述连通管23上设置有连通管阀231。所述连通管23未与所述射流器22相连接的一端与所述体外清洗装置24的一端相连接，所述体外清洗装置24的另外一端与所述反洗进料管25的一端相连接，所述反洗进料管25的另外一端伸入所述过滤罐体11内，位于所述布料锥133的上方；在所述反洗进料管25上设置有反洗进料控制阀。所述反洗出水管26的一端与所述进液管131相连通，在所述反洗出水管26上设置有反洗出水管阀261和放气管262。所述反洗出水管26的一端与所述反洗泵进水连通管27的一端相连接，所述反洗泵进水连通管27的另外一端连接至所述反洗泵28的进口端，在所述反洗泵进水连通管27上设置有反洗方式控制阀271。所述反洗泵出水管29的一端与所述反洗泵28的出口端相连接。所述反洗泵出水管29的另外一端分别连接所述射流器22的进口端和正常反洗连通管2A的一端。所述正常反洗连通管2A的另外一端连接至所述出水管143。所述外部清洁水入口管2B的一端连接至所述反洗泵进水连通管27，使得外部清洁水能够进入所述反洗泵进水连通管27，从而进入所述反洗泵28中。

在所述反洗出水管26上或者反洗泵进水连通管27上设置有常规反洗外排管267，用于在进行常规反洗程序时外排反洗后的污水。

所述体外清洗装置24包括外管241、内滤管242和排污管243，所述内滤管242的管壁上设置有通孔，这些通孔的直径小于所述滤料12的最小直径，防止所述滤料12进入所述内滤管内。所述体外清洗装置24的结构后面会有详细的介绍。

优选地，所述体外清洗循环装置2还包括布料锥251，所述布料锥251通过吊杆2511连接在所述上集配水筒133的下表面上，所述布料锥251呈上小下大的锥形，位于所述反洗进料管25出料口的下方，用于对回收滤料进行布料，使滤料尽可能在罐体横截面上均匀分布。

本实施例中的多介质过滤器体外循环清洗过滤器的运行过程为：当过滤罐体1内充满水进行过滤时，进液管131上的进料阀1311阀打开、出水管143上的出水阀1431打开，其它管上的控制阀关闭，经进液管131进入的待过滤流体经过由所述滤料12构成的滤床进行过滤，将要去除的污物截留在滤床，过滤后的清水从出水管143流出，当来液中含有气体和能重力分离的油等轻质液体时，在过滤过程中定期定时打开排油气管114中的控制阀，将过滤罐体1顶部聚集的油气排出罐外。当滤床内截留的污物饱和后对滤料进行反洗，先关闭出水管143中的出水阀1431停止过滤，打开反洗出水管26上的反洗出水管阀261和反洗方式控制阀271，以及连通管23上的控制阀231、反洗进料管25上的反洗进料阀，打开放气管262上的控制阀排出反洗系统管中和过滤罐体11内的气体使系统和泵内充满液体。排气完成后关闭放气管262上的控制阀，启动反洗泵28，这时水流在上述管构成的反洗循环回路中流动，当液体经过射流器22时打开出砂管21上的出砂管阀，将滤料12从过滤罐体1中吸出进入体外清洗循环装置2中进行流化反洗，含有流化滤料的混合液经连通管23进入体外清洗装置24，在所述体外清洗装置24中清洗后经反洗进料管25回到过滤罐体1内，滤料12靠重力落在布料锥251的锥面上，从而进入过滤罐体11内。在所述反洗泵28的作用下，过滤罐体11内的液体从进液管131进入反洗出水管26，然后经反洗泵进水连通管27进入反洗泵28内；当体外清洗装置24内对滤料12清洗后的部分污水从排污管243中排出时，同时外部清洁水通过外部清洁水入口管2B补入反洗泵28内，从而形成连续的滤料流化清洗循环。体外清洗装置24内对滤料12清洗后的部分污水从排污管243中排出，随着排污管243的排污水不断流出和补入清洁水的补入，系统内的污物逐渐排出，当排出污物达到要求后关闭出砂管21上的出砂管阀停止吸入滤料，待体外清洗循环装置2中的滤料12都进入过滤罐体11后停止反洗，关闭所有控制阀和反洗泵28，停止体外反洗。打开反洗出水管26、正常反洗连通管2A上的控制阀以及反洗方式控制阀271，启动反洗泵28进行大水流内循环，此时根据需要也可同时进行补水和排污进一步排出污物，在过滤罐体内大水流自下向上使滤床内滤料12蓬松，根据滤料12本身的比重和大小自动分层，待滤料12完全蓬松后关闭所有阀门和反洗泵28，静止一段时间(数分钟)使过滤罐体11内滤料落床构成过滤滤床，即可进行下一周期过滤。本实施例中还设置有常规过滤器的正常反洗流程，此流程是这样实现的，待过滤后需反洗时，先排出管系内的气体后，打开反洗出水管26上的反洗出水管阀261、正常反洗连通管2A上的控制阀、常规反洗外排管267上的控制阀及外部清洁水入口管2B上的控制阀，启动反洗泵28实现常规过滤器的正常反洗，待反洗结束后关闭所有阀门和反洗泵数分钟使罐内滤床按设计级配成床。

在实施例一中，还可以去掉所述射流器22，用三通管代替射流器22，滤料通过自重从代替射流器吸入管的连通管落入三通管内，进入所述体外清洗循环装置2中进行流化反洗。

在实施例一中，补入清洁水还可以通过开启出水管上的控制阀1431或进水管上的控制阀1311，用滤后水或来液进行补入。

实施例二

该实施例二中的过滤器包括过滤本体1'和体外清洗循环装置2'，所述过滤本体1'与实施例一中的过滤本体1除上部管路外其它结构相同，相同的部分在此不再重复。本实施例中的上部管路用13'来表示；该实施例中的体外清洗循环装置与实施例一中的体外清洗循环装置2也不相同，本实施例中的体外清洗循环装置用2'来表示。下面分别对本实施例二中的上部管路13'和体外清洗循环装置用2'进行介绍。

如图2所示，上部管路13'包括进液管131'和配水挡板132'，所述进液管131'从所述过滤罐体11的顶端插入，所述配水挡板132'设置在所述进液管131'的管口端下部，并用钢筋支离一定距离焊接在进液管131'的管壁上。在所述配水挡板132'上方与进液管131'管口用钢筋支离开的空间为反洗出口和进液入口。所述配水挡板132'能够让来液冲到配水挡板上沿板圆周流下，使罐体上部罐横截面上的来液流速尽量均匀，避免直冲进罐内将滤料冲出凹坑。该进液管131'的一部分以及该配水挡板132'构成所述体外清洗循环装置2'的一部分。

所述体外清洗循环装置2'还包括导向伞21'、导料管22'、射流器23'、反洗进水管26’、反洗泵25'、体外清洗装置24’、反洗出口管27'、回料管28。

所述滤料导向伞21'设置在所述配水挡板132'的下侧，并与该配水挡板132'间隔一定距离设置。所述导料管22'位于所述导向伞21'的下侧，导料管22'的上端开口位于所述导向伞21'的伞顶位置。所述导料管22'在所述过滤罐体11纵向中心位置沿所述过滤罐体11的纵向延伸，穿过所述中心集水筒142并延伸至所述中心集水筒142的下侧，在所述导料管22'中部或顶部安装有单向阀，防止正常过滤时来液经导料管短路直接流到下部出水管附近。所述射流器23'连接在所述导料管22'的下端，所述射流器23'未与所述导料管22'相连的一端固定到所述开口16上。所述射流器23'未与所述导料管22'相连的一端与所述反洗进水管26’的一端相连接，所述反洗进水管26’的另外一端与所述反洗泵25'的出口端相连接。所述反洗泵25'的进口端与所述体外清洗装置24’的一端相连接，所述体外清洗装置24’的另外一端与所述反洗出口管27'的一端相连接，所述反洗出口管27'的另外一端连接至所述进液管131'。在所述反洗进水管26’上连接有所述回料管28，所述回料管28未与所述反洗进水管26’相连的一端插入所述过滤罐体11的靠近上端的罐体内。与实施例一相同，在所述出水管143和所述反洗泵25'之间设置有正常反洗连通管2A。所述外部清洁水入口管2B的一端连接至所述反洗泵25'的进口端，使得外部清洁水能够通过所述反洗泵25'进入所述过滤罐体11内。

所述体外清洗装置24'包括外管241'、内滤管242'和排污管243'，所述内滤管242'的管壁上设置有通孔，这些通孔的直径小于滤料的最小直径，防止滤料进入所述内滤管242'内。所述体外清洗装置24'的结构后面会有详细的介绍。

该实施例二中的多介质体外循环清洗超深床过滤器，当过滤器充满水后进液管131'、过滤出水管143上的控制阀打开，其它管路中的控制阀关闭，设备进入过滤状态，在过滤进程中定期定时打开排油气管114中的控制阀将滤罐顶部的聚集油气排出罐外。当滤床内截留的污物饱和后对滤料进行反洗，排尽管路内的空气后先打开反洗出水管27'、反洗进水管26’上的控制阀，其余管路上的控制阀关闭同时启动反洗泵25'，此时水流从配水挡板132'上方反洗出口，也就是进液口进入反洗系统，经反洗出口管27'、体外清洗装置24’、反洗泵25'、反洗进水管26’、进入射流器23'吸入滤料使滤料流化，滤料和水的混合液经导料管22'输送到其上部出口处流出，滤料靠自重沿滤料导向伞21'外沿落入罐内，含有污物的污水经配水挡板132'上方反洗出口(就是进液口)进入反洗系统继续循环反洗，此时打开排污管243'、出水管143上的控制阀，滤后储水罐或其它滤罐的过滤水回流补水，排污管243’排出污水将污物带出系统，直到清洗合格后，停止反洗关闭反洗进水管26’上的控制阀，同时开启回料管28上的控制阀，此时罐内随水流进入罐外反洗系统中的部分轻质滤料随水流一起进入罐内，在罐内滤料和水分离，滤料落入滤床，水继续经配水挡板132'上方反洗出口继续循环，滤料全部入罐后关闭所有阀门和反洗泵25'，静止数分种待滤料完全落床后进行下一流程，如罐内滤床不含能进入罐体外的轻质滤料时也可取消回料管28和其上的控制阀。此时打开内循环正常反洗连通管2A、反洗出口管27'上的控制阀启动反洗泵25'使滤料蓬松后，关闭所有阀门和反洗泵25'静止数分钟，使滤料按级配重新落床构成具有合理级配的过滤滤床。反洗完成后设备转入下一周期过滤流程，在本实施例中也可像上一实施例加入常规反洗流程进行常规反洗并恢复滤床内的滤料级配。也可在过滤出口管143上加入适当旁路管将过滤初期的不合格水排至污水池(罐)内，待出水合格后转入正常过滤流程。

实施例三

该实施例三大体上与所述实施例二相同，下面详细介绍实施例三与实施例二的不同之处。实施例三在实施例二的基础上取消导向伞21'、导料管22'和射流器23'，沿所述中心集水筒142的纵向中心位置设置射流导向孔28'，所述反洗进水管26’面向过滤罐体11内部的一端设置入口喷嘴29'，所述入口喷嘴29'的喷出方向正对着所述射流导向孔28'的入口端。

实施例三和实施例二的运行过程基本相同，在此不再重复。

实施例四：

在该实施例中的过滤器包括过滤本体3和体外清洗循环装置4，如图3所示。所述过滤本体3包括过滤罐体31、滤料32、上部管路33和下部管路34，所述过滤罐体31包括上封头311、筒体312和下封头313。所述上封头311、筒体312和下封头313由上到下依次相互连接形成所述过滤罐体31。在所述过滤罐体31的上端设置有滤罐排油气管314。所述滤料32为轻质滤料，对经过过滤罐体31的待过滤流体进行过滤。

所述上部管路33包括进液管331和进液支管332，进液支管332为均匀配置的多个，在所述进液支管332上设置有进料口3321。在所述进液管331上设置有进料阀3311。所述进液管331从所述过滤罐体31靠近上端的侧壁插入。在所述过滤罐体的上端中央位置沿纵向插入有反洗出水管41(后面会有详细描述)，在该反洗出水管41插入部分的外侧设置有套管333，所述进液管331的端部固定在该套管333的侧壁上，所述进液支管332的一端固定在所述套管333的侧壁上，所述进液支管332的另外一端向上翘起，在翘起的端部形成有所述进料口3321。所述进液管331通过所述套管333与所述进液支管332相连通。

所述下部管路34包括集水筛管341出水管342，所述集水筛管341设置在靠近所述过滤罐体31下端的位置，在其中心位置连接有所述出水管342。所述出水管342向下延伸穿过所述过滤罐体31最下端的位置。

优选地，在所述过滤罐体31内还设置有分离组件35，所述分离组件35为斜板分离组件或斜管分离组件，位于所述进液管331的下方，并安装在所述反洗出水管41的外壁和罐体31的筒体312内壁之间。

所述体外清洗循环装置4包括反洗出水管41、反洗泵42、体外清洗装置43、连通管44、反洗进水管45和滤料回收管46。优选地，所述体外清洗循环装置4还包括底部反洗进水管47，可进一步方便对所述滤料32进行流化处理。所述反洗出水管41一端插入所述过滤罐体31内，另外一端与所述反洗泵42的入口端相连接。所述反洗泵42的出口端与所述体外清洗装置43的一端相连接，所述体外清洗装置43的另外一端与所述连通管44的一端相连接，在所述体外清洗装置43的下端还设置有反洗排污管431。所述连通管44的另外一端与所述滤料回收管46的一端相连接，所述滤料回收管46的另外一端插入所述过滤罐体31内部，并位于过滤罐体31中间靠上的位置，对在反洗后存在罐体外部的滤料进行回收，在所述滤料回收管46上设置有滤料回收管阀461。所述反洗进水管45和底部反洗进水管47的一端均连接到所述连通管44上，另外一端均插入所述过滤罐体31内部。其中，所述反洗进水管45从所述过滤罐体1的侧壁插入罐体内，所述底部反洗进水管47从所述过滤罐体1的底壁插入罐体内。在所述反洗进水管45和底部反洗进水管47的插入端分别设置有罐径切向喷嘴451和底部切向喷嘴471。

本实施例的轻质滤料喷射流化体外循环清洗过滤器，内部充满过滤来液后将进液管331、出水管342上的控制阀打开，来液从进液管331经数个均匀配置的过滤器进料口3321进入滤罐内，经过分离或聚结组件35和由滤料32构成的滤床将污物进行分离，合格的出水经集水筛管341和滤料分离后从出水管342流出，过滤流程中定期定时打开滤罐顶部的排油气管314上的控制阀定期排出罐顶部聚集的油气。当滤床内的污物饱和后对其进行反洗，首先排尽罐内和管路内的气体，打开反洗出水管41、反洗进水管45或(和)底部反洗进水管47上的控制阀，启动反洗泵42，反洗水流从反洗出水管41进入反洗系统循环，从罐径切向喷嘴451或(和)底部切向喷嘴471切向进入滤罐内，带动罐内滤料流化，流化后的滤料和水的混合液从反洗出水管41一起进入反洗系统，此时打开反洗排污管431上的控制阀和补水进水管汇的控制阀(可以是过滤进液管331或出水管342上的控制阀，也可以在系统的其它位置接入清洁水源补入管路及控制阀，前提是补入水的压力要大于反洗泵42所要求的入口压力)，用清洁水对反洗中的高浓度污水进行稀释置换，待合格后停止反洗，此时关闭反洗进水管45或(和)底部反洗进水管47上的控制阀，打开滤料回收管46上的滤料回收管阀461，将混合液从滤料回收管打入罐内，由于此时对进入滤罐的混合液的速度和高度的合理设计控制使其滤料向下落入滤床，水从反洗出口进入反洗泵循环直到罐外滤料全部回收到罐内，关闭全部阀门和反洗泵42让滤料静止落床构成滤床后进行下一循环过滤。根据来水要求也可接入出口旁通管路和阀门将初期过滤水排至污水池(罐)内，待水质合格后切换到出水管342出水。当来水含轻质杂质较少时也可取消分离组件35，构成单一过滤设备。根据滤料情况或滤床高度，反洗喷嘴451、471可以设置一组，取消罐径切向喷嘴451或底部切向喷嘴471，也可在上部再增加一组或数组反洗喷嘴，以能对滤床内滤料能彻底全部流化为前提。

实施例五

图4示出了本申请中的第五个实施例，该实施例适用滤罐直径较小、滤料为较易流化的轻质滤料的过滤器，其主体与实施例四大体相同，其区别为将实施例四中的集水筛管341改为筛板341'，所述筛板341'下方设置有筛板支撑，通过筛板341'和筛板支撑进行配水。反洗进水管仅设置底部反洗进水管45'，所述底部反洗进水管45'从过滤罐体31的底部中央位置插入罐体内，并穿过所述筛板341'，在所述底部反洗进水管45'的端部设置反洗喷水盘451'，反洗时反洗水经底部反洗进水管45'进入，通过反洗喷水盘451'喷射水流对滤料进行流化，反洗喷水盘451'设计为可以喷出呈辐射状或旋转辐射状的水流，从而对滤料进行流化。出水管342’开设在过滤罐体31的侧面，并与套设在反洗进水管45’上的出水套管344’相连通，过滤后筛板以下的水通过与出水套管344’相连通的出水支管343’进入出水管342’，然后经该出水管342’流出。其它部分与第四实施例基本相同。

图5、图6分别示出了本申请中的体外清洗装置两种不同的结构，下面以图5所示的第一种结构为例进行说明，所述体外清洗装置包括外管241、内滤管242、排污管243、法兰端盖244、连接管245、内滤管支撑环246、内滤管锥形堵头247和变径连接管248。所述内滤管242设置在所述外管241的内部，将所述外管241的内腔分隔成内滤管内部和内滤管外部两个空间。在所述内滤管242的管壁上设置有通孔，所述通孔的直径小于滤料的最小尺寸，这样被清洗的滤料不能进入所述内滤管242内。在所述内滤管242的一端设置有所述排污管243，所示排污管243与所述内滤管242内部连通。在所述外管241没有设置排污管243的一端设置有所述变径连接管248。实施例一中，该变径连接管248连接至所述连通管23，在实施例二、三中，该变径连接管248连接至反洗出口管27'，在实施例四、五中，该变径连接管248连接至反洗泵42。在外管241上远离所述变径连接管248的一端设置有所述连接管245，所述连接管245根据连接的要清洗的过滤本体1的数量可以设置一个、两个或者数个(图2中示出了为两个的情况)。在外管241靠近设置所述连接管245的端部设置有所述法兰端盖244，该法兰端盖244覆盖所述外管241的端口，在所述外管241上设置有所述排污管243。优选的，在所述外管241的内壁上设置有内滤管支撑环246，所述内滤管242通过该内滤管支撑环246固定在外管241上，所述内滤管支撑环246的设置位置高于所述连接管245设置的位置。所述内滤管242与所述内滤管支撑环246连接的一端为敞开端，另外一端通过所述内滤管锥形堵头247进行封堵。

图6所示的另外一种体外清洗装置与图5所示的第一种结构大体基本相同，相同部分不再赘述，唯一不同的是内滤管242的固定方式不同，在图6所示的结构形式中，不包括内滤管支撑环246，排污管243和内滤管242之间通过排污连接管249相连接，排污连接管249固定在法兰端盖244上，内滤管242由该排污连接管249进行固定。在实际应用中，图5、图6所示的种体外清洗装置都可以进行选用。

应当说明的是，在本申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种体外循环清洗超深床过滤器，其特征在于，包括过滤本体和体外清洗循环装置；所述过滤本体包括过滤罐体、滤料、上部管路和下部管路，在所述过滤罐体的上端设置有滤罐排油气管；所述滤料位于所述过滤罐体内，所述上部管路包括进液管，所述下部管路包括出水管；所述体外清洗循环装置包括体外清洗装置、反洗进料管、反洗出水管、反洗泵，所述体外清洗循环装置与所述过滤本体相连接；

所述体外清洗循环装置包括体外清洗装置，所述体外清洗装置包括外管、内滤管、排污管、法兰端盖或封头、连接管、内滤管支撑环、内滤管锥形堵头和变径连接管；

所述内滤管设置在所述外管的内部，将所述外管的内腔分隔成内滤管内部和内滤管外部两个空间，在所述内滤管的管壁上设置有通孔，所述通孔的直径小于滤料的最小尺寸，在所述内滤管的一端设置有所述排污管，所述排污管与所述内滤管内部连通，在所述外管没有设置排污管的一端设置有所述变径连接管，在外管上远离所述变径连接管的一端设置有所述连接管，在外管靠近设置所述连接管的端部设置有所述法兰端盖或封头，该法兰端盖或封头封闭所述外管的端口，所述内滤管远离所述排污管的一端通过所述内滤管锥形堵头进行封堵。

2.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述下部管路包括集水筛管、中心集水筒和出水管，所述集水筛管设置在靠近所述过滤罐体下端的位置，在所述集水筛管的中心位置设置有所述中心集水筒，在所述中心集水筒上设置有所述出水管。

3.根据权利要求2所述的过滤器，其特征在于，所述上部管路包括进液管、进液支管和上集配水筒，所述进液管从所述过滤罐体的顶端插入，所述进液管插入的端口设置在所述上集配水筒的上表面上，所述进液支管有多个，均匀地设置在上集配水筒的侧壁上，进液支管通过上集配水筒与进液管相通。

4.根据权利要求3所述的过滤器，其特征在于，在所述上部管路的下侧设置有布料锥，所述体外清洗循环装置包括出砂管、射流器、连通管、所述体外清洗装置、反洗进料管、反洗出水管、反洗泵进水连通管、反洗泵、反洗泵出水管、正常反洗连通管和外部清洁水入口管，所述出砂管连接在所述过滤罐体下端的开口上，在所述出砂管的下端连接有所述射流器，所述射流器的一端与所述反洗泵出水管相连接，另外一端与所述连通管相连接，所述连通管未与所述射流器相连接的一端与所述体外清洗装置的一端相连接，所述体外清洗装置的另外一端与所述反洗进料管的一端相连接，所述反洗进料管的另外一端伸入所述过滤罐体内，位于所述布料锥的上方；所述反洗出水管的一端与所述进液管相连通，所述反洗出水管的一端与所述反洗泵进水连通管的一端相连接，所述反洗泵进水连通管的另外一端连接至所述反洗泵的进口端，所述反洗泵出水管的一端与所述反洗泵的出口端相连接，所述反洗泵出水管的另外一端分别连接所述射流器的进口端和正常反洗连通管的一端，所述正常反洗连通管的另外一端连接至所述出水管，所述外部清洁水入口管的一端连接至所述反洗泵进水连通管。

5.根据权利要求2所述的过滤器，其特征在于，所述上部管路包括进液管和配水挡板，所述进液管从所述过滤罐体的顶端插入，所述配水挡板设置在所述进液管管口的端部的下方，所述配水挡板通过支架连接在所述进液管管口端部下方一定距离处。

6.根据权利要求5所述的过滤器，其特征在于，所述体外清洗循环装置包括导向伞、导料管、射流器、反洗进水管、反洗泵、所述体外清洗装置、反洗出口管、回料管；

所述滤料导向伞设置在所述配水挡板的下侧，并与该配水挡板间隔一定距离设置，所述导料管位于所述导向伞的下侧，导料管的上端开口位于所述导向伞的伞顶位置，所述导料管在所述过滤罐体纵向中心位置沿所述过滤罐体的纵向延伸，穿过所述中心集水筒并延伸至所述中心集水筒的下侧，在所述导料管内部或上端出口处安装有单向阀，所述射流器连接在所述导料管的下端，所述射流器未与所述导料管相连的一端固定到所述过滤罐体下端的开口上，所述射流器未与所述导料管相连的一端与所述反洗进水管的一端相连接，所述反洗进水管的另外一端与所述反洗泵的出口端相连接，所述反洗泵的进口端与所述体外清洗装置的一端相连接，所述体外清洗装置的另外一端与所述反洗出口管的一端相连接，所述反洗出口管的另外一端连接至所述进液管，在所述反洗进水管上连接有所述回料管，所述回料管未与所述反洗进水管相连的一端插入所述过滤罐体的靠近上端的罐体内。

7.根据权利要求6所述的过滤器，其特征在于，沿所述中心集水筒的纵向中心位置设置射流导向孔，来替换所述导向伞、导料管和射流器，在所述反洗进水管面向过滤罐体内部的一端设置入口喷嘴，所述入口喷嘴的喷出方向正对着所述射流导向孔的入口端。

8.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述上部管路包括进液管和进液支管，在所述进液支管上设置有进料口，所述进液管从所述过滤罐体靠近上端的侧壁插入，在所述过滤罐体的上端中央位置沿纵向插入有反洗出水管，在该反洗出水管插入部分的外侧设置有套管，所述进液管的端部固定在该套管的侧壁上，所述进液支管的一端固定在所述套管的侧壁上，所述进液支管的另外一端向上翘起，在翘起的端部形成有所述进料口，所述进液管通过所述套管与所述进液支管相连通。

9.根据权利要求8所述的过滤器，其特征在于，所述下部管路包括集水筛管、出水管，所述集水筛管设置在靠近所述过滤罐体下端的位置，在其中心位置连接有所述出水管，所述出水管向下延伸穿过所述过滤罐体最下端的位置或者沿侧向延伸穿出所述过滤罐体的侧壁。

10.根据权利要求9所述的过滤器，其特征在于，所述体外清洗循环装置包括所述反洗出水管、反洗泵、所述体外清洗装置、连通管、反洗进水管和/或底部反洗进水管、滤料回收管，所述反洗进水管和/或底部反洗进水管一端插入所述过滤罐体内部，另外一端与所述连通管相连接，所述连通管未与反洗进水管相连的另一端与所述体外清洗装置的一端相连接，所述体外清洗装置的未与连通管相连接的另一端与所述反洗泵的出口相连接；所述反洗泵的入口端与反洗出水管一端相连接，所述反洗出水管未与泵入口连接的另一端在滤罐的顶部插入过滤罐体；所述反洗泵的出口端与所述体外清洗装置的一端相连接，所述体外清洗装置的另外一端与所述连通管的一端相连接，所述连通管的另外一端与所述滤料回收管的一端相连接，所述滤料回收管的另外一端插入所述过滤罐体内部，并位于过滤罐体中间靠上的位置，所述反洗进水管和/或底部反洗进水管的一端均连接到所述连通管上，另外一端均插入所述过滤罐体内部；其中，所述反洗进水管从所述过滤罐体的侧壁插入罐体内，所述底部反洗进水管从所述过滤罐体的底壁插入罐体内，在所述反洗进水管的插入端设置有罐径上的切向喷嘴，在所述底部反洗进水管的插入端设置有底部罐径上的切向喷嘴。

11.根据权利要求10所述的过滤器，其特征在于，将所述集水筛管替换为筛板，所述筛板下方设置有筛板支撑，所述反洗进水管仅设置底部反洗进水管，所述底部反洗进水管从过滤罐体的底部中央位置插入罐体内，并穿过所述筛板，在所述底部反洗进水管的端部设置反洗喷水盘；所述出水管与在反洗进水管壁外套设的套管相连，在套管的外壁均匀的布置有出水支管，出水支管一端有下弯的出水口，出水支管的另一端与套管外壁相连，并与所述出水管相连通，出水管一端与套管外壁相连另一端在侧向穿过过滤罐体侧壁。

12.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述体外清洗装置还包括内滤管支撑环或排污连接管；

在所述外管的内壁上设置所述内滤管支撑环，所述内滤管通过该内滤管支撑环固定在外管上，所述内滤管支撑环的设置位置高于所述连接管设置的位置，所述内滤管与所述内滤管支撑环连接的一端为敞开端；

或者，所述排污管和内滤管之间通过所述排污连接管相连接，所述排污连接管固定在所述法兰端盖上，所述内滤管由该排污连接管进行固定。

13.根据权利要求4所述的过滤器，其特征在于，所述体外清洗循环装置还包括布料锥，所述布料锥通过吊杆连接在所述上集配水筒的下表面上，所述布料锥呈上小下大的锥形，位于所述反洗进料管出料口的下方。

14.根据权利要求4所述的过滤器，其特征在于，用三通管代替所述射流器。