CN1657134A

CN1657134A - 反向过滤气水反冲洗滤池及反向过滤、气水反冲洗方法

Info

Publication number: CN1657134A
Application number: CN 200410015412
Authority: CN
Inventors: 叶昌明
Original assignee: QINGQUAN WATER SYSTEM ENGINEERING EQUIPMENT Co Ltd SHENZHEN
Current assignee: QINGQUAN WATER SYSTEM ENGINEERING EQUIPMENT Co Ltd SHENZHEN
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2005-08-24

Abstract

一种反向过滤气水反冲洗滤池，包括池体、折板式滤板和滤料，所述滤板固定于池底面上，它所有槽的上、下部分别设有若干气冲缝和进水孔，卵石垫层嵌入它的槽内；池底有配水渠，配水渠内安装带布气管的进气管，池体上部一侧设置带辅助排水阀的排水堰和带清水溢流口的过滤水堰，过滤水堰外侧为清水渠，过滤水堰与排水堰之间为排水渠，主排水闸板设于排水渠底部。其采用折板式滤板实现配水配气，反冲水排放与滤后水排放一体化设计，能理想地实现反向过滤、初滤水排放和气水反冲洗工艺。截污量大大增加，过滤周期延长，滤后水的水质好；解决了传统反冲洗排水不完全、初滤水排放和反冲洗跑滤料问题，广泛适用于水厂滤池新建、改建和扩建。

Description

反向过滤气水反冲洗滤池及反向过滤、气水反冲洗方法

技术领域

本发明涉及水处理过滤工艺及设备，具体是一种反向过滤气水反冲洗滤池，利用该滤池的水的反向过滤方法以及滤池体内反冲洗方法。

背景技术

过滤是给水处理的主要工艺，滤池是水厂最主要的处理构筑物。滤池是通过池内滤料的截留作用去除水中的颗粒状悬浮杂质。当滤料截留杂质的量到了一定的程度，即达到了滤料截留的饱和量之后，就需要通过反冲洗来清洁滤料，使滤料可以重新应用于过滤过程，为使滤池反冲洗的清水耗量和电耗量更少，并使滤池的反冲洗效果更好，需要对反冲的水和空气进行均匀分配，即在滤池内设配水配气系统。

滤料的反冲洗主要有单独用水反冲洗和空气与水联合反冲洗两种方式。随着各种自控技术和设备的发展，以前常用的单独水反冲洗的快滤池、虹吸滤池等老工艺基本上已经淘汰，出现了以气水联合反冲为主的V型滤池、翻版滤池、F型滤池等新型的过滤工艺。这些新型工艺主要是在对滤池进行气水联合反洗的基础上，对滤池进水和反冲的配水配气方式进行不同的调整，以求达到更加均匀的配水和配气，提高滤池的过滤质量、降低反冲的水耗和电耗，这些滤池所采用的都是待滤水由上而下流经滤料层的传统水流形式。

滤池中的滤料级配不可改变的是大颗粒滤料在底层，小颗粒滤料在上层，滤料层的下部空隙较大，纳污量大不易堵塞；而上部空隙较小，纳污量少较易堵塞。因此理想的水处理过滤过程是含有一定浊度的水，由纳污量大的滤层下部流入滤料层而由空隙较小的上部滤层流出。这样可以更好的发挥滤料层的截污能力，过滤的周期更长而且出水水质更好。但是这种的过滤形式对反冲强度的要求较大，采用单独水反冲洗无法满足反洗要求，滤料板结冲洗不干净，而且当滤层截污量达到饱和时，过滤水的水质会恶化，因此在以前采用单独水反冲洗且自控设备精度不够的情况下，反向过滤无法实现，只能作为一种理论的过滤形式，在实际应用中都采用了水流由上而下的过滤形式。采用下向流的正向过滤时，待滤水最先接触小空隙的上层滤料，当上层滤料被堵塞，过滤水头损失增大需要进行反冲时，下层滤料的截污能力远远未被充分利用，导致了滤池工作能力的大大浪费。为了达到更好的过滤效果和延长过滤周期，后来又发展出了将质轻而颗粒较大的滤料放置在小颗粒的石英砂滤层上方的双层过滤滤料，以尽量模拟实现反向过滤的过滤条件，但这种设置会在反冲洗时出现两种滤料混层的现象，效果仍不理想。

另外，在过滤过程中，刚刚反洗后的滤池中会有少量的杂物，这时的过滤水称为“初滤水”，初滤水的水质一般较差，在现行的滤池工艺中，过滤后出水与反冲排水管路都是分开单独设置，因此初滤水的排放需要在过滤后出水管上另设一套管路，增加了滤池的建设成本和安装工程量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有滤池设备、过滤及滤池冲洗工艺的上述不足，提供一种反向过滤气水反冲洗滤池，利用该滤池使待滤水由下而上流经滤料层的反向过滤方法、初滤水的排放，以及该滤池的体内反冲洗方法。

本发明反向过滤气水反冲洗滤池，包括池体、设置于池体内的滤板和滤料，滤池结构主要特征为：滤板为折板式滤板，折板式滤板固定在池底面上，折板式滤板之所有槽的上部两侧设有若干气冲缝，下部两侧设有若干进水孔，滤料下的卵石垫层嵌入折板式滤板的槽内；池底内设置配水渠，在配水渠内安装进气管，进气管上连接若干布气管，每一个布气管的端部伸入折板式滤板下面的相应槽内。反冲水排放与滤后水排放结构一体化设计，池体上部一侧设置带辅助排水阀的排水堰和带清水溢流口的过滤水堰，过滤水堰高于排水堰一定距离设置，其外侧为清水渠，过滤水堰与排水堰之间为排水渠，主排水闸板设于排水渠底部。

利用上述滤池的水的反向过滤方法，包括如下步骤：

a)、打开反冲排水渠内的主排水闸板，使待滤水经过反向过滤气水反冲洗滤池之池底的配水渠、自下而上反向流经滤料层过滤，过滤后的初滤水从所述主排水闸板排出；

b)、水质合格后关闭所述主排水闸板，使待滤水经过所述滤池之池底的配水渠、自下而上反向流经滤料层，再由滤池上部之过滤水堰上的清水溢流口溢流到清水渠流出。

其中待滤水是通过反向过滤滤池内之折板式滤板上分布的若干气冲缝和进水孔均匀分配后进入滤料层的。

本发明的滤池体内反冲洗方法，包括如下步骤：

a、首先利用滤池内静水头将滤池中杂物经过滤料层向下由放空管排出，待滤池中水面降至近滤料层时，关闭放空管上阀门，送入压力空气对滤料进行反冲气洗；

b、单独气洗一定时间后打开主排水闸板，同时将待滤水从池底的配水渠送入滤池内，对滤料进行气水混合反冲洗；

c、停止气水混合反冲洗，将压力滤后水从池底的配水渠送入滤池内对滤料进行高强度水冲洗，然后关断反冲进水阀，开启辅助排水阀，使滤料层表面的含污水由辅助排水阀排出。其中，步骤c采用压力滤后水的高强度水冲洗根据滤料残污情况可反复进行2-4次，直至滤料达到洁净要求。

本反向过滤气水反冲洗滤池采用折板式滤板结构实现配水配气，安装简便、坚固耐用，性能可靠，无堵塞，根据实践使用效果来看，较传统滤头滤板配水配气形式均匀、可靠，气水室低，施工简单，工程造价更节省。

同时采用了专门的反向进水、反冲洗排水结构设置，实现了反冲水排放与滤后水排放一体化设计，能理想地解决初滤水的排放问题，同时实现反向过滤工艺和在滤池体内对滤料的气水联合反冲洗工艺。待滤水经过反向过滤滤池之池底的配水渠、自下而上反向流经滤料层，滤层底部的大颗粒滤料截留水中的大颗粒悬浮物质，细小的悬浮物则被上层小颗粒滤料截留，这样整个滤料层可以同步达到饱和，截污量大大增加。截污量比目前常用的正向过滤滤池大2倍左右，过滤周期可以达到3天以上，过滤精度高，滤后水的水质好，出水浊度可保证在0.1度以下。

反冲洗的总体水耗和电耗可比传统正向过滤节约50％以上，彻底解决了反冲洗排水不完全、初滤水的排放、滤层板结和反冲洗跑滤料的等关键问题。广泛适合于水厂滤池新建、改建和扩建。

附图说明

图1为本发明的滤池结构示意图，其中用于配水配气的折板式滤板为横排布置；

图2为其折板式滤板局部结构及安装示意图；

图3为图1滤池布水布气系统示意图；

图4为滤池排水系统示意图；

图5为滤池管路布置俯视图

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明。

附图中各部分为：滤料的卵石垫层1，配水配气的折板式滤板2，反冲空气管3，滤池过滤进水管4，反冲排水管5，反冲进水管6，放空管7，辅助排水阀8，主排水闸板9，清水渠10，反冲排水渠11，清水溢流口12，过滤进水阀门13，接在反冲空气管3上的反冲空气阀14，反冲进水阀15，放空阀16，池体上部的排水堰17、带清水溢流口12的过滤水堰18，配水渠19，池体23，滤料24，反冲空气管3上的布气管31，折板式滤板上的气冲缝21和进水孔22。

参照图1-4，本发明反向过滤气水反冲洗滤池包括池体23、配水配气的折板式滤板2及滤料24，折板式滤板2的截面呈锯齿形或波浪形，折板式滤板2固定在池底面上，折板式滤板之所有槽的上部两侧设有若干气冲缝21，下部两侧设有若干进水孔22，滤料下的卵石垫层1嵌入折板式滤板的外槽内；池底内设置配水渠19，在配水渠19内安装反冲进气管3，反冲进气管3上连接若干布气管31，每一个布气管31的端部伸入折板式滤板2下面的相应槽内。池体23上部一侧设置带辅助排水阀8的排水堰17和带清水溢流口12的过滤水堰18，过滤水堰18上的清水溢流口12高于排水堰17一定距离设置，过滤水堰18外侧为清水渠10，过滤水堰18与排水堰17之间为排水渠11，主排水闸9板设于排水渠17底部。

鉴于V型滤池目前配水配气所常用的滤板滤头的施工质量要求高，经常出现因安装不当影响滤池出水水质的情况。因此，该型滤池采用了如图1-3的折板式配水配气系统，其折板式滤板2的截面呈锯齿形或波浪形，折板式滤板2固定在池底面上，折板式滤板之所有槽的上部两侧设有若干气冲缝21，下部两侧设有若干进水孔22，在池底呈锯齿形或波浪形的槽内形成气水室，可以同时进水、进气。正常过滤时气冲缝和水冲孔均能通水，气水联合反冲洗时气水能自动分离，气在上部气冲缝出气，水在下部水冲孔出水。滤料下的卵石垫层嵌入折板式滤板的外槽内，这样卵石垫层就不会移动，不会有漏砂现象，反冲洗时气、水被卵石垫层切割分配到滤层，而获得均匀的气、水反冲洗效果。

过滤进水和出水、反冲进水和排水布设见图3-5，池底内的配水渠19与过滤进水管4、反冲进水管6以及放空管7接通，过滤进水管4上接有过滤进水阀门13，反冲进水管6上接有反冲进水阀15，放空管7上接放空阀16。该滤池待滤水经进水管4均匀流入滤池底部的折板式配水系统，反向渗透穿过滤料层。过滤后的清水以自然溢流的形式通过清水溢流口12汇入清水渠10，出水管路上可省掉正向流滤池的调节阀门。

在常规气水反冲洗滤池排水系统中，当滤层的膨胀率为15-20％情况下，进行气水同时冲洗，会导致滤料极易随冲洗废水的排除而流失，即出现较严重的跑砂现象，降低冲洗强度则滤料层中污泥不易带出，增加反冲洗耗水量；反冲洗排水不彻底，即使在增加表面扫洗的前提下，其中所含污泥也有可能在滤料表面沉降，反冲洗后初滤水水质差；排水渠的设置占用滤池的一部分过滤面积，增加了滤池的建设费用。针对这种情况，该型滤池采用了图4、5所示反冲洗排水结构，主要由两个辅助排水阀8和主排水闸板9两部分组成且与滤后水出水渠道一体化设置，两个辅助排水阀8安装在反冲排水堰17上，辅助排水阀口高于滤料24上表面，主排水闸板9安装于反冲排水渠11底部，反冲排水堰17低于清水溢流口12，这种结构配合特定的运行方式，保证了反冲时不会发生跑滤料的现象，这样反冲排水更彻底，反冲洗水量更节省，同时解决了初滤水排放的问题。

以单池为例说明利用上述滤池的水的反向过滤方法，正常过滤工作时，过滤水流速约10m/s左右，过滤进水阀门13开启，其余阀门均关闭，待滤水由进水管4进入滤池底部的配水渠19，配水渠与上部的配水配气的折板式滤板2相通，待滤水通过滤池内之折板式滤板2上分布的若干气冲缝21和进水孔22均匀分配后，自下而上反向流经滤料层1、22，过滤后的初滤水由反冲排水渠11内的主排水闸板9排出，合格的滤后水再由滤池上部之过滤水堰上18的清水溢流口12溢流到清水渠流出。

工作一段时间，过滤水水头损失或过滤时间达到反冲洗设定值后，停止正常过滤，开始进行反冲洗。反冲洗过程如下：

a、关闭进水阀门13，打开滤池底部放空阀16，利用滤池静水头将滤池中杂物经过滤料层向下由放空管排出，待池中水面降至近滤料层时(约高15cm)，关闭放空阀门16，打开空气阀14，开动反冲气洗系统，经反冲进气管3送入压力空气对滤料进行反冲气洗，松动滤料层，摩擦滤料的被截污物，气洗强度可为15～17L/m².s，本实施例中气洗强度为16L/m².s左右。

b、单独气洗进行约50s后，打开主排水闸板9，开启过滤进水阀13，同时将待滤水从池底的配水渠19送入滤池内，对滤料进行气水混合反冲洗，利用待滤水反冲洗可节省反冲洗清水耗水量。

在气水混合反冲洗过程中气水是自动分离的，待滤水和空气是分别通过滤池内之折板式滤板2上分布的若干进水孔22、气冲缝21均匀分配后进入滤料层的。

c、气水混合反冲约60s后，关闭反冲气洗系统，关闭空气阀14，同时关闭进水阀13，停止气水混合反冲洗；打开反冲洗水洗系统，开启反冲进水阀15，将压力滤后水(即清水)从池底的配水渠19送入滤池内对滤料进行高强度水冲洗，水反冲强度可为15～18L/m².s，本实施例中约17L/m².s左右。进行高强度水冲约30s左右后，停止反冲洗水洗系统，阀门15关闭5s左右后，开启辅助排水阀8，将滤料层表面的含污水由辅助排水阀8快速排出，达到彻底清除滤料中污物的目的，因为是在停止反冲进水进气的情况下，所以可以避免泡滤料的情况发生。

一般在60s左右内排完滤池中的反冲洗水后，关闭辅助排水阀8，再用滤后水高强度水反冲洗。根据滤料残污情况，一般通过2-4次压力滤后水反冲洗后，滤料基本达到洁净要求，并且附着在滤料上的小气泡也基本上被冲掉。

在以上反洗过程中，主排水闸板9一直开启，保证排水渠11中的含污水可以及时排出而不会从清水溢流口12溢流入清水渠10中。反冲完毕后，关闭反冲进水阀15，打开进水阀门13，开始进行过滤，延时关闭排水闸板9(时间可以由程序进行控制)，将含有一定浊度的初滤水由反冲排水系统排出，当滤后水水质达到用水要求后关闭主排水闸板9，进入新一轮反向过滤周期。

Claims

1、一种反向过滤气水反冲洗滤池，包括池体、设置于池体内的滤板和滤料，其特征是：所述滤板为折板式滤板，折板式滤板固定在池底面上，折板式滤板之所有槽的上部两侧设有若干气冲缝，下部两侧设有若干进水孔，滤料下的卵石垫层嵌入折板式滤板的外槽内；池底内设置配水渠，在配水渠内安装进气管，进气管上连接若干布气管，每一个布气管的端部伸入折板式滤板下面的相应槽内。

2、根据权利要求1的反向过滤气水反冲洗滤池，其特征是：反冲水排放与滤后水排放结构一体化设计，池体上部一侧设置带辅助排水阀的排水堰和带清水溢流口的过滤水堰，过滤水堰高于排水堰一定距离设置，过滤水堰外侧为清水渠，过滤水堰与排水堰之间为排水渠，主排水闸板设于排水渠底部。

3、根据权利要求2的反向过滤气水反冲洗滤池，其特征是：所述主排水闸板低于滤料上表面，排水堰上的辅助排水阀口高于滤料上表面，且低于过滤水堰上的清水溢流口。

4、根据权利要求1的反向过滤气水反冲洗滤池，其特征是：滤池底部为折板式滤板布水布气结构，折板式滤板的截面呈锯齿形、或波浪形。

5、根据权利要求1的反向过滤气水反冲洗滤池，其特征是：所述池底内的配水渠与过滤进水管、反冲进水管以及放空管接通。

6、一种水的反向过滤方法，其特征是：

7、一种滤池体内反冲洗方法，其包括如下步骤：

c、停止气水混合反冲洗，将压力滤后水从池底的配水渠送入滤池内对滤料进行高强度水冲洗，然后关断反冲进水阀，开启辅助排水阀，使滤料层表面的含污水由辅助排水阀排出。

8、根据权利要求7的滤池体内反冲洗方法，其特征是：所述步骤c采用压力滤后水的高强度水冲洗可根据滤料残污情况反复进行2-4次。

9、根据权利要求7的滤池体内反冲洗方法，其特征是：在步骤b的气水混合反冲洗过程中气水是自动分离的，待滤水和空气是分别通过滤池内之折板式滤板上分布的若干进水孔、气冲缝均匀分配后进入滤料层的。

10、根据权利要求7的滤池体内反冲洗方法，其特征是：在步骤a、b中气洗强度为15～17L/m².s，在步骤b、c中水反冲强度14～18L/m².s。