CN115228157B - 一种双床悬浮介质过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种双床悬浮介质过滤装置，其特征是：在罐体内进水布水器与出水布水器之间的悬浮滤料设置为二个滤料层，工作时待过滤液体横向通过所有滤料层。需要清洗时，可分别对每个滤料层独立进行清洗，清洗其中的一个滤料层时，另一个滤料层的滤料保持固定不动，反之亦然，如此依次可以完所有滤料层的在线清洗。各滤料层的滤料清洗先后次序、清洗时间、清洗周期依据待过滤液体的特性及处理要求可自由设定。该发明可以保证过滤装置具有高浊度、高精度、大流量、长寿命、不板结、在线不停机自清洗，可以保持过滤设备长期、高效连续运行。

Description

一种双床悬浮介质过滤装置

技术领域

本发明属于固液分离领域，涉及一种双床悬浮介质过滤装置，广泛应用于解决废水处理、净水处理及液体处理中去除高悬浮物及高精度过滤的装置，且本发明可以解决现有介质过滤器对高悬浮液体无法过滤或过滤受限及滤料容易板结、单台处理量小、需要停机清洗并且产生大量清洗废水的问题。

背景技术

介质过滤器从诞生到现在已经有一百多年的历史了，在水处理、化工、能源等行业被广泛使用。然而其受结构和工作方式的限制，存在先天性的缺陷。现在大量使用的介质过滤器为固定床结构，在罐体内布置有上布水器和下布水器，在上布水器与下布水器之间，由颗粒或纤维材料堆积形成滤床；工作时待过滤的液体由上向下通过滤料层，悬浮物被滤床截留和吸附，工作一定时间后，滤料需要反洗再生，反洗时：清洗液体由下向上通过滤料层，在液体的作用下，滤料层发生膨胀形成流化状态，被截留和吸附的悬浮物在液体的剪切力及颗粒滤料的摩擦作用下从滤料表面脱附，滤料得到再生。由于过滤器的这种结构及工作方式，导致了现有过滤器存在下列问题：进水悬浮物含量低，过滤精度不高，单台处理能力小，工作周期短，需要经常反冲洗，反冲洗耗水量大，不能在线自清洗，滤料清洗不干净，容易板结，寿命短等问题。为了实现在线自清洗，工程技术人员又研究开发了一种悬浮床过滤器，该产品将现有滤料层的固定床工作模式变成悬浮床工作模式，工作时，待过滤液体由下向上流过滤料层；反冲洗时，清洗液体由上向下流过滤料床。由于这种工作方式，对粘性大的悬浮物清洗效果差，容易造成滤料板结，受工作横截面的限制单台过滤能力小，过滤效率不高，不能实现在线自清洗，需要经常停机反冲洗，因为这些缺陷限制了该产品的应用。

发明内容

针对现有固定床过滤器及悬浮床过滤器的缺陷，本发明采用悬浮移动床与悬浮固定床组合及分部清洗方式既双床清洗控制方式，再加上多种方法组合清洗滤料，可以完美的解决现有悬浮滤料介质过滤器的问题。本发明主要的设计思想是：将进水布水器与出水布水器之间的滤床分成两部分既：双滤床，通过分别控制二个滤床滤料的清洗时间、清洗周期及清洗先后次序，在保证过滤效果的前提下完成对整个滤床的滤料清洗；具体说来就是：清洗一个滤床时，被清洗的滤床变成了移动床，主要目的是去除滤床中的悬浮物并有一定的过滤作用；同时另一个滤床滤料保持不动为固定床模式，主要目的是过滤保证过滤精度；反之一样。这种移动床加固定床的组合及清洗控制方式可以使得过滤装置在保证过滤精度的前提下实现在线自清洗。同时在滤料的清洗方法上通过采用机械、超声波强力清洗与液体清洗等多方式组合来完成对每颗滤料的洁净清洗，如此可以保证过滤装置采用微小悬浮颗粒滤料过滤，实现过滤装置长期高精度的过滤目标。通过采用上述方法，完全能够解决现有悬浮介质过滤器存在的：过滤精度不高，单台处理能力小，进水悬浮物含量低，工作周期短，需要经常反冲洗，反冲洗耗水量大，不能在线自清洗，滤料清洗不干净，容易板结，寿命短等问题。

为实现上述目标本发明的技术方案是这样实现的：

本发明一种双床悬浮介质过滤装置，包括罐体1、进水管2、进水布水器3、内层悬浮滤料4、立隔板5、外层悬浮滤料6、出水布水器7、出水管8、出水集合管管9，蛟龙10，滤料调节阀11，清洗液外布水器12，清洗液进出管13，清洗液内布水器14，滤料输送管15，清洗液进出管16，下部隔板17，中间排污管18，底部排污管19，固定清洗器20，超声波清洗器21，控制系统组成。其特征是：过滤装置为立式密闭罐体；蛟龙与滤料调节阀组合在一起位于罐体顶部并与滤料输送管对接；清洗液外布水器、固定清洗器与滤料输送管组合在一起，位于罐体中轴线上；清洗液外布水器与滤料输送管之间形成一个夹套，在与夹套相对应位置的滤料输送管壁上开有网孔，网孔孔径小于滤料的颗粒直径；进水布水器位于滤料输送管周围，可以与滤料输送管组合在一起，也可以单独设置，其一端与下部隔板连通；清洗液内布水器位于滤料输送器的轴向上，布水器上有许多网孔；固定清洗器位于滤料输送管内；超声波清洗器用于滤料输送管为外置，位于滤料输送管外壁；出水布水器位于罐体四周；在进水布水器与出水布水器之间为悬浮滤料层，悬浮滤料层被立隔板分隔为外层悬浮滤料与内悬浮滤料，待滤液体横向流过滤料层；立隔板为筛网结构，顶部为一个锥体，锥体小头与滤料调节阀连接。

所述的一种双床悬浮介质过滤装置，其特征是：滤床的双床过滤、清洗方式及结构。

罐体内的滤料被立隔板分隔为两个滤料层：内层悬浮滤料和外层悬浮滤料，每个滤料层内的滤料为均质滤料，本发明的待过滤液体流向是从罐体轴芯向周围横向流动；为了实现双床清洗及过滤方式，在罐体内部设置了带锥度的立隔板，锥体小头与滤料调节阀连接；立隔板将罐体内的悬浮滤料分为两部分。通过调节滤料调节阀，可以分别使得内层悬浮滤料和外层悬浮滤料与蛟龙及滤料输送管连通。当需要清洗内层悬浮滤料时，让内层悬浮滤料与蛟龙连通，此时外层悬浮滤料处于关闭状态；内层悬浮滤料在浮力的作用下进入蛟龙，在蛟龙的摩擦及推动作用下，滤料从滤料输送管上部进入并向下移动到达罐体下部，在此过程中由于滤料颗粒之间的摩擦和清洗液的冲刷作用，完成了对滤料的清洗。需要清洗外层悬浮滤料时，让外层悬浮滤料与蛟龙连通，此时内层悬浮滤料处于关闭状态，即可完成对外层悬浮滤料的清洗。如此往复交替工作，可完成对全部滤料层滤料的清洗。清洗可以是在线进行清洗，也可以离线进行清洗。

各滤料层的滤料清洗先后次序、清洗时间、清洗周期依据待过滤液体的特性及处理要求可自由设定。

所述的一种双床悬浮介质过滤装置，其特征是：滤料的多种清洗方式及组合应用。过滤装置要保证长期稳定运行，滤料必须得到彻底的清洗以恢复其原有的性能，否则会造成滤料的板结和失效；为此本发明采用了多方式组合清洗，在滤料从进入蛟龙到滤料输送器出口的过程中，设置了多种清洗方式：蛟龙的搅拌清洗，清洗液的冲刷清洗，固定清洗器摩擦清洗，超声波清洗。根据待过滤液体特点及滤料的特性，可以同时使用其中的一种或多种清洗方法。

所述的一种双床悬浮介质过滤装置，其特征是：清洗液内布水器与清洗液外布水器的安装位置及操作方式。清洗液外布水器与滤料输送管组合在一起，可以布置在滤料输送管上的任何位置，可以布置在滤料输送管的上部、中部、下部布置，在滤料输送管上与清洗液外布水器相对应的位置开有网孔，孔径小于滤料颗粒直径；清洗液内布水器位于滤料输送器的轴线上，布水器上开有网孔，网孔直径小于滤料颗粒直径；清洗液内布水器与清洗液外布水器的液体进、出口可以互换。

所述的一种双床悬浮介质过滤装置，其特征是：滤料为颗粒状，密度小于待滤液体的密度。滤料的材质可以是单一材质及多种材质混合。

所述的一种双床悬浮介质过滤装置，其特征是：布水器的结构。外布水器可以是多根滤管组合或具有导流过滤作用的夹套组成。内布水器可以是多根滤管组合或单个带网孔的筒体。

本发明的有益效果：可以保证介质过滤装置具有高精度、大流量、长寿命、不板结、在线不停机自清洗，可以保持过滤设备长期、高效连续运行。

附图说明

图1为本发明所述一种双床悬浮介质过滤装置的总体结构示意图，滤料输送管设置在罐体内。

图2为本发明所述一种双床悬浮介质过滤装置的总体结构示意图，滤料输送管设置在罐体外。

如图1，本发明一种双床悬浮介质过滤装置，滤料输送管设置在罐体内。包括罐体1、进水管2、进水布水器3、内层悬浮滤料4、立隔板5、外层悬浮滤料6、出水布水器7、出水管8、出水集合管管9，蛟龙10，滤料调节阀11，清洗液外布水器12，清洗液进出管13，清洗液内布水器14，滤料输送管15，清洗液进出管16，下部隔板17，中间排污管18，底部排污管19，固定清洗器20，控制系统组成。

需要处理的液体由进水管2进入到罐体1，再经进水布水器3通过内层悬浮滤料4、立隔板5、外层悬浮滤料6、出水布水器7，出水集合管9，由出水管8流出罐体1。在此过程中待滤液体中的悬浮物被滤料截留和吸附留在滤料层内；清洗滤料层内的悬浮物有下列几种方式：第一种是过滤装置工作时，同时清洗滤料，先清洗内层滤料后再清洗外层滤料；第二种是过滤装置工作到一定时间后，同时清洗滤料，先清洗内层滤料再清洗外层滤料；第三种是过滤装置不工作时，分别清洗外层和内层滤料。

外层滤料清洗流程：调节滤料调节阀11，使外层滤料6与蛟龙10连通，此时内层滤料4与蛟龙10处于关闭状态，同时开启蛟龙10马达，保持清洗液内布水器14及清洗液外布水器12进出口开启并有清洗液通过，此时外层滤料6在浮力的作用下，经滤料调节阀11进入蛟龙10，经蛟龙10搅拌清洗并推动后向下进入滤料输送管15，在滤料输送管15内先后被蛟龙10、清洗液、固定清洗器20单独或多方式的联合清洗，随后滤料、悬浮物、清洗液一起向下进入清洗液内布水器14及清洗液外布水器12之间的空间，悬浮物随清洗液一起流出清洗液布水器；悬浮滤料在蛟龙10的推动下继续向下移动到滤料输送管15的出口进入罐体1下部，滤料在浮力的作用下上浮进入到外层滤料6内，如此完成了对外层滤料的清洗。

内层滤料清洗流程：调节滤料调节阀11，使内层滤料4与蛟龙10连通，此时外层滤料6与蛟龙10处于关闭状态，同时开启蛟龙10马达，保持清洗液内布水器14及清洗液外布水器12进出口开启并有清洗液通过，此时内层滤料4在浮力的作用下，经滤料调节阀11进入蛟龙10，经蛟龙10搅拌清洗并推动后向下进入滤料输送管15，在滤料输送管15内先后被蛟龙10、清洗液、固定清洗器20单独或多方式的联合清洗，随后滤料、悬浮物、清洗液一起向下进入清洗液内布水器14及清洗液外布水器12之间的空间，悬浮物随清洗液一起流出清洗液布水器；悬浮滤料在蛟龙10的推动下继续向下移动到滤料输送管15的出口进入罐体1下部，滤料在浮力的作用下上浮进入到外层滤料4内，如此完成了对内层滤料的清洗。

各滤料层的滤料清洗先后次序、清洗时间、清洗周期依据待过滤液体的特性及处理要求可设定。

如图2，本发明一种双床悬浮介质过滤装置，滤料输送管设置在罐体内。包括罐体1、进水管2、进水布水器3、内层悬浮滤料4、立隔板5、外层悬浮滤料6、出水布水器7、出水管8、出水集合管管9，蛟龙10，滤料调节阀11，清洗液外布水器12，清洗液进出管13，清洗液内布水器14，滤料输送管15，清洗液进出管16，下部隔板17，中间排污管18，底部排污管19，固定清洗器20，超声波清洗器21，控制系统组成。

外层滤料清洗流程：调节滤料调节阀11，使外层滤料6与蛟龙10连通，此时内层滤料4与蛟龙10处于关闭状态，同时开启蛟龙10马达，保持清洗液内布水器14及清洗液外布水器12进出口开启并有清洗液通过，此时外层滤料6在浮力的作用下，经滤料调节阀11进入蛟龙10，经蛟龙10搅拌清洗并推动后向下进入滤料输送管15，在滤料输送管15内先后被蛟龙10、清洗液、固定清洗器20、超声波清洗器21单独或多方式的联合清洗，随后滤料、悬浮物、清洗液一起向下进入清洗液内布水器14及清洗液外布水器12之间的空间，悬浮物随清洗液一起流出清洗液布水器；悬浮滤料在蛟龙10的推动下继续向下移动到滤料输送管15的出口进入罐体1下部，滤料在浮力的作用下上浮进入到外层滤料6内，如此完成了对外层滤料的清洗。

内层滤料清洗流程：调节滤料调节阀11，使内层滤料4与蛟龙10连通，此时外层滤料6与蛟龙10处于关闭状态，同时开启蛟龙10马达，保持清洗液内布水器14及清洗液外布水器12进出口开启并有清洗液通过，此时内层滤料4在浮力的作用下，经滤料调节阀11进入蛟龙10，经蛟龙10搅拌清洗并推动后向下进入滤料输送管15，在滤料输送管15内先后被蛟龙10、清洗液、固定清洗器20、超声波清洗器21清洗，随后滤料、悬浮物、清洗液一起向下进入清洗液内布水器14及清洗液外布水器12之间的空间，悬浮物随清洗液一起流出清洗液布水器；悬浮滤料在蛟龙10的推动下继续向下移动到滤料输送管15的出口进入罐体1下部，滤料在浮力的作用下上浮进入到外层滤料4内，如此完成了对内层滤料的清洗。

各滤料层的滤料清洗先后次序、清洗时间、清洗周期依据待过滤液体的特性及处理要求可设定。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1，本发明一种双床悬浮介质过滤装置，滤料输送管设置在罐体内。包括罐体1、进水管2、进水布水器3、内层悬浮滤料4、立隔板5、外层悬浮滤料6、出水布水器7、出水管8、出水集合管管9，蛟龙10，滤料调节阀11，清洗液外布水器12，清洗液进出管13，清洗液内布水器14，滤料输送管15，清洗液进出管16，下部隔板17，中间排污管18，底部排污管19，固定清洗器20，控制系统组成。

本发明一种双床悬浮介质过滤装置，滤料输送管设置在罐体内，其工作流程如下：

需要处理的液体由进水管2进入到罐体1，再经进水布水器3通过内层悬浮滤料4、立隔板5、外层悬浮滤料6、出水布水器7，出水集合管9，由出水管8流出罐体1。

内层滤料清洗流程：调节滤料调节阀11，使内层滤料4与蛟龙10连通，此时外层滤料6与蛟龙10处于关闭状态，同时开启蛟龙10马达，保持清洗液内布水器14及清洗液外布水器12进出口开启并有清洗液通过，此时内层滤料4在浮力的作用下，经滤料调节阀11进入蛟龙10，经蛟龙10搅拌清洗并推动后向下移动进入滤料输送管15，在滤料输送管15内先后被蛟龙10、清洗液、固定清洗器20清洗，随后滤料、悬浮物、清洗液一起向下进入清洗液内布水器14及清洗液外布水器12之间的空间，悬浮物随清洗液一起流出清洗液布水器；悬浮滤料在蛟龙10的推动下继续向下移动到滤料输送管15的出口进入罐体1下部，滤料在浮力的作用下上浮进入到外层滤料4内，如此完成了对内层滤料的清洗。外层滤料清洗流程：调节滤料调节阀11，使外层滤料6与蛟龙10连通，此时内层滤料4与蛟龙10处于关闭状态，同时开启蛟龙10马达，保持清洗液内布水器14及清洗液外布水器12进出口开启并有清洗液通过，此时外层滤料6在浮力的作用下，经滤料调节阀11进入蛟龙10，经蛟龙10搅拌清洗并推动后向下进入滤料输送管15，在滤料输送管15内先后被蛟龙10、清洗液、固定清洗器20单独或多方式的联合清洗，随后滤料、悬浮物、清洗液一起向下进入清洗液内布水器14及清洗液外布水器12之间的空间，悬浮物随清洗液一起流出清洗液布水器；悬浮滤料在蛟龙10的推动下继续向下移动到滤料输送管15的出口进入罐体1下部，滤料在浮力的作用下上浮进入到外层滤料6内，如此完成了对外层滤料的清洗。

如图2，本发明一种双床悬浮介质过滤装置，滤料输送管设置在罐体外。包括罐体1、进水管2、进水布水器3、内层悬浮滤料4、立隔板5、外层悬浮滤料6、出水布水器7、出水管8、出水集合管管9，蛟龙10，滤料调节阀11，清洗液外布水器12，清洗液进出管13，清洗液内布水器14，滤料输送管15，清洗液进出管16，下部隔板17，中间排污管18，底部排污管19，固定清洗器20，超声波清洗器21，控制系统组成。

本发明一种双床悬浮介质过滤装置，滤料输送管设置在罐体外，其工作流程如下：

需要处理的液体由进水管2进入到罐体1，再经进水布水器3通过内层悬浮滤料4、立隔板5、外层悬浮滤料6、出水布水器7，出水集合管9，由出水管8流出罐体1。

内层滤料清洗流程：调节滤料调节阀11，使内层滤料4与蛟龙10连通，此时外层滤料6与蛟龙10处于关闭状态，同时开启蛟龙10马达，保持清洗液内布水器14及清洗液外布水器12进出口开启并有清洗液通过，此时内层滤料4在浮力的作用下，经滤料调节阀11进入蛟龙10，经蛟龙10搅拌清洗并推动后向下进入滤料输送管15，在滤料输送管15内先后被蛟龙10、清洗液、固定清洗器20、超声波清洗器21清洗，随后滤料、悬浮物、清洗液一起向下进入清洗液内布水器14及清洗液外布水器12之间的空间，悬浮物随清洗液一起流出清洗液布水器；悬浮滤料在蛟龙10的推动下继续向下移动到滤料输送管15的出口进入罐体1下部，滤料在浮力的作用下上浮进入到外层滤料4内，如此完成了对内层滤料的清洗。

外层滤料清洗流程：调节滤料调节阀11，使外层滤料6与蛟龙10连通，此时内层滤料4与蛟龙10处于关闭状态，同时开启蛟龙10马达，保持清洗液内布水器14及清洗液外布水器12进出口开启并有清洗液通过，此时外层滤料6在浮力的作用下，经滤料调节阀11进入蛟龙10，经蛟龙10搅拌清洗并推动后向下进入滤料输送管15，在滤料输送管15内先后被蛟龙10、清洗液、固定清洗器20、超声波清洗器21清洗，随后滤料、悬浮物、清洗液一起向下进入清洗液内布水器14及清洗液外布水器12之间的空间，悬浮物随清洗液一起流出清洗液布水器；悬浮滤料在蛟龙10的推动下继续向下移动到滤料输送管15的出口进入罐体1下部，滤料在浮力的作用下上浮进入到外层滤料6内，如此完成了对外层滤料的清洗。

Claims (5)

1.一种双床悬浮介质过滤装置，包括罐体、进水管、进水布水器、内层悬浮滤料、立隔板、外层悬浮滤料、出水布水器、出水管、出水集合管，绞龙，滤料调节阀，清洗液外布水器，清洗液进出管1，清洗液内布水器，滤料输送管，清洗液进出管2，下部隔板，中间排污管，底部排污管，固定清洗器，超声波清洗器，控制系统，其特征是：过滤装置为立式密闭罐体；绞龙与滤料调节阀组合在一起位于罐体顶部并与滤料输送管对接；清洗液外布水器、固定清洗器与滤料输送管组合在一起，位于罐体中轴线上；清洗液外布水器与滤料输送管之间形成一个夹套，在与夹套相对应位置的滤料输送管壁上开有网孔，网孔孔径小于滤料的颗粒直径；进水布水器位于滤料输送管周围，其一端与下部隔板连通；清洗液内布水器位于滤料输送器的轴向上，布水器上有许多网孔；固定清洗器位于滤料输送管内；超声波清洗器用于滤料输送管为外置，位于滤料输送管外壁；出水布水器位于罐体四周；在进水布水器与出水布水器之间为悬浮滤料层，悬浮滤料层被立隔板分隔为外层悬浮滤料与内层悬浮滤料，待滤液体横向流过滤料层；立隔板为筛网结构，顶部为一个锥体，锥体小头与滤料调节阀连接，清洗液外布水器与滤料输送管组合在一起，可以布置在滤料输送管上的任何位置，在滤料输送管上与清洗液外布水器相对应的位置开有网孔，孔径小于滤料颗粒直径；清洗液内布水器位于滤料输送器的轴线上，布水器上开有网孔，网孔直径小于滤料颗粒直径；清洗液内布水器与清洗液外布水器的液体进、出口可以互换。

2.根据权利要求1所述的一种双床悬浮介质过滤装置，其特征是：罐体内的滤料被立隔板分隔为两个滤料层：内层悬浮滤料和外层悬浮滤料，每个滤料层内的滤料为均质滤料，待过滤液体流向是从罐体轴芯向周围横向流动；为了实现双床清洗及过滤方式，在罐体内部设置了带锥度的立隔板，锥体小头与滤料调节阀连接；立隔板将罐体内的悬浮滤料分为两部分，通过调节滤料调节阀，分别使得内层悬浮滤料和外层悬浮滤料与绞龙及滤料输送管连通，当需要清洗内层悬浮滤料时，让内层悬浮滤料与绞龙连通，此时外层悬浮滤料处于关闭状态；内层悬浮滤料在浮力的作用下进入绞龙，在绞龙的摩擦及推动作用下，滤料从滤料输送管上部进入并向下移动到达罐体下部，在此过程中由于滤料颗粒之间的摩擦和清洗液的冲刷作用，完成了对滤料的清洗，需要清洗外层悬浮滤料时，让外层悬浮滤料与绞龙连通，此时内层悬浮滤料处于关闭状态，即可完成对外层悬浮滤料的清洗，如此往复交替工作，可完成对全部滤料层滤料的清洗，清洗可以是在线进行清洗，也可以离线进行清洗；各滤料层的滤料清洗先后次序、清洗时间、清洗周期依据待过滤液体的特性及处理要求可自由设定。

3.根据权利要求1所述的一种双床悬浮介质过滤装置，其特征是：在滤料从进入绞龙到滤料输送器出口的过程中，设置多种清洗方式：绞龙的搅拌清洗，清洗液的冲刷清洗，固定清洗器摩擦清洗，超声波清洗，根据待过滤液体特点及滤料的特性，使用其中的一种或多种清洗方法对滤料进行清洗。

4.根据权利要求1所述的一种双床悬浮介质过滤装置，其特征是：滤料为颗粒状，密度小于待滤液体的密度，滤料的材质是单一材质及多种材质混合。

5.根据权利要求1所述的一种双床悬浮介质过滤装置，其特征是：外布水器是多根滤管组合或具有导流过滤作用的夹套组成，内布水器是多根滤管组合或单个带网孔的筒体。