CN1242827C - 一种移动床过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种连续运行式移动床过滤器。该过滤器由罐体、布水器、过滤床、整流体、空气分布器、滤料输送管、气体分离器、洗涤器、滤料分布器、清洗水调节阀等组成。原水从进水口进入过滤器罐体，经布水器分布后，均匀地向上流动，并通过过滤床层，水中的悬浮物等污染物被截留在滤料中。在对原水进行过滤的同时，截留了污染物的滤料不断向下移动，经过罐体下部的滤料出口、罐体外部的滤料输送管被提升至过滤器顶部的气体分离器，然后均匀地下落至洗涤器中进行清洗。与现有技术相比，本发明过滤器具有出水水质好、产水率高、启动迅速、操作简单等优点，可广泛应用于各种水处理领域。

Description

一种移动床过滤器

技术领域

本发明涉及一种水处理设备，更具体地说是去除水中悬浮物的过滤设备，特别是可以进行连续过滤操作的移动床过滤器。

背景技术

过滤作为水中悬浮物的去除手段之一，由于具有良好的去除效果和较高的处理深度，不仅在城市或工业污水深度处理与污水回用处理上得到广泛应用，而且也是城市和工业给水处理(如自来水、工业新鲜水、锅炉给水)、循环冷却水处理等过程普遍采用的设备。

过滤器去除悬浮物的机理，主要是利用过滤床层内部的微小孔隙，截留水中颗粒状污染物，其工作过程包括过滤和滤料清洗两个过程。根据滤料、滤速、水流方向、床层深浅、水流推动力等不同条件，过滤器可以划分出多种不同类型。如果根据过滤过程中过滤介质的移动与否，则可以归纳为固定床和移动床两种类型。

固定床过滤器主要依靠滤床表层至表层以下300～400mm的滤料截留悬浮物，不仅纳污量低，而且在使用过程中，存在着明显、且无法克服的缺点。缺点之一是不能实现连续过滤产水，即过滤与反洗不能同时进行，过滤与反洗过程需人工或自动切换；缺点之二是滤料清洗时一般采用水洗或气水反冲洗方式，需要大功率清洗水泵；缺点之三是无论采用何种清洗方式，滤料均不易彻底清洗干净，结果随着时间的延长，滤料结团，通水量下降，出水水质变差，最终停止工作，更换滤料；缺点之四是过滤周期的时间长短，受进水中悬浮物浓度高低的影响较大，无法固定或延长，在污水中悬浮物浓度较高时，不能维持长时间过滤，反洗频繁，产水量低。中国专利94217260公开了一种流化床反洗式过滤器，采用可升降的滤料挤压盘，在反洗时挤压盘向上移动，使用高速喷射水流冲刷滤料，使滤料程流化状态，冲刷后用挤压盘将滤料压实。该过滤器在使用时为间歇式操作，上述问题并没有很好解决。

移动床过滤器不仅可以解决固定床固定床存在的问题，而且可以实现连续操作，防止滤料结块等。US4126546公开了一种移动床过滤器，其滤料循环提升管设置在过滤器内部中央，其主要问题在于提升管占用过滤器空间，结果不仅影响过滤效果，洗涤后滤料分布不均匀，而且设备安装、检修及启动运行等都较为困难。US5462654、US4891142等公开的移动床过滤器，滤料循环提升管也设置在过滤器内部中央，滤料与水流流动方向相同，排水设置在滤料层中的丝网结构内；其并流流动使废水中的悬浮物截留效果差，悬浮物易随过滤出水穿过丝网结构，不仅出水水质差，而且易造成丝网堵塞；丝网结构下面过滤器空间水流流动弱甚至停止造成“死角”，未起到过滤作用，过滤器空间利用率低。US5746913、US5277829等公开了一种移动床过滤器，滤料循环提升管设置在过滤器外部，其排水采用围堰溢流方式，溢流区占过滤器部分截面，滤料循环回过滤床层的位置偏离过滤器中心位置；由于溢流区的存在，使得在过滤罐内横向截面的水流分布不均；由于滤料回落位置偏离过滤器中心，使得滤料在过滤器内形成不均匀的堆积斜面，即滤料层高度不同，加重了水流分布不均的现象；水流分布不均将导致滤料不能被充分利用，出水水质受到影响。另外，上述过滤器还具有如下共同不足之处：1、滤料提升管的空气分布器均设置在提升管底部，过滤器初次运行时，可以顺利提升并循环滤料，但当过滤器因某些原因停止运行后，再启动十分困难；其原因在于提升管内积存的滤料堆积密实，并且其高度大于过滤器内部滤料床层高度，结果提升管内具有很大阻力，再启动时空气易进入压力较低的过滤罐内，并穿过过滤床，无法提升并循环滤料。2、滤料提升与循环过程中的空气未经分离，与滤料直接进入洗涤器，不仅会因速度大而对洗涤产生较大的冲击，而且进入洗涤器的滤料量不均匀，大小不一，影响滤料的洗涤效果和出水水质。3、滤料的洗涤均采用简单的液固逆流方式，洗涤器结构不合理，滤料在洗涤器内分布不均匀，不能与洗涤水充分接触，清洗水易短路，不仅清洗水量大，而且洗涤效果难以保证，进而影响出水水质。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种出水水质好、产水率高、启动迅速、操作简单的连续运行式过滤器。

本发明移动床过滤器包括罐体、溢流围堰、排水管、进水管、布水器、滤料洗涤器、整流体、滤料分布器、滤料循环提升管及空气分布器等构件。其中罐体为筒体结构，底部有滤料出口；进水管设置于罐体中下部，进水管在罐体内的部分设置布水器；溢流围堰是上部开口的套筒环状结构，设置在罐体外面上部，围堰高度需超过罐体上沿；排水管与溢流围堰相通；滤料洗涤器设置在罐体内上部中央位置；滤料循环提升管设置在罐体外部，一端与罐体的滤料出口相通，一端与洗涤器相通；循环提升管底部设置提升滤料用的主空气分布器，提升管上再设置若干个辅助空气分布器，总计1～10个。

本发明移动床过滤器还可以在滤料循环提升管出口与洗涤器之间设置气体分离器，避免压力空气对洗涤器造成冲击，影响洗涤效果。本发明移动床过滤器以罐体为主体，其它构件按需要附着在罐体相应位置上，具体结构如下。罐体为筒体结构，底部采用斜面或锥面形成滤料出口。溢流围堰是上部开口的套筒环状结构，设置在罐体外面上部，围堰高度需超过罐体上沿，排水管与溢流围堰相通。进水管设置于罐体中下部，进水管在罐体内的部分设置布水器。滤料洗涤器设置在罐体内上部中央位置，洗涤器上部设有循环滤料入口和洗涤水出口，洗涤水出口与洗涤水排水管相通，洗涤水排水管上设置控制洗涤水用量的阀门，洗涤器底部中央设置滤料出口，下部侧面可设置洗涤水入口。洗涤器内可以空筒结构，但最好设置折流斜板等结构，滤料在两相邻折流斜板之间形成瀑布流。洗涤器的出水区与洗涤区之间，可以设置一块水平或向上倾斜的提速档板。滤料循环提升管设置在罐体外部，下面与罐体滤料出口相通，上部与气体分离器的入口相通。滤料提升管底部设置提升滤料用的主空气分布器，提升管上再设置若干辅助空气分布器，空气分布器总数可以为1～10个，优选2～5个，每个空气分布器之间的距离或同或不同，优选相同。气体分离器设置在罐体顶部，位置高于滤料洗涤器，气体分离器是一个体积扩大的空筒结构，顶部敞口或设置排气口，滤料循环提升管出口与气体分离器中上部联通，气体分离器底部与滤料洗涤器的滤料入口相通。

与现有技术相比，本发明的移动床过滤器具有如下优点：

(1)滤料提升管上不同位置设置多个空气分布器，克服了过滤器停工后，因滤料提升管内滤料密实，无法再启动的问题。依次通过不同位置的空气分布器引入压缩空气，可以迅速启动滤料的提升与循环过程，使过滤器投入正常运行，过滤器的操作非常简单。这种设置还增加了滤料在提升与循环输送过程中相互磨擦的机率，有利于污染物与滤料剥离，防止滤料成团，使清洗后的滤料保持始终如新的状态。

(2)增加气体分离器，使滤料在进入洗涤器之前将压力空气释放出去，不仅消除了因流速过大对洗涤产生的冲击，而且滤料均匀流入洗涤器，提高了滤料洗涤效果，确保洗涤过程的稳定性和出水水质。

(3)洗涤器内设置若干块折流板，确保了滤料均匀分布，并与洗涤水充分接触，结果不仅可以大大提高滤料的洗涤效率，洗涤水量少，而且还有助于减小洗涤器的规模，提高整个过滤器的空间利用率。

(4)采用外围堰溢流排水结构，使上升水流保持均匀，有效地防止了过滤器因不同截面水流流速不同而影响过滤效果的问题。

(5)通过滤料洗涤用量的控制阀，可以确保滤料的洗涤效果，因此可以适应不同水质的过滤要求，保持始终如一的通水量及出水水质，即本发明过滤器的适性较强。

附图说明

图1是本发明移动床过滤器一个具体实例的结构示意图，由过滤罐体2，布水器21，过滤床3，整流体7，空气分布器10、22、24和25，滤料输送管9及12，气体分离器13，洗涤器11，滤料分布器26，清洗水调节阀20等组成。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明移动床过滤器的结构和运行方式。

原水从进水口1进入过滤罐2，经布水器21分布后，均匀地向上流动，并通过滤床层3，水中的悬浮物等污染物被截留在滤料中。过滤后的清洁水进入过滤罐上部的清洁水贮存区4，经溢流后进入溢流围堰5，经出水口6排出。

对原水进行过滤的同时，过滤罐2下部截留了污染物的滤料，在重力作用下，不断向下移动，通过整流体7、滤料出口8，然后在空气分布器10、22、24和25引入的压缩空气的作用下，由滤料输送管9、12，被提升至过滤器顶部的气体分离器13，然后经管道14均匀地下落至洗涤器11中得到清洗。清洗洁净后的滤料，经洗涤器下部的封头16整流后，从洗涤器下部的的滤料出口17均匀流出，并经滤料分布器26重新分布后，返回至过滤床3的上部，形成新的滤床。洗涤出水由洗涤器上的出水口19排出。

洗涤器11由筒体、封头16、折流板15、提速档板18、滤料进口管14、滤料出口管17、及出水管19组成。提速档板18以上的区域为洗涤器出水区；提速档板18以下、含有若干个折流板15的区域为洗涤器的洗涤区；封头16部分为洗涤器的整流区。

滤料清洗过程中，从气体分离器13出来的滤料，经管道14连续进入洗涤器11后，依靠重力作用，在沿洗涤区内折流板15下落过程中，形成瀑布流。在滤料下落的同时，来自过滤罐上部清洁水贮存区4的清洁水，在过滤罐2与洗涤器11内的水位差作用下，作为滤料清洗水，不断地从整流封头15处进入，向上斜向穿越滤料在折流板间形成的瀑布流，将滤料中的污染物携带出来，并在在提速档板18的作用下，迅速进入洗涤器上部的出水区，经出口管19流出。清洗水量大小由阀门20控制。清洗洁净后的滤料经滤料出口17排出。

Claims (8)

1、一种移动床过滤器，包括罐体、溢流围堰、排水管、进水管、布水器、滤料洗涤器、整流体、滤料分布器、空气分布器、滤料循环提升管构件；其中罐体为筒体结构，底部有滤料出口；进水管设置于罐体中下部，进水管在罐体内的部分设置布水器；其特征在于溢流围堰是上部开口的套筒环状结构，设置在罐体上部，围堰高度需超过罐体上沿，排水管与溢流围堰相通；滤料洗涤器设置在罐体内上部中央位置；滤料循环提升管设置在罐体外部，一端与罐体的滤料出口相通，一端与洗涤器联通；提升管底部设置提升滤料用的主空气分布器，提升管上再设置若干个辅助空气分布器，总计1～10个。

2、按照权利要求1所述的过滤器，其特征在于在滤料循环提升管出口与洗涤器之间设置气体分离器。

3、按照权利要求2所述的过滤器，其特征在于所述的气体分离器设置在罐体顶部，位置高于滤料洗涤器；气体分离器为空筒结构，顶部敞口或设置排气口，滤料循环提升管出口与气体分离器中上部联通，气体分离器底部与滤料洗涤器的滤料入口相通。

4、按照权利要求1所述的过滤器，其特征在于所述的罐体下部采用斜面或锥面形成滤料出口。

5、按照权利要求1所述的过滤器，其特征在于所述的洗涤器上部设有循环滤料入口和洗涤水出口，洗涤水出口与洗涤水排水管相通；洗涤器底部中央设置滤料出口，下部侧面设置洗涤液入口。

6、按照权利要求1或5所述的过滤器，其特征在于所述的洗涤器内设置若干个折流斜板，滤料在两相邻折流斜板之间形成瀑布流。

7、按照权利要求6所述的过滤器，其特征在于所述的洗涤器内出水区与洗涤区之间，设置一块水平或向上倾斜的提速档板。

8、按照权利要求5所述的过滤器，其特征在于所述的洗涤水排水管上设置控制洗涤水用量的阀门。

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