CN102755771A - 多级变孔隙率纤维滤床及过滤设备 - Google Patents

多级变孔隙率纤维滤床及过滤设备 Download PDF

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张万友
苑德春
吕洪滨
郗丽娟
姜山
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Abstract

本发明涉及水处理技术领域，用丙纶纤维丝制作纤维丝滤层，将经膨化处理后的丙纶纤维缠绕成一定直径的环状纤维滤元，以若干个滤元并列形成滤层，把由不同直径的纤维滤元制成的滤层通过柔性或刚性装置连接，制成多级变孔隙率纤维滤床。将滤床固定在预制的池体内，小直径纤维制成的滤层端与固定布水板连接，大直径纤维制成的滤层为自由移动端。予处理的水由可自由移动端进入，固定布水板端流出。在重力和摩擦力的作用下，沿水流方向滤层孔隙率依次减低，形成了理想的滤级分布，即变孔隙虑床层，使整体床层均可受纳污染物，当滤料的截污容量达10-15kg/m3，过滤速度在30m/h以上时，出水浊度可在1NTU以下，实现高速和高效的统一。

Description

多级变孔隙率纤维滤床及过滤设备
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，是一种多级变孔隙率纤维滤床及过滤装置，用于滤除水中的悬浮物、铁、锰和大分子有机物等污染物。 
背景技术
过滤是地表水处理和污水资源化过程必不可少的环节。传统的过滤材料为硬质粒状滤料，包括：无烟煤、石英砂等。这些滤料比表面积小，滤层孔隙率低，用粒状滤料制成的重力式滤池截污容量一般小于2kg/m3，过滤速度在8m/h左右、自用水耗为周期制水量的3％以上。目前，这种形式的滤池在国民经济各部门中仍占主导地位。 
随着经济的发展和社会进步，对传统的水质过滤方式提出了挑战。粒状滤料滤池过滤工艺在运行流速、出水水质、自用水耗、截污容量等方面越来越难以满足人们生活水平提高对水质的要求，越来越难以适应日益污染的水体环境，越来越难以满足新形势下节能减排的目标。 
上世纪90年代在借鉴前苏联和日本纤维过滤技术的基础上，国内开始了纤维束过滤材料的研究工作，在对国外相关产品深入剖析的基础上，研制出了一代全新的压力式纤维束过滤器，实现了过滤技术质的飞跃。从此，丙纶纤维以其化学稳定性好、强度高、耐磨损、耐腐蚀的性能被用作过滤材料已经被行业认可。目前国内外的研究焦点是是如何解决高速过滤和高效的问题，研究解决流速与运行周期和出水质量的矛盾问题，简化设备结构问题，防止滤层污堵等问题。 
发明内容
本发明的目的是，对现有技术进行实质性改进，提供一种能截污容量大、过滤周期长、过滤速度快、过滤精度高、结构简单、性能可靠的纤维滤床和过滤装置。 
本发明的目的是由以下技术方案来实现的，用一种丙纶纤维丝制作纤维丝滤层，其特征是：将满足一定要求的经膨化处理后的丙纶纤维缠绕成一定直径的环状纤维滤元，以若干个滤元为一组形成滤层，将由不同直径的纤维滤元制成的滤层通过柔性连接装置连接，至少两级滤层形成滤床。即多级变孔隙率纤维滤床。将滤床固定在预制的池体内，小直径纤维制成的滤层端与固定布水多孔板连接，大直径纤维制成的滤层为可移动自由端。予处理的水由可移动自由端进入，固定布水多孔板端流出。 
本发明的多级可变孔隙率纤维滤床，在水的重力和摩擦力的作用下，不同直径和不同装填密度的纤维滤层在整体滤层被压缩的同时相对位移不同，沿水流方向滤层孔隙率依次减少，形成了理想的滤级分布，即变孔隙虑床层，使整体床层均可受纳污染物，而不是表层过 滤，实现了真正意义的深层过滤。从而大幅度提高了滤料的截污容量(10-15kg/m3滤料)和滤池的过滤速度(30m/h以上)。滤池出口端形成的高密度保护层，确保了出水质量。可以通过对纤维直径、长度、装填密度等参数的调节和优化来提高滤池对不同水质的适应性和不同的水质要求。出水浊度在一定范围内可控可调，对给水处理场合，出水浊度可控制在1NTU以下，在污水资源化领域，二及处理后的污水经本装置处理后，出水水质达到GB18918-2002一级A排放标准或更高水质要求。 
本发明的多级可变孔隙率纤维滤床，可应用于压力式过滤设备和重力式虹吸滤池、无阀滤池、V型滤池等滤池中，与现有技术相比，具有结构简单，截污容量大，过滤周期长，过滤速度快，过滤精度高、性能可靠等优点。 
附图说明
图1为实施例1的一种多级变孔隙率纤维滤床结构示意图。 
图2为实施例2的一种多级变孔隙率纤维滤床及装置结构剖示意图 
图中：1闭环纤维丝滤元，2纤维滤层，3连接环，4连接装置，5网，6.桁架，7.小轮，8.多级变孔隙率纤维滤床，9本体，10固定多孔板，11进水口，12布水槽，13反洗出口，14人孔，15a清洗配水装置及出口，15b清洗入口，16a配气装置及进气口1，16b配气装置及进气口2。 
具体实施方式
下面利用附图所示的实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：参照图1，本实施例的多级纤维滤床，由纤维丝1缠绕呈闭环单节纤维丝滤元2，其重量为0.03-0.05kg，直径范围为10-100um，周长300-1500mm。若干束丙纶纤维缠绕成不同直径、不同长度、不同重量的闭环滤元2，采用连接环3将单节闭环纤维丝滤元2的两端分别固定在连接装置(4)上，连接成至少两级的多级可变孔隙率纤维滤床8。所述的连接装置4，可以是刚性的也可以是柔性的，其刚性连接装置4是由金属网5、骨架6和小轮7组装而成。其柔性的连接采用金属网或非金属网5，不组装桁架6和小轮7。 
实施例2：参照图2，本实施例的重力式变孔隙度的多级纤维滤床滤池结构，采用钢材和砼制作的本体9.在本体9上部的进水口11与布水槽12和清洗水出口13相连，变孔隙度的多级纤维滤床8固连在本体下部的固定多孔板上10，本体9的底部设置清水配水装置及出水口15a有三通管连接清洗水入口15b，其下面设置双通道配气装置16a和16b。 
工作原理：运行过滤时，开启原水入口11，流经布水槽12均匀进入滤池本体9内，在进水重力和摩擦力的作用下，不同直径和不同装填密度的纤维滤层8在整体滤层被压缩的同时相对位移不同，沿水流方向滤层孔隙率依次降低，形成了理想的滤级分布，即变孔隙滤 床层，使整体床层均可受纳污染物，而不是表层过滤，实现了真正意义的深层过滤。过滤的水从清水出口15a流出，实现过滤运行。清洗时，开启清洗水入口15b，先同时开启池体下部安装的变通道防污堵滤层清洗配气装置的进气口16a或16b，使滤床启床，纤维滤元呈松散状态，再通过变换气水流量，切换清洗通道，增加滤层的扰动强度，从而使滤层的截污性能恢复更彻底清洗水从清洗水出口13排出，滤料再生效果好。 
该多级可变空隙滤床可方便地应用于目前国民经济各部门广泛使用的压力式过滤器和重力式虹吸滤池、无阀滤池、V型滤池等各种深层过滤装置，以及各砂滤池的改造，滤池改造可在不增加构筑物的前提下，满足增容和提高水质的要求。 

Claims (7)

1.一种多级变孔隙率纤维滤床，包括丙纶纤维丝缠绕呈一定直径的闭环单节纤维丝滤元(1)，以若干个滤元并列形成滤层(2)采用连接环(3)连接柔性或刚性装置(4)，制成多级变孔隙率纤维滤床(8)。用于各种深层过滤装置的填料。
2.根据权利要求1所述的多级变孔隙率纤维滤床，其特征是：呈闭环单节纤维丝滤元(1)，是经膨化处理的聚丙烯纤维丝，其直径范围为10-100um，闭环单节纤维丝滤元(1)的重量为0.03-0.05kg，周长在300-1500mm之间。
3.根据权利要求1所述的多级变孔隙率纤维滤床：其特征是：将若干束丙纶纤维缠绕成不同直径、不同长度、不同重量的环状滤元(1)，利用连接装置(4)连接成至少两级的多级变孔隙率纤维滤床(8)。将滤床固定在预制的池体内，小直径纤维制成的滤层端与固定布水板连接，大直径纤维制成的滤层为自由移动端，予处理的水由可自由移动端进入，固定布水板端流出。
4.根据权利要求1所述的多级变孔隙率纤维滤床所述的连接装置(4)，其特征是：该连接装置(4)可以是刚性的也可以是柔性的。
5.根据权利要求4所述该连接装置(4)，其特征是：连接装置(4)其刚性连接是由金属网(5)桁架(6)和小轮(7)组成。其柔性的连接是没有组装桁架(6)和小轮(7)的金属网(5)或非金属网(5)。
6.根据权利要求1所述的多级变孔隙率纤维滤床，其特征是：多级变孔隙率纤维滤床(5)用于重力式虹吸滤池、无阀滤池、V型滤池和各种深层过滤装置的填料。
7.根据权利要求6所述的多级变孔隙率纤维滤床制成的滤池，其特征是：在池体(9)下部设计安装了变通道防污堵滤层清洗装置(16a、16b)，通过变换气水流量，切换清洗通道，实现脉动清洗，增加滤层的扰动强度，从而使滤层清洗更彻底。
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