CN110734104B - 一种布水布气装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种布水布气装置及系统，所述装置包括长方体结构的滤砖本体，在滤砖本体内部设有两个关于滤砖本体长度方向中线对称分布的空腔，在滤砖本体两侧长边处都分别正对两个空腔各开设有一个控流间隙，使得空腔与外部连通，滤砖本体底部开设有水流通道，水流通道沿长度方向贯穿滤砖本体并连通两个空腔，本发明的布水布气装置四周封闭，仅留有控流间隙，反冲洗布气采用从底部伸入装置内部空腔的气管，气体分配更加均匀，且减少装置间的空隙，降低气洗、水洗和气水联合洗三种工况下的死角区域面积，其布水布气均匀度达到90％以上，与常规布水布气装置相比，反冲洗能耗降低30‑40％。

Description

一种布水布气装置及系统

技术领域

本发明涉及水处理设备技术领域，具体涉及一种布水布气装置及系统。

背景技术

过滤或生物过滤是给水及污水处理的核心工艺单元，主要包括反硝化生物滤池、曝气生物滤池、臭氧-活性炭生物滤池、普通快滤池、虹吸滤池等。反冲洗是过滤或生物过滤工艺的核心环节，是保障水处理构筑物处理效率及长效稳定运行的基础，而反冲洗过程中最重要的组件便是布水布气装置及系统，开发布水布气均匀且节能降耗的布水布气装置及系统一直以来是过滤或生物过滤工艺的重大需求。

中国实用新型专利CN209302286U公开了一种滤砖及滤池配水布气系统，包括滤砖本体和多个支撑腿，滤砖本体上设置有填料槽，多个支撑腿设置于滤砖本体沿长度方向的两侧，且对应形成拱门形通道，滤砖本体上还设置有第一契合组件、第二契合组件和第三契合组件，第一契合组件、第二契合组件和第三契合组件设置成与其他滤砖本体配合连接，第一契合组件与第二契合组件设置于滤砖本体沿长度方向的两侧，第三契合组件设置于滤砖本体沿宽度方向的两侧，通过第一契合组件、第二契合组件和第三契合组件实现三个维度的限制，一方面提高了安装定位时的准确度，另一方面，保证了相邻的滤砖之间布气的均匀性和稳定性。但是滤砖两侧的布水间隙的增多虽有益于布水布气的均匀性，但也导致布气系统需要更多的出气口，增大反冲洗气量，导致反冲洗能耗的增加。

发明内容

针对以上存下的技术问题，本发明提供一种布水布气装置及系统，能够在布水布气均匀的同时保持更高的反冲洗效率。

本发明的技术方案为：一种布水布气装置，包括长方体结构的滤砖本体，滤砖本体的长300-500mm，宽150-220mm，高180-210mm，在滤砖本体内部设有两个关于滤砖本体长度方向中线对称分布的空腔，在滤砖本体两侧长边处都分别正对两个空腔各开设有一个控流间隙，使得空腔与外部连通，滤砖本体底部开设有水流通道，水流通道的长300-500mm，宽80-130mm，高70-110mm，水流通道沿长度方向贯穿滤砖本体并连通两个空腔，滤砖本体两侧设有与相邻滤砖本体连接的固定凸起和固定插孔，以及用于将相邻两个滤砖本体分隔出相等宽度狭缝的限位块；滤砖本体的顶部设有浇筑开槽，浇筑开槽内部设有配重填料。

进一步地，包括用于安装滤砖本体的承托板，承托板与水处理构筑物底部之间为配水区，配水区内设有布气管，布气管上设有出气管，承托板上开设有用于供出气管穿出的出气管安装孔，以及供反冲洗水流向上溢流的出水槽，出气管安装孔和出水槽分别对应用于布气的空腔和用于布水的空腔。

进一步地，固定插孔的深度和限位块的凸出长度总和大于固定凸起的长度，利于在两个相邻滤砖本体之间形成供气水向上流通的狭缝。

进一步地，出气管安装孔和出水槽在承托板上交替布置。使得相邻两个通过固定凸起、固定插孔连接的滤砖本体用于布气和布水的空腔也交错布设，能够在气水同时反冲洗时，保证气水分布均匀，从而混合均匀。

进一步地，出气管距离承托板70-90mm，出气管上开设有两个直径5-7mm 的出气孔，出气孔的距离承托板50-85mm。

进一步地，水处理构筑物包括反硝化生物滤池、曝气生物滤池、臭氧-活性炭生物滤池、普通快滤池、虹吸滤池。

本发明的工作方法为：S1：根据污水处理规模、进水水质和出水排放要求，计算并选定标准水处理构筑物的尺寸为L(长)×B(宽)，单位为mm，布水布气装置的尺寸为l(长)×b(宽)，单位为mm；

S2：依据步骤S1中标准标准水处理构筑物的尺寸确定布水布气装置所需数量N＝(L/(l×1.05))×(B/(b×1.05))，其中1.05为放大系数；

S3：将布气管安装在承托板下方的配水区内，布气管在安装前先等距依次标记好需要开孔安装出气管的位置，并完成出气管的安装，在相邻两个出气管之间的承托板上开出出水槽；

S4：将滤砖本体安装在水处理构筑物底部，滤砖本体之间通过固定凸起和固定插孔相互连接，构成一组，每组沿着水处理构筑物宽度方向安装，通过已经安装好的出气管确定第一排滤砖本体的位置，以此为基准沿水处理构筑物长度方向继续安装滤砖本体，直到排满水处理构筑物的底部；

S5：进行布气均匀性试验，水先进入配水区，再通过承托板上的出水槽进入布水的空腔，空气直接从出气管上的出气孔进入布气的空腔，空气和水混合后从控流间隙流入相连两个滤砖本体之间的狭缝，最终向上流出，对上层的水处理构筑物进行气水反冲洗，以此检查系统的布水布气效果。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的布水布气装置四周封闭，仅留有控流间隙，反冲洗布气采用从底部伸入装置内部空腔的气管，气体分配更加均匀，且减少装置间的空隙，降低气洗、水洗和气水联合洗三种工况下的死角区域面积，其布水布气均匀度达到90％以上，与常规布水布气装置相比，反冲洗能耗降低30-40％。

(2)本发明的布水布气系统将布气管与配水区布置在一起，简化了安装过程，降低了后期维修更换的难度，使用维护成本低；

(3)本发明的布水布气系统可根据不同的水处理需求环境，进行模块化设计及组装，易于推广应用。

附图说明

图1是本发明的滤砖本体立体结构示意图；

图2是本发明的系统安装结构示意图。

其中，1-滤砖本体、2-布水布气机构、3-空腔、4-控流间隙、5-水流通道、 6-固定凸起、7-固定插孔、8-限位块、9-浇筑开槽、10-水处理构筑物、11-承托板、 12-配水区、13-布气管、14-出气管、15-出气管安装孔、16-出水槽、17-出气孔。

具体实施方式

如图2所示，一种模块化滤池布水布气系统，包括滤砖本体1和布水布气机构2，如图1所示，滤砖本体1为长方体结构，滤砖本体1的长500mm，宽220 mm，高210mm，滤砖本体1内部设有两个关于滤砖本体1长度方向中线对称分布的空腔3，如图1所示，空腔3的底面为带倒角的正方形，倒角的边长为30-50 mm，顶部为球面结构，利于气水充分混合。滤砖本体1沿长度方向两侧的底部在分别正对两个空腔3的中部各开设有一个控流间隙4，使得空腔3与外部连通；滤砖本体1底部开设有水流通道5，水流通道5沿长度方向贯穿滤砖本体1并连通两个空腔3，水流通道5的长500mm，宽130mm，高110mm，滤砖本体1 两侧设有与相邻滤砖本体1连接的固定凸起6和固定插孔7，以及用于将相邻两个滤砖本体1分隔出相等宽度狭缝的限位块8，其中，固定插孔7的深度和限位块8的凸出长度总和大于固定凸起6的长度，利于在两个相邻滤砖本体1之间形成供气水向上流通的狭缝；滤砖本体1的顶部设有浇筑开槽9，浇筑开槽9内部设有配重填料；滤砖本体1外壳采用HDPE材质，内部采用混凝土作为配重填料，整体强度高，且耐用不易损坏。

如图2所示，布水布气机构2包括放置在水处理构筑物10底部的承托板11，承托板11与水处理构筑物10底部之间区域为配水区12，配水区12内设有布气管13，布气管13上设有出气管14，承托板11上对滤砖本体1的每个空腔3的中心位置处设有出气管安装孔15和出水槽16，分别对应用于布气的空腔3和用于布水的空腔3，出气管14向上穿出出气管14安装孔并伸入空腔3内部。如图 2所示，出气管14安装孔和出水槽16在承托板11上交替布置，使得相邻两个通过固定凸起6、固定插孔7连接的滤砖本体1用于布气和布水的空腔3也交错布设，能够在气水同时反冲洗时，保证气水分布均匀，从而混合均匀。其中，出气管14距离承托板11有80mm，出气管14上开设有两个直径6mm的出气孔 17，出气孔17的距离承托板11有65mm。

本实施例还提供一种将上述系统应用于实验室反冲洗性能测试，包括以下步骤：

S1：根据实验室测试装置的池体尺寸L(长)×B(宽)＝0.84m×0.63m，所需布水布气装置数量N＝(L/(l×1.05))×(B/(b×1.05))＝(0.84/(0.4× 1.05))×(0.63/(0.2×1.05))＝6块；

S2：依据步骤S1中标准标准水处理构筑物(10)的尺寸确定布水布气装置所需数量N＝(L/(l×1.05))×(B/(b×1.05))，其中1.05为放大系数；

S3：将布气管13安装在承托板11下方的配水区12内，布气管13在安装前先等距依次标记好需要开孔安装出气管14的位置，并完成出气管14的安装，在相邻两个出气管14之间的承托板11上开出出水槽16；

S4：将滤砖本体1安装在水处理构筑物10底部，滤砖本体1之间通过固定凸起6和固定插孔7相互连接，并按照纵向每列2块、横向每排3块的排列方式沿着水处理构筑物10宽度方向安装，通过已经安装好的出气管14确定第一排滤砖本体1的位置，以此为基准沿水处理构筑物10长度方向继续安装滤砖本体1，直到排满水处理构筑物10的底部；在滤砖本体1上方依次铺设层高2cm、粒径 16-32mm的鹅卵石，层高3cm、粒径8-16mm的鹅卵石，层高3cm、粒径4-8mm 的鹅卵石，以及层高12cm、粒径3-5mm的石英砂；

S5：进行布气均匀性试验，水先进入配水区12，再通过承托板11上的出水槽16进入布水的空腔3，空气直接从出气管14上的出气孔17进入布气的空腔3，空气和水混合后从控流间隙4流入相连两个滤砖本体1之间的狭缝，最终向上流出，对上层的水处理构筑物10进行气水反冲洗，以此检查系统的布水布气效果。这里的水处理构筑物10包括但不限于反硝化生物滤池、曝气生物滤池、臭氧- 活性炭生物滤池、普通快滤池、虹吸滤池。

经过反冲洗系统测试，新型布水布气装置布水布气均匀度达到90％以上，反冲洗系统能耗降低了30-40％。

Claims (6)

1.一种布水布气装置，其特征在于，包括长方体结构的滤砖本体（1），在所述滤砖本体（1）内部设有两个关于滤砖本体（1）长度方向中线对称分布的空腔（3），在滤砖本体（1）两侧长边处都分别正对两个空腔（3）各开设有一个控流间隙（4），使得空腔（3）与外部连通，滤砖本体（1）底部开设有水流通道（5），所述水流通道（5）沿长度方向贯穿滤砖本体（1）并连通两个空腔（3），滤砖本体（1）两侧设有与相邻滤砖本体（1）连接的固定凸起（6）和固定插孔（7），以及用于将相邻两个滤砖本体（1）分隔出相等宽度狭缝的限位块（8）；滤砖本体（1）的顶部设有浇筑开槽（9），所述浇筑开槽（9）内部设有配重填料；

还包括布水布气机构（2），所述布水布气机构（2）包括用于安装所述滤砖本体（1）的承托板（11），所述承托板（11）与水处理构筑物（10）底部之间为配水区（12），所述配水区（12）内设有布气管（13），所述布气管（13）上设有出气管（14），承托板（11）上开设有用于供所述出气管（14）穿出的出气管安装孔（15），以及供反冲洗水流向上溢流的出水槽（16），出气管安装孔（15）和出水槽（16）分别对应用于布气的空腔（3）和用于布水的空腔（3）。

2.如权利要求1所述的一种布水布气装置，其特征在于，所述固定插孔（7）的深度和限位块（8）的凸出长度总和大于固定凸起（6）的长度。

3.如权利要求1所述的一种布水布气装置，其特征在于，所述出气管安装孔（15）和出水槽（16）在承托板（11）上交替布置。

4.如权利要求1所述的一种布水布气装置，其特征在于，所述出气管（14）的顶部距离承托板（11）70-90 mm，出气管（14）上开设有两个直径5-7 mm的出气孔（17），所述出气孔（17）的距离承托板（11）50-85 mm。

5.如权利要求1所述的一种布水布气装置，其特征在于，所述水处理构筑物（10）包括反硝化生物滤池、曝气生物滤池、臭氧-活性炭生物滤池、普通快滤池、虹吸滤池。

6.如权利要求1所述的布水布气装置的设置方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据污水处理规模、进水水质和出水排放要求，计算并选定标准水处理构筑物的尺寸为L（长）×B（宽），单位为mm，布水布气装置的尺寸为l（长）×b（宽），单位为mm；

S2：依据步骤S1中标准水处理构筑物的尺寸确定布水布气装置所需数量N=（L/（l×1.05））×（B/（b×1.05）），其中1.05为放大系数；

S3：将布气管（13）安装在承托板（11）下方的配水区（12）内，布气管（13）在安装前先等距依次标记好需要开孔安装出气管（14）的位置，并完成出气管（14）的安装，在相邻两个出气管（14）之间的承托板（11）上开出出水槽（16）；

S4：将滤砖本体（1）安装在水处理构筑物（10）底部，滤砖本体（1）之间通过固定凸起（6）和固定插孔（7）相互连接，构成一组，每组沿着水处理构筑物（10）宽度方向安装，通过已经安装好的出气管（14）确定第一排滤砖本体（1）的位置，以此为基准沿水处理构筑物（10）长度方向继续安装滤砖本体（1），直到排满水处理构筑物（10）的底部；

S5：进行布气均匀性试验，水先进入配水区（12），再通过承托板（11）上的出水槽（16）进入布水的空腔（3），空气直接从出气管（14）上的出气孔（17）进入布气的空腔（3），空气和水混合后从控流间隙（4）流入相连两个滤砖本体（1）之间的狭缝，最终向上流出，对上层的水处理构筑物（10）进行气水反冲洗，以此检查系统的布水布气效果。

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