CN108654154A - 侧向流滤池 - Google Patents

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CN108654154A CN201810564489.3A CN201810564489A CN108654154A CN 108654154 A CN108654154 A CN 108654154A CN 201810564489 A CN201810564489 A CN 201810564489A CN 108654154 A CN108654154 A CN 108654154A
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Abstract

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种侧向流滤池，通过进水装置、过滤装置和出水装置的设计，进水装置的进水部位与过滤装置的一侧连通，出水装置的出水部位与过滤装置的另一侧连通，且进水部位和出水部位位置均低于滤料层顶面，使得待滤水水平流入过滤装置并水平流出过滤装置，且绕开了粒径和孔隙率低的表层滤料，使过滤水流始终经过粒径级配良好的下部区域，增强了过滤效果，提高了滤层截污量增强了过滤效果，提高了滤层截污量；本发明还提供了反冲洗装置的设计，可以实现发冲洗过程中对上层滤料进行水力分选实现自然下沉，使得滤料更换更加方便，而且滤料仅通过更新表层滤料即可维持长期良好的过滤效果。

Description

侧向流滤池
技术领域
本发明涉及净水处理设施领域，具体涉及一种侧向流滤池。
背景技术
“混凝-沉淀-过滤-消毒”是地表水源自来水厂常规处理工艺，目前仍为世界上大多数水厂采用。过滤是传统净水处理工艺不可替代的部分，其池型有无阀滤池、虹吸滤池、普通快滤池、移动罩滤池、V型滤池以及近来开发的翻板滤池等。这些滤池的过滤过程都是待滤水从上部进入滤料层，经滤料层拦截水中杂质后由下部出水，即下向流过滤。一般过滤12-36小时，滤料层截污量达到饱和，就进行反冲洗。反冲洗时都是反冲洗水或气从下部进入滤料层，使滤料颗粒处于悬浮状态，且相互碰撞、摩擦，杂质从滤料颗粒上脱落并随冲洗水由上部排出。
由于反冲洗的水力分选造成滤料层颗粒粒径由下至上逐渐变小。由于滤料层表层颗粒粒径最小，孔隙率也最小。而下向流过滤是待滤水先经过表层，因此表层滤料很容易饱和。表层滤料饱和后阻力增大，往往下层滤料还没发挥作用过滤就不得不停止而进行反冲洗。这是下向流过滤最主要的问题。虽然V型滤池采用均粒滤料后情况有所改善，但使用一定时间后由于磨损使得滤料粒径不再均匀，同样出现上述问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种侧向流滤池，本发明设计的侧向流滤池，使得待滤水水平流入过滤装置并水平流出过滤装置，且过滤水面比滤料层顶面低，增强了过滤效果，提高了滤层截污量；反冲洗装置的设计，可以实现发冲洗过程中对上层滤料进行水力分选实现自然下沉，使得滤料更换更加方便，而且滤料仅通过更新表层滤料即可维持长期良好的过滤效果。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种侧向流滤池，包括进水装置、过滤装置、出水装置、排水装置以及反冲洗装置，所述进水装置的进水部位与过滤装置的一侧连通，所述出水装置的出水部位与过滤装置的另一侧连通，使得水通过进水装置水平流入过滤装置并通过出水装置水平流出过滤装置，所述的反冲洗装置与过滤装置连接，对过滤装置进行反冲洗，并通过排水装置排出。
进一步地，所述的过滤装置包括滤料层，所述的进水装置的进水部位和所述出水装置的出水部位均低于滤料层的顶面，使得从进水装置流入、从出水装置流出过滤装置的过滤水面比滤料层的顶面低。
进一步地，所述的过滤装置还包括承托层、进水侧竖向滤板、出水侧竖向滤板；所述的进水侧竖向滤板设置在滤料层与所述的进水装置的进水部位之间，所述的出水侧竖向滤板设置在滤料层与所述的出水装置的出水部位之间，所述的承托层设置在所述的滤料层底部。
进一步地，所述的进水装置的进水部位为进水渠，所述的出水装置的出水部位为出水渠，所述的排水装置的排水部位为排水槽，所述排水槽设置在所述的出水渠上方。
进一步地，所述的进水装置还包括进水总渠和进水管；所述进水总渠通过所述进水管与所述的进水渠连通；所述进水管上设置进水阀；所述出水装置还包括出水管和清水总渠；所述的出水渠通过出水管与所述的清水总渠连通；所述出水管上装有出水阀；述排水装置还包括排水渠、排水管以及排水总渠，所述排水槽与所述排水渠连通；所述排水管的两端分别与所述排水渠和所述排水总渠连通；所述排水管上设置有排水阀。
进一步地，所述反冲洗装置包括水冲洗装置，所述水冲洗装置包括主冲洗管、进水侧冲洗管、出水侧冲洗管、气水分配渠、水平滤板；所述气水分配渠设置于所述出水渠下方，所述的水平滤板设置于承托层下方；所述气水分配渠侧壁上设置有布水孔，冲洗水通过所述布水孔以及所述水平滤板进入过滤装置；所述主冲洗管与所述气水分配渠连通；所述进水侧冲洗管与所述的进水渠连通；所述出水侧冲洗管与所述出水渠连通。
进一步地，所述的出水侧冲洗管两端之间的部位与出水管117连通。
进一步地，所述的反冲洗装置还包括气冲洗装置，所述气冲洗装置包括进气管；所述的进气管与气水分配渠连通；所述气水分配渠侧壁上还设置有布气孔，所述布气孔设置在布水孔的上方。
进一步地，所述的水平滤板上设有长柄滤头。
进一步地，所述的侧向流滤池还包括用于放空所述滤池本体内积水的放空管和放空阀，所述放空阀设置在所述放空管上，所述放空管的一端与所述的过滤装置的下部空腔连通，另一端与所述排水渠连通。
与现有技术相比，本发明实现了如下有益的技术效果：
过滤时待滤水从过滤装置的一侧按水平方向流至另一侧，而且过滤水面比滤料层顶面低，绕开了粒径和孔隙率低的表层滤料，使过滤水流始终经过粒径级配良好的下部区域，增强了过滤效果，提高了滤层截污量；另外，由于反冲洗装置的设计，可以实现发冲洗过程中对上层滤料进行水力分选实现自然下沉，因此，滤料更换时只需铲除表层细颗粒滤料，将新滤料置于表层即可，新滤料会通过反冲洗水力分选自然下沉，使得滤料更换更加方便，而且滤料仅通过更新表层滤料即可维持长期良好的过滤效果。
附图说明
图1为本发明提供了侧向流滤池的俯视图；
图2为本发明提供了侧向流滤池的主视图；
图3为本发明提供了侧向流滤池的左视图的1-1剖面图；
图4为本发明提供了侧向流滤池的右视图的2-2剖面图。
其中：107-进水总渠、108-进水管、109-进水阀、110-进水渠、111-进水侧竖向滤板、112-滤料层、113-出水侧竖向滤板、114-承托层、115-出水渠、116-滤头、117-出水管、118-清水总渠、119-出水阀、120-排水槽、121-排水渠、122-排水管、123-排水总渠、124-排水阀、125-冲洗总管、126-主冲洗管、127-进水侧冲洗管、128-出水侧冲洗管、129-气水分配渠、130-布水孔、131-布气孔、132-水平滤板、133-长柄滤头、134-主冲洗阀、135-进水侧冲洗阀、136-出水侧冲洗阀、137-进气总管、138-进气管、139-进气阀、140-放空管、141-放空阀。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4所示，本实施例提供的侧向流滤池，包括进水装置、过滤装置、出水装置、排水装置以及反冲洗装置，所述进水装置的进水部位与过滤装置的一侧连通，相对的另一侧与所述出水装置的出水部位连通，使得水通过进水装置水平流入过滤装置并通过出水装置水平流出过滤装置，所述的反冲洗装置与过滤装置连接，对过滤装置进行反冲洗，并通过排水装置排出。
所述的进水装置包括进水渠110、进水总渠107和进水管108，所述的进水渠110即为进水装置的进水部位；所述进水总渠107通过所述进水管108与所述的进水渠110连通；所述进水管108上设置进水阀109。待滤水由所述进水总渠107流入所述进水管108，再进入所述进水渠110，通过所述进水阀109调节进入过滤装置的水量。
所述的出水装置包括出水渠115、出水管117和清水总渠118所述的出水渠115即为出水装置的出水部位；所述的出水渠115通过出水管117与所述的清水总渠118连通；所述出水管117上装有出水阀119。
所述的排水装置包括排水槽120、排水渠121、排水管122以及排水总渠123，所述的排水装置的排水部位即为排水槽120，所述排水槽120设置在所述的出水渠115上方，这是由于进行反冲洗时为自下而上冲洗，并且出水渠115在反冲洗时兼做侧向反冲洗水的进水渠；所述排水槽120与所述排水渠121连通；所述排水管122的两端分别与所述排水渠121和所述排水总渠123连通；所述排水管122上设置有排水阀124。
所述的过滤装置包括滤料层112、承托层114、进水侧竖向滤板111、出水侧竖向滤板113，所述的承托层114设置在所述的滤料层112底部；所述进水侧竖向滤板111和出水侧竖向滤板113上设有滤头116；所述的进水侧竖向滤板111设置在滤料层112与所述的进水装置的进水部位即进水渠110之间，所述的出水侧竖向滤板113设置在滤料层112与所述的出水装置的出水部位即出水渠115之间，待滤水由所述进水渠110按水平方向经所述进水侧竖向滤板111上滤头116均匀进入所述滤料层112，待滤水经滤料层112截污后由所述出水侧竖向滤板113上滤头116均匀进入所述出水渠115。
所述的进水装置的进水部位即进水渠110和所述出水装置的出水部位即出水渠115，均低于滤料层112的顶面，使得从进水装置流入、从出水装置流出过滤装置的过滤水面比滤料层112的顶面低。
所述反冲洗装置含水冲洗装置和所述气冲洗装置。所述水冲洗装置含吸水管、水泵、冲洗总管125、主冲洗管126、进水侧冲洗管127、出水侧冲洗管128、气水分配渠129、水平滤板132；所述的水平滤板132设置在承压层114下方；所述气水分配渠129设置于所述出水渠115下方，设置在下方使进行反冲洗时，气和水从下往上冲洗，使滤料处于悬浮状态，达到最佳效果；所述气水分配渠129侧壁上设置有布水孔130和布气孔131，冲洗水通过所述布水孔130、布气孔131以及所述水平滤板132进入过滤装置；由于气比水轻，因此布气孔131设置在上部，布水孔103设置在下部；所述水平滤板132上设有长柄滤头133；所述主冲洗管126一端与所述气水分配渠129连通，另一端与所述冲洗总管125连通；所述进水侧冲洗管127一端与所述进水装置的进水部位连通，另一端与所述冲洗总管125连通；所述出水侧冲洗管128一端与所述出水渠115连通，在本实施例中，另一端与所述主冲洗总管126连通，但也可以采用直接与冲洗总管125连通的方式；出水侧冲洗管128在两端之间的部位还与所述的出水管117连通；出水侧冲洗管128与出水管117连通的目的是避免在出水渠端部开两个孔，由于反冲洗和过滤不是同时进行的，因此过滤出水可以借道反冲洗管，如此设置在结构上更为简洁，效果更好。所述主冲洗管126、进水侧冲洗管127、出水侧冲洗管128分别设置有主冲洗阀134、进水侧冲洗阀135、出水侧冲洗阀136；所述气冲洗装置含鼓风机、进气总管137、进气管138；所述进气管138与所述气水分配渠129相连通；所述进气管上设置进气阀139。
进行反冲洗的水冲洗时，冲洗水从冲洗总管125进入之后，分三路，一路经所述主冲洗管126进入所述气水分配渠129，经所述气水分配渠129侧壁下部布水孔130均匀进入过滤装置下部空间，再向上经所述长柄滤头133穿过所述水平滤板132进入所述滤料层112，带走所述滤料层112的杂质后由所述滤料层112上方排入所述排水槽120。第二路由所述进水侧冲洗管127进入所述进水渠110，通过所述进水侧竖向滤板111侧向进入所述滤料层112后再向上由所述滤料层112上方排入所述排水槽120。第三路由所述出水侧冲洗管128进入所述出水渠115，通过所述出水侧竖向滤板113侧向进入所述滤料层112后再向上由所述滤料层112上方排入所述排水槽120。设置两路侧向冲洗水的目的是防止冲洗时含污水侧漏。
气冲洗可加快污质与滤料颗粒分离，加强冲洗效果，节约冲洗水量。进行反冲洗的气冲洗时，压缩空气经所述进气总管137、进气管138进入所述气水分配渠129，经所述气水分配渠129侧壁上部布气孔131均匀进入过滤装置下部空间，向上经所述长柄滤头133，穿过所述水平滤板132进入所述滤料层112，使滤料颗粒在空气冲击下与杂质分离。
所述的侧向流滤池还包括用于放空所述滤池本体内积水的放空管140和放空阀141，便于在检修时将滤池内的水放空。所述放空阀141设置在所述放空管140上，所述放空管140的一端与所述过滤装置下部空腔连通，所述的过滤装置下部空腔由装有布水孔、布气孔的板，与水平滤板132、进水渠110的壁以及承托水平滤板132的梁之间围成，所述放空管140的另一端与所述排水渠121连通。
所述的进水渠110、过滤装置包括进水侧竖向滤板111、滤料层112、出水侧竖向滤板113、承托层114设置为两个，共用排水槽120、出水渠115以及气水分配渠129。
本实施例所提供的侧向流滤池的工作过程如下：
在滤池工作过程包含进水过程、过滤过程、出水过程和反冲洗过程。
进水过程：打开进水阀109，待滤水从进水总渠107经进水管108流至进水渠110。
过滤过程：待滤水由两侧进水渠110按水平方向经进水侧竖向滤板111上滤头116均匀进入滤料层112。待滤水经滤料层截留水中杂质后变清，穿过出水侧竖向滤板113上滤头116向滤池中间的出水渠115汇集。进水渠110与出水渠115的水位差即过滤水头，可通过出水阀119的开度调节出水渠115的水位来控制过滤水头。过滤初期滤料层截污量小，滤料层阻力也小，出水阀119的开度也较小。随着过滤进行，滤料层截污量增加，滤料层阻力也增加，出水阀119的开度也变大。
出水过程：出水渠115中清水经侧冲洗管128的末端进入出水管117，再进入清水总渠118。
当出水阀119的全开仍不能满足过滤水头要求时，进水渠110内水位被迫上升，达到设定水位时滤料层需要进行反冲洗。
反冲洗过程分为三个阶段。
第一阶段：以气冲洗为主，水冲洗为辅。关闭进水阀109，关闭出水阀119。开启鼓风机、反冲洗水泵，打开排水阀124，打开进气阀139，打开进水侧冲洗阀135，打开出水侧冲洗阀136。压缩空气经进气总管137、进气管138进入气水分配渠129，再经布气孔131、水平滤板132、长柄滤头133进入滤料层，撞击滤料颗粒，使污质与滤料脱离。同时，一路反冲洗水经进水侧冲洗管127进入进水渠110；另一路反冲洗水经出水侧冲洗管128进入出水渠115。两路反冲洗水经滤头116进入滤料层，向上流至排水槽120、排水渠121、排水管122排入排水总渠123。此两路冲洗水主要防止空气向两侧泄漏，因此不需要很大水量，进水侧冲洗阀135、出水侧冲洗阀136开度较小。
第二阶段：气、水联合冲洗。在第一阶段基础上打开主冲洗阀134。冲洗水经冲洗总管125、主冲洗管126进入气水分配渠129，再经布水孔130、水平滤板132、长柄滤头133进入滤料层，与空气共同撞击滤料颗粒，使污质进一步与滤料脱离，同时带走一部分污质。为防止排水带走滤料，主冲洗阀134开度不宜过大。
第三阶段：水冲洗。在第二阶段基础上关闭进气阀139，关闭鼓风机。将主冲洗阀134、进水侧冲洗阀135、出水侧冲洗阀136开至最大。冲洗水分三路进入滤料层，向上经排水槽120、排水渠121、排水管122排入排水总渠123，将冲洗下来的污质彻底排走。
待排水槽内水变清后关闭主冲洗阀134、进水侧冲洗阀135、出水侧冲洗阀136、排水阀，关闭反冲洗水泵。反冲洗停止。然后打开进水阀109、出水阀119，开始另一个过滤周期。
综上所述，本发明具有以下技术效果：过滤时待滤水从过滤装置的一侧按水平方向流至另一侧，而且过滤水面比滤料层顶面低，绕开了粒径和孔隙率低的表层滤料，使过滤水流始终经过粒径级配良好的下部区域，增强了过滤效果，提高了滤层截污量；另外，由于反冲洗装置的设计，可以实现发冲洗过程中对上层滤料进行水力分选实现自然下沉，因此，滤料更换时只需铲除表层细颗粒滤料，将新滤料置于表层即可，新滤料会通过反冲洗水力分选自然下沉，使得滤料更换更加方便，而且滤料仅通过更新表层滤料即可维持长期良好的过滤效果。

Claims (10)

1.侧向流滤池，包括进水装置、过滤装置、出水装置、排水装置以及反冲洗装置，所述进水装置的进水部位与过滤装置的一侧连通，所述出水装置的出水部位与过滤装置的另一侧连通，使得水通过进水装置水平流入过滤装置并通过出水装置水平流出过滤装置，所述的反冲洗装置与过滤装置连接，对过滤装置进行反冲洗，并通过排水装置排出。
2.如权利要求1所述的侧向流滤池，其特征在于：所述的过滤装置包括滤料层(112)，所述的进水装置的进水部位和所述出水装置的出水部位均低于滤料层(112)的顶面，从进水装置流入、从出水装置流出过滤装置的过滤水面比滤料层(112)的顶面低。
3.如权利要求2所述的侧向流滤池，其特征在于：所述的过滤装置还包括承托层(114)、进水侧竖向滤板(111)、出水侧竖向滤板(113)；所述的进水侧竖向滤板(111)设置在滤料层(112)与所述的进水装置的进水部位之间，所述的出水侧竖向滤板(113)设置在滤料层(112)与所述的出水装置的出水部位之间，所述的承托层(114)设置在所述的滤料层(112)底部。
4.如权利要求1或2或3所述的侧向流滤池，其特征在于：所述的进水装置的进水部位为进水渠(110)，所述的出水装置的出水部位为出水渠(115)，所述的排水装置的排水部位为排水槽(120)，所述排水槽(120)设置在所述的出水渠(115)上方。
5.如权利要求4所述的侧向流滤池，其特征在于：所述的进水装置还包括进水总渠(107)和进水管(108)；所述进水总渠(107)通过所述进水管(108)与所述的进水渠(110)连通；所述进水管(108)上设置进水阀(109)；所述出水装置还包括出水管(117)和清水总渠(118)；所述的出水渠(115)通过出水管(117)与所述的清水总渠(118)连通；所述出水管(117)上装有出水阀(119)；述排水装置还包括排水渠(121)、排水管(122)以及排水总渠(123)，所述排水槽(120)与所述排水渠(121)连通；所述排水管(122)的两端分别与所述排水渠(121)和所述排水总渠(123)连通；所述排水管(122)上设置有排水阀(124)。
6.如权利要求4所述的侧向流滤池，其特征在于：所述反冲洗装置包括水冲洗装置，所述水冲洗装置包括主冲洗管(126)、进水侧冲洗管(127)、出水侧冲洗管(128)、气水分配渠(129)、水平滤板(132)；所述气水分配渠(129)设置于所述出水渠(115)下方；所述的水平滤板(132)设置在所述的承托层(114)的下方，所述气水分配渠(129)侧壁上设置有布水孔(130)，冲洗水通过所述布水孔(130)以及所述水平滤板(132)进入过滤装置；所述主冲洗管(126)与所述气水分配渠(129)连通；所述进水侧冲洗管(127)与所述的进水渠(110)连通；所述出水侧冲洗管(128)与所述出水渠(115)连通。
7.如权利要求6所述的侧向流滤池，其特征在于：所述出水侧冲洗管(128)在两端之间的部位与所述的出水管(117)连通。
8.如权利要求6或7所述的侧向流滤池，其特征在于：所述的反冲洗装置还包括气冲洗装置，所述气冲洗装置包括进气管(138)；所述的进气管与气水分配渠(129)连通；所述气水分配渠(129)侧壁上还设置有布气孔(131)，所述布气孔(131)设置在布水孔(130)的上方。
9.如权利要求8所述的侧向流滤池，其特征在于：所述的水平滤板(132)上设有长柄滤头(133)。
10.如权利要求1或2或3或4所述的侧向流滤池，其特征在于：所述的侧向流滤池还包括用于放空所述滤池本体内积水的放空管(140)和放空阀(141)，所述放空阀(141)设置在所述放空管(140)上；所述放空管(140)的一端与所述过滤装置的下部空腔连通，另一端与所述排水渠(121)连通。
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