CN113041709A - 过滤系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过滤系统和方法，所述过滤系统包括过滤本体、滤料、第一管、第二管、第三管、反冲洗组件和滤料再生组件，过滤本体内具有从上到下依次布置的清液区、过滤区和沉降区，滤料填充在过滤区内，第一管的第一端与沉降区连通，第一管用于将浑浊液或具有浑浊液的混合溶液直接通入至沉降区内，第二管与清液区连通，第二管用于将清液排出至过滤本体外，第三管的第一端与沉降区连通，第三管用于将浑浊液中的沉降物排出至过滤本体外，反冲洗组件与过滤区连通以用于冲洗过滤区内的滤料，滤料再生组件与过滤区连通以用于再生过滤区内的滤料。本发明的过滤系统的过滤效率高且过滤效果好。

Description

过滤系统和方法

技术领域

本发明涉及过滤的技术领域，具体地，涉及一种过滤系统和过滤方法。

背景技术

过滤系统是过滤工序中的常用设备，过滤系统不仅应用于矿业、煤炭、化工等工业领域，其在水处理领域也得到广泛应用。过滤系统可以将含有杂质的溶液经过过滤分离处理以去除其中的固体污染物。

相关技术中，过滤系统的滤料颗粒在水中自由沉降形成上细下粗的颗粒层，导致滤料层表面很快形成固结的滤饼，造成水力损失增大。而且，相关技术中的过滤装置中起到截污作用的主要是表层滤料，不能发挥整个滤床的截污能力，因此过滤装置的过滤效率较低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明一方面的实施例提出一种过滤系统，该过滤系统的过滤效率高且过滤效果好。

本发明的另一方面的实施例提出了一种过滤方法。

根据本发明的第一方面的实施例的过滤系统包括：过滤本体，所述过滤本体内具有从上到下依次布置的清液区、过滤区和沉降区；滤料，所述滤料填充在所述过滤区内；第一管，所述第一管的第一端与所述沉降区连通，所述第一管用于将浑浊液或具有浑浊液的混合溶液直接通入至所述沉降区内，所述滤料用于吸附所述过滤区内的浑浊液或具有浑浊液的混合溶液中的悬浮物以形成清液；第二管，所述第二管与所述清液区连通，所述第二管用于将所述清液排出至所述过滤本体外；第三管，所述第三管的第一端与所述沉降区连通，所述第三管用于将所述浑浊液中的沉降物排出至所述过滤本体外；反冲洗组件，所述反冲洗组件与所述过滤区连通以用于冲洗所述过滤区内的滤料；滤料再生组件，所述滤料再生组件与所述过滤区连通以用于再生所述过滤区内的滤料。

根据本发明实施例的过滤系统，将待过滤的浑浊液或具有浑浊液的混合溶液通过第一管直接通入至沉降区内，浑浊液或具有浑浊液的混合溶液在过滤本体内沿着从下至上的方向流动。当浑浊液或具有浑浊液的混合溶液经过过滤区时，滤料会对浑浊液或具有浑浊液的混合溶液中的悬浮物进行吸附以形成清液，然后通过第二管将位于清液区上边沿的清液排出至过滤本体外，同时，浑浊液或具有浑浊液的混合溶液中的沉降物会沉落至沉降区的底部，然后通过第三管将浊液中的沉降物排出至过滤本体外。

当需要对过滤区中的滤料进行冲洗时，可以通过反冲洗组件向过滤区持续地通入液体，以使过滤区中的滤料不断的翻转或旋转，进而使滤料上固结的悬浮物脱落，并沉降至沉降区的底部，且一些微小的悬浮物颗粒可以随着液体通过反冲洗组件排出至过滤本体外。当需要对过滤区中的滤料进行再生时，可以通过滤料再生系统对过滤区的滤料进行再生更换，以使过滤区始终保持较高的过滤效率。从而根据本发明实施例的过滤系统的过滤效率高且过滤效果好。

在一些实施例中，所述过滤本体设有第一口和第二口，所述第一口和所述第二口与所述过滤区连通，所述反冲洗组件包括第四管和第五管，所述第四管与所述第一口连通，所述第五管与所述第二口连通，所述第四管的轴向与所述过滤本体的周向之间成夹角，所述第五管的轴向与所述过滤本体的周向之间成夹角，以使从所述第四管进入所述过滤区内的液体带动所述滤料旋转以冲洗所述滤料且从所述第五管流出。

在一些实施例中，所述过滤本体为筒状，在所述过滤本体的横截面上，所述第四管的轴向与所述过滤本体的周向相切，所述第五管的轴向与所述过滤本体的周向相切。

在一些实施例中，所述反冲洗组件还包括环形分配器，所述环形分配器位于所述过滤区内，且所述环形分配器的轴向与所述过滤本体的轴向平行。

在一些实施例中，所述环形分配器包括环体、主管和支管，所述环体内具有环形流道，所述主管的一端与所述环形流道连通，所述主管的另一端与所述第四管连通，所述支管与所述环形流道和所述过滤区连通，所述支管的轴向与所述环体的周向成夹角，所述支管为多个，多个所述支管沿所述环体的周向间隔布置，以使从多个所述支管流入所述过滤区内的液体带动所述滤料旋转。

在一些实施例中，在所述环形分配器的横截面上，多个所述支管的长度方向与所述环体的周向相切。

在一些实施例中，所述环形分配器为多个，多个所述环形分配器均位于所述过滤区内，多个所述环形分配器在所述过滤本体的轴向间隔布置，在多个所述环形分配器中，一部分的所述环形分配器流出的液体带动所述过滤区的滤料正向旋转，另一部分的所述环形分配器流出的液体带动所述过滤区的滤料反向旋转。

在一些实施例中，所述滤料再生组件包括：再生池，所述再生池用于清洗吸附有悬浮物的滤料以再生滤料；第六管，所述第六管的第一端与所述过滤区连通，所述第六管的第二端与所述再生池连通，以用于将所述过滤本体内的吸附有悬浮物的滤料随液体导入所述再生池内；第七管，所述第七管的第一端与所述过滤本体连通，所述第七管的第二端与所述再生池连通，以用于将所述再生池内再生的滤料随液体导入所述过滤本体内。

在一些实施例中，所述第四管的内周的横截面积大于所述第七管的内周的横截面积。

在一些实施例中，所述滤料再生组件还包括第八管，所述第八管的一端与所述再生池连通，所述第八管用于向所述再生池内通入再生液。

在一些实施例中，所述过滤系统还包括混合组件，所述混合组件用于将浑浊液与絮凝剂混合以形成所述混合溶液，所述混合组件与所述第一管的第二端连通，以通过第一管用于将所述混合溶液通入至所述沉降区内。

在一些实施例中，所述混合组件包括：射流器，所述射流器包括射流本体，所述射流本体内具有空腔，所述射流本体上设有进液口、出液口和射流口，所述进液口位于所述射流本体的第一端，所述出液口位于所述射流本体的第二端，所述射流口位于所述射流本体的周壁，所述进液口、所述出液口和所述射流口均与所述空腔连通，所述进液口用于向所述空腔内通入浑浊液，所述射流口用于向所述空腔内吸入絮凝剂，所述出液口用于将所述空腔内的浑浊液和絮凝剂的混合溶液排出；静态混合器，所述静态混合器的第一端与所述出液口连通，所述静态混合器的第二端与所述第一管的第二端连通，所述静态混合器用于将从所述空腔内排出的所述混合溶液再次混合并通过所述第一管排入至所述过滤本体内。

在一些实施例中，所述过滤系统还包括沉降池，所述沉降池用于存储所述浑浊液，所述沉降池为多个，多个所述沉降池在正交于上下方向的方向上间隔布置，相邻的所述沉降池之间通过连通管连通，且相邻所述沉降池中一个所述沉降池的最低位置高于另一个所述沉降池的最低位置，多个所述沉降池包括最低沉降池，所述最低沉降池的最低位置低于其余所述沉降池的最低位置，所述最低沉降池与所述混合组件连通。

在一些实施例中，所述过滤系统还包括污泥池，所述沉降池的底部和所述第三管的第二端与所述污泥池连通，所述污泥池用于回收所述沉降池和所述沉降区中的沉降物。

在一些实施例中，所述过滤系统还包括溢流堰，所述溢流堰位于所述过滤本体的上端，所述溢流堰用于收集从所述清液区的上边沿流出的清液，所述第二管与所述溢流堰连通。

在一些实施例中，所述溢流堰的侧壁设有溢流管，所述溢流管与所述溢流堰连通，所述溢流管与所述溢流堰的连通处的高度不低于所述第二管与所述溢流堰的连通处的高度。

在一些实施例中，所述滤料为聚苯乙烯泡沫球，所述滤料的粒径为1毫米-4毫米，所述滤料的不均匀系数小于1.5，所述滤料的厚度为300毫米-600毫米。

根据本发明第二方面的实施例的采用过滤系统实现过滤的方法，所述过滤系统包括过滤本体和滤料，所述过滤本体内具有从上到下依次布置的清液区、过滤区和沉降区，所述滤料填充在所述过滤区内，所述过滤方法包括以下步骤：

将浑浊液或具有浑浊液的混合溶液通过第一管通入所述沉降区内，所述浑浊液或所述混合溶液从下向上流动；

通过所述滤料吸附所述过滤区的浑浊液或混合溶液中的悬浮物以形成清液，所述清液进入所述清液区，所述混合溶液中的沉降物沉落至所述沉降区底部；

通过第二管将位于所述清液区上边沿的清液排出至所述过滤本体外；

通过第三管将所述混合溶液中的沉降物排出至所述过滤本体外；

通过第四管向所述过滤区通入液体，对所述滤料进行反冲洗，以清除所述滤料上附着的悬浮物；

通过第五管将含有所述悬浮物的液体排出至所述过滤本体外；

通过第六管将所述过滤区内附着有悬浮物的滤料导入至再生池内；

通过第七管将再生的滤料补充至所述过滤区内。

根据本发明实施例的过滤方法的过滤效率高且过滤效果好。

在一些实施例中，在将混合溶液通过第一管通入所述沉降区内之前，所述过滤方法还包括以下步骤：

将所述浑浊液依次经过多个沉降池进行沉降，多个所述沉降池在正交于上下方向的方向上间隔布置，相邻的所述沉降池之间通过连通管连通，且相邻所述沉降池中一个所述沉降池的最低位置高于另一个所述沉降池的最低位置，多个所述沉降池包括最低沉降池，所述最低沉降池的最低位置低于其余所述沉降池的最低位置；

将沉降后的所述浑浊液与絮凝剂通过混合组件混合以形成所述混合溶液。

附图说明

图1是本发明一个实施例的过滤系统的示意图。

图2是本发明另一个实施例的过滤系统的示意图。

图3是本发明一个实施例的过滤系统的过滤本体的俯视图。

图4是本发明一个实施例的过滤系统的环形分配器的俯视图。

图5是本发明一个实施例的过滤系统的混合组件的示意图。

图6是本发明一个实施例的过滤系统的网格板的示意图。

附图标记：

1、过滤本体；11、清液区；12、过滤区；13、沉降区；131、网格板；

14、第一管；15、第二管；16、第三管；17、第四管；18、第五管；19、第六管；20、第七管；

2、反冲洗组件；21、环形分配器；211、主管；212、支管；213、环体；

3、滤料再生组件；31、再生池；32、第八管；

4、混合组件；41、射流器；411、进液口；412、出液口；413、射流口；414、射流本体；42、静态混合器；

5、沉降池；51、连通管；

6、絮凝池；

7、溢流堰；71、溢流管；

8、污泥池；

9、清水池。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1至图6描述根据本发明实施例的过滤系统和过滤方法。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的过滤系统包括过滤本体1、滤料、第一管14、第二管15、第三管16、反冲洗组件2和滤料再生组件3。过滤本体1内具有从上到下依次布置的清液区11、过滤区12和沉降区13。换言之，清液区11位于过滤区12的上侧，沉降区13位于过滤区12的下侧，其中滤料填充在过滤区12内。

如图1和图2所示，第一管14的一端(如图1中第一管14的右端)向下伸入至过滤本体1内且与沉降区13连通，第一管14用于将浑浊液或具有浑浊液的混合溶液直接通入至沉降区13内。可以理解的是，第一管14既可以直接向沉降区13通入浑浊液，也可以将浑浊液与絮凝剂混合后的混合溶液直接通入至沉降区13内。滤料用于吸附过滤区12内的浑浊液或具有浑浊液的混合溶液中的悬浮物以形成清液。

如图1和图2所示，第二管15的第一端(如图1中第二管15的左端)与清液区11连通，第二管15的第二端(如图1中第二管15的右端)与清水池9连通，第二管15用于将清液区11的清液通入至清水池9中。第三管16的第一端(如图1中第三管16的上端)与沉降区13连通，第三管16用于将浑浊液中的沉降物排出至过滤本体1外。反冲洗组件2与过滤区12连通以用于冲洗过滤区12内的滤料，滤料再生组件3与过滤区12连通以用于再生过滤区12内的滤料。

根据本发明实施例的过滤系统，将待过滤的浑浊液或具有浑浊液的混合溶液通过第一管14直接通入至沉降区13内，浑浊液或具有浑浊液的混合溶液在过滤本体1内沿着从下至上的方向流动。当浑浊液或具有浑浊液的混合溶液经过过滤区12时，滤料会对浑浊液或具有浑浊液的混合溶液中的悬浮物进行吸附以形成清液，然后通过第二管15将位于清液区11上边沿的清液排出至过滤本体1外，同时，浑浊液或具有浑浊液的混合溶液中的沉降物会沉落至沉降区13的底部，然后通过第三管16将浊液中的沉降物排出至过滤本体1外。

如图2和图3所示，当需要对过滤区12中的滤料进行冲洗时，可以通过反冲洗组件2向过滤区12持续地通入液体，以使过滤区12中的滤料不断的翻转或旋转，进而使滤料上固结的悬浮物脱落，并沉降至沉降区13的底部，且一些微小的悬浮物颗粒可以随着液体通过反冲洗组件2排出至过滤本体1外。当需要对过滤区12中的滤料进行再生时，可以通过滤料再生系统对过滤区12的滤料进行再生更换，以使过滤区12始终保持较高的过滤效率。从而，根据本发明实施例的过滤系统的过滤效率高且过滤效果好。

具体地，如图2和图3所示，过滤本体1设有第一口和第二口，第一口和第二口与过滤区12连通。反冲洗组件2包括第四管17和第五管18，第四管17与第一口连通，第五管18与第二口连通。第四管17可以通过第一口向过滤区12内通入液体，第五管18可以通过第二口将过滤区12内的液体排出。

如图3所示，第四管17的轴向与过滤本体1的周向之间成夹角，第五管18的轴向与过滤本体1的周向之间成夹角，以使从第四管17进入过滤区12内的液体带动滤料旋转以冲洗滤料且从第五管18流出。由于第四管17的轴向与过滤本体1的周向之间成夹角，所以在液体进入或排出过滤区12时，液体会带动滤料做周向旋转运动，使得滤料相互碰撞并反复揉搓。从而根据本发明实施例的过滤系统提高了本发明实施例的过滤系统的反冲洗效果。

进一步地，如图3所示，过滤本体1为筒状，在过滤本体1的横截面上，第四管17的轴向与过滤本体1的周向相切，第五管18的轴向与过滤本体1的周向相切。

可以理解的是，由第四管17通入第一口的液体沿过滤本体1周向的切向进入过滤区12内，以对过滤区12的滤料产生剪切力，进而液体可以推动滤料周向旋转，然后再由第五管18将清洗滤料后的液体沿过滤本体1周向的切向排出至过滤本体1外，从而减少了液体的能量损失，且提高了本发明实施例的过滤系统的反冲洗效果。

优选地，如图2和图3所示，第四管17的轴向与第五管18的轴向大体平行。换言之，第四管17和第五管18沿过滤本体1的径向间隔设置，以延长液体进入过滤区12的水力停留时间。

优选地，如图2和图3所示，第四管17和第五管18在过滤本体1的轴向(如图2所示的过滤本体1的上下方向)上间隔布置，且第四管17位于第五管18上方。换言之，第四管17和第五管18在上下方向上排布，第四管17和第五管18没有在一个水平面内，所以在第四管17进液和第五管18出液时，过滤区12内可以产生螺旋形的涡流，从而进一步地提高了滤料的清洗效果。

进一步地，如图4所示，反冲洗组件2还包括环形分配器21，环形分配器21包括环体213、主管211和支管212。环体213内具有环形流道，主管211的一端与环形流道连通，主管211的另一端与第四管17连通，支管212与环形流道和过滤区12连通，支管212的轴向与环体213的周向成夹角。支管212为多个，多个支管212沿环体213的周向间隔布置。从多个支管212流入过滤区12内的液体带动滤料旋转。

如图4所示，液体通过第四管17进入至环形分配器21内，然后通过环体213内的环形流道将液体均匀的分配至各个支管212。由于各个支管212的轴向与环体213的周向成夹角，所以从多个支管212流入过滤区12内的液体可以带动滤料旋转。

可选地，如图4所示，多个支管212的长度方向与环体213的周向相切。可以理解的是，多个支管212的长度方向与环体213的周向可以内切，也可以外切。例如，支管212为弧状结构，主管211的内周与支管212的外周相内切。换言之，支管212的长度方向与环体213的周向内切。

进一步地，环形分配器21为多个，多个环形分配器21均位于过滤区12内，多个环形分配器21在过滤本体1的轴向间隔布置。在多个环形分配器21中，一部分的环形分配器21流出的液体带动过滤区12的滤料正向旋转，另一部分的环形分配器21流出的液体带动过滤区12的滤料反向旋转。

换言之，多个环形分配器21中一部分环形分配器21流出的液体带动过滤区12的滤料正向旋转，可以理解为，一部分环形分配器21的支管212的出口的朝向沿环体213的顺时针布置，以使支管212排出的液体推动滤料正向旋转。多个环形分配器21中另一部分环形分配器21流出的液体带动过滤区12的滤料反向旋转，可以理解为，另一部分环形分配器21的支管212的出口的朝向沿环体213的逆时针布置，以使支管212排出的液体推动滤料反向旋转。

优选地，上下相邻的两个环形分配器21的支管212的出口位置朝向相反，以使上下两个旋向不同的液体水流对滤料产生巨大的剪切力，进而使滤料反复的碰撞和揉搓。

在一些实施例中，如图1和图2所示，滤料再生组件3包括再生池31、第六管19和第七管20。再生池31用于清洗吸附有悬浮物的滤料以再生滤料。第六管19的第一端(如图2中第六管19的上端)与过滤区12连通，第六管19的第二端(如图2中第六管19的下端)与再生池31连通，以用于将过滤本体1内的吸附有悬浮物的滤料随液体导入再生池31内。第七管20的第一端(如图2中第七管20的上端)与过滤本体1连通，第七管20的第二端(如图2中第七管20的下端)与再生池31连通，以用于将再生池31内再生的滤料随液体导入过滤本体1内。

具体地，如图1和图2所示，当需要对过滤区12内的滤料进行更换时，通过第四管17向过滤区12内通入液体，过滤区12内的滤料会随着液体的流动由第六管19排出至过滤本体1外，由于第六管19的下端与再生池31连通，所以过滤区12内的滤料会通入再生池31内。再生池31对吸附有悬浮物的滤料进行清洗再生，然后将再生池31内再生的滤料随液体导入至过滤本体1内，当再生池31内再生的滤料随液体导入至过滤本体1内时，过滤区12内的液体逐渐增加，通过第七管20可将过滤本体1内多余的液体导出，从而实现对过滤区12内滤料的更换。

优选地，如图2所示，第四管17的内周的横截面积大于第七管20的内周的横截面积，例如，第四管17和第七管20均为圆管时，第七管20的内径大于第七管20的内径。可以理解的是，第四管17的内周的横截面积大于第七管20的内周的横截面积，以使第七管20的进液速度大于第四管17的出液速度，进而提高过滤系统更换滤料的效率。

进一步地，如图2所示，滤料再生装置还包括第八管32，第八管32的一端(如图2中第八管32的右端)与再生池31连通，第八管32用于向再生池31内通入再生液。再生液可以洗涤吸附有悬浮物的滤料，以使滤料上固结的悬浮物与滤料脱离。

在一些实施例中，如图2和图5所示，过滤系统还包括混合组件4，混合组件4包括射流器41和静态混合器42。射流器41包括射流本体414，射流本体414内具有空腔，射流本体414上设有进液口411、出液口412和射流口413，进液口411位于射流本体414的第一端(如图5中射流本体414的下端)，出液口412位于射流本体414的第二端(如图5中射流本体414的上端)，射流口413位于射流本体414的周壁，进液口411、出液口412和射流口413均与空腔连通，进液口411用于向空腔内通入浑浊液，射流口413用于向空腔内吸入絮凝剂，出液口412用于将空腔内的浑浊液和絮凝剂的混合溶液排出。

如图2和图5所示，静态混合器42的第一端(如图5中静态混合器42的下端)与出液口412连通，静态混合器42的第二端(如图5中静态混合器42的上端)与第一管14的第二端(如图2中第一管14的左端)连通，静态混合器42用于将从空腔内排出的混合溶液再次混合并通过第一管14通入至沉淀区内。

当需要将浑浊液和絮凝剂混合时，将浑浊液通入至射流器41的空腔内，由于射流器41的自吸效应，会将絮凝剂吸入至空腔内，然后经过混合之后的浑浊液和絮凝剂由射流器41的出液口412通入至静态混合器42内，而静态混合器42可以将浑浊液和絮凝剂的混合溶液再次的混合，以使浑浊液和絮凝剂混合均匀。从而，本发明实施例的过滤系统可以在保证浑浊液和絮凝剂充分混合的情况下降低水力损失，且由于射流器41的自吸效应可以减少絮凝物污染和堵塞管路的问题。

在一些实施例中，如图1和图2所示，根据本发明实施例的过滤系统还包括沉降池5和絮凝池6，沉降池5用于存储浑浊液，絮凝池6用于存储絮凝剂，絮凝池6与射流器41的射流口413连通，以用于将絮凝池6内的絮凝剂吸入至射流器41内。

沉降池5为多个，多个沉降池5在正交于竖直方向的方向上(如图1中的上下方向)间隔布置，相邻的沉降池5之间通过连通管51连通，且相邻沉降池5中一个沉降池5的最低位置高于另一个沉降池5的最低位置，多个沉降池5包括最低沉降池，最低沉降池的最低位置低于其余沉降池5的最低位置，最低沉降池与射流器41的进液口411连通。

可以理解的是，多个沉降池5在左右方向上间隔布置，并且多个沉降池5沿图2的上下方向上逐渐降低，以使相邻的左侧沉降池5的最低位置高于右侧沉降池5的最低位置，进而浑浊液可以沿从左至右的方向依次在各个沉降池5中静置沉淀，最后静置沉淀后的浑浊液通入至最低沉降池，从而进一步地减少了浑浊液中的悬浮物，提高了过滤系统的过滤效率。

在一些实施例中，如图1和图2所示，过滤系统还包括污泥池8，沉降池5的底部、再生池31的底部和第三管16的第二端(如图1中第三管16的下端)与污泥池8连通，污泥池8用于回收沉降池5、再生池31和沉降区13中的沉降物。

在一些实施例中，如图2所示，过滤系统还包括溢流堰7，溢流堰7位于过滤本体1的上端，溢流堰7用于收集从清液区11的上边沿流出的清液，第二管15的左端与溢流堰7连通。具体地，溢流堰7的横截面积大于过滤本体1的横截面积，第二管15设于溢流堰7的外周壁。清液可以从清液区11的上边沿溢流到溢流堰7内，从而对清液进行收集，第二管15与溢流堰7连通以将溢流堰7中的清液排出。

进一步地，如图2所示，溢流堰7的侧壁设有溢流管71，溢流管71与溢流堰7连通，溢流管71与溢流堰7的连通处的高度不低于第二管15与溢流堰7的连通处的高度。在第二管15出现故障而不能将溢流堰7中的清液排出时，可以通过溢流管71将溢流堰7中的清液及时导出。

在一些实施例中，滤料为聚苯乙烯泡沫球，滤料的粒径为1毫米-4毫米，滤料的不均匀系数小于1.5。滤料5的厚度为300毫米-600毫米。换言之，过滤区12中滤料填充的厚度为300毫米-600毫米。本实施例的过滤系统通过采用聚苯乙烯泡沫球作为过滤介质，且聚苯乙烯泡沫球的不均匀度较小，粒径范围限定在1毫米-4毫米之间，可以提高过滤系统的过滤效果。

在一些实施例中，如图2和图6所示，沉降区13内设有网格板131，网格板131与第一管14上下间隔设置。具体地，第一管14从上至下伸入至沉淀区内，网格板131位于第一管14的下方且间隔布置，网格板131为多个滤网交错堆叠的结构。本实施例的过滤系统通过设置网格板131可以降低第一管14的下端流出浊液的速度，且避免沉降区13内的沉降物上浮，提高了过滤系统的过滤效率。

下面参考附图1-6描述根据本发明实施例的过滤方法。

根据本发明实施例的过滤方法采用根据本发明实施例的过滤系统实现，其中，该过滤方法包括以下步骤：

将浑浊液或具有浑浊液的混合溶液通过第一管14通入沉降区13内，浑浊液或混合溶液从下向上流动；

通过滤料吸附过滤区12的浑浊液或混合溶液中的悬浮物以形成清液，清液进入清液区11，混合溶液中的沉降物沉落至沉降区13底部；

通过第二管15将位于清液区11上边沿的清液排出至过滤本体1外；

通过第三管16将混合溶液中的沉降物排出至过滤本体1外；

通过第四管17向过滤区12通入液体，对滤料进行反冲洗，以清除滤料上附着的悬浮物；

通过第五管18将含有悬浮物的液体排出至过滤本体1外；

通过第六管19将过滤区12内附着有悬浮物的滤料导入至再生池31内；

通过第七管20将再生的滤料补充至过滤区12内。

根据本发明实施例的过滤方法的过滤效率高且过滤效果好。

在一些实施例中，在将混合溶液通过第一管14通入沉降区13内之前，过滤方法还包括以下步骤：

将浑浊液依次经过多个沉降池5进行沉降；

将沉降后的浑浊液与絮凝剂通过混合组件4混合以形成混合溶液。

下面参考附图描述根据本发明一些具体示例的过滤系统和过滤方法。

如图1和图2所示，过滤系统包括过滤本体1、滤料、反冲洗组件2、滤料再生组件3、混合组件4、沉降池5、絮凝池6、溢流堰7、污泥池8、清水池9、第一管14、第二管15和第三管16。

如图1和图2所示，过滤本体1内具有从上到下依次布置的清液区11、过滤区12和沉降区13。换言之，清液区11位于过滤区12的上侧，沉降区13位于过滤区12的下侧，其中滤料填充在过滤区12内。

如图1所示，第一管14的右端向下伸入至过滤本体1内且与沉降区13直接连通，第一管14用于将具有浑浊液的混合溶液直接通入至沉降区13内，滤料用于吸附混合溶液中的悬浮物以形成清液。第二管15的左端与清液区11连通，第二管15的右端与清水池9连通，第二管15用于将清液区11的清液通入至清水池9中。第三管16的上端与沉降区13连通，第三管16的下端与污泥池8连通，第三管16用于将沉降区13的沉降物通入至污泥池8中。

如图2至图4所示，过滤本体1设有第一口和第二口，第一口和第二口与过滤区12连通。反冲洗组件2包括第四管17、第五管18和环形分配器21，第四管17与第一口连通，第五管18与第二口连通。第四管17可以通过第一口向过滤区12内通入液体，第五管18可以通过第二口将过滤区12内的液体排出。

如图3所示，过滤本体1为筒状，在过滤本体1的横截面上，第四管17的轴向与过滤本体1的周向相切，第五管18的轴向与过滤本体1的周向相切。第四管17和第五管18沿过滤本体1的径向间隔设置，且第四管17和第五管18在过滤本体1的上下方向上间隔布置，且第四管17位于第五管18上方。

如图4所示，环形分配器21包括环体213、主管211和支管212，环体213内具有环形流道，主管211的一端与环形流道连通，主管211的另一端与第四管17连通，支管212与环形流道和过滤区12连通，支管212的轴向与环体213的周向成夹角，支管212为多个，多个支管212沿环体213的周向间隔布置，以使从多个支管212流入过滤区12内的液体带动滤料旋转。具体地，支管212为弧状结构，主管211的内周与支管212的外周相内切。

如图3和图4所示，环形分配器21为多个，多个环形分配器21均位于过滤区12内，多个环形分配器21在过滤本体1的轴向间隔布置。在多个环形分配器21中，一部分的环形分配器21流出的液体带动过滤区12的滤料正向旋转，另一部分的环形分配器21流出的液体带动过滤区12的滤料反向旋转。

具体地，上下相邻的两个环形分配器21的支管212的出口位置朝向相反，以使上下两个旋向不同的液体水流对滤料产生巨大的剪切力，进而使滤料反复的碰撞和揉搓。

如图1和图2所示，滤料再生组件3包括再生池31、第六管19、第七管20和第八管32，再生池31用于清洗吸附有悬浮物的滤料以再生滤料，第六管19的上端与过滤区12连通，第六管19的下端与再生池31连通，以用于将过滤本体1内的吸附有悬浮物的滤料随液体导入再生池31内。第七管20的上端与过滤本体1连通，第七管20的下端与再生池31连通，以用于将再生池31内再生的滤料随液体导入过滤本体1内。第八管32的右端与再生池31连通，第八管32用于向再生池31内通入再生液。再生液可以洗涤吸附有悬浮物的滤料，以使滤料上固结的悬浮物与滤料脱离。

如图1和图2所示，当需要对过滤区12内的滤料进行更换时，通过第四管17向过滤区12内通入液体，过滤区12内的滤料会随着液体的流动由第六管19排出至过滤本体1外，由于第六管19的下端与再生池31连通，所以过滤区12内的滤料会通入再生池31内。再生池31对吸附有悬浮物的滤料进行清洗再生，然后将再生池31内再生的滤料随液体导入至过滤本体1内，当再生池31内再生的滤料随液体导入至过滤本体1内时，过滤区12内的液体逐渐增加，因此需要通过第七管20将过滤本体1内多余的液体导出，从而实现对过滤区12内滤料的更换。

如图1和图2所示，第四管17和第七管20均为圆管，第七管20的内径大于第七管20的内径。以使第七管20的进液速度大于第四管17的出液速度，进而提高过滤系统更换滤料的效率。

如图2和图5所示，混合组件4包括射流器41和静态混合器42。射流器41包括射流本体414，射流本体414内具有空腔，射流本体414上设有进液口411、出液口412和射流口413，进液口411位于射流本体414的下端，出液口412位于射流本体414的上端，射流口413位于射流本体414的周壁，进液口411、出液口412和射流口413均与空腔连通。进液口411用于向空腔内通入浑浊液，射流口413用于向空腔内吸入絮凝剂，出液口412用于将空腔内的浑浊液和絮凝剂的混合溶液排出。

如图2和图5所示，静态混合器42的下端与出液口412连通，静态混合器42的上端与第一管14的左端连通，静态混合器42用于将从空腔内排出的混合溶液再次混合并通过第一管14通入至沉淀区内。

如图2和图5所示，当需要将浑浊液和絮凝剂混合时，将浑浊液通入至射流器41的空腔内，由于射流器41的自吸效应，会将絮凝剂吸入至空腔内，然后经过混合之后的浑浊液和絮凝剂由射流器41的出液口412通入至静态混合器42内，而静态混合器42可以将浑浊液和絮凝剂的混合溶液再次的混合，以使浑浊液和絮凝剂混合均匀。从而本发明实施例的过滤系统可以在保证浑浊液和絮凝剂充分混合的情况下降低水力损失，且由于射流器41的自吸效应可以减少絮凝物污染和堵塞管路的问题。

如图1和图2所示，沉降池5用于存储浑浊液，絮凝池6用于存储絮凝剂，絮凝池6与射流器41的射流口413连通，以用于将絮凝池6内的絮凝剂吸入至射流器41内。沉降池5为多个，多个沉降池5在左右方向上间隔布置，并且多个沉降池5沿图2的上下方向上逐渐降低，以使相邻的左侧沉降池5的最低位置高于右侧沉降池5的最低位置，进而浑浊液可以沿从左至右的方向依次在各个沉降池5中静置沉淀，最后静置沉淀后的浑浊液通入至最低沉降池。进一步地，沉降池5的底部、再生池31的底部和第三管16的下端与污泥池8连通，污泥池8用于回收沉降池5、再生池31和沉降区13中的沉降物。

如图2所示，溢流堰7位于过滤本体1的上端，溢流堰7用于收集从清液区11的上边沿流出的清液，第二管15的左端与溢流堰7连通。具体地，溢流堰7的横截面积大于过滤本体1的横截面积，第二管15设于溢流堰7的外周壁。清液可以从清液区11的上边沿溢流到溢流堰7内，从而对清液进行收集，第二管15与溢流堰7连通以将溢流堰7中的清液排出。

如图2所示，溢流堰7的侧壁设有溢流管71，溢流管71与溢流堰7连通，溢流管71与溢流堰7的连通处的高度不低于第二管15与溢流堰7的连通处的高度。在第二管15出现故障而不能将溢流堰7中的清液排出时，可以通过溢流管71将溢流堰7中的清液及时导出。

滤料为聚苯乙烯泡沫球，滤料的粒径为1毫米-4毫米，滤料的不均匀系数小于1.5。滤料5的厚度为300毫米-600毫米。换言之，过滤区12中滤料填充的厚度为300毫米-600毫米。本实施例的过滤系统通过采用聚苯乙烯泡沫球作为过滤介质，且聚苯乙烯泡沫球的不均匀度较小，粒径范围限定在1毫米-4毫米之间，可以提高过滤系统的过滤效果。

如图2和图6所示，沉降区13内设有网格板131，网格板131与第一管14上下间隔设置。具体地，第一管14从上至下伸入至沉淀区内，网格板131位于第一管14的下方且间隔布置，网格板131为多个滤网交错堆叠的结构。本实施例的过滤系统通过设置网格板131可以降低第一管14的下端流出浊液的速度，且避免沉降区13内的沉降物上浮，以提高过滤系统的过滤效率。

根据本发明的过滤方法，本发明实施例的过滤方法采用上述任一实施例的过滤系统，过滤方法包括以下步骤：

将浑浊液依次经过多个沉降池5进行沉降；

将沉降后的浑浊液与絮凝剂通过混合组件4混合以形成混合溶液；

将混合溶液通过第一管14通入沉降区13内，混合溶液从下向上流动；

通过滤料吸附过滤区12的混合溶液中的悬浮物以形成清液，清液进入清液区11，混合溶液中的沉降物沉落至沉降区13底部；

通过第二管15将位于清液区11上边沿的清液排出至过滤本体1外；

通过第三管16将混合溶液中的沉降物排出至过滤本体1外；

通过第四管17向过滤区12通入液体，对滤料进行反冲洗，以清除滤料上附着的悬浮物；

通过第五管18将含有悬浮物的液体排出至过滤本体1外；

通过第六管19将过滤区12内附着有悬浮物的滤料导入至再生池31内；

通过第七管20将再生的滤料补充至过滤区12内。

根据本发明实施例的过滤方法的过滤效率高且过滤效果好。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (17)

1.一种过滤系统，其特征在于，包括：

过滤本体，所述过滤本体内具有从上到下依次布置的清液区、过滤区和沉降区；

滤料，所述滤料填充在所述过滤区内；

第一管，所述第一管的第一端与所述沉降区连通，所述第一管用于将浑浊液或具有浑浊液的混合溶液直接通入至所述沉降区内，所述滤料用于吸附所述过滤区内的浑浊液或具有浑浊液的混合溶液中的悬浮物以形成清液；

第二管，所述第二管与所述清液区连通，所述第二管用于将所述清液排出至所述过滤本体外；

第三管，所述第三管的第一端与所述沉降区连通，所述第三管用于将所述浑浊液中的沉降物排出至所述过滤本体外；

反冲洗组件，所述反冲洗组件与所述过滤区连通以用于冲洗所述过滤区内的滤料；

滤料再生组件，所述滤料再生组件与所述过滤区连通以用于再生所述过滤区内的滤料。

2.根据权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述过滤本体设有第一口和第二口，所述第一口和所述第二口与所述过滤区连通，

所述反冲洗组件包括第四管和第五管，所述第四管与所述第一口连通，所述第五管与所述第二口连通，

所述第四管的轴向与所述过滤本体的周向之间成夹角，所述第五管的轴向与所述过滤本体的周向之间成夹角，以使从所述第四管进入所述过滤区内的液体带动所述滤料旋转以冲洗所述滤料且从所述第五管流出。

3.根据权利要求2所述的过滤系统，其特征在于，所述过滤本体为筒状，在所述过滤本体的横截面上，所述第四管的轴向与所述过滤本体的周向相切，所述第五管的轴向与所述过滤本体的周向相切。

4.根据权利要求3所述的过滤系统，其特征在于，所述反冲洗组件还包括环形分配器，所述环形分配器位于所述过滤区内，且所述环形分配器的轴向与所述过滤本体的轴向平行。

5.根据权利要求4所述的过滤系统，其特征在于，所述环形分配器包括环体、主管和支管，所述环体内具有环形流道，所述主管的一端与所述环形流道连通，所述主管的另一端与所述第四管连通，所述支管与所述环形流道和所述过滤区连通，所述支管的轴向与所述环体的周向成夹角，所述支管为多个，多个所述支管沿所述环体的周向间隔布置，以使从多个所述支管流入所述过滤区内的液体带动所述滤料旋转。

6.根据权利要求5所述的过滤系统，其特征在于，在所述环形分配器的横截面上，多个所述支管的长度方向与所述环体的周向相切。

7.根据权利要求5所述的过滤系统，其特征在于，所述环形分配器为多个，多个所述环形分配器均位于所述过滤区内，多个所述环形分配器在所述过滤本体的轴向间隔布置，

在多个所述环形分配器中，一部分的所述环形分配器流出的液体带动所述过滤区的滤料正向旋转，另一部分的所述环形分配器流出的液体带动所述过滤区的滤料反向旋转。

8.根据权利要求2所述的过滤系统，其特征在于，所述滤料再生组件包括：

再生池，所述再生池用于清洗吸附有悬浮物的滤料以再生滤料；

第六管，所述第六管的第一端与所述过滤区连通，所述第六管的第二端与所述再生池连通，以用于将所述过滤本体内的吸附有悬浮物的滤料随液体导入所述再生池内；

第七管，所述第七管的第一端与所述过滤本体连通，所述第七管的第二端与所述再生池连通，以用于将所述再生池内再生的滤料随液体导入所述过滤本体内。

9.根据权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，还包括混合组件，所述混合组件用于将浑浊液与絮凝剂混合以形成所述混合溶液，所述混合组件与所述第一管的第二端连通，以通过第一管用于将所述混合溶液通入至所述沉降区内。

10.根据权利要求9所述的过滤系统，其特征在于，所述混合组件包括：

射流器，所述射流器包括射流本体，所述射流本体内具有空腔，所述射流本体上设有进液口、出液口和射流口，所述进液口位于所述射流本体的第一端，所述出液口位于所述射流本体的第二端，所述射流口位于所述射流本体的周壁，所述进液口、所述出液口和所述射流口均与所述空腔连通，所述进液口用于向所述空腔内通入浑浊液，所述射流口用于向所述空腔内吸入絮凝剂，所述出液口用于将所述空腔内的浑浊液和絮凝剂的混合溶液排出；

静态混合器，所述静态混合器的第一端与所述出液口连通，所述静态混合器的第二端与所述第一管的第二端连通，所述静态混合器用于将从所述空腔内排出的所述混合溶液再次混合并通过所述第一管排入至所述过滤本体内。

11.根据权利要求9所述的过滤系统，其特征在于，还包括沉降池，所述沉降池用于存储所述浑浊液，

所述沉降池为多个，多个所述沉降池在正交于上下方向的方向上间隔布置，相邻的所述沉降池之间通过连通管连通，且相邻所述沉降池中一个所述沉降池的最低位置高于另一个所述沉降池的最低位置，多个所述沉降池包括最低沉降池，所述最低沉降池的最低位置低于其余所述沉降池的最低位置，所述最低沉降池与所述混合组件连通。

12.根据权利要求11所述的过滤系统，其特征在于，还包括污泥池，所述沉降池的底部和所述第三管的第二端与所述污泥池连通，所述污泥池用于回收所述沉降池和所述沉降区中的沉降物。

13.根据权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，还包括溢流堰，所述溢流堰位于所述过滤本体的上端，所述溢流堰用于收集从所述清液区的上边沿流出的清液，所述第二管与所述溢流堰连通。

14.根据权利要求13所述的过滤系统，其特征在于，所述溢流堰的侧壁设有溢流管，所述溢流管与所述溢流堰连通，所述溢流管与所述溢流堰的连通处的高度不低于所述第二管与所述溢流堰的连通处的高度。

15.根据权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述滤料为聚苯乙烯泡沫球，所述滤料的粒径为1毫米-4毫米，所述滤料的不均匀系数小于1.5，所述滤料的厚度为300毫米-600毫米。

16.一种采用过滤系统实现过滤的方法，其特征在于，所述过滤系统包括过滤本体和滤料，所述过滤本体内具有从上到下依次布置的清液区、过滤区和沉降区，所述滤料填充在所述过滤区内，所述过滤方法包括以下步骤：

将浑浊液或具有浑浊液的混合溶液通过第一管通入所述沉降区内，所述浑浊液或所述混合溶液从下向上流动；

通过所述滤料吸附所述过滤区的浑浊液或混合溶液中的悬浮物以形成清液，所述清液进入所述清液区，所述混合溶液中的沉降物沉落至所述沉降区底部；

通过第二管将位于所述清液区上边沿的清液排出至所述过滤本体外；

通过第三管将所述混合溶液中的沉降物排出至所述过滤本体外；

通过第四管向所述过滤区通入液体，对所述滤料进行反冲洗，以清除所述滤料上附着的悬浮物；

通过第五管将含有所述悬浮物的液体排出至所述过滤本体外；

通过第六管将所述过滤区内附着有悬浮物的滤料导入至再生池内；

通过第七管将再生的滤料补充至所述过滤区内。

17.根据权利要求16所述的过滤方法，其特征在于，在将混合溶液通过第一管通入所述沉降区内之前，所述过滤方法还包括以下步骤：

将所述浑浊液依次经过多个沉降池进行沉降，多个所述沉降池在正交于上下方向的方向上间隔布置，相邻的所述沉降池之间通过连通管连通，且相邻所述沉降池中一个所述沉降池的最低位置高于另一个所述沉降池的最低位置，多个所述沉降池包括最低沉降池，所述最低沉降池的最低位置低于其余所述沉降池的最低位置；

将沉降后的所述浑浊液与絮凝剂通过混合组件混合以形成所述混合溶液。

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