CN109789347B - 具有用于防止旁路水用于反洗的旁路水控制的框架型盘式过滤器 - Google Patents

Abstract

一种框架型盘式过滤器(100)设置有邻近所述盘式过滤器的入口布置的旁路水收集器(33)。流入水溢出入口进入到旁路水收集器中。管道以连通方式连接到旁路水收集器以便将旁路水从框架型盘式过滤器引导到独立于框架型盘式过滤器的流出通道。

Description

具有用于防止旁路水用于反洗的旁路水控制的框架型盘式过 滤器

技术领域

本发明涉及用于过滤水的旋转盘式过滤器，并且更特定来说涉及通常支撑在混凝土结构上的框架型盘式过滤器，该混凝土结构包括用于接纳由盘式过滤器产生的经过滤水的池。

背景技术

旋转盘式过滤器用于从水去除悬浮固体。流入水流入到筒中，并且从筒进入到固定在筒周围的一系列盘形过滤构件中。从盘形过滤构件开始，水向外流过布置在盘形过滤构件的相对侧面上的过滤介质。水中的悬浮固体被捕获在过滤介质的内表面上。有时，从过滤介质的内表面去除悬浮固体。这通过将过滤介质旋转到上部清洁位置并反洗过滤介质来实现。加压反洗液被喷射到过滤介质的外表面上，从而将悬浮固体排出到布置在筒中的槽中。然后从槽和盘式过滤器排出悬浮固体。

为控制盘式过滤器中的水头压力，可以使一些流入水从筒和盘形过滤构件转向。此转向水被称为旁路水。框架型盘式过滤器通常支撑在混凝土结构上，该混凝土结构包括用于接纳经过滤水的内置池。在一些情况下，旁路水溢出盘式过滤器的入口进入到池中。这呈现反洗问题。收集在下面支撑结构的池中的经过滤水通常用于反洗（backwash）。应了解，旁路水未被过滤，并且因此包括悬浮固体。因此，当旁路水与经过滤水混合并且使用此混合物来反洗过滤介质时，应了解，反洗液中的悬浮固体往往堵塞用于保护反洗喷嘴的上游粗滤器。在其他情况下，反洗水直接从盘式过滤器排出。即，旁路水单独从盘式过滤器排出，而不使旁路水与支撑结构的池中的滤液组合。这通常是最终用户不喜欢的昂贵解决方案。为了实现此解决方案，必须提供单独管或另一混凝土通道，以便引导在盘式过滤器下游的旁路水，其中旁路水可以与盘式过滤器流出物或经过滤水混合。

因此，一直并且继续需要一种在框架型盘式过滤器中处理旁路水的实用且成本有效的方法。

发明内容

本发明涉及一种框架型盘式过滤器。框架型盘式过滤器并不包括用于收集经过滤水的一体罐。相反，框架型盘式过滤器被构造成支撑在包括池和流出物排出通道的支撑结构（通常为混凝土支撑结构）上。来自框架型盘式过滤器的滤液落入池中，并且然后流入到流出通道中，该流出通道远离盘式过滤器和支撑结构引导滤液。在一个实施例中，本发明的框架型盘式过滤器设置有邻近入口布置的旁路水收集器，该入口将待过滤水引导到盘式过滤器中。在一些情况下，流入水溢出入口进入到邻近入口布置的旁路水收集器中。管道或出口以连通方式连接到旁路水收集器以便将旁路水从框架型盘式过滤器引导到流出通道中。盘式过滤器的反洗系统使用收集在池中的经过滤水以清洁过滤介质。因此，用于反洗过滤介质的水不被在旁路水中发现的悬浮固体污染。

通过研究以下描述和附图，本发明的其他目的和优点将变得显而易见和明显，附图仅是对本发明的说明。

附图说明

图1是本发明的框架型盘式过滤器的透视图，并且其显示盘式过滤器的入口端和侧面。

图2是框架型盘式过滤器的另一透视图，其显示盘式过滤器的后端和其另一侧面。

图3是框架型盘式过滤器的侧面正视图。

图4是片段透视图，其显示框架型盘式过滤器的入口端的一部分，并且特别显示入口和旁路水收集器。

图5是片段透视图，其显示旁路水收集器的替代设计。

图6是示意性平面图，其显示支撑在支撑结构上的框架型盘式过滤器，该支撑结构包括用于接纳经过滤水的池。

具体实施方式

进一步参考附图，框架型旋转盘式过滤器显示在其中并且通常用数字100表示。参见图1和图2。如下文所论述的，盘式过滤器100包括用于以一种方式处理旁路水并且从框架型盘式过滤器引导旁路水的设计，使得旁路水不用于反洗盘式过滤器的过滤介质。在论述与处理旁路水有关的此设计特征之前，将论述框架型盘式过滤器100的基本设计，以及通常用于支撑盘式过滤器并且收集和排出由盘式过滤器产生的滤液的支撑结构120（图6）。

当与盘式过滤器结合使用时，术语“框架型”意指并不包括一体的滤液保存罐的盘式过滤器。即，一些盘式过滤器被称为罐型，包括收集和保存滤液的一体的滤液保存室或罐。例如，参见题目为“旋转盘式过滤器（Rotary Disc Filter）”的美国专利申请序列号14/958001，其描述并显示一种罐型盘式过滤器。该申请的公开内容以引用方式明确并入本文中。在本文不是这种情况。本文中描述的盘式过滤器100是框架型。

框架型盘式过滤器100被构造成支撑在支撑结构120上。典型的支撑结构由混凝土构造而成，并且在盘式过滤器100的安装之前预先形成。如在附图、特别是图6中可见的，支撑结构的一个实例包括混凝土结构，该混凝土结构包括流入通道12A、滤液池12B和流出/旁路通道12C。支撑结构12与框架型盘式过滤器100分开。通常，盘式过滤器100被输送并锚固到滤液池12B中，使得池在盘式过滤器100的下部部分周围形成滤液保存区。

继续参考盘式过滤器100，从附图可见，其包括通常用数字12表示的开放框架组件。此外，应注意，在安装时，框架组件12锚固在池12B中。旋转筒14以旋转方式安装在框架结构12中。通常，筒14被封闭，除了其包括形成在盘式过滤器100的入口端上的入口开口以外。形成在筒的表面中的一系列开口14A准许流入水从筒流入到安装在筒上、通常用数字16表示的一系列盘形过滤构件中。即，如从以下论述将了解的，流入水被引导到筒中，并且从筒开始，水流过开口14A进入到相应的盘形过滤构件16中。

固定在筒14上的过滤盘16的数量可以变化。每一过滤盘16包括过滤框架18和固定在其相对侧面上的过滤介质20。参见图2。在每一过滤盘16内部限定保存区以便接纳和保存待由盘式过滤器100过滤的水。与流入水相关联的水头压力有效地致使水从过滤盘16向外流动并且流过过滤介质20。离开过滤盘16的水被称为经过滤水或滤液。这导致水中的悬浮固体被捕获在过滤介质20的内表面上。如下文所论述的，采用反洗系统来从过滤介质20去除悬浮固体，并且悬浮固体落入布置在筒中的槽中，之后，悬浮固体和一些反洗液通过滤渣出口26从盘式过滤器100的入口端排出。参见图1。由过滤盘16排放的经过滤水落入位于过滤盘16下面的池12B中。经过滤水积聚在池12B中并且升高到过滤盘16的下部部分浸没在经过滤水中的高度。存在使池12B与流出/旁路通道12C分开的堰（weir）或壁。此壁或堰设置在选定高度处，使得池12B中的经过滤水溢出到流出/旁路通道12C中，流出/旁路通道12C从池12B和盘式过滤器100排出或引导经过滤水。

盘式过滤器100设置有用于以旋转方式驱动安装在其上的筒14和过滤盘16的驱动系统。筒马达邻近盘式过滤器100的后端安装，筒马达可操作以驱动链轮或滑轮，链轮或滑轮又可操作以使筒14旋转。参见图2。各种装置可以操作互连在筒马达与链轮或滑轮之间以便使筒14旋转。即，可以利用各种驱动系统来使筒和过滤盘16旋转。在一个实例中，可以利用链驱动器来驱动直接或间接使筒14旋转的链轮。可以利用各种其他类型的驱动系统来使筒和过滤盘16旋转。如本领域技术人员将了解的，过滤盘16的旋转的潜在目的是适应反洗过程。在典型应用中，使过滤盘旋转，并且围绕过滤盘的选定上部部分实施反洗操作。因此，通过连续旋转过滤盘或逐渐旋转过滤盘，可以执行反洗操作并且可以通过反洗操作清洁相应过滤盘16的整个过滤介质20。

盘式过滤器100设置有用于将流入水引导到盘式过滤器中的入口。在一个实例中，流入物入口包括邻近筒14的入口布置的水保存罐32。特别地，水保存罐32布置在筒的入口与形成在支撑结构120中的流入通道12A之间。因此，应了解，在此框架型盘式过滤器的情况下，待过滤流入水接纳在流入通道12A中，并且从流入通道12A引导到水保存罐32中，并且从水保存罐32引导到筒14中。虽然未显示，但是在水保存罐32与筒14之间存在密封关系。

为控制筒14中水的高度，设置并入到水保存罐32中的内部堰旁路。图4和图5示出内部堰旁路的两个实例。在两种情况下，旁路水收集器33并入到水保存罐32中。然而，应了解，旁路水收集器33可以位于水保存罐32外部。首先，参考图4设计，可以看出旁路水收集器33包括布置在水保存罐32的左侧上的隔室。一系列管33A固定在旁路水收集器33的顶部周围，管33A在顶部开放。一旦水保存罐32中流入水的水平面达到一定高度，流入水便溢出到管33A中并且向下流入到旁路水收集器33中。第二示例显示在图5中。在此示例中，旁路水收集器包括倾斜顶部33B。倾斜顶部33B包括不到水保存罐32的邻近端部壁便终止的末端边缘。这在倾斜顶部33B与端部壁之间形成小空间。换句话说，这有效地形成堰，该堰准许流入水流过堰并且向下流入到旁路水收集器33中。在预期相对大的旁路水流量的情况下，图4中所示的设计可能更适当。当旁路水的流量相对小时，图5的设计可能更适当。

旁路水出口35以连通方式连接到旁路水收集器33。旁路水出口35可以包括用于从旁路水收集器33引导旁路水的各种装置，诸如管道、管等等。旁路水收集器33和旁路水出口35被构造成使得其形成盘式过滤器100的实际部分，并且被设计成防止旁路水与滤液混合使得旁路水中的悬浮固体变成用于清洁过滤介质20的反洗液的一部分。旁路水出口35可以呈现各种形式。在附图中，出口35包括具有凸缘的短管道。为了将旁路水输送到流出通道12C，可以将额外管道或管连接到所述短管道。例如，参见图6，其显示准许旁路水从旁路水收集器33引导到流出通道12C中的设计。

如前简要论述的，盘式过滤器100设置有用于反洗过滤介质20的反洗系统。本文中将不涉及反洗系统的细节，因为反洗系统由所属领域的技术人员众所周知和了解。附图中所示的示例性反洗系统包括安装在盘式过滤器100的背面的反洗泵60。反洗泵60可操作以将滤液从池12B泵送到沿着盘式过滤器100的一侧延伸的歧管。一系列进给管子64从歧管分支，并且向内延伸到进给管子的外末端端部部分包括喷嘴66的位置。在反洗模式中，喷嘴66邻近过滤盘16的相对侧面布置，并且按常规方式可操作以将加压反洗液喷射到过滤介质20的外表面上。如前所述的，加压反洗液致使捕获在过滤介质20的表面的内部上的悬浮固体落入布置在筒14内的槽中。这些悬浮固体通过滤渣出口26作为滤渣排出，滤渣出口26从水保存罐32的侧壁延伸。

上述盘式过滤器100存在若干优点。始终保护反洗泵60和喷嘴66以免旁路水进入反洗系统。当盘式过滤器正产生旁路水时，这消除维护的麻烦和开支。另外，不需要额外管道系统或额外混凝土通道来处理旁路水，这可能是昂贵的。借助本设计，存在与盘式过滤器100成一体的用于收集旁路液的设备，并且同时用于收集和排出旁路水的设备策略性地位于盘式过滤器100上，使得旁路水可以容易排出到现有流出通道中。

当然，可以按除本文中阐述的那些方式以外的其他特定方式执行本发明，而不背离本发明的范围和实质特性。因此，本实施例在所有方面都将被解释为是说明性、而非限制性的，并且落入所附权利要求的意义和等效范围内的所有改变都旨在包含在其中。

Claims (3)

1.一种采用框架型盘式过滤器(100)过滤水的方法，其包括：

将待过滤水引导到邻近旋转筒(14)的入口端布置的水保存罐中，其中所述水保存罐(32)和所述旋转筒形成所述框架型盘式过滤器的组成部分；

将待处理水从所述水保存罐引导到所述旋转筒中并且通过所述旋转筒中的开口引导到安装在所述旋转筒上的一系列盘形过滤构件(16)中，其中所述盘形过滤构件包括固定在所述盘形过滤构件的相对侧面上的过滤介质(20)；

致使待过滤水通过所述过滤介质，从而产生滤液；

将所述框架型盘式过滤器接纳和支撑在下面支撑结构(120)中，所述下面支撑结构包括一体的滤液池(12B)和形成在所述下面支撑结构中的单独的且一体的流出通道(12C)；

将由所述框架型盘式过滤器产生的滤液收集在形成在所述支撑结构中的下面滤液池中；

使滤液从所述支撑结构中的池溢出到邻近所述支撑结构中的所述滤液池延伸的所述流出通道中；

通过将滤液从形成在所述支撑结构中的池泵送到邻近所述过滤介质布置的一系列喷嘴(66)并且采用滤液喷射所述过滤介质来反洗所述过滤介质；

使待处理水的至少一部分从所述旋转筒并且从所述盘形过滤构件转向以形成旁路水；

将旁路水从所述水保存罐引导到旁路水收集器(33)，所述旁路水收集器接纳并保存旁路水并且形成所述框架型盘式过滤器的组成部分，其中所述旁路水收集器包括环绕壁结构和倾斜的顶部面板，所述倾斜的顶部面板在所述旁路水收集器的顶部上方延伸并且包括一边缘，所述边缘不到所述环绕壁结构便终止以在所述倾斜的顶部面板的边缘与所述环绕壁结构的部分之间限定旁路收集器入口，并且其中除了从所述水保存罐接纳旁路水的所述旁路收集器入口以外，所述倾斜的顶部面板封闭所述旁路水收集器；

将旁路水从所述旁路水收集器引导到形成在所述支撑结构中的所述流出通道中；

使旁路水与形成在所述支撑结构中的所述流出通道中的滤液混合；以及

从形成在位于所述框架型盘式过滤器下面的所述支撑结构中的所述流出通道排出旁路水和滤液的混合物。

2.根据权利要求1所述的采用框架型盘式过滤器(100)过滤水的方法，其中，形成在所述支撑结构中的所述流出通道通过堰与所述滤液池分开，并且其中所述流出通道相对于所述滤液池和支撑在所述支撑结构中的所述框架型盘式过滤器偏移，并且其中将旁路水从所述旁路水收集器引导到形成在所述支撑结构中的所述流出通道中包括：将旁路水引导到横向延伸的管道中，所述横向延伸的管道以连通方式连接到所述旁路水收集器，并且从所述旁路水收集器横向延伸出来，并且包括末端端部，所述末端端部布置在形成在所述支撑结构中的所述流出通道上方使得旁路水从所述横向延伸的管道落入到所述流出通道中。

3.一种框架型盘式过滤器(100)，其被构造成接纳和支撑在位于所述框架型盘式过滤器下面的单独的支撑结构(120)上，并且其中所述支撑结构包括形成在其中的一体的滤液池(12B)和形成在所述支撑结构中的单独的且一体的流出通道(12C)，所述流出通道邻近所述滤液池延伸；其包括：

框架结构(12)，其被构造成支撑在所述支撑结构上；

旋转筒(14)，其支撑在所述框架结构上以便接纳待过滤水，并且具有多个开口以便准许水从所述旋转筒流出；

入口，其包括用于将水引导到所述旋转筒中的水保存罐(32)；

驱动器，其用于以旋转方式驱动所述旋转筒；

一系列盘形过滤构件(16)，其固定在所述旋转筒周围以便从所述旋转筒接纳待过滤水；

过滤介质(20)，其布置在每一盘形过滤构件的相对侧面上以便在水从所述盘形过滤构件向外流过所述过滤介质时过滤水以产生滤液；

并且其中所述盘形过滤构件被构造成位于形成在所述支撑结构中的所述滤液池的上面，使得滤液通过重力落入形成在下面支撑结构中的所述滤液池中；

反洗系统，其并入到所述框架型盘式过滤器中并且被构造成泵送来自形成在所述支撑结构中的所述滤液池的滤液通过邻近所述过滤介质布置的一系列喷嘴(66)以便反洗经过滤介质；

所述框架型盘式过滤器不包括用于接纳和保存滤液的一体的滤液保存罐；

旁路水收集器(33)，其布置在所述框架型盘式过滤器的入口端上并且与其成一体以便接纳和保存旁路水，所述旁路水收集器包括环绕壁结构和倾斜的顶部面板，所述倾斜的顶部面板在所述旁路水收集器的顶部上方延伸并且包括一边缘，所述边缘不到所述环绕壁结构便终止以在所述倾斜的顶部面板的边缘与所述环绕壁结构的部分之间限定旁路收集器入口，并且其中除了从所述水保存罐接纳旁路水的所述旁路收集器入口以外，所述倾斜的顶部面板封闭所述旁路水收集器；

旁路出口(35)，其连接到所述旁路收集器并且从其延伸，并且其中所述旁路出口被构造成将旁路水从所述旁路收集器引导到形成在所述支撑结构中并且邻近所述滤液池延伸的所述流出通道中；并且

其中所述滤液池中的滤液溢出到所述流出通道中并且在其中与旁路水混合，并且其中旁路水和滤液的混合物从所述流出通道排出。

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