CN114470892A - 一种水力旋流式反冲洗过滤装置及方法 - Google Patents

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杨帅
宋少先
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    • B01D—SEPARATION
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    • B01D24/46—Regenerating the filtering material in the filter
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Abstract

本发明提出一种水力旋流式反冲洗过滤装置及方法，包括过滤主体和反冲洗组件，过滤主体为圆柱筒体结构，内部填充滤料，顶部开口为污水进口，顶部侧壁连接反冲洗污水管，底部连接集水管，集水管底部连接过滤清水管，过滤主体和集水管的连接处设有滤水板，滤水板上布设滤水孔，对应安设滤帽；反冲洗组件包括旋流反冲洗水管和垂直反冲洗水管，旋流反冲洗水管为多根，沿过滤主体下部周面均匀间隔设置，多根旋流反冲洗水管在径向上均与过滤主体外缘相切，垂直反冲洗水管设于集水管侧壁上，本发明采用的旋流原理，可以更好地将滤料之间的接触作用增大，并且可以将悬浮的杂质可以聚集起来，通过反冲洗排出，大大地提高了反冲洗效率。

Description

一种水力旋流式反冲洗过滤装置及方法
技术领域
本发明属于污水过滤净化的技术领域，尤其涉及一种水力旋流式反冲洗过滤装置及方法。
背景技术
自来水厂过滤河流污水所采用的过滤装置，其主要是利用石英砂作为滤料，其原理是利用石英砂的空隙之间的截留作用将污水中的悬浮物、有机物和杂质颗粒过滤得到过滤清水。随着一段时间的过滤污水，石英砂空隙之间产生大量的杂质堵塞了空隙，过滤效果大大的降低，使得过滤装置工作一段时间后需要进行反冲洗作用，即采用自下而上的水流，将滤料进行膨胀冲洗，将滤料截留的杂质冲洗出去，使得滤料恢复过滤效果。
但是由于这种自下而上的水流虽然可以使得杂质颗粒分离出去，但是偏大的杂质可以仍然漂浮在滤料上层表面无法随水流冲洗出去而影响后续滤料的过滤效果，并且该种反冲洗滤料的用水量较大，并且无法很有效得将滤料完全清理干净。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种水力旋流式反冲洗过滤装置及方法，采用的旋流原理，大大地提高了反冲洗效率。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种水力旋流式反冲洗过滤装置，其特征在于，包括过滤主体和反冲洗组件，所述过滤主体为圆柱筒体结构，内部填充滤料，顶部开口为污水进口，顶部侧壁连接反冲洗污水管，底部连接集水管，所述集水管底部连接过滤清水管，过滤主体和集水管的连接处设有滤水板，所述滤水板上布设滤水孔，所述滤水孔对应安设滤帽；所述反冲洗组件包括旋流反冲洗水管和垂直反冲洗水管，所述旋流反冲洗水管为多根，沿过滤主体下部周面均匀间隔设置，多根旋流反冲洗水管在径向上均与过滤主体外缘相切，所述垂直反冲洗水管设于集水管侧壁上。
按上述方案，所述过滤主体上部设有集水槽，所述集水槽为顶部开口、底板中心设有连接孔的圆柱槽结构，所述连接孔的孔径与所述过滤主体的外径相同，集水槽外套于过滤主体，与过滤主体外壁连接紧固，所述反冲洗污水管与集水槽外壁连通。
按上述方案，所述旋流反冲洗水管、垂直反冲洗水管和过滤清水管上均设有单向阀。
按上述方案，所述集水管为圆锥筒体结构，大口口径与所述过滤主体的直径相同，小口口径与所述过滤清水管的管径相同。
按上述方案，所述集水槽的顶部开口高度大于所述过滤主体的顶部开口，所述反冲洗污水管的管口与集水槽的底板平齐。
一种水力旋流式反冲洗过滤方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1)污水过滤：待过滤污水从污水进口进入过滤主体，经过滤料的截留作用，将污水中的杂质颗粒、悬浮物截留在滤料层中，最后过滤清水从过滤清水管中排出，得到过滤的清水；
S2)反冲洗：将过滤清水管的单向阀关闭，打开旋流反冲洗水管和垂直反冲洗水管的单向阀，将自来水水流从旋流反冲洗水管和垂直反冲洗水管流进过滤主体，将滤料进行旋流膨胀，利用滤料之间的碰撞，将附着在滤料表面以及滤料间隙的杂质颗粒给冲洗下来，在利用旋流作用将漂浮在滤料上层的杂质颗粒，从反冲洗污水管排出。
本发明的有益效果是：提供一种水力旋流式反冲洗过滤装置及方法，在过滤主体的周面加入多个切向方向的反冲洗水管，将垂直向上的反冲洗水流方向，转变为后续切向绕圆柱旋流向上的水流方向，利用旋流作用可以使得滤料的之间的相互作用更加强烈，增强了滤料之间的摩擦，可以更加有效地清理滤料之间的杂质颗粒，提高了清洗效率；同时利用旋流作用可以将中间杂质颗粒更好的排出过滤装置之外，以达到更好地清洗效果。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为本发明一个实施例的不同反冲洗水流方向下反冲洗后的水质浊度效果图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
如图1所示，一种水力旋流式反冲洗过滤装置，包括过滤主体1和反冲洗组件，过滤主体为圆柱筒体结构，内部填充滤料，顶部开口为污水进口2，顶部侧壁连接反冲洗污水管3，底部连接集水管4，集水管底部连接过滤清水管5，过滤主体和集水管的连接处设有滤水板6，滤水板上布设滤水孔7，滤水孔对应安设滤帽；反冲洗组件包括旋流反冲洗水管8和垂直反冲洗水管9，旋流反冲洗水管为多根，沿过滤主体下部周面均匀间隔设置，多根旋流反冲洗水管在径向上均与过滤主体外缘相切，垂直反冲洗水管设于集水管侧壁上。
过滤主体上部设有集水槽10，集水槽为顶部开口、底板中心设有连接孔的圆柱槽结构，连接孔的孔径与过滤主体的外径相同，集水槽外套于过滤主体，与过滤主体外壁连接紧固，反冲洗污水管与集水槽外壁连通。
旋流反冲洗水管、垂直反冲洗水管和过滤清水管上均设有单向阀，通过单向阀的启闭控制管路的通断。
集水管为圆锥筒体结构，大口口径与过滤主体的直径相同，小口口径与过滤清水管的管径相同。通过设置集水管，可以安装面积较大的过滤板，以便其上可以设置多个滤帽，增加过滤效率。
按上述方案，所述集水槽的顶部开口高度大于所述过滤主体的顶部开口，所述反冲洗污水管的管口与集水槽的底板平齐。
采用上述水力旋流式反冲洗过滤装置进行污水过滤的方法，包括如下步骤：
(1)污水过滤：待过滤污水从污水进口进入过滤主体，经过滤料的截留作用，将污水中的杂质颗粒、悬浮物截留在滤料层中，最后过滤清水从过滤清水管中排出，得到过滤的清水。
(2)反冲洗：将过滤清水管的单向阀关闭，打开旋流反冲洗水管和垂直反冲洗水管的单向阀，将自来水水流从旋流反冲洗水管和垂直反冲洗水管流进过滤主体，将滤料进行旋流膨胀，利用滤料之间的碰撞，将附着在滤料表面以及滤料间隙的杂质颗粒给冲洗下来，在利用旋流作用将漂浮在滤料上层的杂质颗粒，从反冲洗污水管排出。
实施例一
过滤主体污水进口直径为250mm，长度为1500mm，上方的横向反冲洗污水管管径为200mm，过滤清水管直径为75mm，过滤主体下方放置一层隔板，隔板中间放置了七个滤帽。
过滤装置在进行了相同过滤实验后，在相同的水流强度下，不同反冲洗水流方向下(垂直反冲洗水流和旋流反冲洗水流)反冲洗后的水质浊度效果对比图(见图2)，发现旋流水流的反冲洗效果要明显好于垂直水流效果，旋流水流在反冲洗五分钟后即可达到1NTU的水质浊度，而垂直水流在十五分钟之后才能达到1NTU的水质浊度效果，大大提高了反冲洗的效率。
附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种水力旋流式反冲洗过滤装置，其特征在于，包括过滤主体和反冲洗组件，所述过滤主体为圆柱筒体结构，内部填充滤料，顶部开口为污水进口，顶部侧壁连接反冲洗污水管，底部连接集水管，所述集水管底部连接过滤清水管，过滤主体和集水管的连接处设有滤水板，所述滤水板上布设滤水孔，所述滤水孔对应安设滤帽；所述反冲洗组件包括旋流反冲洗水管和垂直反冲洗水管，所述旋流反冲洗水管为多根，沿过滤主体下部周面均匀间隔设置，多根旋流反冲洗水管在径向上均与过滤主体外缘相切，所述垂直反冲洗水管设于集水管侧壁上。
2.根据权利要求1所述的一种空气集水装置，其特征在于，所述过滤主体上部设有集水槽，所述集水槽为顶部开口、底板中心设有连接孔的圆柱槽结构，所述连接孔的孔径与所述过滤主体的外径相同，集水槽外套于过滤主体，与过滤主体外壁连接紧固，所述反冲洗污水管与集水槽外壁连通。
3.根据权利要求2所述的一种空气集水装置，其特征在于，所述旋流反冲洗水管、垂直反冲洗水管和过滤清水管上均设有单向阀。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种空气集水装置，其特征在于，所述集水管为圆锥筒体结构，大口口径与所述过滤主体的直径相同，小口口径与所述过滤清水管的管径相同。
5.根据权利要求2或3所述的一种空气集水装置，其特征在于，所述集水槽的顶部开口高度大于所述过滤主体的顶部开口，所述反冲洗污水管的管口与集水槽的底板平齐。
6.一种水力旋流式反冲洗过滤方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1)污水过滤：待过滤污水从污水进口进入过滤主体，经过滤料的截留作用，将污水中的杂质颗粒、悬浮物截留在滤料层中，最后过滤清水从过滤清水管中排出，得到过滤的清水；
S2)反冲洗：将过滤清水管的单向阀关闭，打开旋流反冲洗水管和垂直反冲洗水管的单向阀，将自来水水流从旋流反冲洗水管和垂直反冲洗水管流进过滤主体，将滤料进行旋流膨胀，利用滤料之间的碰撞，将附着在滤料表面以及滤料间隙的杂质颗粒给冲洗下来，在利用旋流作用将漂浮在滤料上层的杂质颗粒，从反冲洗污水管排出。
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