CN115869704A - 一种污水处理用过滤装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种污水处理用过滤装置及方法，其中过滤装置为以塑性实心颗粒为滤料的双滤板过滤装置，塑性实心颗粒滤料置于双滤板之间形成的过滤空间内，两滤板上均设有滤头；布水区所处装置本体的外壁上设有带第一阀门的第一接口；上层的第二滤板以上位置的装置本体的外壁上设有带第二阀门的第二接口；装置本体的顶部设有带第三阀门的通气接口；利用第一阀门、第二阀门、第三阀门的组合开关，所述过滤装置能实现空气清洗、清水淋洗和循环自清洁清洗三种清洗方式。本发明提供的过滤装置及方法能提升产水品质，实现不同的过滤出水精度要求；能提升滤料的纳污能力，延长冲洗周期；能减少冲洗用水量和能耗，降低安装难度，延长滤料和装置的使用寿命。

Description

一种污水处理用过滤装置及方法

技术领域

本发明涉及污水处理过滤技术领域，具体涉及一种污水处理用过滤装置及方法，尤其涉及一种以塑性实心颗粒为滤料的双滤板过滤装置及方法。

背景技术

过滤是水处理常见的单元之一，常见的过滤有多孔平面材料过滤和堆积过滤，前者应用的有不锈钢丝网、针刺毡、微滤膜、纳滤膜、反渗透膜等，后者有石英砂过滤、多介质过滤、陶粒滤池等。由于平面多孔材料易于堵塞，应用范围有限，因此多使用堆积过滤。

堆积过滤的工作原理是将污水通过堆积的细小填料层，污水中的悬浮物和滤料碰撞被滤料表面所捕集，去除污污染物的方式缘于表面沉淀机理。传统的滤池在过滤时一般滤速只有4-20m/h，而反洗瞬时流量是同等面积滤池产水瞬时流量的4-10倍，反冲洗时间一般为30分钟左右，12小时冲洗一次，因此反冲洗消耗清水量巨大，占过滤直接产水的10-20％，并且反冲洗水需要再次处理，这大大增加了过滤系统的建设规模。此外常规滤池在建设时还要考虑多组并行的形式(一般市政项目不少于6组)，采用5组滤池工作产水量供应其中1组反洗用水，这种分组增大了系统的投资和泵阀操作的复杂性。

公开号为CN1843970A的中国专利文献公开了一种多筒组合式漂浮滤料曝气生物滤池，该方案为了解决曝气生物滤池需要反冲洗的问题，以及污水处理工艺中采用中空的悬浮填料作为净化介质通常处于流动状态而无法起到过滤作用的问题提出；该曝气生物滤池通过若干筒体组成矩形或方形或圆形的连体结构，能够解决反冲洗的问题，但是其滤料为漂浮滤料，仍然会随着水流流动，无法起到很好的过滤效果。并且作为曝气生物滤池，需要安装曝气装置，生物挂膜后的滤料需要定期更换、冲洗，操作不便，虽然冲洗后的滤料可以反复使用，但是滤料的清洗仍然需要消耗大量的清水。

公开号为CN 113058300 A的中国专利文献公开了一种板片式动态弹性滤料过滤装置及过滤方法，该方案公开的过滤装置的主体内设有若干填料容纳空间用于容纳有可压缩弹性过滤滤料；压紧装置设于所述填料容纳空间上方，用于压紧所述净水通道内的可压缩弹性过滤滤料；所述填料容纳空间下方连接有空气压缩机。该方案需要借助外力(空气压缩机)压缩可压缩弹性过滤滤料，提高过滤效果、过滤精度，需要较大的能耗。

因此，亟待研发一种既能节水又能节能，且结构简单，安装难度低、投资少且过滤效果和过滤精度可控的用于污水处理的过滤装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种污水处理用过滤装置及方法，以降低污水处理过滤单元中的用水量和能耗，减少设备和建设投资以及安装难度，同时提高过滤效果和过滤精度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种污水处理用过滤装置，所述过滤装置包括装置本体，装置本体内由上往下固定设有第一滤板、第二滤板，所述第一滤板、第二滤板与装置本体内壁围成过滤空间，所述过滤空间内填充预设高度的滤料，所述滤料为塑性实心颗粒，所述塑性实心颗粒为塑性变形的有机物实心颗粒；所述第一滤板上设有若干第一滤头，所述第二滤板上设有若干第二滤头，所述第一滤头包括集水滤头和气水混合滤头，所述集水滤头、气水混合滤头混合布置，所述第二滤头为集水滤头；

所述装置本体的底部与第一滤板之间为布水区，布水区所处装置本体的外壁上设有第一接口，用于与外部管道连接，第一接口处设有第一阀门；第二滤板以上位置的装置本体的外壁上设有第二接口，用于与外部管道连接，第二接口处设有第二阀门；装置本体的顶部设有通气接口，用于与外部的通气管连接，通气接口处设有第三阀门；

利用第一阀门、第二阀门、第三阀门的组合开关，所述过滤装置能实现空气清洗、清水淋洗和循环自清洁清洗三种清洗方式。

进一步地，塑性实心颗粒的密度为0.85-0.99g/cm³，密度与水接近，气洗时，填料颗粒可以悬浮在水的中上部，节约用气量。优选地，塑性实心颗粒的粒径为1.0-5.0mm。优选地，空室填充高度为第一滤板与第二滤板间净高度的50％-90％，使得颗粒在过滤、清洗过程中有一定的活动自由空间。

进一步地，所述塑性实心颗粒为橡胶实心颗粒、PE实心颗粒或其他高分子聚合物的一种或几种，具有一定的塑性变形。优选为橡胶实心颗粒。

进一步地，所述第一滤板为圆形，第一滤板上的第一滤头按照锐角为60度的菱形布置，且所述集水滤头与气水混合滤头两种滤头间隔交错设置。优选地，集水滤头与气水混合滤头设置的数量相同。优选地，集水滤头与气水混合滤头的产水量均设置为装置的正常产水量，即第一滤头的总产水能力为过滤装置产水能力的二倍。

优选地，所述第二滤头采用具有较大集水表面积的滤头，以保证在过滤出水时部分滤料阻挡缝隙后的产水能力。

进一步地，

空气清洗状态时，第二阀门关闭，第三阀门开启以平衡气压；同时第一阀门开启，用于在排出预设量的污水降低过滤空间内的液位使滤料与第二滤板之间有一定自由空间后，通入压缩空气；

空气清洗时，压缩空气通过第一滤头中的气水混合滤头鼓入过滤空间后形成气泡，气泡在上升至液面的过程中夹带水形成气液混合冲洗，使得滤料颗粒间不断碰撞和和表面清扫，在不消耗水的前提下，实现对滤料的清洗和再生；同时夹带进入过滤空间内的水使得过滤空间的水位上升压力增大，过滤空间内的过量水能在该压力下通过第一滤头的集水滤头自循环回流进入布水区，实现自循环。

由于下层的第一滤头采用集水滤头、气水混合滤头混合布置，在气体反洗时，因为出气的滤头产生气提作用造成空气夹带水上升，气水混合对于滤料具有更好的清洗作用。下层的第一滤板的集水滤头会因为过滤空间内的水位上升压力增大而导致水流从过滤空间循环自流进入底部布水区，无需消耗外部功率。

相比而言，传统滤池的气洗强度较大，需要15-25L/m²·s，因为滤料密度大，在冲洗流化时需要更高的能量。而本发明提供的塑性实心颗粒滤料的密度(0.85-0.99g/cm³)和水的密度接近，在气体冲洗时悬浮在水的中上部，气洗的强度仅需1-2L/m²·s就可以达到较理想的冲洗效果，并且用气量及功耗是传统气洗的十分之一以下。

进一步地，

清水淋洗状态时，第一阀门、第二阀门、第三阀门均开启，第二阀门用于接入清水进入装置本体内，通过第二滤板的第二滤头形成喷淋清水，对滤料间残余的悬浮物冲刷，第一阀门用于排出冲刷后的喷淋污水；第三阀门用于平衡气压。

一般情况下，先采用空气清洗后，再采用清水淋洗。在没有进水的作用下，填料颗粒间比较松散，通过气洗已经把填料上粘附的悬浮物吹到水中，装置底部逐步将高浓度污水排出，顶部进入清水，上层的第二滤板的第二滤头会发挥类似喷头的作用，喷淋的清水，将滤料间残余的悬浮物冲刷后，从底部全部排出。经过清水淋洗再生后，过滤装置可以进行下一个过滤工作周期。

进一步地，

循环自清洗状态时，第一阀门、第二阀门开启，第一接口与第二接口通过管路连接，管路上接入循环泵，以形成由下往上的循环水路，利用装置本体内的水对过滤空间内的滤料进行清洗；清洗过程中第二滤头形成喷淋清水，对滤料间残余的悬浮物冲刷。优选地，同时第三阀门关闭，以增加第二滤头的出水压力。

自身循环冲洗，一般在正常工作1-2个月以后，利用过滤装置自身的水清洗自身的滤料，节约用水量。

在洗涤用水量方面：传统的5-8L/m².s强度，用水量是过滤产水量的10-20％，本发明提供的过滤装置，可以实现空气清洗、清水淋洗和循环自清洁清洗三种清洗方式，清水淋洗的用水量为0.5L/m².s，空气清洗、自循环清洗都不用消耗外在清水量，滤料清洗用水量远低于传统过滤装置用水量的1/10。

进一步地，

所述第二滤板为加厚加固滤板，以适应过滤过程中进水压力作用下对塑性实心填料颗粒产生的压实力，以及自循环清洗过程中进水对其产生的压力。

进一步地，装置本体的外壁上还设有若干人孔，方便检修滤头、投换填料。

进一步地，所述过滤装置设有压力表，用于检测装置本体内的压力。

进一步地，所述过滤装置的底部还设有支脚，用于固定过滤装置。

第二方面，本发明提供一种采用上述过滤装置的过滤方法，具体包括如下步骤：

(1)开启第一阀门、第二阀门、第三阀门，待过滤处理的水从第一接口进入过滤装置的布水区，然后从第一滤板的底部经过第一滤头进入过滤空间；

(2)在进水向上压力的作用下，将过滤空间内的塑性实心颗粒挤压聚集至第二滤板的底部；随着过滤水量增大，流经滤料层的水进一步压实塑性实心颗粒产生塑性变形，减小塑性实心颗粒间的孔隙率，实现对进水的过滤；

(3)待过滤空间内充满水后，在进水向上压力的作用下，经滤料层过滤后的水从第二滤板的第二滤头收集通过第二接口排出。

进一步地，过滤过程中，通过调节进水压力实现不同的过滤出水精度要求。

本发明的有益效果：

1、本发明提出的过滤装置为以塑性实心颗粒做滤料的双滤板过滤装置，塑性实心颗粒滤料置于双滤板之间形成的过滤空间内，两滤板上均设有滤头，能防止在出水或淋洗、排污时的滤料流失。本发明通过“非接触动态水流顶部增压”技术，与可塑性变形的实心滤料联合使用，不仅能实现无需借助机械杆或活塞等外力驱动实现对塑性实心滤料颗粒的压缩，以降低能耗。还能在过滤过程中，利用滤料颗粒密实度依靠过滤层阻力压差和滤料颗粒的浮力变化从下到上依次增加，使得同等级别粒径的滤料在过滤阶段的初期和末期出现不同的颗粒间隙，以实现“滤料床不同位置不同压力的变化分布”，为先接触污水的下层滤料创造更大的储存纳污能力，大大延长过滤清洗周期。并且，装置底部接近排污口，在气洗或淋洗之前降低液位时，排出液的污染物浓度高、数量大，因此也降低了后续清洗的难度和用水量。

2、本发明采用单一尺寸的具有一定塑性形变的塑性实心颗粒作为过滤介质，相比传统过滤装置的滤料，具有如下优势：

(1)本发明提供的过滤装置中采用塑性实心颗粒作为过滤介质，在过滤水量增大时，流经滤料层的水会加剧塑性实心颗粒的压实作用，从而减小滤料颗粒间的孔隙率，提高过滤出水效果。而，传统过滤装置多以石英砂、无烟煤、陶粒等刚性材料作为过滤介质，刚性滤料在增加过滤水量时由于其不会压实形变并不能显著增加滤料的密实程度，相反，会因为滤料颗粒缝隙间的流速增加，已经过滤积淀的污染物被冲走，过滤效果会降低。

并且，本发明的过滤装置采用塑性实心颗粒滤料，具有一定的塑性形变能力，不会轻易磨损，具有更长的使用寿命，也不会对装置内壁产生伤害，提高装置的使用寿命。而，刚性滤料具有坚硬的表面，在反冲洗碰撞的过程中，滤料之间以及对过滤装置的壳体内壁具有较大的伤害性，因此滤料会出现磨损和流失，需要定期补充，装置内壁需要加强处理。

(2)本发明过滤装置中的塑性实心颗粒虽然为单一尺寸的滤料，但是由于过滤过程中不同深度的滤料所受的压缩力不同，滤料颗粒的缝隙大小与过滤时水流方向一致，也具有较大的纳污能力。并且由于滤料的类型更为单一，投加和使用也更为简单。而，传统过滤装置的滤层一般需要采用多种粒径的滤料颗粒填充，靠近初始原水的滤料层往往采用具有更大的粒径和间隙的滤料，以此纳入更多的污染物，延长清洗周期，投加、使用都更为复杂。

(3)本发明过滤装置采用的塑性实心颗粒为有机实心颗粒，对污染物具有更强的吸附性能。这是由于水中的污染物大多数都是有机污染物，本发明采用有机实心颗粒滤料，从分子间作用力的角度，与传统滤料(多为无机颗粒，如陶瓷滤料、石英砂等)相比较，对有机污染物更具有亲合性，具有更大的吸附能力，去除污染物能力更强。

3、本发明提供的过滤装置能较大地节水节能：本发明的过滤装置能利用第一阀门、第二阀门、第三阀门的组合开启与关闭，能实现空气清洗、清水淋洗和循环自清洁清洗三种清洗方式。并且空气清洗状态，利用压缩空气，在不消耗水的前提下，就能实现对滤料的清洗和再生效果；淋洗用清水量仅为不到传统装置的1/10；自循环清洗也不用消耗外在清水量。滤料的压缩过滤也无需借助外力，功耗低。

此外，本发明提供的过滤装置还能降低过滤系统的复杂性，可以双组建设，不用建设多组，能节约大功率反洗风机和反洗用泵的功率和投资。

综上，本发明提供的过滤装置及方法，能提升产水品质，实现不同的过滤出水精度要求；能提升滤料的纳污能力，延长冲洗周期；能减少冲洗用水量和能耗；能降低安装难度，延长滤料和装置的使用寿命，降低投资成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例过滤装置在过滤工作状态下的结构示意图；

图2为本发明实施例过滤装置在空气清洗状态下的清洗流程示意图；

图3为本发明实施例过滤装置在清水淋洗状态下的清洗流程示意图；

图4为本发明实施例过滤装置在自循环清洗状态下的清洗流程示意图；

图5为本发明实施例由集水滤头与气水混合滤头组成的混合滤头的循环效应示意图；

图6为本发明实施例第一滤板上集水滤头与气水混合滤头混合布置的结构示意图。

附图标记说明：

标号	特征	标号	特征
				1	装置本体	2	第一滤板
3	第一滤头	4	第二滤板
				5	第二滤头	6	滤料
7	布水区	8	第一接口
				9	第一阀门	10	第二接口
11	第二阀门	12	通气接口
				13	第三阀门	14	人孔
15	支脚	16	压力表
				17	液位	18	循环泵
19	集水滤头	20	气水混合滤头

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”“若干个”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“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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；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。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

如附图1所示，本实施例提供一种污水处理用过滤装置，本实施例提出的过滤装置是一种以塑性实心颗粒做滤料的双滤板过滤装置。具体的，所述过滤装置包括装置本体1，装置本体1内由上往下固定设有第一滤板2、第二滤板4，第一滤板2、第二滤板4与装置本体1内壁围成过滤空间，所述过滤空间内填充预设高度的滤料6，滤料6为塑性实心颗粒，所述塑性实心颗粒为塑性变形的有机物实心颗粒。

作为优选实施例，本实施例中塑性实心颗粒的密度为0.85-0.99g/cm³，密度与水接近，在气体冲洗时，填料颗粒会悬浮在水的中上部，气洗的强度仅需1-2L/m²·s就可以达到较理想的冲洗效果；用气量及功耗是传统气洗的十分之一以下。

作为优选实施例，塑性实心颗粒的粒径为1.0-5.0mm，空室填充高度为第一滤板2与第二滤板4间净高度的50％-90％，使得颗粒在过滤、清洗过程中有一定的活动自由空间。

本实施例中的塑性实心颗粒为橡胶实心颗粒、PE实心颗粒或其他高分子聚合物的一种或几种，具有一定的塑性变形。优选采用橡胶实心颗粒。

第一滤板2上设有若干第一滤头3，第二滤板4上设有若干第二滤头5，第一滤头3、第二滤头5的滤帽朝向过滤空间设置；第一滤头3包括集水滤头19和气水混合滤头20，集水滤头19、气水混合滤头20混合布置，第二滤头5为集水滤头；

作为优选实施例，如图6所示，本实施例提供一种可实施的方式，过滤装置的第一滤板2为圆形，第一滤板2上的第一滤头3按照锐角为60度的菱形布置，且集水滤头19与气水混合滤头20两种滤头间隔交错设置。集水滤头19与气水混合滤头20设置的数量相同。集水滤头19与气水混合滤头20的产水量均设置为装置的正常产水量，即第一滤头3的总产水能力为过滤装置产水能力的二倍。

作为优选实施例，本实施例中的第二滤板4也为圆形，第二滤头5采用具有较大集水表面积的滤头，以保证在过滤出水时部分滤料阻挡缝隙后的产水能力。

装置本体1的底部与第一滤板2之间为布水区7，布水区7所处装置本体的外壁上设有第一接口8，用于与外部管道连接，第一接口8处设有第一阀门9；第二滤板4以上位置的装置本体的外壁上设有第二接口10，用于与外部管道连接，第二接口10处设有第二阀门11；装置本体1的顶部设有通气接口12，用于与外部的通气管连接，通气接口12处设有第三阀门13。利用第一阀门9、第二阀门11、第三阀门13的组合开关，所述过滤装置能实现空气清洗、清水淋洗和循环自清洁清洗三种清洗方式。

如图2所示，图中箭头方向代表水或气的方向。空气清洗状态时，第二阀门11关闭，第三阀门13开启以平衡气压；同时第一阀门9开启，用于在排出装置内部分的污水降低过滤空间内的液位17使滤料6与第二滤板4之间有一定自由空间后，通入压缩空气。

空气清洗时，压缩空气通过第一滤头3中的气水混合滤头20鼓入过滤空间后形成气泡，气泡在上升至液面的过程中夹带水形成气液混合冲洗，使得滤料6颗粒间不断碰撞和和表面清扫，在不消耗水的前提下，实现对滤料6的清洗和再生。同时夹带进入过滤空间内的水使得过滤空间的水位上升压力增大，过滤空间内的过量水能在该压力下通过第一滤头3的集水滤头19自循环回流进入布水区，实现自循环。

如图5所示，由于下层的第一滤头3采用集水滤头19、气水混合滤头20混合布置，在气体反洗时，因为气水混合滤头20产生气提作用造成空气夹带水上升，气水混合对于滤料具有更好的清洗作用。同时集水滤头19会因为过滤空间内的水位上升压力增大而导致水流从过滤空间循环自流进入底部布水区，无需消耗外部功率。本发明中，由于气洗时，集水滤头19有向布水区回流滤液用以平衡压力的功能，因此气水混合滤头20向过滤空间内喷入的是气水混合液，能发挥气水联合洗的效果，效果高于气体单独冲洗。

相比而言，传统滤池的气洗强度较大，需要15-25L/m²·s，因为滤料密度大，在冲洗流化时需要更高的能量。而本实施例方案采用的塑性实心颗粒滤料的密度(0.85-0.99g/cm³)和水的密度接近，在气体冲洗时悬浮在水的中上部，气洗的强度仅需1-2L/m²·s就可以达到较理想的冲洗效果，并且用气量及功耗是传统气洗的十分之一以下。

本实施例提供的过滤装置，进水压力占总压力的90％以上且可灵活调节，浮力占比低于10％，与现有的漂浮滤料相比需要克服的向上的浮力较小，反洗的冲洗阻力小。

如图3所示，图中箭头所示为接入的清水的流向。清水淋洗状态时，第一阀门9、第二阀门11、第三阀门13均开启，第二阀门11用于接入清水进入装置本体内，通过第二滤板4的第二滤头5形成喷淋清水，对滤料6间残余的悬浮物冲刷，第一阀门9用于排出冲刷后的喷淋污水；第三阀门13用于平衡气压。

一般情况下，先采用空气清洗后，再采用清水淋洗。在没有进水的作用下，填料颗粒间比较松散，通过气洗已经把填料上粘附的悬浮物吹到水中，装置底部逐步将高浓度污水排出，顶部进入清水，上层的第二滤板4的第二滤头5会发挥类似喷头的作用，喷淋的清水，将滤料间残余的悬浮物冲刷后，从底部全部排出。经过清水淋洗再生后，过滤装置可以进行下一个过滤工作周期。

如图4所示，图中箭头所示为循环清洗水的循环方向。循环自清洗状态时，第一阀门9、第二阀门11开启，第一接口8与第二接口10通过管路连接，管路上接入循环泵18，以形成由下往上的循环水路，利用装置本体内的水对过滤空间内的滤料6进行清洗；清洗过程中第二滤头5形成喷淋清水，对滤料间残余的悬浮物冲刷；同时，第三阀门13关闭，以增加第二滤头5的出水压力。

自身循环冲洗，一般在正常工作1-2个月以后，利用过滤装置自身的水清洗自身的滤料，节约用水量。

在洗涤用水量方面：传统的5-8L/m².s强度，用水量是过滤产水量的10-20％，本发明提供的过滤装置，可以实现空气清洗、清水淋洗和循环自清洁清洗三种清洗方式，清水淋洗的用水量为0.5L/m².s，空气清洗、自循环清洗都不用消耗外在清水量，滤料清洗用水量远低于传统过滤装置用水量的1/10。

作为优选实施例，第二滤板4为加厚加固滤板，以适应过滤过程中进水压力作用下对塑性实心填料颗粒产生的压实力，以及自循环清洗过程中进水对其产生的压力。

此外，本实施例的装置本体1的外壁上还设有若干人孔14，方便检修滤头、投换填料。过滤装置还设有压力表16，用于检测装置本体内的压力。过滤装置的底部还设有支脚15，用于固定过滤装置。

实施例2

如图1所示，本实施例提供实施例1提供的过滤装置的过滤方法，具体包括如下步骤：

(1)开启第一阀门9、第二阀门11、第三阀门13，待过滤处理的水从第一接口8进入过滤装置的布水区7，然后从第一滤板2的底部经过第一滤头3进入过滤空间；

(2)在进水向上压力的作用下，将过滤空间内的塑性实心颗粒滤料6挤压聚集至第二滤板4的底部；随着过滤水量增大，流经滤料6层的水进一步压实塑性实心颗粒产生塑性变形，减小塑性实心颗粒间的孔隙率，实现对进水的过滤；过滤过程中，通过调节进水压力能实现不同的过滤出水精度要求；

(3)待过滤空间内充满水后，在进水向上压力的作用下，经滤料6层过滤后的水从第二滤板的第二滤头收集通过第二接口10排出。

本实施例提供的以塑性实心颗粒做滤料的双滤板过滤装置，通过“非接触动态水流顶部增压”技术，与可塑性变形的实心滤料联合使用，不仅能实现无需借助机械杆或活塞等外力驱动实现对塑性实心滤料颗粒的压缩，以降低能耗。还能在过滤过程中，利用滤料颗粒密实度依靠过滤层阻力压差和滤料颗粒的浮力变化从下到上依次增加，使得同等级别粒径的滤料在过滤阶段的初期和末期出现不同的颗粒间隙，以实现“滤料床不同位置不同压力的变化分布”，为先接触污水的下层滤料创造更大的储存纳污能力，大大延长过滤清洗周期。并且，装置底部接近排污口，在气洗或淋洗之前降低液位时，排出液的污染物浓度高、数量大，因此也降低了后续清洗的难度和用水量。

本发明采用具有一定塑性形变的塑性实心颗粒作为过滤介质，相比传统的刚性材质滤料，过滤效果更好；且滤料之间及对过滤装置内部的磨损小且不会流失，使用寿命更长；同时单一尺寸的滤料即可实现较强的纳污能力，投加使用更加简单；滤料颗粒为有机材质，对有机污染物具有更强的吸附能力。

本发明提供的过滤装置利用第一阀门9、第二阀门11、第三阀门13的组合开启与关闭，能实现空气清洗、清水淋洗和循环自清洁清洗三种清洗方式。并且空气清洗状态，利用压缩空气，在不消耗水的前提下，就能实现对滤料的清洗和再生效果；淋洗用清水量仅为不到传统装置的1/10；自循环清洗也不用消耗外在清水量。滤料的压缩过滤也无需借助外力，功耗低。此外，本发明提供的过滤装置还能降低过滤系统的复杂性，可以双组建设，不用建设多组，能节约大功率反洗风机和反洗用泵的功率和投资。

以上所述仅为本发明的部分较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污水处理用过滤装置，其特征在于，包括：装置本体，

装置本体内由上往下固定设有第一滤板、第二滤板，所述第一滤板、第二滤板与装置本体内壁围成过滤空间，所述过滤空间内填充预设高度的滤料，所述滤料为塑性实心颗粒，所述塑性实心颗粒为塑性变形的有机物实心颗粒；所述第一滤板上设有若干第一滤头，所述第二滤板上设有若干第二滤头，所述第一滤头、第二滤头的滤帽朝向过滤空间设置；所述第一滤头包括集水滤头和气水混合滤头，所述集水滤头、气水混合滤头混合布置，所述第二滤头为集水滤头；

所述装置本体的底部与第一滤板之间为布水区，布水区所处装置本体的外壁上设有第一接口，用于与外部管道连接，第一接口处设有第一阀门；第二滤板以上位置的装置本体的外壁上设有第二接口，用于与外部管道连接，第二接口处设有第二阀门；装置本体的顶部设有通气接口，用于与外部的通气管连接，通气接口处设有第三阀门；

利用第一阀门、第二阀门、第三阀门的组合开关，所述过滤装置能实现空气清洗、清水淋洗和循环自清洁清洗三种清洗方式。

2.根据权利要求1所述的污水处理用过滤装置，其特征在于，

所述塑性实心颗粒的密度为0.85-0.99g/cm³；颗粒粒径为1.0-5.0mm，空室填充高度为第一滤板与第二滤板间净高度的50％-90％。

3.根据权利要求1或2所述的污水处理用过滤装置，其特征在于，所述塑性实心颗粒为橡胶实心颗粒、PE实心颗粒中的一种或两种的组合。

4.根据权利要求1或2所述的污水处理用过滤装置，其特征在于，

空气清洗状态时，第二阀门关闭，第三阀门开启以平衡气压；同时第一阀门开启，用于在排出预设量的污水降低过滤空间内的液位使滤料与第二滤板之间有一定自由空间后，通入压缩空气；

空气清洗时，压缩空气通过第一滤头中的气水混合滤头鼓入过滤空间后形成气泡，气泡在上升至液面的过程中夹带水形成气液混合冲洗，使得滤料颗粒间不断碰撞和和表面清扫，实现对滤料的清洗和再生；同时夹带进入过滤空间内的水使得过滤空间的水位上升压力增大，过滤空间内的过量水能在该压力下通过第一滤头的集水滤头自循环回流进入布水区，实现自循环。

5.根据权利要求1或2所述的污水处理用过滤装置，其特征在于，

清水淋洗状态时，第一阀门、第二阀门、第三阀门均开启，第二阀门用于接入清水进入装置本体内，通过第二滤板的第二滤头形成喷淋清水，对滤料间残余的悬浮物冲刷，第一阀门用于排出冲刷后的喷淋污水；第三阀门用于平衡气压。

6.根据权利要求1或2所述的污水处理用过滤装置，其特征在于，

循环自清洗状态时，第一阀门、第二阀门开启，第一接口与第二接口通过管路连接，管路上接入循环泵，以形成由下往上的循环水路，利用装置本体内的水对过滤空间内的滤料进行清洗；清洗过程中第二滤头形成喷淋清水，对滤料间残余的悬浮物冲刷；同时第三阀门关闭，以增加第二滤头的出水压力。

7.根据权利要求1或2所述的污水处理用过滤装置，其特征在于，

所述第一滤板为圆形，第一滤板上的第一滤头按照锐角为60度的菱形布置，且所述集水滤头与气水混合滤头两种滤头间隔交错设置。

8.根据权利要求1或2所述的污水处理用过滤装置，其特征在于，

装置本体的外壁上还设有若干人孔；所述过滤装置设有压力表，用于检测装置本体内的压力。

9.如权利要求1-8任一所述的污水处理用过滤装置的过滤方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)开启第一阀门、第二阀门、第三阀门，待过滤处理的水从第一接口进入过滤装置的布水区，然后从第一滤板的底部经过第一滤头进入过滤空间；

(2)在进水向上压力的作用下，将过滤空间内的塑性实心颗粒挤压聚集至第二滤板的底部；随着过滤水量增大，流经滤料层的水进一步压实塑性实心颗粒产生塑性变形，减小塑性实心颗粒间的孔隙率，实现对进水的过滤；

(3)待过滤空间内充满水后，在进水向上压力的作用下，经滤料层过滤后的水从第二滤板的第二滤头收集通过第二接口排出。

10.根据权利要求9所述的过滤方法，其特征在于，过滤过程中，通过调节进水压力实现不同的过滤出水精度要求。

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