CN205007671U - 一种水处理中试试验滤柱 - Google Patents

Abstract

一种水处理中试试验滤柱，包括滤柱，所述滤柱顶端设有进水管，所述滤柱的外壁设有多个均匀分布的取样管和多个均匀分布的测压管，所述滤柱的底部设有穿孔的承托配水板，所述承托配水板中设有反冲洗进水管和反冲洗气管，所述滤柱侧壁设有反冲洗排水管，所述承托配水板的下端设有支座，所述支座内设有滤后出水管，其特征在于，所述滤柱顶端到承托配水板之间的内壁上设有阻水膜，所述阻水膜与滤柱内壁之间设有填充物，所述阻水膜上端与凝胶投加装置相连接。本实用新型能有效消除边壁效应对过滤实验的影响，实现滤柱沿程精确取样，消除冲洗后浊质附着现象，将对实验的各种不利影响降至最小，提高实验的准确性。

Description

一种水处理中试试验滤柱

技术领域

本实用新型涉及水处理领域，具体的说是一种水处理中试试验滤柱。

背景技术

目前对净水厂工艺的模拟主要采用相似原理对实际构筑物进行缩放，满足几何相似、运动相似和动力相似。滤池在净水处理工艺中是重要的结构单元，对滤池的模拟通常采用模型滤柱进行中试试验，即根据实验要求，制作模型滤柱，配以过滤系统及反冲洗系统，对现行滤池进行工艺参数优化等相关实验。现有的滤柱多采用有机玻璃制作，在滤柱上方设置进水管，通过水泵抽水进入滤柱，滤柱下方设置反冲洗装置，反冲洗水通过反冲水泵抽水自下而上进入滤柱，同时增加气冲装置，模拟气水反冲洗。滤柱每隔一段距离设置一个出水口，连接测压管，滤柱下端设置出水口，连接至仪器，测量出水浊度和颗粒数等相关指标。

采用模型滤柱进行过滤实验能够基本满足对实际滤池的模拟，但在实验过程中通常会出现一些问题，具体包括以下几个方面：滤柱内表面光滑，填充滤料后滤料与边壁的空隙大于滤料与滤料间的空隙，在过滤过程中水沿边壁的流速大于水在滤料间的滤速，产生边壁效应；滤柱没有设置沿程取样口，无法测量沿程出水浊度或取样口结构较为简单，不利于获得较为准确的实验数据；反冲洗后浊质粘附气泡附着在滤柱内表面上，冲洗不彻底，影响过滤过程。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种水处理中试试验滤柱，它能有效消除边壁效应对过滤实验的影响，实现滤柱沿程精确取样，消除冲洗后浊质附着现象，将对实验的各种不利影响降至最小，提高实验的准确性。

本实用新型的技术方案为：一种水处理中试试验滤柱，包括滤柱，所述滤柱顶端设有进水管，所述滤柱的外壁设有多个均匀分布的取样管和多个均匀分布的测压管，所述滤柱的底部设有穿孔的承托配水板，所述承托配水板中设有反冲洗进水管和反冲洗气管，所述滤柱侧壁设有反冲洗排水管，所述承托配水板的下端设有支座，所述支座内设有滤后出水管，其特征在于，所述滤柱顶端到承托配水板之间的内壁上设有阻水膜，所述阻水膜与滤柱内壁之间设有填充物，所述阻水膜上端与凝胶投加装置相连接。

具体的，所述凝胶投加装置包括连接管，所述连接管一端与阻水膜连接，另一端分别连接注胶段和抽胶段，所述注胶段由与连接管的连接端依次设有流量计I、止回阀I和计量泵I；所述抽胶段由与连接管的连接端依次设有计量泵II、止回阀II和流量计II，所述注胶段和抽胶段均与溶液装置连接。

具体的，所述阻水膜的上端设有若干连接口，所述连接口从上至下依次包括：连接段、收缩段和扩散段，所述连接段为空心圆柱；所述收缩段为空心圆柱，其直径为连接段直径的0.5倍；所述扩散段为顶角角度为30-40度的扁平锥管。

具体的，滤柱顶端设有若干扫洗进水管，所述扫洗进水管与嵌在阻水膜内侧的扫洗装置连接。

具体的，所述扫洗装置为环形，其包括与进水管连接的连接孔和均匀分布的条状的配水孔。

具体的，所述取样管一端设有水阀另一端置于滤柱内部的中空管，所述取样管置于滤柱内部的部分其端头处为20-35度的斜切角，所述取样管的上边和两个侧边均设有若干均匀分布的取样孔。

具体的，所述承托配水板为有机玻璃制成并分为上部分的承托层和下部分的配水层，所述承托层上设有多个大小相同的穿孔。

具体的，所述阻水膜为柔性防水材料，所述阻水膜通过热合方式粘连在滤柱内壁上。

具体的，所述填充物为液体硅凝胶。

本实用新型的有益效果为：

1.采用阻水膜使滤料颗粒与滤柱内壁的空隙被堵塞，使待滤水不在滤柱边壁通过，采用柔性防水材料具有良好的弹性、柔韧性以及抗水力剪切和颗粒摩擦的性能，无毒、无害、无释放可以能够消除边壁效应对实验结果的影响。

2.采用凝胶投加装置，能够根据具体实验情况对阻水材料中的硅凝胶含量进行控制，使每一组实验边壁效应都能够有效消除，可以适用于不同的过滤材料。

3.优化了滤柱沿程取样端口的结构，在取样管上增加了取样孔，能够获得较为准确的沿程浊度数值，提高数据的准确性。

4.增加了扫洗装置，去除粘附在滤柱内壁上的浊质，使冲洗效果更好。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图，

图2凝胶投加装置结构示意图，

图3为图1“A”处放大图，

图4为图1“B”处放大图，

图5为图扫洗装置结构示意图。

图中：滤柱1，阻水膜2，进水管3，扫洗进水管4，反冲洗排水管5，测压管6，取样管7，承托配水板8，支座9，反冲洗进水管10，反冲洗气管11，滤后出水管12，连接管13，注胶段14，抽胶段15，流量计I16，止回阀I17，计量泵I18，计量泵II19，止回阀II20，流量计II21，溶液装置22，连接段23，收缩段24，扩散段25，扫洗装置26，配水孔27，连接孔28，水阀71，取样孔72，承托层81，配水层82。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步说明。

如图1所示，一种水处理中试试验滤柱，包括滤柱1其高度为4m内径为10cm，滤柱1顶端设有进水管3、扫洗进水管4，所述扫洗进水管4与嵌在阻水膜2内侧的扫洗装置连接26，所述滤柱1的外壁设有多个均匀分布的取样管7和多个均匀分布的测压管6，所述滤柱1的底部设有穿孔的承托配水板8，承托配水板8上端设有由卵石组成的承托层26，承托层26上每30cm设置一根测压管6，每10cm设置一个取样管7，所述承托配水板8的下端设有支座9，所述支座9内设有滤后出水管12，所述滤柱1顶端到承托配水板8之间的内壁上设有阻水膜2，所述阻水膜2为柔性防水材料，优选的为橡皮膜，所述阻水膜与滤柱1内壁之间设有为液体硅凝胶的填充物，阻水膜2厚度不超过1mm并且通过热合方式粘连在滤柱1内壁上，所述阻水膜2上端与凝胶投加装置相连接，所述承托配水板8为有机玻璃制成并分为上部分的承托层81和下部分的配水层82，所述承托层上设有多个大小相同的穿孔。

如图2所示，所述凝胶投加装置包括连接管13，所述连接管13一端与阻水膜2连接，另一端分别连接注胶段14和抽胶段15，所述注胶段14由与连接管13的连接端依次设有流量计I16、止回阀I17和计量泵I18；所述抽胶段15由与连接管的连接端依次设有计量泵II19、止回阀II20和流量计II21，所述注胶段14和抽胶段15均与溶液装置22连接。

凝胶投加装置是由一条向阻水膜2中输送硅凝胶的注胶段14和一条从阻水材料中吸出硅凝胶抽胶段15组成，注胶时采用小功率计量泵I18配合止回阀II20和流量计II21使用，通过吸水管将溶液装置22中的液体硅凝胶输送至滤柱1中，抽胶时，计量泵II19配合流量计II21控制流量，并采用止回阀II20防止倒流，将滤柱1内的液体硅凝胶吸回溶液装置22中。

如图3所示，所述阻水膜2的上端设有若干连接口，所述连接口从上至下依次包括：连接段23、收缩段24和扩散段25，所述连接段23为空心圆柱；所述收缩段24为空心圆柱，其直径为连接段23直径的0.5倍；所述扩散段25为顶角角度为30-40度的扁平锥管。

如图4所示，所述取样管7一端设有水阀71另一端置于滤柱1内部的中空管，探入滤柱1内长度为5cm，管径为1.5cm，所述取样管7置于滤柱1内部的部分其端头处为20-35度的斜切角，所述取样管的上边和两个侧边均设有若干均匀分布的取样孔72，其孔径为2mm。

具体的，所述承托配水板8中设有反冲洗进水管10和反冲洗气管11，所述滤柱1侧壁设有反冲洗排水管5，冲洗水来自反冲洗水箱，通过反冲洗水泵抽水进入滤柱1，采用流量计调节反冲强度；气源来自空压机，通过气体流量计调节反冲气量；反冲洗排水管5，其位置以满足实验所采用滤料反冲洗膨胀率的要求进行设置，也可以分段设置多个，满足不同实验需求；如此设计，去除粘附在滤柱内壁上的浊质，使冲洗效果更好。

如图5所示，所述扫洗装置26为环形，其包括与进水管4连接的连接孔28和均匀分布的条状的配水孔27，扫洗装置26的高度为5cm采用热合方式与阻水膜2密合，嵌入深度为5mm，并通过连接孔28与进水管4连接并起到固定作用，所述配水孔为16个，长度为4cm，宽度为2mm。

在实验进行前，向阻水膜2中预注入液体硅凝胶，使材料充盈，根据实验要求在滤柱内填充相应滤料。装填完毕后，关闭取样管7的龙头和测压管6的龙头，打开反冲泵对滤料进行反冲，可进行单独水冲洗或气水反冲洗，反冲洗强度以保证滤料呈流化状态而不出现滤料流失或严重掺混为宜，反冲结束后，打开内壁扫洗进水管4和反冲洗排水管5阀门，利用扫洗装置26将反冲洗水及粘附在滤柱内壁的浊质排出。待浊质排出后，关闭反冲泵和反冲洗排水管5阀门，打开滤后水出水管12，排出多余的初滤水。反冲洗操作结束后，待滤料沉降稳定，根据滤料与阻水材料的密合情况，采用凝胶投加装置注入或抽出部分硅凝胶，使滤料与阻水膜2更密实，操作完成后，阻水膜2中的硅凝胶含量稳定。上述造作完成后，打开测压管6，开启进水管3，选取合适的进水量开始过滤。滤后水进入在线检测仪器测量浊度和颗粒数，水头损失通过测压管量取，通过沿程取样口取得沿程水样，测量沿程出水浊度。如此重复此过程，可以模拟水厂中滤池的工作状态，对滤池进行相应的优化。

以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种水处理中试试验滤柱，包括滤柱（1），所述滤柱（1）顶端设有进水管（3），所述滤柱（1）的外壁设有多个均匀分布的取样管（7）和多个均匀分布的测压管（6），所述滤柱（1）的底部设有穿孔的承托配水板（8），所述承托配水板（8）中设有反冲洗进水管（10）和反冲洗气管（11），所述滤柱（1）侧壁设有反冲洗排水管（5），所述承托配水板（8）的下端设有支座（9），所述支座（9）内设有滤后出水管（12），所述滤柱（1）顶端到承托配水板（8）之间的内壁上设有阻水膜（2），所述阻水膜与滤柱（1）内壁之间设有填充物，所述阻水膜（2）上端与凝胶投加装置相连接。

2.根据权利要求1所述一种水处理中试试验滤柱，其特征在于，所述凝胶投加装置包括连接管（13），所述连接管（13）一端与阻水膜（2）连接，另一端分别连接注胶段（14）和抽胶段（15），所述注胶段（14）由与连接管（13）的连接端依次设有流量计I（16）、止回阀I（17）和计量泵I（18）；所述抽胶段（15）由与连接管的连接端依次设有计量泵II（19）、止回阀II（20）和流量计II（21），所述注胶段（14）和抽胶段（15）均与溶液装置（22）连接。

3.根据权利要求1所述一种水处理中试试验滤柱，其特征在于所述阻水膜（2）的上端设有若干连接口，所述连接口从上至下依次包括：连接段（23）、收缩段（24）和扩散段（25），所述连接段（23）为空心圆柱；所述收缩段（24）为空心圆柱，其直径为连接段（23）直径的0.5倍；所述扩散段（25）为顶角角度为30-40度的扁平锥管。

4.根据权利要求1所述一种水处理中试试验滤柱，其特征在于，滤柱（1）顶端设有若干扫洗进水管（4），所述扫洗进水管（4）与嵌在阻水膜（2）内侧的扫洗装置（26）连接。

5.根据权利要求4所述一种水处理中试试验滤柱，其特征在于，所述扫洗装置（26）为环形，其包括与进水管（4）连接的连接孔（28）和均匀分布的条状的配水孔（27）。

6.根据权利要求1所述一种水处理中试试验滤柱，其特征在于所述取样管（7）一端设有水阀（71）另一端置于滤柱（1）内部的中空管，所述取样管（7）置于滤柱（1）内部的部分其端头处为20-35度的斜切角，所述取样管（7）的上边和两个侧边均设有若干均匀分布的取样孔（72）。

7.根据权利要求1所述一种水处理中试试验滤柱，其特征在于，所述承托配水板（8）为有机玻璃制成并分为上部分的承托层（81）和下部分的配水层（82），所述承托层上（81）设有多个大小相同的穿孔。

8.根据权利要求1所述一种水处理中试试验滤柱，其特征在于，所述阻水膜（2）为柔性防水材料，所述阻水膜（2）通过热合方式粘连在滤柱（1）内壁上。

9.根据权利要求1所述一种水处理中试试验滤柱，其特征在于，所述填充物为液体硅凝胶。