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具有多孔過(guò)濾介質(zhì)的高速過(guò)濾裝置及其反沖洗方法

文檔序號(hào):4990856閱讀:267來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:具有多孔過(guò)濾介質(zhì)的高速過(guò)濾裝置及其反沖洗方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種過(guò)濾裝置,更具體地說(shuō),涉及一種具有多孔過(guò)濾介質(zhì)的高速過(guò)濾裝置,以便易于反沖洗。更進(jìn)一步地,本發(fā)明還包括一種反沖洗方法。
背景技術(shù)
一般而言,在未經(jīng)處理的污水、廢水和雨水中,特別是在具有高含磷量的污水、廢水和雨水中具有多種污染物和總磷量(T-P)。因此,作為營(yíng)養(yǎng)劑的磷流入排水區(qū)后,使得在富營(yíng)養(yǎng)水域周圍出現(xiàn)大量的藻類,對(duì)水生生物的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。為了去除懸浮固體(下文中稱為SS)或磷及類似物,通過(guò)絮凝和沉淀作用,使具有污染物和磷的未處理水與化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)以形成絮狀沉淀顆粒。為了實(shí)現(xiàn)上述過(guò)程,大型處理設(shè)備,例如供水系統(tǒng)或污水處理裝置,分別裝配有凝結(jié)槽、絮凝槽和沉淀槽,這樣就需要大量的設(shè)備占用空間,及在操作和管理方面產(chǎn)生很大困難。另外,傳統(tǒng)的污水處理裝置被設(shè)計(jì)為使用多種過(guò)濾介質(zhì),例如沙子及類似物,以去除污染物,例如不溶的SS和T-P,從而更有效地減少生物需氧量(BOD)。然而,流入污水處理裝置的污染物的量的改變?nèi)Q于污水的流動(dòng)速度和流量,這會(huì)導(dǎo)致過(guò)濾過(guò)程的失效。另外,發(fā)生在過(guò)濾介質(zhì)和過(guò)濾處理時(shí)間中的水頭損失的波動(dòng)需要定期或不定期的反沖洗,使得反沖洗循環(huán)的設(shè)定產(chǎn)生困難。如果反沖洗未合理地在傳統(tǒng)的高速過(guò)濾裝置中執(zhí)行,過(guò)濾效果將會(huì)極大降低。進(jìn)一步地,傳統(tǒng)的反沖洗方法是連續(xù)地供應(yīng)反沖水,使得水溢出過(guò)濾設(shè)備,從而令污染物隨著反沖水一同排出,這樣就需要相當(dāng)大量的反沖洗耗水量。所述過(guò)程還存在另一個(gè)問(wèn)題,反沖水同樣需要在另一個(gè)污水處理過(guò)程中過(guò)濾。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題(發(fā)明目的)本發(fā)明解決了上述問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種從點(diǎn)源或非點(diǎn)源中去除多種污染物的方法,特別是涉及一種使用反沖洗裝置的方法,通過(guò)多孔過(guò)濾介質(zhì)來(lái)加強(qiáng)SS和T-P的去除效果,從而能夠保持恒定的過(guò)濾效率。本發(fā)明的目的是提供一種高速過(guò)濾裝置,使用多孔過(guò)濾介質(zhì)來(lái)提高過(guò)濾速度,并根據(jù)其速度執(zhí)行反沖洗。問(wèn)題的解決方法為了實(shí)現(xiàn)上述目的,具有多孔過(guò)濾介質(zhì)的高速過(guò)濾裝置的特征在于,將欲過(guò)濾 (處理)的流入水引導(dǎo)至高速過(guò)濾裝置的上部,并向下流動(dòng)進(jìn)行過(guò)濾,在檢測(cè)到流入水的水位或處理水的流出量的變化后,通過(guò)阻止欲處理的流入水的流動(dòng),多孔過(guò)濾介質(zhì)得以反沖洗以維持最佳過(guò)濾效率,借助上升氣流提供反沖水和/或空氣穿過(guò)多孔過(guò)濾介質(zhì),以通過(guò)因反沖水沖洗引起的多孔過(guò)濾介質(zhì)之間的碰撞和摩擦來(lái)分離多孔過(guò)濾介質(zhì)中的污染物,停止反沖洗水的供應(yīng)并將多孔過(guò)濾介質(zhì)放置在固定位置,在污染物沉積之前,通過(guò)高速過(guò)濾裝置的排出管排出供應(yīng)的反沖水和污染物。另外,本發(fā)明還包括一種具有多孔過(guò)濾介質(zhì)的高速過(guò)濾裝置的反沖洗方法。上述傳統(tǒng)的過(guò)濾裝置具有如下缺點(diǎn),在反沖洗過(guò)程中,需要始終供應(yīng)反沖水以排出污染物和反沖水,這樣反沖水就會(huì)溢出過(guò)濾池,因此需要相當(dāng)大的耗水量。相反,根據(jù)本發(fā)明的高速過(guò)濾裝置,將反沖水供應(yīng)至高于排出管的恒定的水位線,反沖水不會(huì)從高速過(guò)濾裝置中溢出,這樣就充分的減少了反沖水的耗用量。另外,根據(jù)本發(fā)明,僅通過(guò)上升氣流供應(yīng)反沖水就足以有效地將污染物從多孔過(guò)濾介質(zhì)中分離。另外,本發(fā)明的特征在于,從多孔過(guò)濾介質(zhì)中分離的污染物和反沖水通過(guò)附加的排放管排出。執(zhí)行所述過(guò)程可以防止污染物沉積或與過(guò)濾介質(zhì)底層接觸,從而維持多孔過(guò)濾介質(zhì)的孔隙度。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式,啟閉裝置設(shè)置在排出管的入口處,以控制反沖水和污染物的排放。特別地是,啟閉裝置可以從頂部打開(kāi),以控制反沖水和污染物的流速,從而能夠防止多孔過(guò)濾介質(zhì)被沖入排出管,同時(shí)還能迅速地排出污染物以防止其沉積在過(guò)濾介質(zhì)的底層。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式,凝聚和過(guò)濾過(guò)程在單一的殼體中執(zhí)行,該殼體的上部作為反應(yīng)器,其下部可作為過(guò)濾池。另外,本發(fā)明的特征在于,包括一種具有多孔過(guò)濾介質(zhì)的高速過(guò)濾裝置的反沖洗方法。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式,提供一種高速過(guò)濾裝置,通過(guò)向下流動(dòng)時(shí)使用高速過(guò)濾裝置中的多孔過(guò)濾介質(zhì)來(lái)執(zhí)行反沖洗過(guò)程,以維持高速過(guò)濾裝置的最佳過(guò)濾效果。更具體地是,根據(jù)本發(fā)明的高速過(guò)濾裝置通過(guò)減小反沖水的不必要的過(guò)量消耗以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。與其他傳統(tǒng)的反沖洗方法相對(duì)比,本發(fā)明提供了一種反沖洗方法,能夠極大地減少反沖洗所需的時(shí)間,減少供應(yīng)反沖水所需的動(dòng)力,以及盡可能長(zhǎng)的增加過(guò)濾的運(yùn)行時(shí)間。另外,本發(fā)明提供了一種方法,在反沖洗過(guò)程之后,污染物在沉積至過(guò)濾介質(zhì)底層之前被迅速地排出,啟閉裝置配置為可以控制反沖水的流量,以便提前預(yù)防設(shè)置在過(guò)濾介質(zhì)底層中的多孔過(guò)濾介質(zhì)的損失。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例1中的具有多孔過(guò)濾介質(zhì)的高速過(guò)濾裝置的橫斷面示意圖;圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例2中的高速過(guò)濾裝置的橫斷面示意圖;圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例3中的高速過(guò)濾裝置的橫斷面示意圖;圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例4中的高速過(guò)濾裝置的橫斷面示意圖;圖5為根據(jù)本發(fā)明的高速過(guò)濾裝置的反沖洗方法的流程示意圖6為根據(jù)圖5中的反沖洗方法的高速過(guò)濾裝置的反沖洗過(guò)程的圖解性步驟示意圖。
具體實(shí)施例方式在下文中,將根據(jù)隨附的附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的具有多孔過(guò)濾介質(zhì)的高速過(guò)濾
直ο圖1為具有多孔過(guò)濾介質(zhì)的高速過(guò)濾裝置的橫斷面示意圖。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知地是,流入水是指從點(diǎn)源或非點(diǎn)源引入的污水,或者是在預(yù)處理過(guò)程中的一次處理水,例如混合槽或沉降槽中。進(jìn)一步地,處理水是指在過(guò)濾過(guò)程中經(jīng)化學(xué)方式、物理方式和生物方式處理后的水,以及特別是根據(jù)本發(fā)明,指的是通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)底層過(guò)濾后的水。如圖所示,本發(fā)明的高速過(guò)濾裝置1包括用于向下流動(dòng)的具有殼體的過(guò)濾槽,其中通過(guò)進(jìn)水管11輸送的流入水被引導(dǎo)進(jìn)入高速過(guò)濾裝置1,具體來(lái)說(shuō),流入水自上而下,也就是,向下流動(dòng)并通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)底層40實(shí)現(xiàn)過(guò)濾,以及通過(guò)使用反沖洗裝置20,使得反沖洗過(guò)程以簡(jiǎn)單和快速的方式得以執(zhí)行。過(guò)濾介質(zhì)底層40平行地設(shè)置在殼體的底面,其中過(guò)濾介質(zhì)底層40設(shè)置為遠(yuǎn)離殼體的底面,以提供過(guò)濾介質(zhì)底層40和殼體底面之間的間距,該間距可用作過(guò)濾水的通道。 處理水通過(guò)流出管12排出。高速過(guò)濾裝置可進(jìn)一步提供有多種用途的攪拌器。例如,在過(guò)濾過(guò)程中,攪拌器用于幫助具有促凝劑的流入水的混合,以及在反沖洗過(guò)程中,當(dāng)多孔過(guò)濾介質(zhì)隨著反沖水的水位的上升而提升時(shí),攪拌器運(yùn)行以便在較短的時(shí)間內(nèi)使多孔過(guò)濾介質(zhì)之間產(chǎn)生碰撞和摩擦。進(jìn)一步地,在多孔過(guò)濾介質(zhì)沉積后,攪拌器與反沖水一起使用以使得漂浮的污染物緩慢地沉積。更優(yōu)選地是,過(guò)濾介質(zhì)底層40設(shè)置為平行并遠(yuǎn)離殼體的底面,且充滿了多孔過(guò)濾介質(zhì)40。圖1中具體示出了過(guò)濾介質(zhì)底層40的構(gòu)型。可選擇地是,過(guò)濾介質(zhì)底層包括支撐單元41,金屬絲網(wǎng)42,粗砂夾層43和多孔過(guò)濾介質(zhì)44。支撐單元41設(shè)置為穿過(guò)殼體的內(nèi)部,足夠牢固地支撐設(shè)置在其上的金屬絲網(wǎng),粗砂夾層和多孔過(guò)濾介質(zhì)。如圖所示,金屬絲網(wǎng)設(shè)置在支撐單元41之上。理想地是,金屬絲網(wǎng)42具有密集的網(wǎng)眼,以便能夠防止組分, 例如,放置在其上的粗砂,通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)底層40掉落。如上所述,金屬絲網(wǎng)不僅用于防止砂被沖走,同時(shí)在過(guò)濾介質(zhì)底層40的反沖洗過(guò)程中,還能實(shí)現(xiàn)沖洗水的向上流動(dòng)。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知地是,具有足夠緊密的結(jié)構(gòu)的沖孔板及其類似物也可被使用,以便能夠防止砂由此落下,同時(shí)還能夠使反沖水或處理水通過(guò)。更高效地是,能夠堆放和使用一個(gè)或多個(gè)金屬絲網(wǎng)42,以防止砂被沖走。多孔過(guò)濾介質(zhì)44鋪設(shè)在粗砂夾層43上,以便流入水在高速過(guò)濾裝置中向下流動(dòng)時(shí)被過(guò)濾,該粗砂夾層43設(shè)置在金屬絲網(wǎng)42上。在過(guò)濾過(guò)程中,當(dāng)污染物聚積在過(guò)濾介質(zhì)底層上時(shí),流入水不再正常地被過(guò)濾,從而減少了處理水的排出。隨后,過(guò)濾裝置1中的流入水的水位升高。根據(jù)本發(fā)明,傳感器50 用于檢測(cè)高速過(guò)濾裝置1中的流入水的變化,例如流入水的水位、處理水的流量、反沖水的水位。例如,當(dāng)流入水的水位變化時(shí),更具體來(lái)說(shuō),在傳感器50檢測(cè)到水位改變后發(fā)現(xiàn)流入水的水位上升超過(guò)預(yù)設(shè)水位,或在實(shí)時(shí)測(cè)量了處理水的流量后發(fā)現(xiàn)通過(guò)流出管12的處理水的流量低于預(yù)設(shè)水位,或處于不規(guī)律狀態(tài)時(shí),反沖洗裝置20被使用,以用于從高速過(guò)濾裝置1的底部向上供應(yīng)反沖水至過(guò)濾介質(zhì)底層40??蛇x擇地是,反沖洗裝置20用于供應(yīng)反沖水和/或空氣,以促進(jìn)用于分離污染物的反沖洗過(guò)程。另外,傳感器50也能夠檢測(cè)反沖水的水位,以便防止在反沖洗過(guò)程中反沖水溢出高速過(guò)濾裝置的上部,同時(shí)還可維持反沖水的水位高于過(guò)濾介質(zhì)底層。污染物(絮凝或沉淀物)的聚集阻擋了過(guò)濾介質(zhì)底層40中的氣孔,降低了過(guò)濾效率。為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提供了下述的反沖洗裝置。反沖洗裝置包括反沖泵和從泵延伸至殼體內(nèi)部的管道。理想地是,管道設(shè)置在殼體的底部和過(guò)濾介質(zhì)底層之間。反沖水以相反于欲處理的流入水的流動(dòng)方向向上供應(yīng)至殼體的內(nèi)部,使得因過(guò)濾介質(zhì)底層40上的污染物而造成的多孔過(guò)濾介質(zhì)44的堵塞被反沖水帶走,并漂浮分散開(kāi)來(lái), 使得污染物從多孔過(guò)濾介質(zhì)的表面分離,從而解決了堵塞的問(wèn)題。反沖洗過(guò)程中分離的污染物呈漂浮狀(例如,漂浮在過(guò)濾介質(zhì)底層的上部區(qū)域), 并進(jìn)一步通過(guò)設(shè)置在殼體一側(cè)的排放管13輸送到外部。可選地是,通過(guò)流出管12排出的一些處理水能夠被送回至殼體中作為反沖水使用。反沖洗過(guò)程中分離的污染物漂浮在高速過(guò)濾裝置1的上部,更具體地是位于過(guò)濾介質(zhì)底層40的上方,并進(jìn)一步通過(guò)設(shè)置在高速過(guò)濾裝置1 一側(cè)的用于排放反沖水的排放管 13輸送到外部(例如,反沖水排放槽)。同時(shí),與向上供應(yīng)的反沖水一起漂浮的多孔過(guò)濾介質(zhì)不同地是,粗砂夾層43不會(huì)浮動(dòng)和/或漂起。在本發(fā)明的實(shí)施方式中,高速過(guò)濾裝置1的一側(cè)設(shè)置有排放管13,更具體地說(shuō),如圖所示,排放管13設(shè)置在高于過(guò)濾介質(zhì)底層40、低于高速過(guò)濾裝置1的頂部的位置處。排放管13設(shè)置在鄰近于過(guò)濾介質(zhì)底層40的頂部的位置處,同時(shí)低于殼體的頂部和過(guò)濾介質(zhì)底層之間的中間點(diǎn)。另外,排放管13上設(shè)置有擋板(未示出),該擋板能夠作為一種工具以防止在反沖洗之后多孔過(guò)濾介質(zhì)意外地隨反沖水的流動(dòng)而一起沖走。優(yōu)選地是,該擋板的間隔小于多孔過(guò)濾介質(zhì)的直徑。多孔過(guò)濾介質(zhì)44包括有由小粒度玻璃粉與發(fā)泡劑或起泡劑混合形成的多孔微粒,在高溫下被加熱(例如,800 1100°C ),并在冷卻后壓成直徑小于3mm、干容重為0. 4 1. 2g/cm3、飽和濕容重為1. 2 2. Og/cm3的粉末,以用于水凈化。供參考的是,本發(fā)明的多孔過(guò)濾介質(zhì)44的飽和濕容重為1. 2 2. Og/cm3,優(yōu)選地是為1. 3 1. 8g/cm3。關(guān)于上述多孔過(guò)濾介質(zhì)44的飽和濕容重,如果容重小于1. 2g/cm3,即幾乎與水的相同,則多孔過(guò)濾介質(zhì)很可能與流動(dòng)水(例如,反沖水)一起沖走,并可能在深度上不均衡地分布。另外,如果容重大于2. Og/cm3,則很難使多孔過(guò)濾介質(zhì)被反沖水夾帶和提升,因此通過(guò)多孔過(guò)濾介質(zhì)的上升來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的反沖洗方法是不盡如人意的,且需要反沖水的噴射壓力相當(dāng)大才能夠提升多孔過(guò)濾介質(zhì),因此多孔過(guò)濾介質(zhì)的容重高于2. Og/cm3也是不利的。換言之,具有高于水(lg/cm3)的密度的水飽和多孔過(guò)濾介質(zhì)能夠容易地放置到固定的位置,而不是隨著向下流動(dòng)的流入水上、下移動(dòng),同時(shí)具有比砂更低的密度,在反沖洗時(shí),可使得多孔過(guò)濾介質(zhì)隨著反沖水的供應(yīng)易于上升和被夾帶,從而通過(guò)多孔過(guò)濾介質(zhì)之間的碰撞容易地分離污染物。多孔過(guò)濾介質(zhì)44通過(guò)將玻璃粉末與發(fā)泡劑或起泡劑混合,并在高溫下加熱,以及在冷卻后?;谱鞫?。由此,當(dāng)與內(nèi)部氣泡?;尚☆w粒時(shí),多孔過(guò)濾介質(zhì)44可下落到水中。圖2是根據(jù)實(shí)例2的高速過(guò)濾裝置的橫斷面示意圖。圖2中所示的本發(fā)明的實(shí)例 2與圖1中所示的實(shí)例1具有相同的構(gòu)型,只不過(guò)實(shí)例2中的高速過(guò)濾裝置在排放管13處設(shè)置有啟閉裝置60。因此,為了簡(jiǎn)化本發(fā)明,相同或相似的細(xì)節(jié)描述將會(huì)被省略。在反沖洗過(guò)程中,傳感器50能夠檢測(cè)反沖水的水位,以維持反沖水的水位高于過(guò)濾介質(zhì)底層,且不會(huì)從殼體的上部溢出。如圖2所示,本發(fā)明在高速過(guò)濾裝置1的一側(cè)設(shè)置有啟閉裝置60,其中啟閉裝置 60與殼體和排放管13流體連接,以實(shí)現(xiàn)其打開(kāi)和關(guān)閉。具體來(lái)說(shuō),如圖2所示的啟閉裝置 60的位置高于過(guò)濾介質(zhì)底層40、低于高速過(guò)濾裝置1的殼體(以粗線條顯示)的頂部。優(yōu)選地是,啟閉裝置60鄰近于過(guò)濾介質(zhì)底層40的頂部,同時(shí)低于殼體的頂部與過(guò)濾介質(zhì)底層 40之間的中間點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō),啟閉裝置60能夠部分或完全地打開(kāi),以將用于反沖洗多孔過(guò)濾介質(zhì)的反沖水排出到外界(在排放管13的引導(dǎo)作用下),在反沖水的作用下,污染物在沉積至過(guò)濾介質(zhì)底層40之前與過(guò)濾介質(zhì)相分離。在過(guò)濾和反沖過(guò)程中,啟閉裝置60是關(guān)閉的。如圖2所示,啟閉裝置60是一種鉸鏈?zhǔn)降拈T。啟閉裝置60的板體或閥盤61通過(guò)圍繞折頁(yè)部件63的鉸鏈可旋轉(zhuǎn)地連接到框體62上,所述框體62環(huán)繞在排放管13的入口周圍。排放管13可通過(guò)閥盤61的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)(如箭頭所示)實(shí)現(xiàn)打開(kāi)和關(guān)閉。在這種構(gòu)型下,啟閉裝置不會(huì)在充入殼體中的處理水或反沖水壓力的作用下被打開(kāi)。具體來(lái)說(shuō),啟閉裝置的特征在于,折頁(yè)部件63設(shè)置在框體62的最底部,當(dāng)閥盤61 打開(kāi)時(shí),其能夠允許門從上部打開(kāi)。這種布置形式下,在反沖洗過(guò)程中,當(dāng)污染物在漂浮的多孔過(guò)濾介質(zhì)之間的碰撞的作用下實(shí)現(xiàn)分離,且反沖水的供應(yīng)停止時(shí),多孔過(guò)濾介質(zhì)回位或下落于粗砂夾層43,與多孔過(guò)濾介質(zhì)相分離的污染物能夠迅速地從啟閉裝置60處通過(guò)排放管13排出??蛇x擇地是,隨著氣缸(未示出)的往復(fù)運(yùn)動(dòng),啟閉裝置60可通過(guò)框體上的閥盤 61的旋轉(zhuǎn)式移動(dòng)而打開(kāi)?;蛘撸q鏈軸可連接到馬達(dá)上,通過(guò)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉閥盤 61。如上所述,閥盤61能夠從上方打開(kāi),以將位于殼體上部的反沖水排出,漂浮在殼體中的多孔過(guò)濾介質(zhì)在反沖洗后很快得以下落,從而使得多孔過(guò)濾介質(zhì)能夠均勻地置于過(guò)濾介質(zhì)底層40而不會(huì)受到反沖水的流出的影響。多孔過(guò)濾介質(zhì)44(如圖1)在反沖水的上升水流的作用下實(shí)現(xiàn)提升或舉升,優(yōu)選地是,其不會(huì)受到待處理流入水的供應(yīng)水流或反沖水的排出水流的影響。圖3是根據(jù)本發(fā)明的高速過(guò)濾裝置的橫斷面示意圖。顯示在圖3中的本發(fā)明的實(shí)例3與實(shí)例2具有相同的配置,只不過(guò)實(shí)例3中的高速過(guò)濾裝置設(shè)置有用于排出反沖水的升降式啟閉裝置60’,其能夠取代如圖2所示的實(shí)例2中的高速過(guò)濾裝置的殼體上設(shè)置的鉸鏈?zhǔn)絾㈤]裝置60。因此,為了簡(jiǎn)化本發(fā)明,相同或相似的細(xì)節(jié)描述將會(huì)被省略。正如圖2中所示的啟閉裝置60,啟閉裝置60’應(yīng)當(dāng)可以打開(kāi),以使得用于反沖洗多孔過(guò)濾介質(zhì)的反沖水和通過(guò)反沖水分離的污染物在下落到過(guò)濾介質(zhì)底層40之前可通過(guò)排放管13快速地排出。在過(guò)濾和反沖洗過(guò)程中,啟閉裝置60’應(yīng)當(dāng)是關(guān)閉的。如圖3所示,啟閉裝置60’是一種升降式的門。啟閉裝置60’的板體或閥盤61’ 配置成能夠通過(guò)上升和下降的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉排放管13的出入口。在這種構(gòu)型下, 啟閉裝置既不會(huì)被充入殼體的待處理的流入水打開(kāi),也不會(huì)因反沖水壓力的作用而打開(kāi)。同時(shí),啟閉裝置60’配置成能夠在多種升降裝置(M)的作用下通過(guò)閥盤61’的垂直運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)打開(kāi)和關(guān)閉。優(yōu)選地是,啟閉裝置60’設(shè)置成能夠從上方打開(kāi),這與實(shí)例2相同。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例4的高速過(guò)濾裝置的橫斷面示意圖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例4中的高速過(guò)濾裝置具有與實(shí)例1至實(shí)例3相同的構(gòu)型,如上所述,包括有垂直設(shè)置在底面并圍繞其圓周設(shè)置的殼體,以及設(shè)置在殼體內(nèi)部與底面平行的過(guò)濾介質(zhì)底層40。根據(jù)本發(fā)明的過(guò)濾介質(zhì)底層40可配置成增加一個(gè)通過(guò)化學(xué)送料機(jī)18向流入水中投入促凝劑以用于凝聚污染物的過(guò)程。如上所述,通過(guò)進(jìn)水管11供應(yīng)的流入水匯集到高速過(guò)濾裝置1的殼體中,促凝劑通過(guò)化學(xué)送料機(jī)18供應(yīng)至高速過(guò)濾裝置1的殼體中。也即, 殼體可作為一種通過(guò)將促凝劑混合到流入水中以實(shí)現(xiàn)凝聚反應(yīng)的反應(yīng)池。凝固的物質(zhì)(或絮狀物)通過(guò)與過(guò)濾介質(zhì)底層40的多孔過(guò)濾介質(zhì)44(如圖1所示)的接觸而實(shí)現(xiàn)過(guò)濾。在連續(xù)的凝聚和過(guò)濾過(guò)程后,凝固的物質(zhì)停留在多孔過(guò)濾介質(zhì)四周,其中一些物質(zhì)聚集在多孔過(guò)濾介質(zhì)44上并保留在殼體中。另外,旋轉(zhuǎn)攪拌器用于使流入水持續(xù)地在殼體內(nèi)波動(dòng),從而使得流入水在過(guò)濾介質(zhì)的上方激蕩,這樣就防止了絮狀物或沉淀物聚集在過(guò)濾介質(zhì)之上,避免了過(guò)濾損耗。進(jìn)一步地,旋轉(zhuǎn)攪拌器將通過(guò)化學(xué)送料機(jī)18送入的促凝劑與供應(yīng)到殼體中的流入水相互混合, 以便于污染物的凝聚。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的反沖洗方法的流程示意圖,將參考圖1中所示的實(shí)例1進(jìn)行描述(參閱圖1中的本發(fā)明的高速過(guò)濾裝置的每個(gè)組件的參考標(biāo)記)。根據(jù)本發(fā)明的高速過(guò)濾裝置的反沖洗方法包括步驟S100,其中流入水通過(guò)進(jìn)水管導(dǎo)引進(jìn)入高速過(guò)濾裝置。另外,流入水通過(guò)進(jìn)水管導(dǎo)引進(jìn)入高速過(guò)濾裝置的過(guò)程還包括有步驟S900,即混合有促凝劑,以形成絮狀物?;罨男鯛钗锱c多孔過(guò)濾介質(zhì)的接觸反應(yīng)能夠提供顯著的處
理效率。在步驟SlOO中,高速過(guò)濾裝置1供應(yīng)有流入水,該流入水在重力作用下自由下落至殼體內(nèi),當(dāng)流入水通過(guò)高速過(guò)濾裝置中的過(guò)濾介質(zhì)底層40時(shí),過(guò)濾步驟S200被執(zhí)行,即污染物通過(guò)多孔過(guò)濾介質(zhì)被過(guò)濾。隨著流入水的連續(xù)供應(yīng),高速過(guò)濾裝置連續(xù)執(zhí)行過(guò)濾步驟S200,由于長(zhǎng)時(shí)間的重復(fù)過(guò)濾或者流入水中具有較高濃度的污染物,相比于第一輪的過(guò)濾,其不可避免地降低了過(guò)濾效率。如果過(guò)量的污染物停留在過(guò)濾介質(zhì)底層40的多孔過(guò)濾介質(zhì)的表面,過(guò)濾的阻力將會(huì)增加,從而降低過(guò)濾效率,同時(shí)流入水通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)底層40的速度也會(huì)大幅減緩。然而,由于高速過(guò)濾裝置的殼體中的流入水的持續(xù)供應(yīng),流入水的水位也會(huì)上升。也即,如果過(guò)濾介質(zhì)底層40大幅阻塞,過(guò)濾效率將會(huì)降低,通過(guò)流出管12排出的處理水的量也會(huì)減少。殼體內(nèi)水位和處理水流量的變化將會(huì)被傳感器50檢測(cè)到(步驟S300),因此,確定了反沖洗的時(shí)間。預(yù)設(shè)值(例如流入水的水位值、處理水及類似物的流量值)是確定反沖洗時(shí)間的因素。鑒于此,如果需要反沖洗,進(jìn)水管將會(huì)關(guān)閉(步驟S400)。通過(guò)阻止流入水的供應(yīng),未經(jīng)處理的流入水能夠被阻止流入高速過(guò)濾裝置1,僅有留下的流入水能夠過(guò)濾以用于反沖洗。步驟S500是不再額外向高速過(guò)濾裝置供應(yīng)流入水,僅將留在高速過(guò)濾裝置中的流入水過(guò)濾并通過(guò)流出管12排出的過(guò)程,以幾乎清空高速過(guò)濾裝置的殼體??蛇x地是,在步驟S500的排出過(guò)程中,高速過(guò)濾裝置中的流入水,即殼體中的流入水被排出,具體地是, 僅是超過(guò)過(guò)濾介質(zhì)底層上部的水被排出,以便減少反沖水的供應(yīng)。緊接著的是步驟S600,位于高速過(guò)濾裝置的過(guò)濾介質(zhì)底層40下方的反沖水向上供應(yīng)。如上所述,反沖水從底部向頂部通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)底層向上供應(yīng),其中反沖水應(yīng)當(dāng)均勻地分布在整個(gè)過(guò)濾介質(zhì)底層40上。如果分布不均勻,在過(guò)濾過(guò)程中流入水僅會(huì)穿過(guò)反沖洗了的部分,因此經(jīng)過(guò)高速的過(guò)濾,過(guò)濾介質(zhì)底層上的沒(méi)有完全反沖洗的部分將會(huì)發(fā)生阻塞。供應(yīng)反沖水以反沖洗過(guò)濾介質(zhì)底層40,位于過(guò)濾介質(zhì)底層40中的多孔過(guò)濾介質(zhì) 44隨著反沖水一起被夾帶及上升。在該過(guò)程中,通過(guò)多孔過(guò)濾介質(zhì)之間的碰撞和摩擦,或通過(guò)因反沖水水流的穿過(guò)而引起的多孔過(guò)濾介質(zhì)的流動(dòng),使得反沖水和/或空氣實(shí)現(xiàn)噴射以分離連接在多孔過(guò)濾介質(zhì)上的污染物。作為參考,優(yōu)選地是,設(shè)定反沖水供應(yīng)量的限值,以使得反沖水不會(huì)從本發(fā)明的高速過(guò)濾裝置中溢出,更優(yōu)選地是,供應(yīng)的反沖水的水位高于排放管13,低于高速過(guò)濾裝置的頂部。緊接著的是步驟S700,在停止了反沖水的供應(yīng)之后,多孔過(guò)濾介質(zhì)落入到粗砂夾層43上。由于多孔過(guò)濾介質(zhì)比污染物重,因此多孔過(guò)濾介質(zhì)比污染物更早地落下。在多孔過(guò)濾介質(zhì)完全落下之后,執(zhí)行步驟S800,其中包含有從多孔過(guò)濾介質(zhì)分離出的污染物的反沖水被快速地排出。排放管13打開(kāi),污染物隨著反沖水一起通過(guò)該排出管排出。而多孔過(guò)濾介質(zhì)不會(huì)從排放管13中排出。在排出污染物和反沖水之后,排放管13關(guān)閉,流入水再次供應(yīng)至高速過(guò)濾裝置。更優(yōu)選地是,當(dāng)污染物不能高效地從多孔過(guò)濾介質(zhì)中分離和移除時(shí),重復(fù)執(zhí)行步驟S600至S800,以使過(guò)濾效率最大化,然后重新開(kāi)始供應(yīng)流入水的步驟S100。圖6a_6d示出了根據(jù)圖5所示的反沖洗方法的高速過(guò)濾裝置的操作的示意圖。也即,圖6a示出了執(zhí)行根據(jù)反沖洗方法的步驟SlOO和S200的過(guò)濾過(guò)程的高速過(guò)濾裝置。圖6b示出了執(zhí)行排空高速過(guò)濾裝置內(nèi)部以準(zhǔn)備反沖洗過(guò)程的高速過(guò)濾裝置。圖 6c,對(duì)應(yīng)于步驟S600,顯示了執(zhí)行反沖洗過(guò)程的高速過(guò)濾裝置。如圖6c所示,供應(yīng)至反沖洗裝置20的反沖水(及空氣)均勻地噴射到過(guò)濾介質(zhì)底層,并填充高速過(guò)濾裝置,從而實(shí)現(xiàn)多孔過(guò)濾介質(zhì)44和污染物的提升和漂浮。如前所述在這種方式下,隨著多孔過(guò)濾介質(zhì)44 的向上浮動(dòng),停留或聚集在多孔過(guò)濾介質(zhì)表面上的污染物被分離。圖6d顯示了執(zhí)行步驟S700和S800的高速過(guò)濾裝置,其中在反沖水的作用下浮動(dòng)的多孔過(guò)濾介質(zhì)下沉之后,污染物和反沖水被排出。圖6a_6d示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的高速過(guò)濾裝置的反沖洗方法的詳細(xì)圖解,為了更好的理解,以及便于區(qū)別通過(guò)管道(11、12、13)導(dǎo)引的流入水和/或處理水流, 當(dāng)有水流流過(guò)管道時(shí),該管道涂為黑色,當(dāng)沒(méi)有水流流過(guò)管道時(shí),該管未涂成黑色。進(jìn)一步地,高速過(guò)濾裝置的內(nèi)部未分別著色,以便于更清楚地顯示其結(jié)構(gòu)。
另外,雖然本發(fā)明參閱了隨附的附圖進(jìn)行了描述,但并不僅限于陳述的細(xì)節(jié),其目的是用于覆蓋落入隨附的權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)的所有變型或改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種具有多孔過(guò)濾介質(zhì)的高速過(guò)濾裝置,包括 殼體;進(jìn)水管(11),設(shè)置為提供欲過(guò)濾的流入水至殼體中; 過(guò)濾介質(zhì)底層(40),設(shè)置為向上遠(yuǎn)離殼體的底面;流出管(12),設(shè)置在過(guò)濾介質(zhì)底層00)的下方,將通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)底層GO)過(guò)濾后的水排出殼體;反沖洗裝置(20),設(shè)置在殼體底部和過(guò)濾介質(zhì)底層00)之間,向上提供反沖水;以及排放管(13),設(shè)置為排放超過(guò)過(guò)濾介質(zhì)底層00)上部的反沖水和污染物, 其特征在于,過(guò)濾介質(zhì)底層設(shè)置有多孔過(guò)濾介質(zhì)(44),流入水通過(guò)向下流動(dòng)并穿過(guò)過(guò)濾介質(zhì)底層GO)被過(guò)濾,多孔過(guò)濾介質(zhì)包括微粒,所述微粒通過(guò)玻璃粉末與發(fā)泡劑的混合、高溫下的加熱以及冷卻后的粉化形成,所述微粒的直徑小于3mm,干容重為0. 4 1. 2g/ cm3,飽和濕容重為1. 2 2. Og/cm3,在反沖洗過(guò)程中,反沖水的水位設(shè)定為高于排放管(13)的位置、低于殼體的頂部的位置,以使得反沖水不會(huì)從殼體中溢出,排放管(1 設(shè)置在低于殼體的頂部和過(guò)濾介質(zhì)底層之間的中間點(diǎn)的位置處, 多孔過(guò)濾介質(zhì)G4)與污染物一起隨著反沖水的供應(yīng)被夾帶和提升,多孔過(guò)濾介質(zhì)下沉之后,反沖水和污染物通過(guò)排放管(1 排出。
2.如權(quán)利要求1所述的高速過(guò)濾裝置,還包括至少一個(gè)傳感器(50),用于檢測(cè)殼體內(nèi)的流入水的水位或處理水的排出水流的流量。
3.如權(quán)利要求1所述的高速過(guò)濾裝置,其中,過(guò)濾介質(zhì)底層G0)包括設(shè)置為穿過(guò)高速過(guò)濾裝置(1)的支撐單元;至少一個(gè)金屬絲網(wǎng)0 或沖孔板;未穿過(guò)金屬絲網(wǎng)的粗砂夾層;以及多孔過(guò)濾介質(zhì)G4)。
4.如權(quán)利要求1所述的高速過(guò)濾裝置,其中,多孔過(guò)濾介質(zhì)的干容重為0.4 0. 6g/ cm3、飽和濕容重為1. 3 1. 8g/cm3。
5.如權(quán)利要求1所述的高速過(guò)濾裝置,其中,殼體上還設(shè)置有攪拌器。
6.如權(quán)利要求1所述的高速過(guò)濾裝置,其中,排放管(1 上還設(shè)置有擋板。
7.如權(quán)利要求1所述的高速過(guò)濾裝置,其中,啟閉裝置設(shè)置在排放管(1 的入口處,用以控制反沖水的排放。
8.如權(quán)利要求7所述的高速過(guò)濾裝置,其中,啟閉裝置是一種鉸鏈?zhǔn)降拈T,其包括框體(62),其環(huán)繞設(shè)置在位于殼體一側(cè)的排放管(13)的入口的四周;閥盤(61),與框體(62) 上的折頁(yè)部件(6 相連;以及驅(qū)動(dòng)裝置,促使閥盤(61)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求7所述的高速過(guò)濾裝置,其中,啟閉裝置(60’)是一種升降式的門,其包括閥盤(61’),能夠上升和下降以打開(kāi)和關(guān)閉位于殼體一側(cè)的排放管(13);以及升降動(dòng)作單元(M),用于閥盤(61’ )的上升和下降。
10.如權(quán)利要求1所述的高速過(guò)濾裝置,其中,旋轉(zhuǎn)攪拌器用于搖動(dòng)供應(yīng)到殼體中的流入水,其能夠攪動(dòng)位于過(guò)濾層表面上方的水,從而阻止沉淀物的下沉并防止過(guò)濾損失;以及用于混合供應(yīng)至殼體內(nèi)的流入水與通過(guò)化學(xué)送料機(jī)(18)投入的促凝劑,以利于沉淀物的絮凝,從而使絮凝和過(guò)濾過(guò)程能夠同時(shí)在一個(gè)反應(yīng)槽中實(shí)現(xiàn)。
11.一種高速過(guò)濾裝置的反沖洗方法,包括殼體;進(jìn)水管(11),設(shè)置為提供流入水至殼體;過(guò)濾介質(zhì)底層(40),設(shè)置為向上遠(yuǎn)離殼體的底面,并設(shè)置有多孔過(guò)濾介質(zhì)04); 流出管(12),設(shè)置在殼體的底部,以將通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)底層00)過(guò)濾后的水排出殼體; 反沖洗裝置(20),設(shè)置過(guò)濾介質(zhì)底層00)的下方,以向上提供反沖水; 排放管(13),設(shè)置為從位于殼體的頂部和過(guò)濾介質(zhì)底層00)之間的一側(cè)向外延伸,用于排出反沖水;其中,高速過(guò)濾裝置(1)的反沖洗方法包括如下步驟 S400 停止欲過(guò)濾的流入水的供應(yīng); S500 通過(guò)流出管(1 排出殼體內(nèi)的水;S600 供應(yīng)反沖水,并控制反沖水的水位高于排放管(13),且不會(huì)從高速過(guò)濾裝置⑴ 的殼體中溢出,以及通過(guò)供應(yīng)反沖水使多孔過(guò)濾介質(zhì)G4)浮動(dòng)和上升,該多孔過(guò)濾介質(zhì)設(shè)置為具有大于水而小于砂的密度;S700 停止反沖水的供應(yīng),沉淀多孔過(guò)濾介質(zhì)到固定位置;S800 排出包含有污染物的反沖水,其中排出管的位置低于殼體的頂部和過(guò)濾介質(zhì)底層之間的中間點(diǎn)的位置,以使得反沖水通過(guò)排出管排出而不會(huì)從殼體中溢出;以及將通過(guò)排放管(1 排出的反沖水輸送至排放水槽中。
12.如權(quán)利要求11所述的高速過(guò)濾裝置的反沖洗方法,還包括步驟S900其中在提供流入水至高速過(guò)濾裝置之前,將促凝劑與流入水混合以形成絮狀物。
13.如權(quán)利要求11所述的高速過(guò)濾裝置的反沖洗方法,還包括步驟S300其中在流入水的過(guò)濾過(guò)程中,高速過(guò)濾裝置設(shè)置有傳感器(50),以檢測(cè)其中的水位或者流出管(12)中的流量。
14.如權(quán)利要求11所述的高速過(guò)濾裝置的反沖洗方法,其特征在于,上述步驟S600至 S800可重復(fù)執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種易于反沖洗的具有多孔過(guò)濾介質(zhì)的高速過(guò)濾裝置,其中欲過(guò)濾的流入水引導(dǎo)至高速過(guò)濾裝置的上部并通過(guò)向下流動(dòng)進(jìn)行過(guò)濾,在檢測(cè)到流入水的水位或處理水的流出量的變化后,通過(guò)停止流入水和欲處理水的流動(dòng),多孔過(guò)濾介質(zhì)可被反沖洗以維持最佳過(guò)濾效率,通過(guò)反沖洗裝置供應(yīng)向上流動(dòng)的反沖水和/或空氣,使其通過(guò)反沖水沖洗的多孔介質(zhì)之間的碰撞和摩擦來(lái)分離多孔過(guò)濾介質(zhì)中的污染物,并將多孔介質(zhì)放置在固定位置,在污染物沉積之前,通過(guò)高速過(guò)濾裝置的排出管排出污染物。另外,本發(fā)明還包括具有多孔過(guò)濾介質(zhì)的高速過(guò)濾裝置的反沖洗方法。
文檔編號(hào)B01D39/00GK102574031SQ201080047296
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日
發(fā)明者崔珍洛 申請(qǐng)人:米拉可沃特公司
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