CN113209675A - 一种再生水处理的介质过滤器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及城市污水再生利用领域内的一种再生水处理的介质过滤器，包括过滤罐、进水管、排水管以及过滤介质；过滤罐自底部向上一定距离设置有孔板，进水管的一端自过滤罐顶部延伸至过滤罐内，排水管的一端与过滤罐底部开设的排水口连通，排水口位于孔板下方；进水管设有过滤器进水口，排水管设有过滤器出水口；过滤介质包括无烟煤滤层、石英砂滤层和砾石垫层，无烟煤滤层、石英砂滤层以及砾石垫层自上而下依次铺设于孔板上。本发明通过罐体与滤层的结构设计，能够有效去除再生水中的胶体、BOD5和COD等杂质，使水质达到悬浮物＜2mg/L、浊度＜2NTU、反渗透SDI＜4的标准，满足后端超滤、反渗透以及离子交换器等再生水装置对进水水质的要求。
Description
技术领域
本发明涉及城市污水再生利用技术领域，具体地，涉及一种再生水处理的介质过滤器。
背景技术
随着社会经济的不断发展、人口的增加，在创造效益的同时，也创造出种种污染，水资源紧缺已成为制约我国进一步发展的限制因素，为了实现可持续发展，对城市污水再次加以利用则是实现该目标的关键。污水再生处理是指污水达到排入某一水体或再次使用的过程，并对其净化的过程。污水再生处理回用目前已被广泛运用于市政、能源、石化、建筑、农业、城市景观等领域，国内城镇污水处理厂出水大多执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标，其中悬浮物(SS)为10mg/L。
目前市场中常规过滤装置(如无阀滤池、纤维滤池、纤维过滤器等)除占地面积大、制造和运行成本高、过滤精度低外，而且出水水质不能达到后端某些再生水用户或装置(超滤、反渗透、离子交换器等)对进水水质要求，为避免小颗粒杂质或悬浮物进入后续装置中造成设备堵塞，因此需要有过滤精度更高的过滤装置进行处理。
如2019年04月12日公告的CN109607932A的中国发明专利就公开了城市污水处理再生水循环过滤装置，包括水循环过滤箱体，所述水循环过滤箱体的一端嵌入安装有控制开关，所述控制开关的顶端转动连接有防护盖板，所述控制开关的一侧对应水循环过滤箱体位置处嵌入安装有透明观察板，通过水分过滤仓内设置的第一过滤格栅，对进入的城市污水进行分级过滤，将第一过滤格栅通过挡板挡住，可更换备用过滤格栅对城市污水进行过滤，通过拉动滑动斗一端设置的拉把，可将滑动斗拉出，从而将第一过滤格栅上过滤的滤渣进行清理。上述技术存在以下不足：该装置过滤污水的占地面积较大，小颗粒杂质或悬浮物造成设备堵塞后，需要及时对过滤格栅进行清理，增加了运行操作的劳动强度，从而增加运行成本。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种再生水处理的介质过滤器。
根据本发明提供的一种再生水处理的介质过滤器，包括过滤罐、进水管、排水管以及过滤介质；
所述过滤罐自底部向上一定距离设置有孔板，所述进水管的一端自所述过滤罐顶部延伸至所述过滤罐内，所述排水管的一端与所述过滤罐底部开设的排水口连通，所述排水口位于所述孔板下方；所述进水管设有过滤器进水口，所述排水管设有过滤器出水口；
所述过滤介质包括无烟煤滤层、石英砂滤层和砾石垫层，所述无烟煤滤层、所述石英砂滤层以及所述砾石垫层自上而下依次铺设于所述孔板上。
一些实施方式中，所述进水管位于所述过滤罐内的端口连通母支管式进水管路，所述母支管式进水管路将再生水均匀喷洒于所述无烟煤滤层上。
一些实施方式中，所述进水管设有进水取样口，所述排水管设有排水取样口，外部浊度仪通过所述进水取样口与所述排水取样口进行过滤监测。
一些实施方式中，还包括过滤器取样装置，所述过滤器取样装置通过管道分别与所述进水取样口和所述排水取样口连通，所述过滤器取样装置获取过滤前后的再生水进行人工化验分析。
一些实施方式中，所述进水管设有进水压差取样口，所述排水管设有排水压差取样口，所述进水压差取样口与所述排水压差取样口分别用于连接压差表。
一些实施方式中，所述孔板为穹形结构板。
一些实施方式中，所述过滤罐侧面设有观察孔，所述观察孔用于观察过滤过程中所述过滤介质的状态。
一些实施方式中，所述进水管上设有反洗出水口，所述排水管上设有反洗进水口和正洗排水口；
所述过滤器进水口与所述正洗排水口用于所述过滤介质的正洗，所述反洗进水口和所述反洗出水口用于所述过滤介质的反洗。
一些实施方式中，所述无烟煤滤层表面至所述过滤罐顶部的距离大于等于所述石英砂滤层的层高。
一些实施方式中，还包括进气管和排气管，所述进气管连通于所述过滤罐侧面开设的进气口上，所述进气口位于所述砾石垫层的外侧，所述排气管的一端进入所述过滤罐内，另一端位于所述过滤罐的罐体之外。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过罐体与滤层的结构设计，能够对再生水中的胶体、BOD5和COD等杂质有效去除，使水质达到悬浮物＜2mg/L、浊度＜2NTU、反渗透SDI＜4的标准，满足后端超滤、反渗透以及离子交换器等再生水装置对进水水质的要求。
2、本发明通过于进水管和排水管上分别连接压差表，通过压差表可实时检测进水压力与排水压力，根据进排水压力差判断过滤介质是否被污染物堵塞，操作简单方便。
3、本发明通过于进排水管上设置对过滤介质进行反洗的相应接口以及空气反洗结构的设置，利用水流的剪切力、滤料颗粒的碰撞摩擦力以及空气对滤料的擦洗等作用，达到滤层内的污染物脱离并随反洗水排出，简单方便，有效保证滤层的清洁性，提高滤后再生水的水质。
4、本发明通过将比重小而粒径稍大的无烟煤滤层放在过滤罐本体内的最上层，比重适中和粒径小的石英砂滤层放在过滤罐本体内的中层，比重大和粒径大的砾石滤层放在过滤罐本体内的最下层，使得过滤罐在进行反洗的时候不会产生乱层现象，从而保证了滤料的截留能力。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明再生水处理的介质过滤器正视结构示意图；
图2为本发明再生水处理的介质过滤器侧视结构示意图；
图3为本发明再生水处理的介质过滤器俯视结构示意图；
1-过滤罐，11-孔板，12-观察孔，13-进料口，2-进水管，20-过滤器进水口，21-进水取样口，22进水压差取样口，23-反洗出水口，3-排水管，30-过滤器出水口，31-排水取样口，32-排水压差取样口，33-反洗进水口，34-正洗排水口，4-过滤介质，41-无烟煤滤层，42-石英砂滤层，43-砾石垫层，5-母支管式进水管路，6-过滤器取样装置，7-进气管，8-排气管。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本发明提供了一种再生水处理的介质过滤器，如图1-3所示，包括过滤罐1、与过滤罐1连通的进水管2和排水管3以及铺设于过滤罐1内的过滤介质4。过滤罐1由中间筒体和位于上下两端的封头组成密闭容器，其上下封头优选为半球型结构，并且于下封头的外部安装有支腿，用于支撑过滤罐1，另外，过滤罐1与外部连接管道采用法兰进行连接，并且过滤罐本体1采用支架保证与其连接的管道的结构稳定性，过滤罐1还设置有人孔，用于进入检验。优选的，过滤罐1的材质采用Q235-A碳钢，过滤罐1内部衬里采用两层衬里，两层衬里采用厚度大于5mm的衬胶。过滤罐1侧面设置有观察过滤介质4工作状态的观察孔12以及用于装填过滤介质4的进料口13。进水管2的一端自过滤罐1的顶端进入过滤罐1内，其另一端位于过滤罐1外，位于过滤罐1外的进水管2上设置有过滤器进水口20，再生水通过过滤器进水口经进水管2进入过滤罐1内。过滤罐1底部开设有与排水管3连通的排水口，优选的排水口位于下封头的中心位置，排水管3设置有过滤器出水口30。过滤罐1内安装有孔板11，孔板11距离排水口一定距离，孔板11用于支撑过滤介质4以及通过其上开设的孔将过滤后的再生水流入孔板11下方的空间，进而通过排水口进入排水管3内并经过滤器出水口30排出。优选的，孔板11为穹形结构孔板，增大排水口与孔板11之间的间距，方便再生水的流出。
过滤介质4包括无烟煤滤层41、石英砂滤层42以及砾石垫层43，且无烟煤滤层41、石英砂滤层42以及砾石垫层43自上而下依次铺设于孔板11上。无烟煤滤层的粒径与层高分别优选为d＝0.8～1.8mm、h＝400mm；石英砂滤层42的粒径与层高分别优选为d＝0.5～1.2mm、h＝800mm；砾石垫层43的粒径与层高分别优选为d＝1～32mm、h＝850mm。进一步优选的，砾石垫层43包括第一砾石滤层431、第二砾石滤层432、第三砾石滤层433、第四砾石滤层434和第五砾石滤层435，第一砾石滤层431的粒径d＝1～2mm，层高h＝200mm，第二砾石滤层432的粒径d＝2～4mm，层高h＝150mm，第三砾石滤层433的粒径d＝4～8mm，层高h5＝100mm，第四砾石滤层434的粒径d＝8～16mm，层高h6＝150mm，第五砾石滤层435的粒径d7＝16～32mm，层高h7＝250mm。
本发明的工作原理为：通过外部水泵与过滤器进水口20连通，再生水经进水管2进入过滤罐1内并依次经无烟煤滤层41、石英砂滤层42、砾石垫层43以及孔板11后流入孔板11与排水口之间的腔体，过滤后的合格的再生水通过排水口进入排水管3内，并经过过滤器出水口30被转运。再生水中的悬浮物由于吸附和机械阻流作用被截留于无烟煤滤层41的表面，当初步过滤的再生水流入石英砂滤层42后，由于石英砂滤料的排列更为紧密，使得初步过滤的再生水中的颗粒有更多的机会与滤料碰撞，于是初步过滤的再生水中的凝絮物、悬浮物等与砂粒表面相互粘附，由此使得初步过滤的再生水中的杂质被截留于石英砂滤层42中，从而使水质达到过滤后的标准。而砾石垫层主要起到支撑作用，在过滤工艺过程中，因砾石的强度高、相互之间的间距缝隙稳定，且孔隙大，便于正洗工序中过滤后的水能够顺利通过。本发明通过罐体与滤层的结构设计，能够对再生水中的胶体、BOD5和COD等杂质有效去除，使水质达到悬浮物＜2mg/L、浊度＜2NTU、反渗透SDI＜4的标准，满足后端超滤、反渗透以及离子交换器等再生水装置对进水水质的要求。
优选的，进水管2位于过滤罐1内的端口连通有母支管式进水管路5，母支管式进水管路5用于将进入的再生水均匀喷洒于无烟煤滤层41上。母支管式进水管路包括母管和支管，多根支管对称设置于母管上，优选的，母管和支管的材质均采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。
进一步的，进水管2设有进水取样口21，进水取样口21用于取样过滤前的再生水并对其检测。排水管3设有排水取样口31，排水取样口31用于取样过滤后的再生水并对其检测。进水取样口21和出水取样口31可与外部的浊度仪进行连通，通过浊度仪分别对过滤前和过滤后的再生水进行检测。另外，优选的，还安装有过滤取样装置6，过滤取样装置6通过管道分别与进水取样口21和排水取样口31连通并获取过滤前和过滤后的再生水，最后通过人工进行化验分析。
优选的，进水管2连接有进水压差取样口22，排水管3上设置有排水压差取样口32，进水压差取样口22和排水压差取样口32分别用于连通压差表。通过压差表可实时检测进水压力与排水压力，根据进排水压力差判断过滤介质4是否被污染物堵塞。再生水水中的悬浮物等杂质被无烟煤滤层41、石英砂滤层42截留吸附并不断积累，进而导致滤层孔隙逐渐被污染物堵塞，继而再滤层表面形成滤饼，使得出水水质下降，过滤水头损失不断增加，进水管2与出水管3的进出水压力差增大。
实施例2
本实施例2是在实施例1的基础上形成，通过于进排水管上设置对过滤介质进行反洗的相应接口以及空气反洗结构的设置，利用水流的剪切力、滤料颗粒的碰撞摩擦力以及空气对滤料的擦洗等作用，达到滤层内的污染物脱离并随反洗水排出，简单方便，有效保证滤层的清洁性，提高滤后再生水的水质。具体地：
如图1-3所示，进水管2上设置有反洗出水口23，排水管3上设置有反洗进水口33以及正洗排水口34。另外，还包括有进气管7和排气管8，过滤罐1的侧面开设有进气口，进气管7与进气口连通，同时进气口设置于砾石垫层43的外侧。排气管8的一端进入过滤罐1的内部，另一端位于过滤罐1的外部。
当检测到过滤后的再生水无法达到合格标准后，过滤罐1优选采用水与空气联合反洗：
水反洗过程为：通过外接水泵将反洗水依次经反洗进水口33、排水管3以及排水口后进入过滤罐1内，在一定压力下，反洗水通过孔板11后依次经砾石垫层43、石英砂滤层42和无烟煤滤层41，反洗水通过进水管2后经反洗出水口23排出。此时，过滤器进水口20、过滤器出水口30、正洗排水口34、进气管7以及排气管8均处于关闭状态，其设计的水反洗强度为：8～10L/m2·s，反洗时间为5～10min。
空气反洗过程为：水反洗结束后，通过外部风机将新鲜空气经进气管7进入过滤罐1内，在一定压力下，反洗空气依次通过石英砂滤层42、无烟煤滤层41后经排气管8排出。此时，过滤器进水口20、过滤器出水口30、反洗进水口33、反洗出水口23以及正洗排水口34均处于关闭状态，可设计的空气反洗强度为：10～15L/m2·s，反洗时间为5～10min。
在空气和水联合反洗束后，停止进入空气，通过过滤器进水口20将洁净的再生水泵入进水管2并通入过滤罐1内，再经排水管3上的正洗排水口34排出，通过正洗去除溢流在滤层中的气泡。反洗与正洗结束后，过滤罐内的滤料恢复截污能力，进入下一个正常运行周期。
上述通过水与空气联合反洗的原理为：从静止滤层下部先后送入反洗水和空气，反洗水和反洗空气的膨胀作用相互叠加，反洗水顶松滤层，使滤料呈悬浮状态，利于空气对滤料的擦洗，水流逆向通过滤料层，使滤层膨胀、悬浮，借助水流的剪切力和颗粒的碰撞摩擦力清洗滤料层，使滤层内的污物脱离并随反洗水排出，而空气在上升过程中在滤层内合形成大气泡，遇到滤料时又变成小气泡，同时对滤料表面产生擦洗作用。
优选的，无烟煤滤层41与上封头的顶部之间设置有反洗膨胀空间，反洗膨胀空间的高度大于等于石英砂滤层42的高度，可有效保证反洗作业时石英砂滤层具有至少1倍的膨胀空间，确保反洗效果。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种再生水处理的介质过滤器，其特征在于，包括过滤罐(1)、进水管(2)、排水管(3)以及过滤介质(4)；
所述过滤罐(1)自底部向上一定距离设置有孔板(11)，所述进水管(2)的一端自所述过滤罐(1)顶部延伸至所述过滤罐(1)内，所述排水管(3)的一端与所述过滤罐(1)底部开设的排水口连通，所述排水口位于所述孔板(11)下方；所述进水管(2)设有过滤器进水口(20)，所述排水管(3)设有过滤器出水口(30)；
所述过滤介质(4)包括无烟煤滤层(41)、石英砂滤层(42)和砾石垫层(43)，所述无烟煤滤层(41)、所述石英砂滤层(42)以及所述砾石垫层(43)自上而下依次铺设于所述孔板(11)上。
2.根据权利要求1所述的再生水处理的介质过滤器，其特征在于，所述进水管(2)位于所述过滤罐(1)内的端口连通母支管式进水管路(5)，所述母支管式进水管路(5)将再生水均匀喷洒于所述无烟煤滤层(41)上。
3.根据权利要求1所述的再生水处理的介质过滤器，其特征在于，所述进水管(2)设有进水取样口(21)，所述排水管(3)设有排水取样口(31)，外部浊度仪通过所述进水取样口(21)与所述排水取样口(31)进行过滤监测。
4.根据权利要求3所述的再生水处理的介质过滤器，其特征在于，还包括过滤器取样装置(6)，所述过滤器取样装置(6)通过管道分别与所述进水取样口(21)和所述排水取样口(31)连通，所述过滤器取样装置(6)获取过滤前后的再生水进行人工化验分析。
5.根据权利要求1所述的再生水处理的介质过滤器，其特征在于，所述进水管(2)设有进水压差取样口(22)，所述排水管(3)设有排水压差取样口(32)，所述进水压差取样口(22)与所述排水压差取样口(32)分别用于连接压差表。
6.根据权利要求1所述的再生水处理的介质过滤器，其特征在于，所述孔板(11)为穹形结构板。
7.根据权利要求1所述的再生水处理的介质过滤器，其特征在于，所述过滤罐(1)侧面设有观察孔(12)，所述观察孔(12)用于观察过滤过程中所述过滤介质(4)的状态。
8.根据权利要求1-7任一所述的再生水处理的介质过滤器，其特征在于，所述进水管(2)上设有反洗出水口(23)，所述排水管(3)上设有反洗进水口(33)和正洗排水口(34)；
所述过滤器进水口(20)与所述正洗排水口(34)用于所述过滤介质(4)的正洗，所述反洗进水口(33)和所述反洗出水口(23)用于所述过滤介质的反洗。
9.根据权利要求8所述的再生水处理的介质过滤器，其特征在于，所述无烟煤滤层(41)表面至所述过滤罐(1)顶部的距离大于等于所述石英砂滤层(42)的层高。
10.根据权利要求8所述的再生水处理的介质过滤器，其特征在于，还包括进气管(7)和排气管(8)，所述进气管(7)连通于所述过滤罐(1)侧面开设的进气口上，所述进气口位于所述砾石垫层(43)的外侧，所述排气管(8)的一端进入所述过滤罐(1)内，另一端位于所述过滤罐(1)的罐体之外。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110672785.7A CN113209675A (zh) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | 一种再生水处理的介质过滤器 |
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|---|---|
| CN (1) | CN113209675A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120943337A (zh) * | 2025-08-08 | 2025-11-14 | 上海弛泉科技(集团)有限公司 | 一种二级处理直饮水设备 |
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| CN103100244A (zh) * | 2013-02-22 | 2013-05-15 | 刘伟 | 一种多介质过滤器 |
| CN205815206U (zh) * | 2016-06-27 | 2016-12-21 | 江苏中超环保股份有限公司 | 一种多介质过滤器 |
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2021
- 2021-06-17 CN CN202110672785.7A patent/CN113209675A/zh active Pending
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