CN113893608B

CN113893608B - 悬浮快滤装置

Info

Publication number: CN113893608B
Application number: CN202111194819.2A
Authority: CN
Inventors: 蒋剑虹; 邱顺凡; 唐清畅; 贺卫宁; 陶霞
Original assignee: China Machinery International Engineering Design and Research Institute Co Ltd
Current assignee: China Machinery International Engineering Design and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2021-10-14
Filing date: 2021-10-14
Publication date: 2022-08-12
Anticipated expiration: 2041-10-14
Also published as: CN113893608A

Abstract

本发明公开了一种悬浮快滤装置，包括：池体，池体的内腔通过隔墙分隔为预沉区、过滤区和储水区，且预沉区和过滤区的底部连通形成排泥区；过滤区的上端与储水区连通，过滤区内设有滤料承托板，及自由悬浮填装于滤料承托板上方水体中的悬浮滤料，滤料承托板用于对上向流的水体进行过滤，悬浮滤料用于在水流、浮力、重力及过滤阻力的综合作用下自动调整其水中滤层的厚度，以形成沿水体流动方向孔隙率逐步减小的变滤层厚度过滤；排泥区用于临时存储污泥及过滤出的杂物。本发明提供了一种适用于初期雨水和合流制溢流污水的快速过滤装置，结构简单、能有效去除进水中的较大杂物、泥沙、以及悬浮物及其附着物，去除效率高。

Description

悬浮快滤装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别地，涉及一种悬浮快滤装置。

背景技术

初期雨水溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等，降落地面后又冲刷了屋面、道路等不透水面上的污染物，使其含有大量污染物质。合流制污水中包含雨水、生活污水，甚至工业废水，具有三种污水的污染特征，污染物种类多，浓度高，成分复杂。初期雨水或合流制溢流污水直接排放对水环境造成严重破坏，目前城市面源污染已成为我国城市水体污染的主要成因。

悬浮物是初期雨水和合流制溢流污水中污染物附着的重要载体，也是水体污染物的重要输出形态。因此去除悬浮物是降低水污染负荷的有效途径，因过滤能有效去除水中的悬浮物，在初期雨水和合流制溢流污水处理方面逐渐受到关注。

国内目前针对初期雨水和合流制溢流污水中悬浮物的主要去除机理为沉淀或过滤。例如专利号为CN105040804B的中国专利文献公开了一种分流制雨水排水***末端漂浮式过滤装置，该装置包括带有进水口和出水口的过滤腔体，所述过滤腔体包括：引流通道，向下引流来自进水口的水体；悬浮物分离区，包括上向流过滤水体的过滤通道以及填充在所述过滤通道内的漂浮滤层；沉淀区，位于悬浮物分离区下方，用于收集被悬浮物分离区过滤的杂质。该装置结构简单，无需动力，能去除水中部分悬浮物及其上附着的其他污染物，但过滤精度较低，污染物去除效果有限，漂浮滤层顶部设置的挡板导致滤层易堵塞，过滤阻力损失大，滤层冲洗效果差，需要频繁进行反冲洗以恢复滤层的过滤性能。

例如专利号为CN209161714U的中国专利文献公开了一种污水处理用一体化沉淀过滤装置，该装置包括区体及隔墙，将区体内空间分割为沉淀区、过滤区及设备间，沉淀区上部设有进水口，沉淀区与过滤区的隔墙上部设置溢流槽和出水管，出水管连通过滤区下部，过滤区的中部设有滤板，滤板上设有透水孔，滤板上铺设石英砂，过滤区上部设置排水孔，排水孔通过排水管连接排水槽。该装置集成沉淀、过滤功能，可去除污水中的悬浮物，出水水质较好，但装置结构复杂、沉淀区易短流，采用石英砂作为滤料过滤阻力较高，水头损失大，滤层易堵塞，仅设置水冲洗，利用滤层上部滤后水冲洗的水头不足，冲洗强度不够，滤层冲洗作用有限，影响过滤效果。

发明内容

本发明提供了一种悬浮快滤装置，以解决现有的过滤沉淀装置存在的结构复杂、过滤精度低及污染物去除效果有限的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种悬浮快滤装置，包括：池体，池体的内腔通过隔墙分隔为依次设置的预沉区、过滤区和储水区，且预沉区和过滤区的底部连通形成排泥区，过滤区的上端与储水区连通；预沉区用于对进入的污水进行预沉淀，并使污水在其内形成向下流动的下向流；过滤区的上端与储水区连通，以使过滤区内的水体形成向上流动的上向流，过滤区内设有滤料承托板，及自由悬浮填装于滤料承托板上方水体中的悬浮滤料，滤料承托板用于对上向流的水体进行过滤，并用于防止悬浮滤料向下掉落至排泥区，悬浮滤料用于在水流、浮力、重力及过滤阻力的综合作用下自动调整其水中滤层的厚度，以形成沿水体流动方向孔隙率逐步减小的变滤层厚度过滤；排泥区用于临时存储污泥及过滤出的杂物。

进一步地，悬浮滤料的孔隙率大于90％，密度为0.90～0.98g/cm³，堆积密度为98～100kg/m³。

进一步地，滤料承托板水平设置且靠近排泥区，并滤料承托板的外周分别与对应侧的隔墙相连；滤料承托板为钢丝网，或为其上开设有均匀间隔布设的滤孔的孔隙板。

进一步地，悬浮快滤装置还包括用于使过滤后的水体向外溢流的多组出水溢流槽；多组出水溢流槽沿过滤区的宽度方向依次间隔布设于悬浮滤料的上方，且各出水溢流槽的出流端与储水区连通。

进一步地，出水溢流槽包括上端开口且呈沟渠状的溢流槽本体，溢流槽本体沿过滤区的长度方向布设，且溢流槽本体的起始端抵接对应侧的隔墙，其相对的出流端穿设对应侧的隔墙后伸入储水区；溢流槽本体的两侧边各连接有沿侧边长度方向布设的滤网，两块滤网向溢流槽本体中间倾斜布置，且两块滤网的顶边靠拢连接。

进一步地，预沉区的隔墙的内壁面上设有用于向预沉区均匀配水的配水槽，配水槽位于预沉区的上端且沿预沉区的长度或宽度方向延伸，并配水槽的侧壁上开设有沿其长度方向均匀间隔设置的出水孔；悬浮快滤装置还包括输送管网，输送管网包括与配水槽连通以将外部污水送入配水槽的进水管组、与储水区连通以将处理后的水体向外导出的出水管组、与排泥区连通以将污泥和杂物向外排出的排污管组。

进一步地，悬浮快滤装置还包括用于使污水中的泥沙进行沉淀的双层异向斜板；双层异向斜板沿预沉区的长度或宽度方向依次间隔布设，且各双层异向斜板包括呈夹角相交的两块沉泥板。

进一步地，悬浮快滤装置还包括用于检测预沉区内液位高低的液位检测器，液位检测器连接于预沉区隔墙的内壁面上，且与外设的控制装置相连；悬浮快滤装置还包括用于对预沉区、过滤区及排泥区进行反冲洗的反冲洗装置，反冲洗装置包括用于进行曝气冲洗的曝气冲洗装置，曝气冲洗装置设置于池体外且其出气端分别延伸至预沉区和过滤区的下方，以用于在预沉区内液位达到设定高度时自动开启，以交替对预沉区和过滤区进行曝气冲洗。

进一步地，曝气冲洗装置包括设置于池体外的鼓风机、与鼓风机连通的曝气干管、与曝气干管分别连通的第一曝气支管和第二曝气支管、设置于第一曝气支管中的第一开关阀和设置于第二曝气支管中的第二开关阀；鼓风机、第一开关阀及第二开关阀分别与控制装置相连；第一曝气支管穿设排泥区后延伸至双层异向斜板的下方均匀布置，第二曝气支管穿设排泥区后延伸至滤料承托板的下方均匀布置。

进一步地，排泥区的底板上还设有导泥板，导泥板由过滤区至预沉区方向逐渐向下倾斜；储水区的底板位置高于滤料承托板的位置；反冲洗装置还包括用于进行水冲洗的水冲洗装置，水冲洗装置的进水端与储水区底板连通，其相对设置的排水端延伸至导泥板的起端。

本发明具有以下有益效果：

本发明装置中，过滤区采用悬浮滤料和带孔隙的滤料承托板组合结构，悬浮滤料的水下滤料形成上密下疏，孔隙沿水流方向逐渐减小的理想滤层，从而实现分层过滤，滤料承托板可有效拦截水中体积较大的杂物，如树叶等，悬浮滤料的滤料底层拦截尺寸较大的悬浮物，沿水流方向滤层孔隙逐渐减小，剩余的尺寸较小的悬浮物被拦截，从而本发明中过滤区的该组合结构，可对各种尺寸的杂物均具有良好的截留效果，整个滤层截污能力得到充分利用，从而增大滤层的截污量，并延长整个装置的过滤周期；悬浮滤料自由设置，其顶部不设置压板，悬浮滤料在水流、浮力、重力、过滤阻力等多重力的综合作用下自由活动，过滤初期，浮力作用为主导，一定厚度的滤层浮于水面之上，随着过滤的进行，滤料重量不断增加，滤层随之下沉入水，以不断向水中自动补充滤料，从而本发明装置可根据滤层的受力情况自动调整悬浮滤料在水中滤层的厚度，实现变滤层厚度过滤，保障装置污染物的去除效果和出水质量，同时减小单个过滤周期的总水头损失，且滤层顶部不设置压板也便于滤料的及时补充和更换；本发明装置针对现有初期雨水、合流制溢流污水过滤技术存在的问题，本发明提供了一种适用于初期雨水和合流制溢流污水的一体化快速过滤装置，其结构简单、处理速度快、水头损失小、处理效果好、占地面积小、运维管理方便、综合成本低，能有效去除进水中的较大杂物、泥沙、以及悬浮物及其附着物，去除效率高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的悬浮快滤装置的主视结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是图1中出水溢流槽横断面示意图；

图4是图1中配水槽正面示意图。

图例说明

10、池体；11、隔墙；12、导泥板；101、预沉区；102、过滤区；103、储水区；104、排泥区；105、配水槽；106、出水孔；20、滤料承托板；30、悬浮滤料；40、出水溢流槽；41、溢流槽本体；42、滤网；50、双层异向斜板；61、进水管组；62、出水管组；63、排污管组；71、曝气冲洗装置；711、鼓风机；712、曝气干管；713、第一曝气支管；714、第二曝气支管；715、第一开关阀；716、第二开关阀；72、水冲洗装置；721、冲洗干管；722、第三开关阀；723、冲洗支管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种悬浮快滤装置，包括：池体10，池体10的内腔通过隔墙11分隔为依次设置的预沉区101、过滤区102和储水区103，且预沉区101和过滤区102的底部连通形成排泥区104；预沉区101用于对进入的污水进行预沉淀，并使污水在其内形成向下流动的下向流；过滤区102的上端与储水区103连通，以使过滤区102内的水体形成向上流动的上向流，过滤区102内设有滤料承托板20，及自由悬浮填装于滤料承托板20上方水体中的悬浮滤料30，滤料承托板20用于对上向流的水体进行过滤，并用于防止悬浮滤料30向下掉落至排泥区104，悬浮滤料30用于在水流、浮力、重力及过滤阻力的综合作用下自动调整其水中滤层的厚度，以形成沿水体流动方向孔隙率逐步减小的变滤层厚度过滤；排泥区104用于临时存储污泥及过滤出的杂物。

本发明的悬浮快滤装置工作时，外部待处理的初期雨水和合流制溢流污水等污水进入预沉区101，并在预沉区101内形成向下流动的下向流，污水经预沉区101作用进行预沉淀，沉淀出的污泥临时存储在排泥区104；下向流的污水经预沉淀后由预沉区101和过滤区102两者连通的底部进入过滤区102，并在过滤区102中形成向上流动的上向流，上向流流动过程中，首先经过滤料承托板20的初步过滤作用，过滤出污水中体积较大的杂物，如树叶等，污水经过滤料承托板20的初步作用后，继续向上流经悬浮滤料30，悬浮滤料30的下层滤料截留体积较大的悬浮物，上层滤料则进一步对细小的悬浮物进行截留吸附；经过悬浮滤料截留过滤后的水体由过滤区102的上端溢流至储水区103中存储，而截留出的杂物则临时存储在排泥区104中，最后排泥区104中的污泥及杂物再统一向外排放。

本发明装置中，过滤区102采用悬浮滤料30和带孔隙的滤料承托板20组合结构，悬浮滤料的水下滤料形成上密下疏，孔隙沿水流方向逐渐减小的理想滤层，从而实现分层过滤，滤料承托板20可有效拦截水中体积较大的杂物，如树叶等，悬浮滤料30的滤料底层拦截尺寸较大的悬浮物，沿水流方向滤层孔隙逐渐减小，剩余的尺寸较小的悬浮物被拦截，从而本发明中过滤区102的该组合结构，可对各种尺寸的杂物均具有良好的截留效果，整个滤层截污能力得到充分利用，从而增大滤层的截污量，并延长整个装置的过滤周期；悬浮滤料30自由设置，其顶部不设置压板，悬浮滤料30在水流、浮力、重力、过滤阻力等多重力的综合作用下自由活动，过滤初期，浮力作用为主导，一定厚度的滤层浮于水面之上，随着过滤的进行，滤料重量不断增加，滤层随之下沉入水，以不断向水中自动补充滤料，从而本发明装置可根据滤层的受力情况自动调整悬浮滤料在水中滤层的厚度，实现变滤层厚度过滤，保障装置污染物的去除效果和出水质量，同时减小单个过滤周期的总水头损失，且滤层顶部不设置压板也便于滤料的及时补充和更换；本发明装置针对现有初期雨水、合流制溢流污水过滤技术存在的问题，本发明提供了一种适用于初期雨水和合流制溢流污水的一体化快速过滤装置，其结构简单、处理速度快、水头损失小、处理效果好、占地面积小、运维管理方便、综合成本低，能有效去除进水中的较大杂物、泥沙、以及悬浮物及其附着物，去除效率高。

可选地，如图1所示，池体10总平面尺寸为13.6×2.5m，总高3.2m，设计处理能力3000m³/d，池体10采用碳钢防腐材质，外包彩钢板，且相邻的预沉区101和过滤区102、过滤区102和储水区103两两共用隔墙11，从而池体10结构简单、容易制备、且制作成本低。

可选地，悬浮滤料30的形状为圆柱形、多面体形、圆盘形及球形中的一种或多种，其包括外网体，及填充于外网体内的无纺布；悬浮滤料30的孔隙率大于90％，密度为0.90～0.98g/cm³，堆积密度为98～100kg/m³。本可选方案中，悬浮滤料30采用控水性好、悬浮物截留量大、清洗性好的悬浮滤料，密度在0.90～0.98g/cm³范围内，填装高度为500～1200mm；悬浮滤料的形状可采用圆柱形、多面体形、圆盘形、彗星状及球形中的一种或多种，悬浮滤料的具体形状和大小根据待处理污水特征确定；悬浮滤料漂浮或悬浮集聚在水体中，水流从下往上通过，滤料形成良好的污染物截留层。悬浮滤料30比重与水相近，受浮力作用集聚在水面位置，受上向流水流顶托和滤料本身浮力、重力共同作用挤压密实，水中滤料形成上密下疏、沿水流方向孔隙率逐步减小的理想滤层，滤层底部截留较大悬浮物，滤层顶部进一步对细小悬浮物进行截留吸附，不仅悬浮物截留效果好，而且滤层截污能力得到最大程度利用；滤料承托板20以上水深大于两倍滤层高度，且滤层上不设置压板，以便悬浮滤料在水流、浮力和重力等多重力的作用下自由活动。

本可选方案的具体实施例中，悬浮滤料30为圆柱状，长8mm，直径8mm，中间填充褶皱状纺粘无纺布，孔隙率达90％以上，滤料比重为0.92g/cm³，堆积密度为98kg/m³，悬浮物的捕获量12～21kgSS/m³，滤层厚度为500mm。

可选地，如图1所示，滤料承托板20水平设置且靠近排泥区104，并滤料承托板20的外周分别与对应侧的隔墙11相连；滤料承托板20为钢丝网，或为其上开设有均匀间隔布设的滤孔的孔隙板。本可选方案中，钢丝网或滤孔的孔隙长为10～15mm、宽1～5mm，孔隙大小应根据悬浮滤料的尺寸灵活确定。滤料承托板20不仅可以支撑滤料层，防止滤料掉落至池底，同时可以改善过滤区102进水配水的均匀性，最大程度发挥滤层的过滤效果，同时还可有效拦截较大杂物，避免其堵塞悬浮滤料的滤层。

可选地，如图2所示，悬浮快滤装置还包括用于使过滤后的水体向外溢流的多组出水溢流槽40；多组出水溢流槽40沿过滤区102的宽度方向依次间隔布设于悬浮滤料30的上方，且各出水溢流槽40的出流端与储水区103连通。过滤区102顶部设置出水溢流槽40，用于保证过滤区102出水的均匀性，避免滤层发生短流和穿透。

本可选方案中，再结合图3所示，出水溢流槽40包括上端开口且呈沟渠状的溢流槽本体41，溢流槽本体41沿过滤区102的长度方向布设，且溢流槽本体41的起始端抵接对应侧的隔墙11，其相对的出流端穿过对应侧的隔墙11后伸入储水区103；溢流槽本体41的两侧边各连接有沿侧边长度方向布设的滤网42，两块滤网42向溢流槽本体41中间倾斜布置，且两块滤网42的顶边靠拢连接。滤网42为钢丝网或为其上开设有均匀间隔布设的滤孔的孔隙板，滤孔尺寸不大于滤料尺寸的1/2，长度宜采用10～30mm，用于防止滤料流失，根据滤料尺寸和参数灵活确定。两块滤网42的下侧边分别与溢流槽本体41的侧边连接，其相对的上侧边向上延伸过程中逐步倾斜后靠拢连接固定，既可有效保证溢流出水和滤料的拦截，同时又能避免滤料在溢流槽本体41顶部的堆积。本可选方案的具体实施例中，过滤区102顶部设置两条出水溢流槽40，尺寸为3.5×0.2×0.4m；滤网42的孔隙长为15mm、宽3mm，均匀布置。

可选地，如图1所示，预沉区101的隔墙11的内壁面上设有用于向预沉区101均匀配水的配水槽105，配水槽105位于预沉区101的上端且沿预沉区101的长度或宽度方向延伸，并配水槽105的侧壁上开设有沿其长度方向均匀间隔设置的出水孔106，出水孔106可采用圆形、多边形等形状。本可选方案中，再结合图4所示，配水槽105的槽壁上均匀开设有上下两排出水孔106，且上下两排出水孔106依次错位布设，并下排出水孔106的孔底与配水槽105的槽底齐平。出水孔106可采用圆形、椭圆形、或多边形等形状，直径或边长为30～100mm，孔口出流方式使出水保持一定的水平流速，从而有利于预沉区101配水的均匀性，同时及时排出配水槽105底板沉积的泥沙。

可选地，如图1所示，悬浮快滤装置还包括输送管网，输送管网包括与配水槽105连通以将外部污水送入配水槽105的进水管组61、与储水区103连通以将处理后的水体向外导出的出水管组62、与排泥区104连通以将污泥和杂物向外排出的排污管组63。本可选方案中，进水管组61包括进水管及设置于进水管中的开关阀，进水管的出水端穿设池体10的侧壁后伸入配水槽105中；出水管组62包括出水管，及设置于出水管中的开关阀，出水管的进水端与储水区103的侧壁连通；排污管组63包括排污管，及设置于排污管中的开关阀，排污管的进污端穿设池体10的侧壁后伸入排泥区104中。

可选地，如图1所示，悬浮快滤装置还包括用于使污水中的泥沙进行沉淀的双层异向斜板50；双层异向斜板50沿预沉区101的长度或宽度方向依次间隔布设，且各双层异向斜板50包括呈夹角相交的两块沉泥板。双层异向斜板50不仅能够增大预沉区101的面积利用率，强化斜板沉淀效果，有效去除进水较大悬浮颗粒和泥沙，减轻过滤区102的处理负荷，同时有效改善预沉区101的水力流态，实现导流作用，发挥良好的整流和配水功能。工作时，污水从上至下经过双层异向的双层异向斜板50，使较大杂质、泥沙等与污水分离，沉入底部排泥区104以定期排出，水流则从与过滤区102共用的隔墙11底部出口流出。本发明装置采用沉淀+过滤的工艺组合，预沉区101设置双层异向斜板50，可有效去除较大杂物和泥沙等悬浮物，强化斜板沉淀效果，减轻滤池处理负荷，降低过滤区102的堵塞风险，延长装置的过滤周期；且与普通单层单向斜板相比，双层异向的沉泥板可有效减少预沉区101的无效沉淀面积，增大预沉区101的面积利用率，同时双层异向的斜板还可有效改善沉淀区的水力流态，发挥良好的整流和配水功能。

可选地，如图1所示，悬浮快滤装置还包括用于检测预沉区101内液位高低的液位检测器，液位检测器连接于预沉区101隔墙11的内壁面上，且与外设的控制装置相连；悬浮快滤装置还包括用于对预沉区101、过滤区102及排泥区104进行反冲洗的反冲洗装置，反冲洗装置包括用于进行曝气冲洗的曝气冲洗装置71，曝气冲洗装置71设置于池体10外且其出气端分别延伸至预沉区101和过滤区102的下方，以用于在预沉区101内液位达到设定高度时自动开启，以交替对预沉区101和过滤区102进行曝气冲洗。本发明装置中，液位检测器、控制装置及曝气冲洗装置形成自动控制冲洗，工作时，随过滤的进行，过滤区102中滤层阻力不断增加，致使预沉区101中液位逐步升高，当达到设定的标高时，表示滤层截污能力已饱和，液位检测器发送电信号至控制装置，控制装置接收电信号后控制曝气冲洗装置71进行自动冲洗，该设计对流量、水质波动大的污水处理具有良好的适应性。

本可选方案中，如图1所示，曝气冲洗装置71包括设置于池体10外的鼓风机711、与鼓风机711连通的曝气干管712、与曝气干管712分别连通的第一曝气支管713和第二曝气支管714、设置于第一曝气支管713中的第一开关阀715和设置于第二曝气支管714中的第二开关阀716；鼓风机711、第一开关阀715及第二开关阀716分别与控制装置相连；第一曝气支管713穿设排泥区104后延伸至双层异向斜板50的下方均匀布置，第二曝气支管714穿设排泥区104后延伸至滤料承托板20的下方均匀布置。工作时，通过第一曝气支管713曝出的气泡振动双层异向斜板50，从而清洗沉积在斜板上的污泥，解决斜板积泥和堵塞问题；通过第二曝气支管714曝出的气泡对悬浮滤料30进行振动和搅拌，促进滤料之间的碰撞摩擦，使滤料中截留的污染物分离出来，从而实现滤料的清洗，恢复滤料的截污能力；预沉区101和过滤区102分时段曝气清洗，可大大减小鼓风机711和曝气管路的规模，保证清洗强度的同时降低设备电力负荷和制造成本。本可选方案的具体实施例中，第一曝气支管713和第二曝气支管714两者均设置有沿周向均匀间隔设置的多排曝气孔，且各排曝气孔包括沿长度方向依次间隔设置的多个曝气孔；第一曝气支管713和第二曝气支管714两者的管径分别为DN100mm，开设于其上的曝气孔开口朝下且与竖直方向成45°角交错布置，孔口间距控制在50～200mm之间，孔径控制在10～60mm之间；优选地，第一曝气支管713和第二曝气支管714的数量为多组，以保证气泡在整个预沉区101和过滤区102平面上均匀布置。

本可选方案中，如图1和图2所示，排泥区104的底板上还设有导泥板12，导泥板12由过滤区102至预沉区101方向逐渐向下倾斜；储水区103的底板位置高于滤料承托板20的位置；反冲洗装置还包括用于进行水冲洗的水冲洗装置72，水冲洗装置72的进水端与储水区103底板连通，其相对设置的排水端延伸至导泥板12的起端。工作时，出水溢流槽40与储水区103连通，滤后水通过出水溢流槽40进入储水区103，部分滤后水在储水区103储存，其余通过出水管组62排放；储水区103的底板位置高于滤料承托板20的位置，在储水区103的底板上设置水冲洗装置72，曝气冲洗装置71对双层异向斜板50和悬浮滤料30冲洗完成后，控制装置自动打开水冲洗装置72对排泥区104进行冲洗，冲洗设施保证了装置的良好卫生条件，不仅不消耗电能，而且可实现处理水的重复利用。

本可选方案的具体实施例中，如图1和图2所示，水冲洗装置72包括冲洗干管721、设置于冲洗干管721中的第三开关阀722、及分别与冲洗干管721连通的多根并排设置的冲洗支管723，冲洗干管721的进水端穿设储水区103的底板后延伸至储水区103中，第三开关722与控制装置相连，多根冲洗支管723穿设池体10的侧墙后延伸至导泥板12上，且均匀间隔设置于导泥板12上。

本发明装置采用气冲洗+水冲洗相结合的方式，利用小气泡对双层异向斜板50的振动，使双层异向斜板50上的积泥掉落至底部排泥区104，小气泡对悬浮滤料30进行曝气搅拌和擦洗，促使滤料中的污染物脱出并掉落至底部排泥区104，冲洗的同时由排污管组63进行排水；双层异向斜板50和滤料清洗完毕并装置排空以后，再用储水区103的水对排泥区104底板的积泥进行冲洗，水冲洗完毕后进入下一过滤周期或待机状态。本冲洗方式可保持装置干净卫生，防止待机时产生臭气，而且干燥待机可以最大程度承受初期进水或合流制溢流污水的超高固体负荷冲击，保证过滤初期处理效果。

可选地，如图1所示，预沉区101、过滤区102底部设排泥区104，收集和排除预沉区101和过滤区102截留、清洗下来的污泥，排泥区104底板由过滤区102向预沉区101放坡，坡顶端接冲洗支管723，排泥区104坡底侧连接电动排泥阀5b和排泥总管5a。排泥区104底板冲洗时自动打开电动排泥阀5b，将汇集的污泥统一排放。

本发明装置工作时，随着过滤的进行，滤层阻力不断增加，逼高预沉区101液位，装置根据预沉区101超声波液位计或浮球液位计信号，自动轮流对双层异向斜板50和悬浮滤料30进行空气擦洗；冲洗过程首先停止装置进水，并静置5min，使装置内液位平出水溢流出水溢流槽40标高，再对过滤区102进行曝气搅拌和擦洗，预沉区101静置，5min后切换曝气区域，对预沉区101进行曝气振动，过滤区102静置，5min后再切换曝气区域，对过滤区102进行曝气搅拌和擦洗，预沉区101静置，同时打开排污管组63中的电动排污阀进行排泥，边曝气边排泥，时间2min，然后关闭鼓风机711，继续进行排泥，直至装置排空；最后打开第三开关阀722，对排泥区104底板进行水冲洗，保持该电动阀开启，冲洗泥水同时排出，直至装置再次排空；最后关闭第三开关阀722和排污管组63中的电动阀，装置进入下一处理周期或待机状态。

通过气泡对悬浮滤料30进行振动和搅拌，促进滤料之间的碰撞摩擦，使滤料中截留的污染物分离出来，实现滤料的清洗，恢复滤料的截污能力；通过气泡振动斜板，清洗沉积在斜板上的污泥，解决斜板积泥和堵塞问题；预沉区101和过滤区102轮流进行曝气清洗，可大大减小鼓风机711和曝气管路的规模，保证清洗强度的同时降低了设备电力负荷和制造成本；装置气冲洗完成并放空以后自动打开第三开关阀对装置底板进行冲洗，可保证底板冲洗不留死角，维持装置良好的卫生条件，水冲洗不消耗电能，且实现处理水重复利用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种悬浮快滤装置，其特征在于，包括：

池体(10)，所述池体(10)的内腔通过隔墙(11)分隔为依次设置的预沉区(101)、过滤区(102)和储水区(103)，且所述预沉区(101)和所述过滤区(102)的底部连通形成排泥区(104)；

所述预沉区(101)用于对进入的污水进行预沉淀，并使污水在其内形成向下流动的下向流；

所述过滤区(102)的上端与所述储水区(103)连通，以使所述过滤区(102)内的水体形成向上流动的上向流，所述过滤区(102)内设有滤料承托板(20)，及自由悬浮填装于所述滤料承托板(20)上方水体中的悬浮滤料(30)，所述滤料承托板(20)用于对上向流的水体进行过滤，并用于防止所述悬浮滤料(30)向下掉落至所述排泥区(104)，所述悬浮滤料(30)用于在水流、浮力、重力及过滤阻力的综合作用下自动调整其水中滤层的厚度，以形成沿水体流动方向孔隙率逐步减小的变滤层厚度过滤；

所述排泥区(104)用于临时存储污泥及过滤出的杂物；

悬浮快滤装置还包括用于使过滤后的水体向外溢流的多组出水溢流槽(40)；多组出水溢流槽(40)沿过滤区(102)的宽度方向依次间隔布设于悬浮滤料(30)的上方，且各出水溢流槽(40)的出流端与储水区(103)连通；

出水溢流槽(40)包括上端开口且呈沟渠状的溢流槽本体(41)，溢流槽本体(41)沿过滤区(102)的长度方向布设，且溢流槽本体(41)的起始端抵接对应侧的隔墙(11)，其相对的出流端穿过对应侧的隔墙(11)后伸入储水区(103)；溢流槽本体(41)的两侧边各连接有沿侧边长度方向布设的滤网(42)，两块滤网(42)向溢流槽本体(41)中间倾斜布置，且两块滤网(42)的顶边靠拢连接。

2.根据权利要求1所述的悬浮快滤装置，其特征在于，

所述悬浮滤料(30)的孔隙率大于90％，密度为0.90～0.98g/cm³，堆积密度为98～100kg/m³。

3.根据权利要求1所述的悬浮快滤装置，其特征在于，

所述滤料承托板(20)水平设置且靠近所述排泥区(104)，并所述滤料承托板(20)的外周分别与对应侧的所述隔墙(11)相连；

所述滤料承托板(20)为钢丝网，或为其上开设有均匀间隔布设的滤孔的孔隙板。

4.根据权利要求1所述的悬浮快滤装置，其特征在于，

所述预沉区(101)的所述隔墙(11)的内壁面上设有用于向所述预沉区(101)均匀配水的配水槽(105)，所述配水槽(105)位于所述预沉区(101)的上端且沿所述预沉区(101)的长度或宽度方向延伸，并所述配水槽(105)的侧壁上开设有沿其长度方向均匀间隔设置的出水孔(106)；

所述悬浮快滤装置还包括输送管网，所述输送管网包括与所述配水槽(105)连通以将外部污水送入所述配水槽(105)的进水管组(61)、与所述储水区(103)连通以将处理后的水体向外导出的出水管组(62)、与所述排泥区(104)连通以将污泥和杂物向外排出的排污管组(63)。

5.根据权利要求1所述的悬浮快滤装置，其特征在于，

所述悬浮快滤装置还包括用于使污水中的泥沙进行沉淀的双层异向斜板(50)；

所述双层异向斜板(50)沿所述预沉区(101)的长度或宽度方向依次间隔布设，且各所述双层异向斜板(50)包括呈夹角相交的两块沉泥板。

6.根据权利要求5所述的悬浮快滤装置，其特征在于，

所述悬浮快滤装置还包括用于检测所述预沉区(101)内液位高低的液位检测器，所述液位检测器连接于所述预沉区(101)隔墙(11)的内壁面上，且与外设的控制装置相连；

所述悬浮快滤装置还包括用于对所述预沉区(101)、所述过滤区(102)及所述排泥区(104)进行反冲洗的反冲洗装置，所述反冲洗装置包括用于进行曝气冲洗的曝气冲洗装置(71)，所述曝气冲洗装置(71)设置于所述池体(10)外且其出气端分别延伸至所述预沉区(101)和所述过滤区(102)的下方，以用于在所述预沉区(101)内液位达到设定高度时自动开启，以交替对所述预沉区(101)和所述过滤区(102)进行曝气冲洗。

7.根据权利要求6所述的悬浮快滤装置，其特征在于，

所述曝气冲洗装置(71)包括设置于所述池体(10)外的鼓风机(711)、与所述鼓风机(711)连通的曝气干管(712)、与所述曝气干管(712)分别连通的第一曝气支管(713)和第二曝气支管(714)、设置于所述第一曝气支管(713)中的第一开关阀(715)和设置于所述第二曝气支管(714)中的第二开关阀(716)；

所述鼓风机(711)、所述第一开关阀(715)及所述第二开关阀(716)分别与所述控制装置相连；

所述第一曝气支管(713)穿设所述排泥区(104)后延伸至所述双层异向斜板(50)的下方均匀布置，所述第二曝气支管(714)穿设所述排泥区(104)后延伸至所述滤料承托板(20)的下方均匀布置。

8.根据权利要求6所述的悬浮快滤装置，其特征在于，

所述排泥区(104)的底板上还设有导泥板(12)，所述导泥板(12)由所述过滤区(102)至所述预沉区(101)方向逐渐向下倾斜；

所述储水区(103)的底板位置高于所述滤料承托板(20)的位置；

所述反冲洗装置还包括用于进行水冲洗的水冲洗装置(72)，所述水冲洗装置(72)的进水端与所述储水区(103)底板连通，其相对设置的排水端延伸至所述导泥板(12)的起端。