CN206414820U - 变隙式纤维束过滤器 - Google Patents

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彭军
李伟
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本实用新型属于水处理设备技术领域,特别是涉及一种变隙式纤维束过滤器。包括壳体以及设置在壳体上的过滤进水管和过滤出水管,所述过滤进水管位于壳体进水端,过滤出水管位于壳体的出水端,所述壳体内设有纤维束滤元以及调节纤维束滤元压缩间隙的调节机构,所述纤维束滤元位于壳体进水端与出水端之间,所述过滤出水管伸入纤维束滤元。本实用新型的有益效果是:结构简单、调整过滤精度操作简单方便,通过纤维束滤元有利于过滤掉水源中的悬浮物,而且过滤出水管伸入纤维束滤元内使得水源必须经过纤维束滤元过滤后才能排出,避免了水源侧流,提高了过滤效果,流速高、过滤快,纤维束滤元可以重复使用,成本低。

Description

变隙式纤维束过滤器
技术领域
本实用新型属于水处理设备技术领域,特别是涉及一种变隙式纤维束过滤器。
背景技术
过滤是水处理中最常用的工艺,在所有水的净化过程中是不可缺少的步骤。过滤不仅能去除水中的悬浮物,而且随着悬浮物的去除,还能降低化学需氧量、生化需氧量、重金属离子浓度、含油量及色度等。随着社会经济的迅速发展,给水需求量日益增长,使净化水市场进入新的发展时期。传统给水处理工艺一般采用各种滤池过滤、压力式过滤器、一体式净水设备等,均采用石英砂为关键性滤料,但水中粒径小于1μm纳米级污染物,如微细的粘土矿物质、合成有机物、腐殖质、油和藻类等物质的处理较为困难,因为这类污染物的组成极为复杂,造成絮体上浮,滤池容易穿透,导致出水水质下降,运行费用大幅增加等局面,所以采用常规净化工艺已无法处理当前受到各类污染的水体。而且,常规过滤器存在着水池数量众多、占地面积大、土建工程复杂、设备笨重、污染物处理效果不佳、药剂投加量大、反洗耗水多、投资大等缺点,严重制约着给水工业的发展。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种变隙式纤维束过滤器,用于解决现有技术中水中悬浮物去除困难、过滤精度低、出水质量差、过滤流速慢、清洗困难等问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本实用新型提供一种变隙式纤维束过滤器,包括壳体以及设置在壳体上的过滤进水管和过滤出水管,所述过滤进水管位于壳体进水端,过滤出水管位于壳体的出水端,所述壳体内设有纤维束滤元以及调节纤维束滤元压缩间隙的调节机构,所述纤维束滤元位于壳体进水端与出水端之间,所述过滤出水管伸入纤维束滤元。
本实用新型的有益效果是:结构简单、调整过滤精度操作简单方便,通过纤维束滤元有利于过滤掉水源中的悬浮物,而且过滤出水管伸入纤维束滤元内使得水源必须经过纤维束滤元过滤后才能排出,避免了水源侧流,提高了过滤效果,流速高、过滤快,纤维束滤元可以重复使用,成本低。
进一步,所述调节机构包括传动杆,所述传动杆的上端安装有上连接板,所述传动杆的下端安装有下连接板,所述纤维束滤元的两端分别与上连接板和下连接板连接。
进一步,所述壳体外部设有与传动杆连接的驱动件,所述传动杆为丝杆,所述驱动件带动传动杆转动,传动杆带动上连接板移动调整压缩纤维束滤元。
进一步,所述下连接板上均匀分散设有若干布气头,所述布气头伸入纤维束滤元内,所述壳体上安装有与布气头连接的反清洗进气管。
进一步,所述上连接板上均匀分散设有若干用于待过滤水源流入纤维束滤元的通孔。
进一步,所述过滤出水管伸入纤维束滤元的一端设有多个分支集水器。
采用上述进一步方案的有益效果是:结构简单、运行稳定,调整操作简单快速方便,驱动件带动传动杆转动,从而使得上连接板上下移动调整纤维束滤元的松散程度,从而调整过滤孔隙的大小,改变过滤的精度;上连接板上下移动,配合布气头喷水冲洗纤维束滤元,实现对纤维束滤元的反复搓洗,布气头伸入纤维束滤元内使得气体直接在纤维束滤元内爆破式喷发,产生强劲冲击力使得污垢脱离纤维束滤元并随气泡向上流动,清洁方便快速彻底,有利于重复使用,成本低。
进一步,还包括絮凝剂添加装置,所述絮凝剂添加装置通过管道式混合器与过滤进水管连接。
进一步,所述絮凝剂添加装置包括加药箱和计量泵,所述计量泵安装在加药箱上,通过计量泵将加药箱中的絮凝剂输送到管道式混合器中与过滤进水管中的水源混合。
采用上述进一步方案的有益效果是:通过计量泵将加药箱中的絮凝剂输送到管道式混合器中,通过絮凝剂添加装置使得待过滤水源进行沉淀,提高水过滤效果,通过计量泵控制絮凝剂的药量,配合管道式混合器使得以较低的药剂量发挥稳定的絮凝效果,提高水源的过滤效果。
进一步,所述壳体的进水端设有反清洗出水管,所述壳体的出水端设有清洗水进出管,通过清洗水进出管进水,反清洗出水管排水实现上向流清洗,通过过滤进水管进水,清洗水进出管排水,彻底将清洗水排尽,避免影响水的过滤效果。
进一步,所述壳体上设有排气阀,排出气体,使得水源可以稳定顺利的进行过滤,加长水源絮凝时间、均衡渗透、均衡纳污。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图;
图2为本实用新型实施例的工作示意图。
零件标号说明
1 过滤进水管;
2 反清洗出水管;
3 清洗水进出管;
4 反清洗进气管;
5 过滤出水管;
6 下连接板;
7 布气头;
8 纤维束滤元;
9 传动杆;
10 驱动件;
11 上连接板;
12 加药箱;
13 计量泵;
14 管道式混合器;
15 排气阀;
16 集水器;
17 壳体。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
须知,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本实用新型可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1所示,本实用新型的变隙式纤维束过滤器,包括壳体17以及设置在壳体17上的过滤进水管1和过滤出水管5,过滤进水管1位于壳体17进水端,过滤出水管5位于壳体17的出水端,壳体17内设有纤维束滤元8以及调节纤维束滤元8压缩间隙的调节机构,纤维束滤元8位于壳体17进水端与出水端之间,过滤出水管5伸入纤维束滤元8使得水源必须经过纤维束滤元8过滤后才能排出,降低侧流机率,提高过滤效果。
如图1所示,调节机构包括传动杆9,传动杆9安装在壳体17内,传动杆9的上端安装有上连接板11,传动杆9的下端安装有下连接板6,纤维束滤元8的两端分别与上连接板11和下连接板6连接。纤维束滤元8的上端与上连接板11连接,纤维束滤元8的下端与下连接板6连接,纤维束滤元8与上连接板11和下连接板6连接时可以采用挂接或者卡接,采用可拆卸式连接便于安装更换纤维束滤元8。壳体17外部设有与传动杆9连接的驱动件10,驱动件10可以为气缸、液压缸、电机,在本实用新型中,驱动件10优选采用电机,传动杆9为螺旋丝杆,驱动件10带动传动杆9转动,传动杆9带动上连接板11移动调整压缩纤维束滤元8的压缩状态,从而调整改变纤维束滤元8的孔隙密度,实现水源过滤密度的调整。
如图1所示,过滤出水管5设置在壳体17的出水端,在本实施例中过滤出水管5设置在壳体17的下部,待过滤的液体通过过滤进水管1进入流壳体17通过纤维束滤元8过滤,并通过过滤出水管5排出。上连接板11上均匀分散设有若干用于待过滤水源流入纤维束滤元8的通水孔,设置通水孔有利于水流从过滤进水管1进入壳体17内由上至下涌向通水孔处均匀渗透到纤维束滤元8内,使得纤维束滤元8纳污均衡、降低侧流机率。为了二次降低侧流机率,过滤出水管5也伸入了纤维束滤元8内。过滤出水管5伸入纤维束滤元8的一端设有多个分支集水器16,流速快,集水器16穿过下连接板6伸入纤维束滤元8内,通过纤维束滤元8包裹住集水器16,使得过滤水源必须经过纤维束滤元8才能排出,与传统的直接在壳体底部设置出水管的过滤器相比,集水器16采用伸入纤维束滤元8中的结构设计可以避免在通水孔堵塞时水流侧流而直接排出。
如图1和图2所示,纤维束滤元8是由若干软性纤维束滤丝制成的纳米级变隙式过滤器,过滤效率高,水流流速快,纤维束滤丝质地柔软,便于压缩折叠弯曲,而且易清洗。通过上连接板11运行调整纤维束滤元8的孔隙度,孔隙率分布均匀,在过滤时水流大小一致,截污量大而均匀,纤维束滤元8端面垂直孔隙形成上下间隙不同梯度分布,有利于水中固体悬浮物的有效分离。若上连接板11向下运行压缩纤维束滤元8时,纤维束滤元8的孔隙度由上至下逐渐变大,若下连接板6向上运行压缩纤维束滤元8时,纤维束滤元8的孔隙度由上至下逐渐变小,采用上连接板11和下连接板6可以根据需求调整纤维束滤元8的。而且在调整时,可以先由上连接板11向下运行压缩纤维束滤元8使得纤维束滤元8孔隙度变小,上连接板11再上行一段距离,使得纤维束滤元8的上部先松散,从而使得纤维束滤元8的孔隙度由上至下逐渐变小,操作方式多样化,简单方便,有利于适应不同过滤需求。
如图1和图2所示,壳体17的进水端设有反清洗出水管2,在本实施例中,反清洗出水管2设置在壳体17的上部,壳体17的出水端设有清洗水进出管3,在本实施例中,清洗水进出管3设置在壳体17的下部。壳体17的上部设有排气阀15,通过排气阀15排放气体, 有利于加长待过滤水絮凝时间,有利于待过滤水均衡渗透。下连接板6上均匀分散设有若干布气头7,布气头7位于纤维束滤元8内,壳体17上设有与布气头7连接的反清洗进气管4,将布气头7采用分散式设置在纤维束滤元8,使得布气头7喷气时与清洗水对纤维束滤元8产生强有力的直接冲击,相比于直接通入气体冲击力得到了显著改善。
如图1所示,该变隙式纤维束过滤器还包括絮凝剂添加装置,絮凝剂添加装置通过管道式混合器14与过滤进水管1连接,管道式混合器14安装在过滤进水管1上。絮凝剂添加装置包括加药箱12和计量泵13,计量泵13安装在加药箱12上,通过计量泵13运转将加药箱12中的絮凝剂输送到管道式混合器14中与过滤进水管1中的待过滤水源充分混合。通过计量泵13控制絮凝剂的添加量,避免浪费药量,提高絮凝效果,通过在待过滤水源中提前加入絮凝剂,使得水源中的杂质可以结絮,提高过滤效果。
在传统的水过滤过程中,当水经过过滤器时,水流中夹带的悬浮颗粒在某些因素如:拦截、惯性扩散、沉降和流体动力等作用下会脱离水流流线,向滤元表面靠近,在范德华力、静电力以及物理化学吸附力的作用下,悬浮颗粒会粘附在滤元的表面上或粘附在原来已被吸附的悬浮表面,称之为表层过滤。但滤元和悬浮颗粒之间粘合程度并不牢固,因此在水力作用下,一部份已附着的悬浮颗粒从表面脱落下来,被水流带入下一层滤元,重新被吸附截留,称之为滤元深层过滤。在本实用新型中纤维束滤元8的孔隙自上而下由大到小分布,这种变孔径过滤通道主要靠分子间作用力将颗粒吸附。水中有机物的存在形式主要为两种:一种是胶体形式,另一种是真溶液分子形式。对于胶体形式的有机物主要靠脱稳后的物理吸附和未脱稳的静电吸附去除。纳米级的纤维束滤元8是一种改性有机物,根据“相似相容原理”,纤维束滤元8对真溶液的有机物分子的吸附能力要比无机吸附(如石英砂或无烟煤)强得多。
该变隙式纤维束过滤器的过滤工作过程为:先通过驱动件将纤维束滤元压缩到过滤工作状态,通过絮凝剂添加装置向过滤进水管内添加絮凝剂,待过滤水源进入壳体内流经纤维束滤元,通过纤维束滤元内的集水器收集后由过滤出水管排出使用。
为了保证水源的过滤效果,通过该变隙式纤维束滤元器在进行一定量的水源过滤后需要进行清洗,清洗后的纤维束滤元可以反复循环使用,纤维束滤元8的清洗过程中为:
首先,将壳体17内的余水排尽,避免影响清洗效果;
其次,通过驱动件10驱动传动杆9带动上连接板11匀速上移拉动纤维束滤元8伸展至蓬松状态;
再次,由清洗水进出管3引进清洗用水,水位由下往上逐渐上升,同时反清洗进气管4连续供气使得布气头7连续喷发气体,附有气泡的清洗水由纤维束滤元8底部向上前进,附 有气泡的清洗水在上升过程中爆破对纤维束滤元8上的污垢形成冲击脱离纤维束滤元8,并随着气泡和清洗水上升,通过反清洗排水管2排出完成过滤机构的初洗过程;
然后,由清洗水进出管3继续引进清洗用水,同时反清洗进气管4间歇式供气使得布气头7间歇式喷发气体,如供气3秒,停止3秒循环间歇供气,采用间歇式喷气是为了牵引带出初洗过程中掉落的污垢,采用间歇式喷发使得污垢不易被纤维束滤元8阻挡,避免降低清洗效果,减少了清洗时间,附有气泡的清洗水由纤维束滤元8的底部向上前进带走初洗过程中的污垢,并通过反清洗排水管2排出完成过滤机构的细洗过程;
然后,通过驱动件10驱动传动杆9带动上连接板11上下循环移动反复搓洗纤维束滤元8,上连接板11向下移动时停止供水和供气,上连接板11向上移动时同时供水和供气,使得纤维束滤元8在压缩和蓬松状态之间反复变化,形成搓洗效果,搓洗过程中使得在细洗过程中没有脱离纤维束滤元8的污垢脱离纤维束滤元8,提高清洗效果,污垢和清洗用水由反清洗排水管2排出完成过滤机构的精洗过程。
最后,驱动件10通过传动杆9带动上连接板11运行将纤维束滤元8压缩到用于待过滤水过滤的运行位,待过滤水由过滤进水管1进入,并打开排气阀15排出壳体17内的空气,待过滤水通过清洗水进出管3排出,确保将壳体17的清洗水排尽,为过滤水的过滤做好准备。
通过上述使用方法进行清洗纤维束滤元8的耗水量约在上一次过滤水量的3%-5%,清洗耗水量低,而且纤维束滤元8清洗后恢复程度高,可以反复循环使用、寿命长,成本低。与传统的过滤器相比,若原水浊度:≦500NTU时;该过滤器的净化水浊度:≦1NTU;SS去除率:≧99%;滤速是常规处理的3-4倍;占地面积是常规处理的1/5;运行压力是常规处理的1/2;药剂添加量是常规处理的1/2;自冲洗耗水量是常规处理的1/3-1/4。
而且与传统的过滤器相比,纳米级微絮凝变隙式过滤器具有:堆积孔隙大,密度小,流速高,水量损失很小,药剂添加少,反清洗效果好,吸水率很高。由于纤维束滤元8采用变隙式设计,具有很高的比表面积,可吸附大量悬浮物,可获得很高的脱除率和容量负荷。微絮凝变隙式过滤器对大分子浊度、有机物、病毒、细菌、胶体、铁等杂质具有较好的去除作用,可广泛应用于水处理工艺中的杂质分离。而且,过滤精度高、出水水质优良、过滤流速快、使用周期长、纳污量大、纤维束滤元冲洗彻底可恢复性高、冲洗耗水量低、纤维束滤元更换简单方便,大大降低了工程造价,大幅减少占地面积,系统运行能耗大幅下降,纤维束滤元更换周期大幅延长,运行成本极低。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效,而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。 因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种变隙式纤维束过滤器,包括壳体以及设置在壳体上的过滤进水管和过滤出水管,所述过滤进水管位于壳体进水端,过滤出水管位于壳体的出水端,其特征在于:所述壳体内设有纤维束滤元以及调节纤维束滤元压缩间隙的调节机构,所述纤维束滤元位于壳体进水端与出水端之间,所述过滤出水管伸入纤维束滤元。
2.根据权利要求1所述的变隙式纤维束过滤器,其特征在于:所述调节机构包括传动杆,所述传动杆的上端安装有上连接板,所述传动杆的下端安装有下连接板,所述纤维束滤元的两端分别与上连接板和下连接板连接。
3.根据权利要求2所述的变隙式纤维束过滤器,其特征在于:所述壳体外部设有与传动杆连接的驱动件,所述传动杆为丝杆,所述驱动件带动传动杆转动,传动杆带动上连接板移动调整压缩纤维束滤元。
4.根据权利要求2所述的变隙式纤维束过滤器,其特征在于:所述下连接板上均匀分散设有若干布气头,所述布气头伸入纤维束滤元内,所述壳体上安装有与布气头连接的反清洗进气管。
5.根据权利要求2所述的变隙式纤维束过滤器,其特征在于:所述上连接板上均匀分散设有若干用于待过滤水源流入纤维束滤元的通孔。
6.根据权利要求1或2所述的变隙式纤维束过滤器,其特征在于:所述过滤出水管伸入纤维束滤元的一端设有多个分支集水器。
7.根据权利要求1至5任一项所述的变隙式纤维束过滤器,其特征在于:还包括絮凝剂添加装置,所述絮凝剂添加装置通过管道式混合器与过滤进水管连接。
8.根据权利要求7所述的变隙式纤维束过滤器,其特征在于:所述絮凝剂添加装置包括加药箱和计量泵,所述计量泵安装在加药箱上,通过计量泵将加药箱中的絮凝剂输送到管道式混合器中与过滤进水管中的水源混合。
9.根据权利要求1至5任一项所述的变隙式纤维束过滤器,其特征在于:所述壳体的进水端设有反清洗出水管,所述壳体的出水端设有清洗水进出管。
10.根据权利要求9所述的变隙式纤维束过滤器,其特征在于:所述壳体上设有排气阀。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112044166A (zh) * 2020-08-14 2020-12-08 安徽千一智能设备股份有限公司 一种多介质过滤器及其过滤方法
CN112897622A (zh) * 2021-01-19 2021-06-04 深圳市万创青绿环境工程有限公司 污水处理系统及污水处理方法
CN114470891A (zh) * 2022-03-14 2022-05-13 厦门理工学院 变孔隙率滤芯过滤装置和基于该装置的过滤与反清洗方法

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