CN107224760B - 水帽、挡板组件及连续性活性炭处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了水帽、挡板组件及连续性活性炭处理装置，涉及水处理技术领域。该水帽包括中空导管、位于中空导管端部的帽座以及设置在帽座顶部的帽沿，该水帽通过帽沿与帽座上的滤栅、底座的特殊设计，使得水帽的流通面积大、压力损失小、不容易堵塞，一定条件下允许滤料的通过，改善了传统水帽使用功能比较单一、流通面积小、容易堵塞、压力损失较大等缺陷。本发明还提供了挡板组件，通过在挡板上设置不同数量且相互配合使用的第一水帽和第二水帽，使得滤液可经第一水帽和第二水帽的中空导管沿帽座上的滤孔排出，也能够使得滤料经过第二水帽的滤孔进入沿中空导管排出，该挡板组件改善了传统挡板组件功能单一的缺陷。

Description

水帽、挡板组件及连续性活性炭处理装置

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体而言，涉及水帽、挡板组件及连续性活性炭处理装置。

背景技术

在水处理设备中，通常在滤料层底部的多孔挡板上设置若干个水帽。工作时，处理水自上而下经过滤料层，再通过水帽上的排水孔进入水帽，然后通过导流管排出。根据工艺要求，经过多次过滤后，要对滤料层进行反冲洗，使其畅通或恢复活性。反冲洗时，水流自下而上经过水帽喷出，对滤料层进行冲洗。鉴于其结构特性和用途，水帽可应用于生活饮用水处理，也适用于饮料、印染、游泳池等工业用水处，同样可以应用于工业废水、生活污水处理过程中。

现有的水帽上的排水孔较小，一般是用于实现滤液的均匀分布或者过滤，使得水帽或者隔板组件使用功能比较单一。而且，排水孔较小，从而导致水帽存在流通面积小、容易堵塞、压力损失较大等缺陷。

鉴于此，有必要进行研究以提供一种方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水帽，用于改善传统技术中水帽使用功能单一、流通面积小、容易堵塞、压力损失较大等缺陷。

本发明的目的在于提供一种挡板组件，以改善现有的挡板组件只能实现滤液均匀分布、使用功能单一的技术问题。

本发明的目的在于提供一种连续性活性炭处理装置，用于改善传统活性炭过滤装置在使用过程中需要停机更换活性炭，从而导致不能连续运行的技术问题。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供的一种水帽，包括中空导管、位于中空导管端部的帽座以及设置在帽座顶部的帽沿；

所述帽座包括底座和滤栅，所述底座与所述中空导管相连接，所述底座上开有导流孔，所述导流孔与所述中空导管相贯通；所述滤栅位于所述底座上并沿所述底座圆周方向均布，相邻的两个所述滤栅之间留有孔隙从而形成滤孔；

所述帽沿设置于所述滤栅上方，并与所述滤栅固定连接。

进一步的，所述中空导管上设有紧固件，所述紧固件与所述中空导管可拆卸连接。

进一步的，所述水帽还包括密封垫，所述密封垫套设于所述中空导管的外侧。

进一步的，所述水帽为第一水帽，所述第一水帽的帽沿的横截面积大于或者等于所述底座的横截面积。

进一步的，所述水帽为第二水帽，所述第二水帽的帽沿的横截面积小于所述底座的横截面积。

本发明还提供了一种挡板组件，包括用于承载滤料的挡板和设置在挡板上的若干个如上所述的第一水帽以及如上所述的第二水帽；

所述第二水帽的滤孔尺寸大于所述滤料的尺寸。

进一步的，所述第一水帽和第二水帽分别与所述挡板可拆卸连接。

进一步的，所述挡板上开设有若干个通孔，所述所述第一水帽和第二水帽通过所述通孔与所述挡板可拆卸连接。

进一步的，若干个所述第一水帽和第二水帽在所述挡板上均匀分布。

本发明还提供了一种连续性活性炭处理装置，包括如上所述的水帽或者如上所述的挡板组件。

与现有技术相比，本发明提供的水帽、挡板及连续性活性炭处理装置具有如下有益效果：

(1)本发明提供的水帽，包括中空导管、位于中空导管端部的帽座以及设置在帽座顶部的帽沿，该水帽通过帽沿与帽座上的滤栅、底座的特殊设计，使得水帽的流通面积大、压力损失小、不容易堵塞，在一定条件下，可以允许滤料的通过，改善了传统水帽使用功能比较单一、流通面积小、容易堵塞、压力损失较大等缺陷。

(2)本发明提供的挡板组件，通过在挡板上设置不同数量且相互配合使用的第一水帽和第二水帽，使得滤液既可经第一水帽和第二水帽的中空导管沿帽座上的滤孔排出，也能够使得滤料经过第二水帽的滤孔进入沿中空导管排出，该挡板组件实现了滤料与滤液的分流，改善了传统挡板组件只具有滤水这单一功能的缺陷。

(3)本发明提供的连续性活性炭处理装置，包括塔体以及设置在塔体内部的至少一段活性炭吸附区，活性炭吸附区采用挡板组件隔设形成，该装置通过采用上述水帽或者挡板组件，使得废液可通过第一水帽和第二水帽自下向上流动；当需要更换活性炭时，水流停止，由于第一水帽和第二水帽采用了结构不同的设计，使得最靠近塔体底部的下段活性炭吸附区中的废弃活性炭只能经由第二水帽进入到塔体底部从活性炭出口排出，而位于下段活性炭吸附区上方的上段活性炭吸附区中的活性炭，经由上段挡板上的第二水帽落入到下段活性炭吸附区中，从而实现活性炭自上段活性炭吸附区向下段活性炭吸附区的自动补充，改善了传统固定床式活性炭过滤装置需要停机更换活性炭，从而使得过滤处理过程不能连续运行，处理效率低下的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中第一水帽的立体结构示意图；

图2为本发明中第一水帽的截面示意图；

图3为本发明中第二水帽的立体结构示意图；

图4为本发明中第二水帽的截面示意图；

图5为本发明中第二水帽的俯视图；

图6为本发明提供的挡板组件的结构示意图；

图7为本发明中第一水帽与挡板连接的截面示意图；

图8为本发明中第二水帽与挡板连接的截面示意图；

图9为本发明提供的连续性活性炭处理装置的结构示意图。

图标：1-水帽；2-中空导管；3-帽座；4-帽沿；5-密封垫；6-挡板组件；7-塔体；8-活性炭吸附区；9-液体分布器；10-检测器；11-第一水帽；12-第二水帽；21-紧固件；31-底座；32-滤栅；33-滤孔；61-挡板；71-废液入口；72-处理液出口；73-活性炭入口；74-活性炭出口；311-导流孔；611-加强筋。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“中间”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

根据本发明的一个方面，提供了一种水帽，其中，图1为第一水帽的立体结构示意图，图2为第一水帽的截面示意图，图3为第二水帽的立体结构示意图，图4为第二水帽的截面示意图，图5为第二水帽的俯视图。

具体的，该水帽包括中空导管2、位于中空导管2端部的帽座3以及设置在帽座3顶部的帽沿4。

中空导管2是圆柱体，也可以是其他结构体，在本实施例中优选为圆柱体。中空导管2的一端与帽座3连接，两者可以是一体成型，也可以是后期焊接而成。

在上述技术方案的基础之上，帽座3包括底座31和滤栅32，底座31与中空导管2相连接，底座31上开有导流孔311，导流孔311位于底座31的中间，导流孔311与中空导管2相贯通。导流孔311的直径与中空导管2的管径可以相同，也可以不同。优选的，在本实施例中，导流孔311的直径与中空导管2的内径相同。

底座31的横截面形状可以为圆形或者多边形中的一种，此处不作特殊限定。

若干个滤栅32位于底座31上并沿底座31的周向均匀分布，滤栅32的数量至少为两个，也可以为多个，数量具体根据滤水速度进行确定。相邻的两个滤栅32之间留有孔隙从而形成滤孔33；滤孔33的大小则与滤栅32的数量有关，底座31上滤栅32的数量越多，相邻两个滤栅32之间存留的孔隙越小，相应滤孔33的面积也就越小。

滤栅32的横截面形状为三角形、矩形或者梯形。当滤栅32的横截面形状为梯形时，梯形的小头朝向内，梯形的大头朝向外，使得滤孔33的流通通道呈渐变式变化，从而引起滤液流动速度的变化。

帽沿4设置于滤栅32上方，并与滤栅32固定连接。由于水帽一般是安装在滤料层底部的挡板61上，会受到滤料层的压力以及滤液的水力冲击，故水帽应具有一定的抗压强度。将帽沿4的顶部外表面设计为带有弧度的曲面，可提高帽沿4的抗压强度，具体可见图2和图4。

帽沿4的横截面积可以大于或者等于底座31的横截面积，此时可理解为帽沿4在水平面的投影面积大于底座31的横截面积。帽沿4的横截面积也可以小于底座31的横截面积，此时可理解为帽沿4在水平面的投影面积小于底座31的横截面积。但是，帽沿4的横截面积不能过小，应控制其大小使帽沿4的边缘能够与滤栅32相连为宜。上述帽沿4与底座31横截面积的相对大小，直接影响到滤孔33的大小和开孔方向。

根据帽沿4与底座31横截面积的大小，可以将水帽具体划分为第一水帽11和第二水帽12。当帽沿4的横截面积大于或者等于底座31的横截面积，将此类水帽称为第一水帽11，此时，第一水帽11的滤孔33的开孔方向沿帽座3周向水平向内或者向外。

当帽沿4的横截面积小于底座31的横截面积，将此类水帽称为第二水帽12，此时第二水帽12的滤孔33的开孔方向沿帽座3周向水平向内或者向外，同时还沿滤栅32纵向方向向外或向内。相比之下，第一水帽11的滤孔33孔径小于第二水帽12的滤孔33孔径。

由于第一水帽11和第二水帽12结构上的不同，使得两者在作用上也有所区别。当第一水帽11和第二水帽12配合使用时，第一水帽11和第二水帽12均可允许滤液的通过，实现滤液的均匀分布。而对于滤料来说，可以从第二水帽12中通过，但不能从第一水帽11中通过，通过第一水帽11和第二水帽12的配合使用，从而控制滤料的通过速度。

为实现水帽的安装固定，水帽还包括紧固件21。紧固件21与中空导管2可拆卸连接。此处，可拆卸连接方式有多种连接方式，比如，螺纹连接、卡扣连接和铰链连接等等。在本实施例中，优选为螺纹连接，即在中空导管2的表面设置有外螺纹，紧固件21与中空导管2螺纹连接。此时，紧固件21可以选为螺母。

进一步的，水帽还包括密封垫5，密封垫5套设于中空导管2的外侧，可有效增强连接的密封性和牢固度。在本实施例中，密封垫5的材质优选为橡胶材料。

一般来说，密封垫5安装于帽座3与紧固件21之间。

水帽的材质可选为塑料，比如ABS、改性尼龙等。采用塑料制作的水帽具有质量轻、加工成型容易、成本低的优点。水帽的材质也可选为不锈钢，相比塑料，不锈钢制作的水帽抗老化、耐压性能好，使用寿命长，但是成本较高。具体选择何种材质的水帽，可根据实际使用环境以及预算成本进行确定。

实施例二

根据本发明的另一方面，还提供了一种挡板组件，其中，图6为挡板组件的结构示意图，图7为第一水帽与挡板连接的截面示意图，图8为第二水帽与挡板连接的截面示意图。

该挡板组件6包括用于承载滤料的挡板61和设置在挡板61上的若干个水帽1，水帽1包括如实施例一提供的第一水帽11以及第二水帽12。

第二水帽12的滤孔33尺寸大于滤料的尺寸。

通过在挡板61上设置不同数量且相互配合使用的第一水帽11和第二水帽12，使得滤液既可经第一水帽11和第二水帽12的中空导管2沿帽座3上的滤孔33排出，也能够使得滤料经过第二水帽12的滤孔33进入沿中空导管2排出，该挡板组件6实现了滤料与滤液的分流，改善了传统挡板组件只具有滤水这单一功能的缺陷。

进一步的，第一水帽11和第二水帽12与挡板61可拆卸连接。此处，可拆卸连接方式有多种连接方式，比如，螺纹连接、卡扣连接和铰链连接等等。在本实施例中，优选为螺纹连接，即第一水帽11和第二水帽12的中空导管2上设有外螺纹通过与螺母配合，安装在挡板61上。

在本实施例中，优选的，挡板61上开设有若干个通孔，第一水帽11和第二水帽12通过通孔与挡板61可拆卸连接。

为实现滤液在滤料中的均匀分布，若干个第一水帽11和第二水帽12在挡板61上均匀分布。对于第一水帽11和第二水帽12的数量不作具体限定。一般来说，第一水帽11的数量多于第二水帽12的数量，其目的是为了更好地控制废液和滤料的流动速度。

为加强挡板61对于滤料的支撑作用，增强挡板61的强度，在挡板61上还设有加强筋611，具体如图6所示。若干条加强筋611沿挡板61所在平面均匀分布。

该挡板组件6可用于水处理设备中，以实现滤液和滤料的分流。

实施例三

根据本发明的第三个方面，还提供了一种采用上述水帽或者挡板组件的连续性活性炭处理装置，其中，图9为连续性活性炭处理装置的结构示意图。

传统的活性炭在过滤器中是以固定形式存在的，当活性炭饱和后需要停机处理进行新炭更换，更换作业复杂，不方便，从而导致不能连续进行活性炭过滤的问题，整体处理效率不高。

本发明提供的连续性活性炭处理装置，包括塔体7以及设置在塔体7内部的至少一段活性炭吸附区8，活性炭吸附区8内设有活性炭，活性炭吸附区8采用挡板组件6隔设形成。

废液通过挡板61上的第一水帽11和第二水帽12能够自下向上流动，第二水帽12的滤孔33大于活性炭的尺寸，使得活性炭能够通过第二水帽12自上向下流动。

需要说明的是，由于第一水帽11的帽沿4与帽座3的特殊结构设计，使得其只能实现废液的流动通过，并不能实现活性炭自上向下的流动。

具体的，塔体7下部设有废液入口71，塔体7上部设有处理液出口72，废液通过废液入口71进入到塔体7内部，经过活性炭吸附区8处理后，从处理液出口72排出；在靠近处理液出口72的下方设有活性炭入口73，塔体7底部设有活性炭出口74。

通过将废液入口71和处理液出口72分别设置在塔体7下部和上部，将活性炭入口73和活性炭出口74分别设置在塔体7的上部和下部，使得废液进入到塔体7内部，以逆流的方式进入到活性炭吸附区8内进行过滤，可延长废液与活性炭的接触时间，使得两者充分接触，最大程度发挥活性炭的吸附能力。

另外，为使得废液在塔体7内部分布均匀，故在塔体7内部设置有液体分布器9，液体分布器9与废液入口71相连，将废液引入塔体7内部并进行均匀的初始分布。

挡板61上设置有若干个第一水帽11和第二水帽12以形成挡板组件6。对于第一水帽11和第二水帽12的数量不作具体限定。一般来说，第一水帽11的数量多于第二水帽12的数量，其目的是为了更好的控制废液和活性炭的流动速度。

在本实施例中，每块挡板61上第一水帽11的数量优选为200-300个，进一步优选为220-280；每块挡板61上第二水帽12的数量优选为1-5个，进一步优选为2-4个。

第一水帽11和第二水帽12均可实现废液自下而上的流动。通过处理液出口72处设置的检测器10检测出水水质，当COD或其他参数小于设定值，则说明处理液达到净化要求。当COD或其他参数大于设定值，则说明处理液未达到净化要求，说明塔体7内的活性炭已经不能满足净化要求，此时，需要对塔体7内部的最靠近塔体7底部的下段活性炭吸附区8的活性炭进行更换。

当需要更换活性炭时，水流停止，由于第一水帽11和第二水帽12采用了结构不同的设计，使得最靠近塔体7底部的下段活性炭吸附区中的废弃活性炭只能经由第二水帽12进入到塔体7底部从活性炭出口74排出，而位于下段活性炭吸附区上方的上段活性炭吸附区中的活性炭，经由上段挡板61上的第二水帽12落入到下段活性炭吸附区中，从而实现活性炭自上段活性炭吸附区向下段活性炭吸附区的自动补充，改善了传统固定床式活性炭过滤装置需要停机更换活性炭，从而使得过滤处理过程不能连续运行，处理效率低下的缺陷。

本发明提供的连续性活性炭处理装置，它所处理的介质不局限于水，还可以其他的液体，具体涵盖液体介质的提纯、脱色、去味、除油、吸附有机物和去除氧化性物质。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种用于连续性活性炭处理装置的挡板组件，其特征在于，包括用于承载滤料的挡板和设置在挡板上的若干个第一水帽以及若干个第二水帽；

所述第一水帽和第二水帽，包括中空导管、位于中空导管端部的帽座以及设置在帽座顶部的帽沿；

所述帽座包括底座和滤栅，所述底座与所述中空导管相连接，所述底座上开有导流孔，所述导流孔与所述中空导管相贯通；所述滤栅位于所述底座上并沿所述底座圆周方向均布，相邻的两个所述滤栅之间留有孔隙从而形成滤孔；

所述帽沿设置于所述滤栅上方，并与所述滤栅固定连接；

其中，所述第一水帽和第二水帽的区别在于：

所述第二水帽的滤孔尺寸大于所述滤料的尺寸；

所述第一水帽的帽沿的横截面积大于或者等于所述底座的横截面积；

所述第二水帽的帽沿的横截面积小于所述底座的横截面积；

所述第一水帽和第二水帽还包括紧固件，所述紧固件与所述中空导管可拆卸连接；

所述第一水帽和第二水帽还包括密封垫，所述密封垫套设于所述中空导管的外侧。

2.根据权利要求1所述的挡板组件，其特征在于，所述第一水帽和第二水帽分别与所述挡板可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的挡板组件，其特征在于，所述挡板上开设有若干个通孔，所述第一水帽和第二水帽通过所述通孔与所述挡板可拆卸连接。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的挡板组件，其特征在于，若干个所述第一水帽和第二水帽在所述挡板上均匀分布。

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