CN112774286A - 一种用于硅藻土过滤机的过滤装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水处理设备技术领域，公开了一种用于硅藻土过滤机的过滤装置及其控制方法，PLC智能控制系统、电动执行器、水泵、不锈钢金属网滤芯、硅藻土自动投加系统、全自动五通阀体、压力传感器和连接管线；不锈钢金属网滤芯为圆筒式结构，所述不锈钢金属网滤芯里侧设置有多层烧结网，滤芯至少为两个以上组合排列。本发明解决了板框耐压低，滤元容易粘连污物、滤布容易撕裂和死角反冲洗不彻底，过滤过程中导致硅藻土冲入池中等诸多问题；并能降低硅藻土用量，适应多种标号硅藻土、降低成本、高效环保、且不锈钢金属网滤芯具有耐腐蚀性强、渗透性好、强度高、耐压性优、易于清洗和反清洗、过滤精度高、滤材卫生洁净、丝网不脱落等特性。

Description

一种用于硅藻土过滤机的过滤装置及其控制方法

技术领域

本发明属于水处理设备技术领域，尤其涉及一种用于硅藻土过滤机的过滤装置及其控制方法。

背景技术

目前：硅藻土过滤技术应用于水处理领域已有相当长的一段时期了。硅藻土过滤是一种预涂膜过滤技术，过滤原理主要是机械筛滤和通过硅藻土自身的特性吸附截留水中的杂质及病菌。因硅藻土各型号有差异，在过滤过程中，预涂层硅藻土的型号和滤膜的厚度，对过滤特性有很大影响。原有技术中板框型可逆式硅藻土过滤器，其核心的过滤装置板片组成滤膜，在反冲洗过程中，硅藻土微粒在截留杂质时、如：人体脱落的皮质胶状体、藻类孢子、细菌、菌类孢子等，由于其构造缺陷容易造成死角，出现反冲洗不干净。因此在下一个过滤净化时间段中会在水流的冲刷下，使粘连在滤元上和板框死角中残留的硅藻土结块，随水流而进入滤后净水中，使过滤后的水质存在二次污染并降低水质标准的风险；其次，该板片组在正常条件下测试的承压强度可达0.6兆帕，实际应用时，承压强度只能达到0.2到0.3兆帕，过滤板片组的生产工艺是由聚乙烯材质的过滤专用滤布，通过硫化工艺将滤布和橡胶结合为一个整体，再将带橡胶边框的滤元固定在工程塑料材质的板框上，长时间过滤过程中，如藻类、微生物、悬浮杂质会粘附在滤布上，包括硅藻土，滤布孔隙在使用过程中的堵塞会使滤布承压超过0.4兆帕，会使滤布与橡胶边框出现撕裂、穿洞，导致硅藻土及杂质会冲进池子里面；另外，初始开机使用时，新滤布在滤元上形成预涂膜的过程中，硅藻土粉末会穿过滤膜，会有少量硅藻土进入循环管道及阀门，从而进入池内。这样，还会导致硅藻土流失率非常的高,会出现多次反冲洗后需要重新添加新的硅藻土，并重新进行预涂膜过程，增加运行成本和费用，极大地限制了硅藻土过滤技术在水处理领域中的应用。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

现有的硅藻土过滤装置在使用时，硅藻土流失率非常的高，会出现多次反冲洗后需要重新添加新的硅藻土，并重新进行预涂膜过程，增加运行成本和费用；另板框式的结构特征也会导致设备运行后整机故障率高，后期维保问题时常发生，限制了硅藻土过滤技术在水处理领域中的应用。

解决以上问题及缺陷的难度为：

多层不锈钢滤芯多用于气体及液体的过滤和净化，在实际应用中，只是单独地利用滤芯的多层结构及网孔间的孔隙，对网口进行梯形排列，以实现最终的过滤效果。在现有水处理领域中，过滤循环多采用砂滤方式，硅藻土过滤技术由于始初投资成本高，设备承压后运行不稳定，核心的过滤装置板片承压过大及预涂膜厚度不均匀容易出现脱落、撕裂、穿洞。硅藻土过滤技术在应用中，最大的技术难点体现在以下两方面，一是预涂膜过程中，过滤助剂能否能否形成均匀、稳定、没有裂纹与脱落的硅藻土预涂层，且在预涂膜及反冲洗过程中，硅藻土涂层不会因为水压及水流的冲刷而脱落，造成过滤空层。二是滤元在使用过程中孔隙容易被污物堵塞，过滤不畅而压力受阻。

本发明针对现有过滤板片的缺陷及设计问题，采用多层不锈钢滤芯做为核心滤元，根据不锈钢网层每层孔隙的不同，按一定的排列进行组合，内层过滤网细度为400目以上，采用双向过滤方式，利用PLC智能控制系统完成数据交互和功能控制，根据水流的力学原理，对硅藻土的涂膜厚度进行均匀疏导，保证涂膜、挂膜控制在预定的厚度，以维持网孔孔隙的过滤直径，实现均匀涂膜，达到要求的过滤精度。

解决以上问题及缺陷的意义为：

该过滤装置，由PLC智能系统进行控制，控制系统设有过滤输出选择、过滤清洗反冲洗控制、过滤状态实时监测、过滤功能异常报警等模块，根据时间和压差通过全自动五通阀中传动轴调整阀芯，控制水流的大小和方向，将硅藻土与水的混合溶液在滤芯外侧实现预涂膜及挂膜，并能记录和查询异常信息，实现远程智能控制。

本发明的优点在于，运用智能控制模块完成预涂膜，控制滤膜厚度，充分利用硅藻土强大的吸附特性和不锈钢滤芯网孔的多层排列，实现过滤效果，降低后期运行费用，设备经反复实验测试，较之前的板框式过滤机故障率大大降低，解决了制约硅藻土过滤技术在行业内推广的关键性技术难点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于硅藻土过滤机的过滤装置及其控制方法。

本发明是这样实现的，一种用于硅藻土过滤机的过滤装置设置有：

PLC智能控制系统，电动执行器、水泵、不锈钢金属网滤芯、硅藻土自动投加系统、全自动五通阀体、压力传感器和连接管线；

所述不锈钢金属网滤芯为圆筒式结构，材质为PP或304不锈钢，所述不锈钢金属网滤芯里侧设置有多层烧结网，滤芯至少为两个以上组合排列。该滤芯组上下端由封头进行固定，安装在一个密闭的空间里，每个滤芯均有进、出水口连接于上下封头的主布水管道上，上下封头主管道分别通过线管连接在全自动五通阀上。线管用于连接该过滤装置内部各部件及进水、回水、硅藻土水溶液等。

进一步，所述硅藻土自动投加系统通过连接管线与压力传感器连接，用于不锈钢金属烧结网滤芯外侧的预涂膜，从而实现过滤及吸附的功能。

进一步，所述全自动五通阀体设置有阀体、阀芯和多工位气缸，所述阀体在外侧开设有五个阀孔，阀孔与阀芯之间设置有密封圈，通过连接管线一端连接在该装置上，其中两通路分别连接在出水和进水口上，一路用于过滤后净水的排出，一路用于反冲洗的逆流回水。

进一步，全自动五通阀另一端与压力传感器相连，压力传感器用以控制整个过滤装置的压差，待压差达到预定值时，转换并控制五通阀的流向，完成反冲洗的过程。

本发明的另一目的在于提供一种用于硅藻土过滤机的过滤装置的控制方法包括：

S101，通过循环水泵将自来水或原水，送入过滤单元中，硅藻土自动投加系统通过预设、定量投入硅藻土进行机器预涂膜处理，将一定浓度的硅藻土浆液利用水流的压力，在不锈钢金属滤芯外侧进行预涂膜，使之形成厚度均匀的过滤介质层；

S102，预涂膜工作完成，水流流速降低，机器开始过滤工作，原水在通过硅藻土涂膜层后，会将藻类、微生物、悬浮杂质等吸附在涂膜层上，滤后的净水通过管线系统送入池中；

S103，待过滤机组滤芯外侧截留的杂质和污垢达到相应的厚度后，机内进水口和出水口就会形成一定压力差，压力传感器装置启动自动反冲洗；

S104，通过电机传动轴的转动来调节五通阀体与阀芯间五个阀孔的开合，改变水流方向，过滤机组原出水口变为进水口，原进水口变为出水口，将附着在不锈钢网上的硅藻土和截留杂质一起冲洗干净；

S105，设定的反冲洗步骤全部完成，机器进、出口压力差正常后，自动五通阀再次通过传动轴调整阀芯改变水流方向进入下一个循环、过滤过程。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

本发明用不锈钢金属网滤芯作为滤元，较之前的聚乙烯材质的滤布和工程塑料板框式而言，解决了板框耐压低，滤元容易粘连污物、滤布容易撕裂和死角反冲洗不彻底，过滤过程中导致硅藻土冲入池中等诸多问题。并能降低硅藻土用量，适应多种标号硅藻土、降低成本、高效环保、且不锈钢金属网滤芯具有耐腐蚀性强、渗透性好、强度高、耐压性优、易于清洗和反清洗、过滤精度高、滤材卫生洁净、丝网不脱落等特性。

本发明有效避免了过滤过程中反冲洗漏土跑土的现象，大大提高滤后水质的精度和纯度，减少运营成本，可应用于水处理中的水质循环和过滤，特别是针对游泳池、景观水、温泉水、中水及工业废水的水处理领域中。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本发明实施例提供的用于硅藻土过滤机的过滤装置结构示意图。

图2是本发明实施例提供的不锈钢金属网滤芯结构示意图。

图3是本发明实施例提供的不锈钢金属网滤芯的连接结构示意图。

图4是本发明实施例提供的烧结网结构示意图。

图5是本发明实施例提供的用于硅藻土过滤机的过滤装置的控制方法流程图。

图6是本发明实施例提供的全自动五通阀阀体结构图。

图中：1、不锈钢过滤装置；2、水泵；3、电动执行阀；4、PLC智能控制；5、硅藻自动投加系统；6、全自动五通阀体；7、压力传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于硅藻土过滤机的过滤装置，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1至图4所示，本发明实施例提供的用于硅藻土过滤机的过滤装置包括：电机、水泵、不锈钢金属网滤芯、硅藻土自动投加系统、全自动五通阀体、压力传感器和连接管线；

不锈钢金属网滤芯为圆筒式结构，该过滤网由烧结滤芯采用六层烧结网构成，不仅具有耐高温、耐高压、强度好的特点，且过滤精度高，易于冲洗。该滤芯装置为圆筒式结构，可根据相应的过滤面积，增加不锈钢金属烧结网滤芯的数量，以达到所要求的过滤精度。

硅藻土自动投加系统通过连接管线与压力传感器连接，用于不锈钢金属烧结网滤芯的预涂膜，从而实现过滤及吸附的功能。

全自动五通阀体设置有阀体、阀芯和多工位气缸，所述阀体在外侧开设有五个阀孔，阀孔与阀芯之间设置有密封圈，通过连接管线连接在该装置上，其中两通路分别连接在出水和进水口上，一路用于过滤后净水的排出，一路用于反冲洗的逆流。

如图5所示，本发明实施例提供的用于硅藻土过滤机的过滤装置的控制方法包括：

S101，通过循环水泵将自来水或原水，送入过滤单元中，硅藻土自动投加系统通过预设、定量投入硅藻土进行机器预涂膜处理，将一定浓度的硅藻土浆液利用水流的压力，在不锈钢金属滤芯外侧进行预涂膜，使之形成厚度均匀的过滤介质层；

S102，预涂膜工作完成，水流流速降低，机器开始过滤工作，原水在通过硅藻土涂膜层后，会将藻类、微生物、悬浮杂质等吸附在涂膜层上，滤后的净水通过管线系统送入池中；

S103，待过滤机组滤芯外侧截留的杂质和污垢达到相应的厚度后，机内进水口和出水口就会形成一定压力差，压力传感器装置启动自动反冲洗；

S104，通过电机传动轴的转动来调节五通阀体与阀芯间五个阀孔的开合，改变水流方向，过滤机组原出水口变为进水口，原进水口变为出水口，将附着在不锈钢网上的硅藻土和截留杂质一起冲洗干净；

S105，设定的反冲洗步骤全部完成，机器进、出口压力差正常后，自动五通阀再次通过传动轴调整阀芯改变水流方向进入下一个循环、过滤过程。

本发明的自来水或原水先经过不锈钢过滤装置1进行初步过滤，然后经过水泵2通过电动执行阀3被送到过滤单元中，在过滤单元硅藻自动投加系统5的硅藻土的强大吸附特性下，进行水的进一步过滤，最后过滤后的水通过全自动五通阀体6排出，完成自来水或原水的过滤。在清洗装置内部时，电机传动轴转动来调节五通阀体与阀芯间五个阀孔的开合，从而改变水流方向，过滤机组原出水口变为进水口，原进水口变为出水口，将附着在不锈钢网上的硅藻土和截留杂质一起冲洗干净，其中压力传感器7用于控制水压。

本发明已在我司项目案例上进行应用，具体数据资料如下：

应用范围：水等液体的循环过滤；

过滤精度：0.5-3微米

滤后出水浊度：0.5FTU

硅藻土助滤剂预涂试验：对不同标号的硅藻土助滤剂进行搭配，预涂液的浓度为0.13％左右，预涂层滤速可达180L/min.㎡，硅藻土用量约为0.85kg/㎡，预涂压力为0.5兆帕，预涂层厚度约为0.25mm，预涂10分钟后，滤后水质澄清透亮，无肉眼可见粒子，停机后打开观察涂层，涂层表面光滑，厚度均匀。反冲洗三次后，涂层无脱落，滤网表面涂层光滑完整。设备运行一小时后，滤后水质经检验，完全满足产品说明。

用板框组式滤元和不锈钢滤芯滤元，在进行预涂和过滤试验时，由于其不同的结构设计，板框式由于管内水流压力增大，板框边角在经过滤和反冲洗后出现轻微松动，滤布有少量变形，预涂层有少量蜂窝状孔洞。而不锈钢滤芯过滤平稳，不会因压力陡增，而导到致预涂层被水流冲刷脱落，涂层依旧光滑完整。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于硅藻土过滤机的过滤装置，其特征在于，所述用于硅藻土过滤机的过滤装置设置有：

PLC智能控制系统、电动执行器、水泵、不锈钢金属网滤芯、硅藻土自动投加系统、全自动五通阀体、压力传感器和连接管线；

所述不锈钢金属网滤芯为圆筒式结构，所述不锈钢金属网滤芯里侧设置有多层烧结网。

2.如权利要求1所述的用于硅藻土过滤机的过滤装置，其特征在于，所述硅藻土自动投加系统通过连接管线与压力传感器连接。

3.如权利要求1所述的用于硅藻土过滤机的过滤装置，其特征在于，所述全自动五通阀体设置有阀体、阀芯和多工位气缸，所述阀体在外侧开设有五个阀孔，阀孔与阀芯之间设置有密封圈。

4.一种用于权利要求1～3任意一项所述的用于硅藻土过滤机的过滤装置的控制方法，其特征在于，所述用于硅藻土过滤机的过滤装置的控制方法包括：

步骤一，通过循环水泵将自来水或原水，送入过滤单元中，硅藻土自动投加系统通过预设、定量投入硅藻土进行机器预涂膜处理，将一定浓度的硅藻土浆液利用水流的压力，在不锈钢金属滤芯外侧进行预涂膜，使之形成厚度均匀的过滤介质层；

步骤二，预涂膜工作完成，水流流速降低，机器开始过滤工作，原水在通过硅藻土涂膜层后，会将藻类、微生物、悬浮杂质等吸附在涂膜层上，滤后的净水通过管线系统送入池中；

步骤三，待过滤机组滤芯外侧截留的杂质和污垢达到相应的厚度后，机内进水口和出水口就会形成一定压力差，压力传感器装置启动自动反冲洗；

步骤四，通过电机传动轴的转动来调节五通阀体与阀芯间五个阀孔的开合，改变水流方向，过滤机组原出水口变为进水口，原进水口变为出水口，将附着在不锈钢网上的硅藻土和截留杂质一起冲洗干净；

步骤五，设定的反冲洗步骤全部完成，机器进、出口压力差正常后，自动五通阀再次通过传动轴调整阀芯改变水流方向进入下一个循环、过滤过程。

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