CN107961576B - 一种前置过滤反冲洗装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种前置过滤反冲洗装置及方法，装置包括筒体，筒体的顶部设置进水口、底部设置出水口、中部设置反冲洗出水口；筒体内且位于反冲洗出水口下方设置至少一组过滤装置，过滤装置包括由上至下依次设置的第一过滤网、第二过滤网、第三过滤网和第四过滤网：第一过滤网和第二过滤网的滤网部分均为若干相互平行的滤条，且第一过滤网和第二过滤网的滤条布置方向在过滤状态下纵横交错、反冲洗状态下相互平行；第三过滤网和第四过滤网的滤网部分均为若干同心圆且第三过滤网与第四过滤网的同心圆交错布置；过滤装置还包括用于调节不同状态下对应过滤网角度及高度的调节装置。本发明解决了现有生化法反冲洗过滤器结构复杂、反冲洗时间长等问题。

Description

一种前置过滤反冲洗装置及方法
技术领域
本发明涉及反冲洗技术领域，具体涉及一种前置过滤反冲洗装置。
背景技术
2014年2月13日，国家环保部常务会议讨论并原则上通过了《水污染防治行动计划》，并在全国范围内展开剿灭劣V类、消除黑臭水体的行动。目前普遍采用生化法削减氨氮与COD，恢复河道自净能力。然而在实际应用中，截污管网渗漏的现象频频发生，导致生活污水直接排入河道内，严重影响水体水质，使得大多河道呈现乳白色，SS含量偏高，极易堵塞异位脱氮装置，这将成为目前主要的治污根源。
生化法存在以下技术难点：
市场上使用的生化法常导致滤料或者填料堵塞；污水反冲洗操作普遍采用人工操作，因此存在着人为因素带来的反冲洗时间长、反冲洗强度难以保证、反冲洗效果不明显等问题；传统的反冲洗过滤器结构复杂，体积大，同时安装内部滤芯组件繁琐。
发明内容
针对现有生化法反冲洗过滤器结构复杂、反冲洗时间长等问题，故提出一种去除效果良好、实用性强、反冲洗效率高的前置过滤反冲洗装置及方法。
一种前置过滤反冲洗装置，包括筒体，所述筒体的顶部设置进水口、底部设置出水口、中部设置反冲洗出水口；
所述筒体内且位于反冲洗出水口下方设置至少一组过滤装置，所述过滤装置包括由上至下依次设置的第一过滤网、第二过滤网、第三过滤网和第四过滤网：
所述第一过滤网和第二过滤网的滤网部分均为若干相互平行的滤条，且第一过滤网和第二过滤网的滤条布置方向在过滤状态下纵横交错、反冲洗状态下相互平行；所述第三过滤网和第四过滤网的滤网部分均为若干同心圆且第三过滤网与第四过滤网的同心圆交错布置；
所述过滤装置还包括用于调节不同状态下对应过滤网角度及高度的调节装置。
第一过滤网和第二过滤网的滤条布置方向在过滤状态下纵横交错即第一过滤网和第二过滤网的滤条在水平投影面上相交；反冲洗状态下第一过滤网和第二过滤网的滤条布置方向相互平行是指第一过滤网和第二过滤网的滤条顺同一个方向布置，在水平投影面上相重叠或相平行(优选相重叠)。
第三过滤网和第四过滤网的滤网部分均为同心圆，两层过滤网的同心圆圈数不同，优选地，分别为相差一圈的奇数圈和偶数圈，即第三过滤网和第四过滤网的同心圆圈数不同，一个奇数圈另一个则为偶数圈，且两层过滤网的同心圈交错分布。
过滤状态下，进水方向由上向下，出水口位于筒体底部，反冲洗进口位于筒体中下部侧面，反冲洗出水口位于筒体中上部侧面；每组过滤装置由4片过滤网组成，位于上层的为横、纵两个方向过滤网，位于下层的为圈数差异的同心圆过滤网。过滤装置的设置数量根据实际情况调整。
优选地，所述调节装置为一螺杆，该螺杆与所述筒体顶部螺纹配合***筒体内并依次贯穿所有过滤网，所述第二过滤网和第三过滤网与该螺杆固定连接，所述第一过滤网和第四过滤网中心带有供该螺杆自由穿过的通孔。
为方便操作螺杆，优选地，所述螺杆顶部连接转动阀。
控制顶部转动阀，中间两层过滤网垂直方向上移动，则横纵方向的过滤网角度趋于同向，角度变大；奇偶数同心圆间距逐渐变大。
进一步优选地，所述螺杆包括支撑螺杆和与支撑螺杆同轴连接的至少一段过滤网连接杆，其中每段过滤网连接杆贯穿一组过滤装置的所有过滤网、支撑螺杆与所述筒体螺纹配合且外接所述转动阀。
方便过滤装置的安装和加工，螺杆分为支撑螺杆和若干段过滤网连接杆，过滤网连接杆的设置数量与过滤装置组数对应，每组过滤装置对应一段过滤网连接杆，过滤网连接杆与第二过滤网及第三过滤网一体成型，安装时候与支撑螺杆及相邻的过滤网连接杆对接固定即可。进一步优选地，支撑螺杆和过滤网连接杆使用螺纹连接，可方便拆卸，便于更换。
优选地，所述第一过滤网和第四过滤网可拆卸安装在筒体的内筒体上。内筒体固定每组过滤装置中最上层与最下层过滤网且可拆卸，中间两层过滤网与螺杆一体成型制造。
优选地，所述第一过滤网的相邻滤条间距和第二过滤网的相邻滤条间距均为0.80-1.00mm；所述第三过滤网和第四过滤网分别为相差一圈的奇数圈同心圆和偶数圈同心圆，奇数同心圆半径R＝An+A/2mm，偶数同心圆半径R＝An mm，n为对应的圈数，A为0.80-1.00mm；邻过滤网之间的间距为50-100mm。
进一步优选地，所述第一过滤网的相邻滤条间距第二过滤网的相邻滤条间距均为0.8mm，相邻过滤网间距为80mm。
进一步优选地，所述第三过滤网的半径R和第四过滤网的半径R选取参数A＝0.8mm。
优选地，所述筒体内且位于反冲洗出水口上方设置与所述进水口连接的布水装置，所述布水装置包括：
连接所述进水口的竖向布水管；
与所述竖向布水管连通且水平设置的环形布水管；
以及由环形布水管向环形布水管中心处延伸的若干布水支管，该布水支管上开设布水孔。
进一步地，所述布水支管开孔口径为10-20mm，相邻两孔之间角度为45-60°；进一步优选地，所述布水支管开孔口径为15mm，相邻两孔之间角度为45°。
进一步地，所述环形布水管距离与过滤装置之间的间距为300-500mm。更进一步优选地，环形布水管与下方过滤装置距离400mm。
更进一步优选地，所述布水支管设置为4根，所有布水支管在环形中心交汇且设有供螺杆自由穿过的通孔。
优选地，所述筒体内且位于过滤装置和出水口之间设置布气装置，所述布气装置包括布气主管和水平设置的若干布气支管。采用气水混合反冲洗，增强反冲洗效果。
进一步优选地，布气管呈矩形，与上方过滤装置距离为500-800mm，布气支管开孔口径为4-5mm，相邻两孔之间距离为50-100mm，角度为30-45°。
更进一步优选地，所述布气管与上方过滤装置距离为500mm；布气支管开孔口径为5mm，相邻两孔之间距离为100mm。
优选地，所述筒体上部可开合，将支撑螺杆与螺杆旋转拆卸，过滤装置可进行更换。
外筒体反冲洗出水口与反冲洗进水口中间制造一群承重圈，用于支撑过滤装置。
本发明还提供一种利用所述前置过滤反冲洗装置进行污水前处理的方法，包括如下步骤：
过滤状态下，第一过滤网和第二过滤网的滤条纵横交错，污水由进水口进入筒体内，经过滤装置截留后从筒体底部排出；
反冲洗状态下，调节过滤装置至第一过滤网和第二过滤网的滤条顺同一个方向，同时第三过滤网和第四过滤网之间的间距变大，由筒体的出水口进水，对过滤装置进行反冲洗，反冲洗出水由过滤装置上方排出筒体外。
反冲洗时，通过电动开关控制，同时将出水口蝶阀打开，输送水流体，反冲洗进水口输送气介质，通过切换阀，可转换输送介质，气冲强度为8-10L/(S.m2)、水冲强度为2-4L/(S.m2)，反冲洗时间为5-10min。
进一步优选地，所述气冲强度为10L/(S.m2)。
进一步优选地，所述水冲强度为4L/(S.m2)。
进一步优选地，所述反冲洗时间为10min。
与现有技术相比，本发明就有如下有益效果：
在传统反冲洗装置的基础上对反冲洗过滤装置进行了结构的创新，使其规避了传统装置的缺陷，通过机械带动内部滤芯组件转动，缩短了反冲洗时间、有效保障了反冲洗强度、反冲洗效果明显，同时装置结构简单、体积小、易于安装在异位脱氮装置进水口，有效的解决了异位脱氮装置堵塞的问题，水体透明度及浊度明显提高。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明装置内部结构示意图。
图3为布水装置示意图。
图4为布水支管截面图。
图5为布气装置示意图。
图6为布气支管截面图。
图7为第一过滤网示意图。
图8为第二过滤网示意图。
图9为第三过滤网示意图.
图10为第四过滤网示意图。
图中所示附图标记如下：
1-进水口          2-出水口(反冲洗进水口)   3-反冲洗出水口
4-内筒体          5-反冲洗进气口           6-蝶阀
7-布气管          8-第一过滤网             9-第二过滤网
10-第三过滤网     11-第四过滤网            12-支撑螺杆
13-转动阀         14-过滤网连接杆          15-外筒体
16-竖向布水管     17-布水支管              18-布气支管
19-环形布气管     1701-布水孔              1801-布气孔
具体实施方式
如图1～图10所示，一种前置反冲洗装置，包括筒体，筒体由内筒体4和外筒体15组成，筒体顶部设置进水口1、底部设置出水口(反冲洗进水口)2、中部设置反冲洗出水口3，进水口、出水口和反冲洗出水口均为法兰结构，出水口通过法兰连接出水管，出水管上设置蝶阀6。
筒体内且位于反冲洗出水口上方设置布水装置、中部且位于反冲洗出水口下方设置至少一组过滤装置(本实施方式中以设置一组过滤装置进行说明)，过滤装置下方设置布气装置。
布水装置包括竖向布水管16、环形布水管19和布水支管17，其俯视图如图3所示，竖向布水管上端外接进水口、下端与环形布水管连通，环形布水管水平设置，环形布水管上连通若干根向环形中心延伸的布水支管17，本实施方式中设置4根布水支管，布水支管在环形中心处交汇且交汇处设置通孔，布水支管上开孔，布水孔1701设置为两排且位于下半部管壁上，布水支管开孔口径为10-20mm，相邻两孔之间距离为80-90mm，角度为45-60°，角度是指位于同一径向截面上的两个布气孔与该径向截面圆心连线之间的夹角，布水支管径向截面图如图4所示，环形布水管与过滤装置之间的间距为300-500mm。
过滤装置包括第一过滤网8、第二过滤网9、第三过滤网10和第四过滤网11以及螺杆，第一过滤网8、第二过滤网9、第三过滤网10和第四过滤网11由上至下依次设置，螺杆与筒体顶部螺纹配合并向下伸入筒体内依次穿过布水装置和各层过滤网，顶部与转动阀13连接。
螺杆由支撑螺杆12和过滤网连接杆14首尾同轴连接而成，连接处采用螺纹连接，支撑螺杆位于上段且与筒体顶部螺纹配合，过滤网连接杆段贯穿四层过滤网，第一过滤网和第四过滤网可拆性安装在内筒体4上且中心且带有供过滤网连接杆自由穿过的通孔，第二过滤网和第三过滤网与过滤网连接杆一体成型，固定在过滤网连接杆上，相邻过滤网之间的间距为50-100mm。
第一过滤网8如图7所示，第二过滤网9如图8所示，第一过滤网和第二过滤网的过滤主体均为相互若干相互平行的滤条，本实施方式中滤条为钢丝，当装置处于过滤工况时，第一过滤网和第二过滤网的滤条纵横交错。第三过滤网10如图9所示，第四过滤网如图10所示，其过滤主体为圈数差异的同心圆，本实施方式中，第三过滤网和第四过滤网为相差一圈的奇、偶数同心圆，且两层之前的同心圆交错分布。
当装置需要进行按冲洗时，转动螺杆，中间两层过滤网垂直方向上移动，则横纵方向的过滤网角度趋于同向，角度变大；奇偶数同心圆间距逐渐变大。
第一过滤网的相邻滤条间距和第二过滤网的相邻滤条间距均为0.80-1.00mm；第三过滤网和第四过滤网分别为相差一圈的奇数圈同心圆和偶数圈同心圆，奇数同心圆半径R＝An+A/2mm，偶数同心圆半径R＝An mm，n为对应的圈数，A为0.80-1.00mm；邻过滤网之间的间距为50-100mm。
布气装置如图5所示，包括布气管7和呈矩形分布的布气支管18，布气管贯穿外筒体15外接反冲洗进气口5，布气支管径向截面如图6所示。布气支管呈矩形，与上方过滤装置距离为500-800mm，布气支管开孔口径为4-5mm，相邻两孔之间距离为50-100mm，角度为30-45°。外筒体筒体上部可开合，将支撑螺杆与过滤网连接杆旋转拆卸，过滤装置可进行更换，外筒体反冲洗出水口与反冲洗进水口中间制造一群承重圈，用于支撑过滤装置。
本发明装置工作过程如下：
过滤状态下，污水由进水口进入筒体内，经过滤装置截留后从筒体底部排出；反冲洗状态下，调节过滤装置至第一过滤网和第二过滤网的滤条纵横交错以及第三过滤网和第四过滤网之间的间距变大，由筒体的出水口进水，对过滤装置进行反冲洗，反冲洗出水由过滤装置上方排出筒体外。
反冲洗时，通过电动开关控制，同时将出水口蝶阀打开，输送水流体，反冲洗进水口输送气介质，通过切换阀，可转换输送介质，气冲强度为8-10L/(S.m2)、水冲强度为2-4L/(S.m2)，反冲洗时间为5-10min。
实施例1
某河道全长15.74公里，治理断面河道宽度约15-20m，河道深度1.5-2.0m，断面过水流量约0.14m3/s，每日平均流量约12000m3/d。该河道受到上游属劣V类支流污染，居民生活污水、服务业污水、生活污水直排、混排等影响，氨氮严重超标。该项目采用生化法降解氨氮，由于该河泥沙量大，设备内填料堵塞，导致设备无法正常运行。
根据生化法设备的的进水流量为12000t/d，采用12000t/d规格的前置过滤反冲洗装置。
从本发明装置运行稳定开始，每五天进行一次反冲洗操作，气冲强度为8L/(S.m2)、水冲强度为3L/(S.m2)，反冲洗时间为7min，同时测定一次生化法设备污染指标数据。反冲洗前后设备最大出水量对比：
表1反冲洗前后设备最大出水量对比表
Figure BDA0001524414670000071
本发明装置运行30天后。前后治理现状：
表2未使用前置过滤反冲洗装置前水质现状
Figure BDA0001524414670000072
表3使用前置过滤反冲洗装置后水质现状
Figure BDA0001524414670000081
由表1，设备出水量提升40％；由表2与表3，设备出水悬浮物浓度削减33.3％，氨氮削减53.8％。采用反冲洗前置过滤器，生化设备出水去除氨氮效率提高且出水透明度提升。
实施例2
某河道呈南北走向，全长5.78公里，治理断面河道宽度约20m，河道深度0.5-2.3m，断面过水流速约0.05m3/s。该河主要是氨氮指标为劣V类。该项目采用生化设备对断面进行河道削减。由于该河受下雨天影响，尼沙量骤增，且一到夏季时有藻类爆发。生化设备受以上因素影响，时常出现填料堵塞，设备顶板漏水等情况出现。
根据生化法设备的的进水流量为1500t/d，采用1500t/d规格的前置过滤反冲洗装置。
从本发明装置运行稳定开始，每3天进行一次反冲洗操作，气冲强度为10L/(S.m2)、水冲强度为4L/(S.m2)，反冲洗时间为10min，同时测定一次生化法设备污染指标数据。反冲洗前后设备最大出水量对比：
表4反冲洗前后设备最大出水量对比表
Figure BDA0001524414670000082
本发明装置运行30天后。前后治理现状：
表5未使用前置过滤反冲洗装置前水质现状
Figure BDA0001524414670000083
表6使用前置过滤反冲洗装置后水质现状
Figure BDA0001524414670000084
由表4，设备出水量提升23.3％；由表5与表6，设备出水悬浮物浓度削减42.4％，氨氮削减50％。采用反冲洗前置过滤器，生化设备出水去除氨氮效率提高且出水透明度提升。
以上所述仅为本发明专利的具体实施案例，但本发明专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种前置过滤反冲洗装置，包括筒体，所述筒体的顶部设置进水口、底部设置出水口、中部设置反冲洗出水口；其特征在于，
所述筒体内且位于反冲洗出水口下方设置至少一组过滤装置，所述过滤装置包括由上至下依次设置的第一过滤网、第二过滤网、第三过滤网和第四过滤网：
所述第一过滤网和第二过滤网的滤网部分均为若干相互平行的滤条，且第一过滤网和第二过滤网的滤条布置方向在过滤状态下纵横交错、反冲洗状态下相互平行；所述第三过滤网和第四过滤网的滤网部分均为若干同心圆且第三过滤网与第四过滤网的同心圆交错布置；
所述过滤装置还包括用于调节不同状态下对应过滤网角度及高度的调节装置。
2.根据权利要求1所述前置过滤反冲洗装置，其特征在于，所述调节装置为一螺杆，该螺杆与所述筒体顶部螺纹配合***筒体内并依次贯穿所有过滤网，所述第二过滤网和第三过滤网与该螺杆固定连接，所述第一过滤网和第四过滤网中心带有供该螺杆自由穿过的通孔。
3.根据权利要求2所述前置过滤反冲洗装置，其特征在于，所述螺杆顶部连接转动阀。
4.根据权利要求3所述前置过滤反冲洗装置，其特征在于，所述螺杆包括支撑螺杆和与支撑螺杆同轴连接的至少一段过滤网连接杆，其中每段过滤网连接杆贯穿一组过滤装置的所有过滤网、支撑螺杆与所述筒体螺纹配合且外接所述转动阀。
5.根据权利要求2所述前置过滤反冲洗装置，其特征在于，所述第一过滤网和第四过滤网可拆卸安装在筒体的内筒体上。
6.根据权利要求1所述前置过滤反冲洗装置，其特征在于，所述第一过滤网的相邻滤条间距和第二过滤网的相邻滤条间距均为0.80-1.00mm；所述第三过滤网和第四过滤网分别为相差一圈的奇数圈同心圆和偶数圈同心圆，奇数圈同心圆半径R＝An+A/2mm，偶数圈同心圆半径R＝An mm，n为对应的圈数，A为0.80-1.00mm；邻过滤网之间的间距为50-100mm。
7.根据权利要求1所述前置过滤反冲洗装置，其特征在于，所述筒体内且位于反冲洗出水口上方设置与所述进水口连接的布水装置，所述布水装置包括：
连接所述进水口的竖向布水管；
与所述竖向布水管连通且水平设置的环形布水管；
以及由环形布水管向环形布水管中心处延伸的若干布水支管，该布水支管上开设布水孔。
8.根据权利要求7所述前置过滤反冲洗装置，其特征在于，所述筒体内且位于过滤装置和出水口之间设置布气装置，所述布气装置包括布气主管和水平设置的若干布气支管。
9.一种利用如权利要求1所述前置过滤反冲洗装置进行污水前处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：
过滤状态下，第一过滤网和第二过滤网的滤条纵横交错，污水由进水口进入筒体内，经过滤装置截留后从筒体底部排出；
反冲洗状态下，调节过滤装置至第一过滤网和第二过滤网的滤条顺同一个方向，同时第三过滤网和第四过滤网之间的间距变大，由筒体的出水口进水，对过滤装置进行反冲洗，反冲洗出水由过滤装置上方排出筒体外。
10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，反冲洗状态下同时向筒体内输送压缩气体进行气水混合反冲洗，气冲强度为8-10L/(S.m2)、水冲强度为2-4L/(S.m2)，反冲洗时间为5-10min。
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