CN86108262A - 滤床清洗改进方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种改进的用有进入和排出管的反洗泵清洗滤床的方法。该方法和系统有两个循环作业。对滤床作反洗，清除滤床的污物，反洗泵经第一折流阀，从废液槽抽液体。液流经第二折流阀和第一截流控制阀，进入反洗靴。在冲洗循环，液体从反洗泵再循环，经反洗靴回到反洗泵，部分液体经第二折流阀，流进排流管。在一实施例中，冲洗循环的液体，从反洗泵经反洗泵排出管，经第二折流阀进入排流管路。反洗泵的压位差，由排流管路中的第二阀控制。

Description

本发明有关滤床清洗的改进方法和系统。特别是有关自动反洗的过滤系统。本发明更具体针对采用两个明确分立的工作循环清洗滤床的改进系统，包括一个反洗循环和一个冲洗循环。此外，本发明又涉及一种自动反洗过滤系统，该系统可以在反洗和清洗操作中，基本使用相同液流元件。本发明还进一步涉及到一种自动反洗过滤系统，其标准反洗泵可以通过适当的截流技术，在反洗循环和冲洗循环中都予利用。

自动反洗过滤系统在本技艺领域中属于已知，举例如美国专利第3，239，061号及第4，133，766号，其受让公司与本发明相同。但是这种自动反洗过滤器提供滤床的单纯反洗作业。已发现这种先有技术领域中之系统，在反洗作业后，滤床底部上可能出现固体颗粒污染物或有机体。在这种先有技艺领域的系统中，颗粒物质可能穿过过滤器下排液道而污染滤液。并且，这种先有技艺的系统在反洗作业循环后，不冲洗滤床清除滤床上后来的污染物。因此，这种先有技艺过滤系统中，安全系数中没有提供总过滤系统的最大过滤。

此外，当需要在先有技艺领域过滤系统中插入一个冲洗循环时，会因增加硬件和泵送机构而过分复杂，提高系统的成本。还有，在先有技艺领域系统上增加硬件和泵送元件来作冲洗循环，将无必要地增加这种过滤系统体积上的问题。

本专利申请是第760，258号申请案的部分延续，该申请已于1985年7月29日向美国专利商标局提出，现专利号为4，617，131。

美国专利第3，239，061号及4，133，766号的受授公司与本发明同，本文引述仅作参考之用。

本发明所提为一种滤床清洁方法，其反洗泵中有一进入管路和一排出管路。方法中之步骤包括对滤床反洗，初步清除滤床上的污染物。反洗泵从排液道抽吸液体，并在预定的压位差下工作。在反洗循环中，反洗泵控制在预定的压位差下。在反洗步骤后，冲洗滤床，清除滤床上后来的污染物。冲洗步骤中包括一个步骤，把该反洗泵泵输送的液体的第一部分，在该反洗泵出口管中，通过一个反洗靴再循环，经过反洗泵的进入管路，回入反洗泵。最后，在冲洗循环中，液体的第二冲洗部分通过一个排液管路。

图1为清洗滤床用改进方法和系统的方框示意图，图示反洗作业循环;

图2为滤床清洗改进方法和系统理想实施方案的方框示意图，图示一个理想冲洗循环系统;

图3为滤床清洗改进方法和系统实施方案的方框示意图，图示冲洗循环作业及其相关元件。

参看图1，2及3，所示为改进滤床清洗系统10及10′的方框图。所示滤床清洗系统10及相关滤床清洗方法，是美国专利第3，239，061号，4，133，766号及美国专利申请第760，258号所示清洗系统的改进，该申请案于1985年7月29日提交，作为从属的清洗系统及方法授与相同的受让公司。

在总的构思中，本文所述之改滤床清洗系统10及10′，针对自动化反洗过滤器，该过滤器用于把液体从一颗粒介质或颗粒材料床体中通过，清除清水或废水中的固体污染物。如已熟知，由于污染固体在滤床中积累，便将通过滤床的液流逆行，以脱落集聚的颗粒物质。在上述的美国专利中示出的自动反洗过滤系统，一般有一个标准反洗泵12，以逆流方式引导液流通过介质，还可以有一个第二泵和收集罩，收集固体，从整个系统中清除。

为了便于叙述，把液体通过介质逆行的清洗作业，在下文中称为反洗循环或反洗运转，如图1方框图所示。

虽然反洗作业提出了滤床清洗的明确改进，现发现在滤室反洗后，可能有极细的固体污染物或有机体，转移到被搅动了的过滤介质床的底部，这些物质可能从过滤器下排液道中通过，对最终滤液作有害污染。

在先有技术领域过滤系统某些应用中，已发现穿过过滤器下排液道、污染最终滤液的物质，是有危害性的。在用这种系统作病毒清除用时，已发现这危害性。因此，已肯定每一滤室在经过图1所示的反洗作业或循环后，在一个预定的时间间隔中，把滤液作废液折流是重要的，藉以提高整个过滤系统的安全系数。

为了在每一滤室经过反洗循环后，在某一预定时间间隔中把滤液折流，现已肯定可如方框图2及3所示，利用一个冲洗循环，有有利的效果。

为了如本文所述设置一个冲洗循环，在现有的自动化反洗过滤系统中，布置一个单一的过滤器泵是重要的。利用单一的反洗过滤器泵执行图1所示的反洗循环或作业，又执行图2及3所示的冲洗循环是重要的，因为可以免除附加的复杂泵元件，并可降低过滤系统的总容积限制。

由于使用单一的反洗过滤泵12很重要，这种安排引起的问题，是过滤器正常流速比反洗流速低很多。因此，对反洗过滤泵12必须截流，防止在图2及3所示循环的冲洗阶段，抽吸过大流量从介质中通过。在图2中示冲洗循环的再循环形式，而图3示与再循环无关的冲洗循环。在无论何种情况下，通过介质的过大流量，可能造成污染通过过滤介质床的贯透，使过滤系统的有效性损坏或消失。

由于有大压位差无法对标准反洗过滤泵12截流，所以有人设计了一种有若干控制阀的新颖管件系统，把反洗泵12的液流重新引导，其过滤水流可以从在反洗运转中进行清洗的滤室中抽出，如1985年7月29日提交申请案第760，258号所提出。为使运转简单方便，必须设置同一基本运转元件，进行本申请案图1所示的反洗循环，和本申请案图2及3所示的冲洗循环作业。通过利用有本专利申请案图1，2及3所示的相关折流的基本运转元件和方法可以解决，上文所述的与容积限制相关的问题。

现参见图1，其所示利用运转机构连锁的反洗循环或作业，有助于在图1所示的反洗作业循环，和图2或3所示的冲洗循环中，使用相同的机构和元件，图示的标准反洗过滤泵12有反洗过滤泵进入管路14和其排出管路16。

在滤床清洗系统10及10′中，布置第一及第二折流阀18及20。为了区别折流阀在反洗循环作业和冲洗循环作业之间，提供不同流路的运转形式，图2中的折流阀，用不同元件标号18′及20′标示。并且在图3中，用元件标号18″及20″标示，区别折流阀在图2所示的冲洗循环系统和图3所示冲洗循环系统之间的运转形式。

参看图1所示的第一及第二折流阀18及20，这种阀是市售的气动阀或电动阀，纽泽西州伊利莎伯市海渥公司生产的系统中有一个这种阀组，其中有型号为NT10300SACT的孔球阀。折流阀18及20一般为多路阀，在反洗循环中，把液流按图1箭头22的方向引导，在图2所示的冲洗循环作业中，按箭头24及26所示方向引导，在实现图3所示的冲洗循环中，则按箭头28及30所示的方向引导。

参见图1，反洗作业反洗过滤系统的滤床，从滤床上初步清除污染物，反洗泵12通过第一折流阀元件18，从废液槽32抽吸液体，送入反洗过滤泵进入管路14，然后进入反洗过滤泵12。如从图1可见，在这反洗作业中，把第一折流阀件18定位，形成从排流道32通向过滤泵进口管路14。

液体从反洗泵12中通过以后，把它按箭头22所示方向，通过反洗泵出口管路16排出。然后液体进入第二折流阀20，这阀的定位使液体进入反洗靴进入管路34。

为了控制通过反洗泵12第二折流阀20的压位差，在反洗靴进入管路34中放置第一控制阀36，使液流和第二折流阀20及反洗靴38接通。有许多种标准控制阀可用作第一控制阀36，但是，使用顺利的市售控制阀，是海渥精确接管球阀（Hayward    True    Union    Ball    Boll    Valve），其管径为一或二英寸，由纽泽西州伊利莎伯市海渥公司生产。截流阀或第一控制阀36，控制介质在过滤器中适当流态化所必需的液体的量。笼统而言，第一控制阀36可以手控，一般每分钟可从一平方英尺过滤表面中通过约20.0加仑。标准反洗泵12，一般能量可达到流速的是40加仑/每分钟/每英尺，第一控制阀36的液体截流，使流速可以通过控制反洗泵12的压位差而予以控制。

现参看图2所示冲洗循环作业，设置清洗系统10，在图1所示的反洗作业后起动。笼统言之，反洗泵12输送的第一部分液体，在反洗泵排出管路16和反洗靴进入管路34中再循环，对靴38反洗，然后通过反洗靴排出管路40，回入反洗泵12。液流的再循环部分如箭头24所示，形成有反洗泵12及反洗靴38的一个闭回路。按照这个方式，反洗泵12利用图2所示位置上的第一折流阀18′，和反洗靴38有液流接通，形成反洗泵12和反洗靴38之间的液流连接。

此外，第二折流阀20′设放位置，有利于如箭头26所示，把液体的第二部分，通过反洗过滤泵排出管路16放泄。第二折流阀20′有适当的旋转，按要求冲洗速度作通过冲洗管路42的部分排放。液流的剩余部分继续从第一控制阀36和反洗靴进口管路34中通过。第二折流阀20′的旋转，可以利用具体的止动点调节，使放泄约保持2.0-5.0加仑每分钟每平方英尺滤过面积。因此，在这工作状况中，可以不需要图3实施方案中在管路42上设置的截流阀。

如前文已有所述，如图1中第一折流阀18的液流位置所示，对滤床冲洗时，第一折流阀18建立排液槽32和反洗泵12之间的连接。此外，当第一折流阀18′在图2所示的位置上对滤床清洗时，第一折流阀18切换到元件18′的位置上建立反洗靴38和反洗泵12之间的流路连接。

通过反洗过滤泵排出管路16的液体的一个第二冲洗部分，如上文已述，可通过把第二折流阀20′换位，折流进排流管路42。按照这个方式，把液体的第二部分通过排流管路42放泄，最后进入一个过滤元件，作再过滤或排入废液槽，或排入某个类似的处置区，该区与本文所述的发明概念无重要关系。

为了适用于清洗系统10或10′的全部实施方案，该系统的流压装置在反洗作业或循环中，提供相当大量的液流，从排液槽32中流出，排入过滤系统下排液道里的反洗靴38中去。反洗作业要求的流量，可以约为每平方英尺待清洗滤床面积20.0加仑，但是在正常的过滤循环中，进入过滤器的流量，可能只有约每平方英尺的滤床面积2.0加仑。

假使反洗泵12在冲洗循环中，按约每平方英尺20.0加仑的正常回流速度抽吸液体，那么和正常过滤流相反，冲洗流量肯定会有相当大的激升或增高。于是和过滤循环中的正常的约每分钟每平方英尺2.0加仑的速度相反，约在每分钟每平方英尺20.0加仑的速度下，抽吸液体通过滤床。流量增高倾向于把固体抽吸过滤床，使系统过滤操作性能有很大程度的下降。这样便非常需要利用第一控制阀36，作为反洗泵12的截流，如前文已有叙述。

改进滤床清洗系统10或10′的一个目的，是能够从下排液道中的滤床中，抽出对水污染的液流，把这液流抽空，其速度与正常过滤循环中过滤器允许液流通过的速度基本相同。改进滤床清洗系统10及10′，在两种作业或循环中，都用相同的反洗过滤泵12，使水通过过滤器的反洗速度，在反洗循环中约为每分钟每平方英尺20.0加仑，在冲洗循环中，抽出液体的速度约为每分钟每平方英尺2.0加仑。已经了解市售的反洗过滤泵12，不能使这种泵有实际作用的截流，因为这种泵倾向于在泵流特性曲线的不稳定线段中工作。

参看图3，所示清洗系统10′是图1及2所示清洗系统的一个实施方案。图2所示清洗系统10的冲洗作业或循环中，有上文所述的一个局部旁路和液体的再循环。在清洗系统10′中，清洗循环运转通过把折流阀20的状态，切换到元件20″所示的状态而实现。在冲洗循环的这个变化中，把第二控制阀44插在排液管路42中，按上文关于第一控制阀36的叙述，控制反洗泵12的压位差。第二控制阀44，也可以用纽泽西州伊利莎伯市海渥公司出品的海渥精确管接头球阀，孔径为一或二英寸。

在图3所示的清洗系统10′中，液流从反洗过滤泵出口管路16和第二折流阀20″中经过方向如箭头30所示。在这实施方案的冲洗循环中，反洗靴进入管路34中没有液流通过。清洗系统10′中的压位差，可以通过用手动或其他方法调节第二控制阀44，予以控制。于是可以把从排液管路42中通过的液体，排卸入废液槽，或清洗系统10′外部的类似系统中，如本文所述。

在图1及2所示的滤床清洗方法的一种形式中，设置有进入管路14及排出管路16的反洗泵12。滤床清洗包括反洗滤床，初步清除滤床上的污染物的步骤。反洗泵12从废液槽32抽吸液体，在预定压位差下工作。在反洗运转中，反洗泵14的压位差，通过触动第一或截流控制阀16作控制。

在反洗作业以后，有滤床冲洗作业，清除滤床上后来的污染物。冲洗步骤包括把反洗泵12输送的液体的第一冲洗部分，按照箭头24所示的流动方向再循环的步骤。液体从反洗靴38中流过，通过泵进入管路14，回流到反洗泵12中。液体的一个第二冲洗部分，同时由反洗泵12通过排流管路42输送，如图2所示。

在滤床清洗方法的一个实施方案中，提出了一种针对图1及图3的清洗系统10′。在这实施方案中，设置有分别的进入和排出管路14及16的反洗泵12。在清洗系统10中，用反洗泵12从排流槽32抽吸液体，并用反洗泵12在预定的压位差下工作，反洗滤床，初步清除滤床上的污染物。在反洗作业或循环中，反洗泵12的预定压位差，由第一控制阀36控制。

在反洗循环以后，冲洗滤床，清除滤床上后来的污染物，清洗步骤中包括把反洗泵12的液体从反洗过滤泵排出管路16中通过，然后通过第二折流阀20″送入排流管路42的步骤。反洗泵12的压位差，在这循环或作业中，可见由第二控制阀44控制。应理解到在清洗系统10′的实施方案中，和图1及2所示的清洗系统10的操作不同，没有从反洗靴38中通过的液体再循环。

虽然已对本发明就其特定的形式，步骤和实施方案作叙述，但应能理解到还可藉助上文未讨论过的各种变化形式，而不超出本发明的精神和范围。例如，可以用相当的元件取代上述和所示的特定元件，某些特点可以脱离其他特点独立利用，元件的具体位置可以颠倒或在其间插入元件，均不脱离后附权利要求确定的本发明的精神和范围。并且在某些情况下的方法中，也可以安排等同的步骤，某些步骤可以单独使用，或插入步骤，也不会脱离后附权利要求确定的发明精神和范围。

Claims (21)

1、一种滤床清洗方法，滤床有带进入管路和排出管路的反洗泵，方法之步骤如下：

(a)反洗该滤床，以初步清除该滤床之污染物，该反洗泵从排流槽抽吸液体，并在预定的压位差下工作；

(b)控制该反洗泵的该预定压位差；

(c)在该反洗步骤后冲洗该滤床，清除该滤床上后来的污染物，该冲洗步骤中包括步骤，把该反洗泵输送的液体的第一部分，在该反洗泵出口管路中，通过一个反洗靴再循环，通过该反洗泵进口管路，回流到该反洗泵，把该反洗泵输送的该液体的一个第二部分，从一个排液管路中通过。

2、如权利要求第1项所述之滤床清洗方法，其特征为反洗步骤中有步骤，把通过该反洗泵排出管路输送到该反洗靴的该液体，从反洗靴进入管路中通过，该进入管路和该反洗泵排出管路的液流接通。

3、如权利要求第2项所述之滤床清洗方法，其特征为控制该预定压位差的步骤中包括在该反洗靴进入管路中，提供保持该反洗泵的预定压位差的反洗泵压位差阀的步骤。

4、如权利要求第2项中所述之滤床清洗方法，其特征为反洗步骤中包括把第一折流阀插在该反洗泵进入管路，和该排流槽之间，把该液体抽吸入该反洗泵的步骤。

5、如权利要求第4项之滤床清洗方法，其特征为冲洗步骤中包括至少把该液体的该第一冲洗部分的一部分，通过该第一折流阀抽吸，送入该反洗泵的步骤。

6、如权利要求第4项所述之滤床清洗方法，其特征为反洗步骤中包括把一个第二折流阀，抽在该反洗泵排出管路和该反洗靴进入管路之间，把该反洗泵输送的该液体的该第一冲洗部分，引进该反洗靴内的步骤。

7、如权利要求第6项所述之滤床清洗方法，其特征为冲洗步骤中包括抽吸该液体的该第二冲洗部分，从该第二折流阀中通过，进入该排液管路的步骤。

8、一种滤床清洗方法，滤床有带进入管路和排出管路的反洗泵，方法包括步骤如下：

（a）反洗该滤床初步清除该滤床的污染物，该反洗泵从一条排流槽抽吸液体，并在预定的压位差下工作;

（b）在该反洗步骤中控制该反洗泵的该预定压位差;

（c）在该反洗步骤后冲洗该滤床，清除该滤床的后来的污染物，该冲洗步骤中包括把该液体引入一条排液管路的步骤;

（d）在该冲洗步骤中控制该反洗泵的该压位差。

9、如权利要求第8项所述之滤床清洗方法，其特征为反洗步骤中包括，把一个第一折流阀插在该反洗泵进入管路和该排流槽之间，把该液体抽吸入该反洗泵的步骤。

10、如权利要求第9项中所述之滤床清洗方法，其特征为反洗步骤中包括把该液体从该反洗泵，通过一个反洗靴进入管路，输送到一个反洗靴的步骤。

11、如权利要求第8项所述之滤床清洗方法，其特征为控制该反洗泵该预定压位差的步骤中包括在该反洗靴进入管路中提供一个第一反洗泵压位差阀的步骤。

12、如权利要求第10项所述之滤床清洗方法，其特征为冲洗步骤中包括步骤，从该反洗靴向该反洗泵至少抽送该液体的一部分。

13、如权利要求第12项所述之滤床清洗方法，其特征为在该冲洗步骤中，控制该反洗泵的该压位差的步骤包括在该排流管路中提供一个第二反洗泵压位差阀的步骤。

14、一种改进型介质过滤器清洗系统，有一个分隔成为若干隔室的过滤槽，有一个过滤介质床，放置在安装于该隔室内的支承板上，有把待处理的液体输送到该过滤介质床的上面的引入装置，有把反洗液通过该滤床向上驱送，清除其中含有污染物的反洗装置，其特征为有以下的改进：

（a）有把一个反洗泵的液体（1）循环到一个反洗靴和一条排液管路，或者（2）从该排液管路中通过的装置;

（b）有控制该反洗泵压位差到预定阀的装置。

15、如权利要求第14项所述之改进介质过滤清洗系统，其特征在于有把该反洗液再循环，从该反洗靴送到该反洗泵的装置。

16、如权利要求第15项所述之改进介质过滤清洗系统，其特征为该再循环装置中有以下各项：

（a）一个反洗靴排出管路和该反洗靴的液流连接;

（b）一个第一折流阀把该反洗靴排出，管路和该反洗泵作液流连接。

17、如权利要求第16项中所述之改进介质过滤器清洗系统，其特征为该第一折流阀件是一个双通阀。

18、如权利要求第16项中所述之改进介质过滤器清洗系统，其特征为该第一折流阀件（1）在该过滤介质的反洗作业中，把该反洗泵和一个废液槽作液流连接;在冲洗作业中，把该反洗靴和该反洗泵作液流连接。

19、如权利要求第14项所述之改进介质过滤器清洗系统，其特征为该液体循环装置中有以下各项：

（a）一个反洗过滤泵出口管路;

（b）一个把该反洗泵排出管路和（1）该反洗靴，（2）该排流管路作液流连接的第二折流阀件。

20、如权利要求第19项所述之改进介质过滤器清洗系统，其特征为控制该反洗泵该压位差的该装置包括一个第一液流调节阀件，和该第二折流阀件及该反洗靴的液流接通。

21、如权利要求第19项所述之改进介质过滤器清洗系统，其特征为控制该反洗泵该压位差的该装置包括一个第二液流调节阀件，位于该排流管路中，和该第二折流阀件的液流接通。

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