CN104801078A - 错流式移动床过滤装置 - Google Patents

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陈传好
左政谔
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Abstract

本发明所采取的技术方案是,错流式移动床过滤装置,它包括罐体,所述罐体上部设有介质洗涤器;介质洗涤器连接提砂装置,罐体内部设有移动床,移动床上设有介质滑落区,该介质滑落区底部设置成锥形区域;罐体下部侧壁安装有流入腔室,在流入腔室另一侧的罐体侧壁上正对安装有流出腔室,流出腔室的内侧安装有集水过滤器。本发明的错流式移动床过滤装置,不仅能够满足大流量、低阻力的特点,而且设施占地小、可以同时利用原来的池体;且在使用中可连续过滤运行不停机、自动循环清洗滤料。

Description

错流式移动床过滤装置
技术领域
本发明属于污水处理领域,特别涉及一种错流式移动床过滤装置。
背景技术
目前污水过滤工艺大多采用固定滤床,少数采用活性砂过滤。
固定滤床在过滤过程中,从进水中去除的胶体、悬浮物积聚在滤层表面,随着过滤的继续运行,从水中去除的和贮集在滤床中的物质会降低滤床的孔隙率,使通过滤罐的水头损失可能接近或等于水流按预定流量通过滤罐时所需的水头、或者絮体颗粒有可能漏入或穿透到滤罐出水里去,这时滤罐必须停止工作,对滤料进行清洗滤料。周期性的停止过滤工作清洗滤料,降低了水处理过滤的运行效率,清洗滤料时还需要大功率、大排量的清洗泵,既增加了设备投资又浪费了水资源,且费时、费工。
活性砂过滤能够实现在连续运行中自动反冲洗滤料,但是流向上仍采用竖向流构造,滤层厚度随过滤技术的发展越来越厚,厚度多数在2.0-3.0m,甚至更厚,目的为防止穿床问题,且滤床越厚,阻力越大,能耗越高;此外,目前流砂过滤器在应对大流量时,都采用混凝土池子,通过增大混凝土池子体积和增加设备来实现,这样尽管实现了大流量,但是增加了设备投资费用和占地费用。
以介质石英砂为例,普通过滤器一般按照公式Q=A*V(Q—流量,A—滤料投影面积,V—过滤速度)来设计,对于石英砂过滤器,过滤速度一般采用8-12m/h,在考虑过滤速度不变的情况下,通过增大滤料投影面积,增大设备直径,来增加处理流量,目前过滤器直径一般做在3m左右,直径再大,会有占地大,不经济,布水不均匀等一系列问题。在设备直径不好增大情况下,考虑增加过滤速度来增加处理流量,这需要更换滤料,目前使用的纤维球滤料,过滤速度实际最大能做到40m/h,再增加已经很困难;
普通过滤器,滤料层一般采取1.2m左右,为了防止穿床问题,大的有做到2-3m,如此大的滤料厚度,大大增加了水头损失,进一步增加了能耗;普通过滤器运行与滤料反冲洗不同时进行,反冲洗时需要停机,利用反冲洗泵大流量沿运行反方向冲洗滤料,这样既降低了运行效率,又增加了设备投资。
为了解决上述问题,又开发出了流砂过滤器,解决了过滤与反冲洗不能同时进行的问题,实现了连续过滤和动态洗砂同时进行。同时在应对大流量上,美国麦王公司通过改用混凝土池子和增加一体化设备的数量来增加处理流量,目前最大的能够做到处理水量1-2万吨/d,再大已经不能够再实现。况且,滤料厚度没有减少,大大增加了占地面积。 
发明内容
针对现有技术存在的问题与不足,本发明所要解决的技术问题是,提供一种错流式移动床过滤装置,不仅能够满足大流量、低阻力的特点,而且设施占地小、可以同时利用原来的池体;且在使用中可连续过滤运行不停机、自动循环清洗滤料。     为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是,错流式移动床过滤装置,它包括罐体,所述罐体上部设有介质洗涤器;介质洗涤器连接提砂装置,罐体内部设有移动床,移动床上设有介质滑落区,该介质滑落区底部设置成锥形区域;罐体下部侧壁安装有流入腔室,在流入腔室另一侧的罐体侧壁上正对安装有流出腔室,流出腔室的内侧安装有集水过滤器。
上述的错流式移动床过滤装置,其介质洗涤器包括外筒和与外筒同轴安装的内筒,内筒联通洗涤排水管。 
上述的错流式移动床过滤装置,其提砂装置包括与介质洗涤器联通的气提管,气提管下部连接气提泵,气提泵连接压缩空气管。
上述的错流式移动床过滤装置,其提砂装置设置于罐体内侧时,气提管贯穿罐体中央的介质滑落区。
上述的错流式移动床过滤装置,其提砂装置设置于罐体外部时,气提管穿过罐体管壁。
上述的错流式移动床过滤装置,其介质滑落区底部的锥形区域内设置止砂板。
上述的错流式移动床过滤装置,其流入腔室内侧安装有滤网。 
上述的错流式移动床过滤装置,两个以上本装置联合设置时,共用流入腔室与流出腔室。
本发明在综合考虑现有技术存在问题的基础上,开发了错流式移动床过滤器,实现了流量可无限放大、低阻力、占地小和连续运行的特点。
仍然由Q=A*V出发,之前考虑增加投影面积已经不可能实现的基础上,我们考虑改变进水方向,利用非投影面积(纵切面面积),通过增加非投影面积(纵切面面积),来增大处理流量。水流由纵向改为横向穿过滤料,与上下运动的滤料形成了错流式运动,并且将滤料以类似折叠、S型方式布置,增加了砂滤层的过滤面积,在需要增加流量时,可以沿水平方向以类似折叠、S型方式延伸,增大过滤面积,实现水量的无限制放大,不会出现短流或布水不均的问题;同时,S型布置相比直线型布置过滤面积增大了,但是占地上相比减少了。
 由前面分析的过滤阻力、能耗随滤层厚度增大而增加,本发明我们考虑通过采用细粒径石英砂,减少砂粒间隙度的方式,减少砂层厚度,采用细砂薄层来进一步降低过滤阻力。将砂层厚度由原来的1500-2500mm改变为300-500mm,降低过滤阻力80%以上,实现节能90%以上。
但是考虑到采用细粒径石英砂,砂粒间隙小,纳污能力降低,为避免过滤能力和过滤效率的降低,我们采取对细粒径石英砂快速清洗再生的方式。本发明采用气提洗砂的方式,一方面降低能耗,另一方面,通过调节压缩空气量,控制提砂、洗砂量,让石英砂得到快速的清洗再生,克服细砂纳污能力弱的缺陷。
附图说明
图1为传统机械过滤器正视图;
图2为流砂过滤器正视图;
图3为实施例1内循环错流式移动床过滤装置正视图;
图4为实施例1内循环错流式移动床过滤装置俯视图;
图5为实施例2外循环错流式移动床过滤装置正视图;
图6为实施例3大水量组合式错流式移动床过滤装置侧视图;
图7为实施例3大水量组合式错流式移动床过滤装置俯视图;
图中各部件对应名称:
1—内筒,2—外筒,3—介质洗涤器,4—洗涤排水管,5—介质滑落区,6—气提管,7—罐体,8—集水过滤器,9—流出腔室,10—止砂板,11—气提泵,12—压缩空气管,13—流入腔室,14—滤网,15—介质。
具体实施方式
下面结合实施例及附图,对本发明作进一步的详细说明,但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例1:
如图3、4所示,本实施例的错流式移动床过滤装置包括罐体7,所述的罐体7上部设有介质洗涤器3,介质洗涤器3包括外筒2和同轴安装的内筒1、洗涤排水管4。罐体7内部设有移动床,移动床上部设有介质滑落区5,该介质滑落区5底部是一锥形区域。罐体7下部侧壁安装有流入腔室13,在流入腔室13内侧安装有滤网14,防止介质进入,影响在整个进水横断面上的布水;在流入腔室13相反侧侧壁上正对安装有流出腔室9,流出腔室9的内侧安装有集水过滤器8,防止介质随处理水流出罐体7。
提砂装置包括气提泵11、气提管6,通过压缩空气管12把被污染的介质15与水混合物向上提升,在提升的过程中,由于紊流作用,附着在介质上的悬浮物、胶体类物质从介质表面脱落,到达介质洗涤器3后,沿切线方向进入介质洗涤器3向下做旋流运动,在离心力的作用下,杂质与介质分离,杂质水溢流入洗涤排水管4排放,介质靠重力作用介质沿滑落区5滑下。提砂装置设置于罐体7内侧时,气提管6贯穿罐体7中央的介质滑落区5。
介质滑落区5底部锥形区域,便于底部过滤介质15被收集于气提泵11内;介质滑落区底部的锥形区域内设置止砂板10。
使用时,该错流式移动床过滤装置原水通过进水管进入流入腔室13布水,通过流入腔室13均匀布水后,水沿过滤器整个横断面进入移动床滤料,横向穿过滤料实现精过滤后,一部分水沿横断面均匀穿过介质过滤器进入流出腔室9,由出水管流出罐外。另一部分进入锥形区域下部与污砂一同经由气提泵11通过压缩空气管12作用,沿气提管6提升至顶部,沿切线方向旋流进入介质洗涤器3,实现固液分离,压缩空气沿介质洗涤器3顶部排出,带有悬浮物、胶体的污水溢流入洗涤排水管4排放,洗涤后的砂靠重力作用流入介质洗涤器3底部开孔区域重新回到过滤器内。锥形区域下部的滤料不断地被提升至介质洗涤器3,进水侧、出水侧的滤料不断自上而下进入锥形区域下部补充,如此,实现了移动床的连续动态自动清洗,尤其出水侧的滤料与进水侧的滤料同时进行自动清洗,防止介质性能恶化,导致出水不达标。
实施例2:
如图5所示,该错流式移动床过滤装置的提砂装置设置于罐体7外部,即:气提泵11、气提管6、压缩空气管12布置在罐体7外部,气提管6穿过罐体7管壁。气提泵11利用压缩空气的作用,由罐体底部提砂,经由罐体外部的气提管6,提升至介质洗涤器3内,进行洗砂过程。其他与实施例1中的错流式移动床过滤装置相同,故不再赘述。
实施例3:
如图6、7所示,在需要增大流量时,可以沿垂直于进水断面方向以多个单体组合式排列,以类似折叠、S型方式延伸,增大过滤面积,实现水量的无限制放大,不会出现短流或布水不均的问题。当两个以上本装置联合设置时,共用流入腔室13与流出腔室9。其他与实施例1、实施例2中的错流式移动床过滤装置相同,故不再赘述。
以上所述,仅是对本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明做其他形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是,凡是未脱离本发明方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.错流式移动床过滤装置,其特征在于:它包括罐体,所述罐体上部设有介质洗涤器;介质洗涤器连接提砂装置,罐体内部设有移动床,移动床上设有介质滑落区,该介质滑落区底部设置成锥形区域;罐体下部侧壁安装有流入腔室,在流入腔室另一侧的罐体侧壁上正对安装有流出腔室,流出腔室的内侧安装有集水过滤器。
2.根据权利要求1所述的错流式移动床过滤装置,其特征在于:所述介质洗涤器包括外筒和与外筒同轴安装的内筒,内筒联通洗涤排水管。
3.根据权利要求1所述的错流式移动床过滤装置,其特征在于:所述提砂装置包括与介质洗涤器联通的气提管,气提管下部连接气提泵,气提泵连接压缩空气管。
4.根据权利要求3所述的错流式移动床过滤装置,其特征在于:所述提砂装置设置于罐体内侧时,气提管贯穿罐体中央的介质滑落区。
5.根据权利要求3所述的错流式移动床过滤装置,其特征在于:所述提砂装置设置于罐体外部时,气提管穿过罐体管壁。
6.根据权利要求1所述的错流式移动床过滤装置,其特征在于:所述介质滑落区底部的锥形区域内设置止砂板。
7.根据权利要求1所述的错流式移动床过滤装置,其特征在于:所述流入腔室内侧安装有滤网。
8. 根据权利要求1所述的错流式移动床过滤装置,其特征在于:两个以上本装置联合设置时,共用流入腔室与流出腔室。
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