TW202114769A - 可逆洗浮床式反向污水處理系統及其處理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種可逆洗浮床式反向污水處理系統及其處理方法,其主要應用輕質過濾砂及反向污水處理的構造與污水過濾程序的設計,使輕質過濾砂的比重小於水,能夠上浮聚集在污水過濾槽頂部,用以過濾往上流動的污水,而污水中的固態雜質因比重大於水能與輕質過濾砂分離,並往下沉澱於污水過濾槽底部,達到長時間維持過濾效率、減少過濾材保養維護次數的目的。再者,通過一逆洗噴一管與過濾砂清洗槽的構造及過濾砂逆洗程序,運用逆洗噴管噴入的清水,使輕質過濾砂進入過濾砂清洗槽,進而清洗輕質過濾砂,能夠達到節能及降低維護成本的目的。

Description

可逆洗浮床式反向污水處理系統及其處理方法
本發明係有關一種污水處理系統及其處理方法,尤指一種使污水流向與雜質顆粒沉積方向相反的可逆洗浮床式反向污水處理系統及其處理方法。
目前污水處理設備不外採用濾布(濾網、濾棉)過濾,或離心式濾心過濾,或使用濾砂重力沉降方式過濾,或加壓壓榨方式過濾。上述濾布(濾網、濾棉)過濾方式,係讓污水向下流通過濾布,使污水中的固態雜質與有害物質積聚在(濾網、濾棉)的表面形成污泥,一旦表面的污泥過厚時,就會直接影響到過濾的效率,必須經常更換濾布(濾網、濾棉)或拆卸清洗,導致維護成序過過與成本過高。濾砂重力沉降過濾方式必需建築沉澱池,因此造成佔地大與建築耗時的缺點,而且必須使用大量絮凝劑以加速沉澱。至於離心式濾心過濾與加壓壓榨方式過濾方式,都需要使用許多動力設備,其設備費用高,污水處理量有限,污水處理成本也過高。為此,如何克服污水雜質顆粒沉積在過濾材的問題,並在使用最少能源的情況下,能夠使污水的雜質顆粒與濾材分離,以便於清潔濾材與排除污泥,即本發明所要積極克服的課題。
有鑑於上述習知技術之缺憾,創作人有感其未臻於完善,遂竭其心智悉心研究克服,憑其從事該項產業多年之累積經驗,進而研發出一種可逆洗浮床式反向污水處理系統及其處理方法,以期達到長時間維持過濾效率、減少過濾材保養維護次數、節能與降低維護成本,以及方便處理污泥與簡化維護程序等目的。
本發明之主要目的在於提供一種可逆洗浮床式反向污水處理系統及其處理方法,其主要通過污水過濾槽的構造及輕質過濾砂的應用,使污水流向與雜質顆粒沉積方向相反,克服雜質顆粒沉積在過濾材的問題,進而達到長時間維持過濾效率、減少過濾材保養維護次數、節能與降低維護成本,以及方便處理污泥與簡化維護程序等功效。
為達上述目的及其他目的,本發明提供一種可逆洗浮床式反向污水處理系統,用於將污水過濾處理成為淨水,其較佳的包含:一污水過濾槽,其為內部具有一污水過濾室的密閉容器,其近底部處設有一連通到該污水處理室的污水進水管,其近頂部處設有一連通到該污水處理室的淨水排水管;多數輕質過濾砂,其填充在該污水過濾室中,並通過水的浮力往上聚集在該污水過濾室的上方;一過濾砂清洗槽,其一端通過一進砂管連通於該污水過濾槽的污水過濾室的頂端,其另一端通過一出砂管通接回該污水過濾槽的污水過濾室,其用於循環清洗該輕質過濾砂;一逆洗噴管,其延伸進入該污水過濾槽的污水過濾室並位於該淨水排水管的上方,其用於輸入一清水沖洗該輕質過濾砂;以及一污泥排放裝置,其設置在該污水過濾槽的底部並連通於該污水過濾室用於排出底部沉積污泥。
上述之可逆洗浮床式反向污水處理系統中,該輕質過濾砂為比重小於水的過濾顆粒。
上述之可逆洗浮床式反向污水處理系統中,該污水進水管設有一第一閥門,該淨水排水管設有一第二閥門,該進砂管設有一第三閥門,該出砂管設有一第四閥門,逆洗噴管設有一第五閥門。
上述之可逆洗浮床式反向污水處理系統中,該淨水排水管的管壁設有阻擋該輕質過濾砂進入只容許淨水流入該淨水排水管的多數網孔或篩網。
上述之可逆洗浮床式反向污水處理系統中,該逆洗噴管設有阻擋該輕質過濾砂進入只容許清水流入該污水過濾室的多數網孔或篩網。
上述之可逆洗浮床式反向污水處理系統中,該污泥排放裝置包含一設置在該污水過濾槽底部的污泥輸送機,及一通過該污泥輸送機連通該污水過濾室底部的污泥排放管。
上述之可逆洗浮床式反向污水處理系統中,該污水過濾槽的一側設有一水位計。
上述之可逆洗浮床式反向污水處理系統中,該水位計為開該污水過濾槽一側壁的水位透視窗,或一裝設在該污水過濾槽一側的透明水位管,該透明水位管連通該污水過濾室。
為達上述目的及其他目的,本發明提供一種可逆洗浮床式反向污水處理系統之處理方法,其包含一污水過濾程序,該污水過濾程序的步驟包含:(a)先開放該污水過濾槽的淨水排水管,並關閉該過濾砂清洗槽的進砂管、出砂管、該逆洗噴管,以及該污泥排放裝置;(b)再開放該污水過濾槽的污水進水管,使外部的一污水進入該污水過濾室;(c)該污水通過水壓往上流向該淨水排水管;(d)該輕質過濾砂通過該污水的浮力聚集在該污水過濾室的上方,該輕質過濾砂並過濾往上流通過的該污水中的雜質,該污水過濾成淨水並通過該淨水排水管排出;以及(e)該輕質過濾砂吸附的固態雜質沉降到該污水過濾室的底部形成污泥以待使用該污泥排放裝置排出。
上述之可逆洗浮床式反向污水處理系統之處理方法中,包含一過濾砂逆洗程序,該過濾砂逆洗程序的步驟包含:(f) 先關閉該污水過濾槽的污水進水管與淨水排水管,並開放該過濾砂清洗槽的進砂管與出砂管;(g)再開放該逆洗噴管使一清水進入該污水過濾室;(h)該清水沖洗該輕質過濾砂,使該輕質過濾砂往上浮動通過該進砂管進入該過濾砂清洗槽;(i)該過濾砂清洗槽針對其中的輕質過濾砂進行清洗;以及(j)啟動該污泥排放裝置排出沉積在該污水過濾室底部的污泥,促使該過濾砂清洗槽的輕質過濾砂通過該出砂管回流到該污水過濾室。
本發明之可逆洗浮床式反向污水處理系統及其處理方法,能夠達到以下功效:
(一)本發明通過輕質過濾砂及反向污水處理的構造與污水過濾程序的設計,使該輕質過濾砂的比重小於水,能夠上浮聚集在污水過濾槽頂部,用以過濾往上流動的污水;而污水中的固態雜質因比重大於水能與該輕質過濾砂分離,大部分並自行往下沉澱於污水過濾槽底部,藉此達到長時間維持過濾效率、減少過濾材保養維護次數的功效。
(二)本發明能通過該逆洗噴管與該過濾砂清洗槽的構造及過濾砂逆洗程序設計,運用該逆洗噴管噴入的清水,使該輕質過濾砂往上浮動通過該進砂管進入該過濾砂清洗槽,進而清洗該輕質過濾砂,不需要取出輕質過濾砂也不用泵浦抽送,能夠達到節能及降低維護成本的功效。
(三)本發明通過該污泥排放裝置排出沉積在該污水過濾室底部的污泥,能達到方便處理污泥與簡化維護程序的功效。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效,茲藉由下述具體之實施例,並配合所附之圖式,對本發明做一詳細說明,說明如後:
參閱圖1及圖2所示,係為本發明之可逆洗浮床式反向污水處理系統,其用於將輸入的污水過濾處理成為淨水再輸出,其較佳的具體實施例包含:一污水過濾槽10,其為內部具有一污水過濾室11的密閉容器,可為垂直的圓桶槽所構成,於其頂端設有一上錐部12,底端設有一下錐部13,其近底部處設有一連通到該污水處理室11的污水進水管14,並於其近頂部處設有一連通到該污水處理室11的淨水排水管15。多數輕質過濾砂20,其為比重小於水(>1)的輕質過濾顆粒,其填充在該污水過濾室11中,通過水的浮力往上聚集在該污水過濾室11的上方及上錐部12,用於過濾污水中的雜質與有害物質。一用於儲存及清洗該輕質過濾砂20的過濾砂清洗槽30,該過濾砂清洗槽30一端通過一進砂管31連通於該污水過濾槽10的污水過濾室11的上錐部12頂端,該過濾砂清洗槽30另一端通過一出砂管32通接回該污水過濾槽10的污水過濾室11,使其能夠用於循環清洗該輕質過濾砂20,並可儲存輕質過濾砂20在該過濾砂清洗槽30中。一逆洗噴管40,其一端延伸進入該污水過濾槽10的污水過濾室11並位於該淨水排水管15的上方,另一端連接於清水的水源,用於輸入一清水到該污水過濾室11中沖洗該輕質過濾砂20。以及一污泥排放裝置50,其設置在該污水過濾槽10的下錐部13底部,並連通於該污水過濾室11用於排出該污水過濾室11底部的沉積污泥80。
再參閱圖1及圖2所示,為實現自動化控制以進行污水過濾與清洗,本發明較佳的實施例包含:在該污水過濾槽10的污水進水管14設有一第一閥門16,該淨水排水管15設有一第二閥門17;該過濾砂清洗槽30的進砂管31設有一第三閥門33,該出砂管32設有一第四閥門34;並在該逆洗噴管40設有一第五閥門41;以上該第一至第五閥門均為電動閥門,能通過自動控制器進行管路的開放與關閉。又,上述該淨水排水管15的管壁設有阻擋該輕質過濾砂20進入管內,只容許淨水流入該淨水排水管15的多數網孔151或篩網等阻隔構造或設備;上述該逆洗噴管40也設有阻擋該輕質過濾砂20進入管內,只容許清水流入該污水過濾室11的多數網孔42或篩網等阻隔構造或設備。
再參閱圖1及圖2所示,上述該污泥排放裝置50較佳的實施例之一包含:一設置在該污水過濾槽10的下錐部13底部的污泥輸送機51,及一通過該污泥輸送機51連通該污水過濾室11底部的污泥排放管52;其中,該污泥輸送機51可為螺旋輸送機、泵送管輸送機等,舉凡能夠將污泥80唧取並向外輸送的機構均能應用於本發明中。另外,本發明該污水過濾槽10的一側可以再設有一水位計60,該水位計60可為開該污水過濾槽10一側壁的水位透視窗61,或一裝設在該污水過濾槽61一側的透明水位管(未圖示),該透明水位管連通該污水過濾室11,用以顯示該污水過濾室11中的水位與該輕質過濾砂20的高度。
參閱圖2所示,本發明提供一種可逆洗浮床式反向污水處理系統之處理方法,其處理方法中包含一污水過濾程序,污水過濾程序的實施步驟包含:
(a)先開放該污水過濾槽10的淨水排水管15的第二閥門17,關閉該過濾砂清洗槽30的進砂管31的第三閥門33與出砂管32的第四閥門34,並關閉該逆洗噴管40的第五閥門41,以及關閉該污泥排放裝置50;
(b)再開放該污水過濾槽10的污水進水管14的第一閥門16,使外部的一污水通過該污水進水管14進入該污水過濾室11;
(c)該污水在該污水過濾室11中通過注入的水壓往上流向該淨水排水管15(如圖2之實線箭頭所示),並使該輕質過濾砂20上浮;
(d)該輕質過濾砂20通過該污水的浮力聚集在該污水過濾室11的上方,該輕質過濾砂20並過濾往上流通過的污水中的雜質與有害物質,將流通過的污水過濾成淨水,其後再通過該淨水排水管15向外排出;以及
(e)該輕質過濾砂20吸附的固態雜質70因為比重大於水而沉降到該污水過濾室11的底部(如圖2之虛線箭頭所示),進而沉積形成污泥80以待使用上述該污泥排放裝置50排出。
藉此,本發明之可逆洗浮床式反向污水處理系統及其處理方法,通過該輕質過濾砂20的比重小於水,能夠上浮聚集在污水過濾槽11頂部,用以過濾往上流動的污水;而污水中的固態雜質70因比重大於水能與該輕質過濾砂20自然分離,並往下沉澱於污水過濾槽10底部,藉此能夠達到長時間維持過濾效率、減少過濾材保養維護次數的功效。
再參閱圖3所示,本發明提供一種可逆洗浮床式反向污水處理系統之處理方法,其處理方法中包含一過濾砂逆洗程序,過濾砂逆洗程序較佳的實施步驟包含:
(f) 先關閉該污水過濾槽10的污水進水管14的第一閥門16、該淨水排水管15的第二閥門17與該出砂管32的第四閥門34,並開放該過濾砂清洗槽30的進砂管31的第三閥門33;
(g)再開放該逆洗噴管40的第五閥門41,進而使外部的一清水進入該污水過濾室11;
(h)上述該清水在該污水過濾室11沖洗該輕質過濾砂20,使該輕質過濾砂20藉由比重小於水的作用,往上浮動通過該進砂管31進入該過濾砂清洗槽30;
(i)在關閉該出砂管32的第四閥門34的狀態下,該過濾砂清洗槽30針對其中的輕質過濾砂20進行清洗並儲存於該過濾砂清洗槽30中;以及
(j) 關閉該污水進水管14的第一閥門16、該淨水排水管15的第二閥門17、該進砂管31的第三閥門33與該逆洗噴管40的第五閥門41,並打開上述該出砂管32的第四閥門34;再啟動上述該污泥排放裝置50排出沉積在該污水過濾室11底部的污泥80,藉由該污泥排放裝置50排出污泥80的作用,使該污水過濾室11形成真空負壓狀態,將促使該過濾砂清洗槽30中的輕質過濾砂20通過該出砂管32吸入回流到該污水過濾室11中,藉此循環進行輕質過濾砂20清洗的程序。
本發明能通過該逆洗噴管40與該過濾砂清洗槽30的構造及過濾砂逆洗程序,清洗使用一段時間的輕質過濾砂20,其清洗過程不需要取出輕質過濾砂20也不用使用其他泵浦進行抽送,因此能夠達到節能及降低維護成本的功效;同時,本發明通過該污泥排放裝置50排出沉積在該污水過濾室11底部的污泥80,使該過濾砂清洗槽30中的輕質過濾砂20通過負壓回流到該污水過濾室11中,也能夠達到節能、方便處理污泥與簡化維護程序的功效。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露,然熟習本項技術者應理解的是,該實施例僅用於描繪本發明,而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是,舉凡與該實施例等效之變化與置換,均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此,本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
10:污水過濾槽 11:污水過濾室 12:上錐部 13:下錐部 14:污水進水管 15:淨水排水管 151:網孔 16:第一閥門 17:第二閥門 20:輕質過濾砂 30:過濾砂清洗槽 31:進砂管 32:出砂管 33:第三閥門 34:第四閥門 40:逆洗噴管 41:第五閥門 42:網孔 50:污泥排放裝置 51:污泥輸送機 52:污泥排放管 60:水位計 61:水位透視窗 70:固態雜質 80:污泥
[圖1] 係本發明可逆洗浮床式反向污水處理系統較佳實施例之立體示意圖。 [圖2] 係本發明可逆洗浮床式反向污水處理系統之污水過濾程序之示意圖。 [圖3] 係本發明可逆洗浮床式反向污水處理系統之過濾砂逆洗程序之示意圖。
10:污水過濾槽
11:污水過濾室
12:上錐部
13:下錐部
14:污水進水管
15:淨水排水管
151:網孔
16:第一閥門
17:第二閥門
20:輕質過濾砂
30:過濾砂清洗槽
31:進砂管
32:出砂管
33:第三閥門
34:第四閥門
40:逆洗噴管
41:第五閥門
42:網孔
50:污泥排放裝置
51:污泥輸送機
52:污泥排放管
60:水位計
61:水位透視窗
70:固態雜質
80:污泥

Claims (10)

  1. 一種可逆洗浮床式反向污水處理系統,用於將污水過濾處理成為淨水,其包含: 一污水過濾槽,其為內部具有一污水過濾室的密閉容器,其近底部處設有一連通到該污水處理室的污水進水管,其近頂部處設有一連通到該污水處理室的淨水排水管; 多數輕質過濾砂,其填充在該污水過濾室中,並通過水的浮力往上聚集在該污水過濾室的上方; 一過濾砂清洗槽,其一端通過一進砂管連通於該污水過濾槽的污水過濾室的頂端,其另一端通過一出砂管通接回該污水過濾槽的污水過濾室,其用於循環清洗該輕質過濾砂; 一逆洗噴管,其延伸進入該污水過濾槽的污水過濾室並位於該淨水排水管的上方,其用於輸入一清水沖洗該輕質過濾砂;以及 一污泥排放裝置,其設置在該污水過濾槽的底部並連通於該污水過濾室用於排出底部沉積污泥。
  2. 如請求項1所述之可逆洗浮床式反向污水處理系統,其中該輕質過濾砂為比重小於水的過濾顆粒。
  3. 如請求項1所述之可逆洗浮床式反向污水處理系統,其中該污水進水管設有一第一閥門,該淨水排水管設有一第二閥門,該進砂管設有一第三閥門,該出砂管設有一第四閥門,逆洗噴管設有一第五閥門。
  4. 如請求項1所述之可逆洗浮床式反向污水處理系統,其中該淨水排水管的管壁設有阻擋該輕質過濾砂進入只容許淨水流入該淨水排水管的多數網孔或篩網。
  5. 如請求項1所述之可逆洗浮床式反向污水處理系統,其中該逆洗噴管設有阻擋該輕質過濾砂進入只容許清水流入該污水過濾室的多數網孔或篩網。
  6. 如請求項1所述之可逆洗浮床式反向污水處理系統,其中該污泥排放裝置包含一設置在該污水過濾槽底部的污泥輸送機,及一通過該污泥輸送機連通該污水過濾室底部的污泥排放管。
  7. 如請求項1所述之可逆洗浮床式反向污水處理系統,其中該污水過濾槽的一側設有一水位計。
  8. 如請求項7所述之可逆洗浮床式反向污水處理系統,其中該水位計為開該污水過濾槽一側壁的水位透視窗,或一裝設在該污水過濾槽一側的透明水位管,該透明水位管連通該污水過濾室。
  9. 一種如請求項1所述之可逆洗浮床式反向污水處理系統之處理方法,其包含一污水過濾程序,該污水過濾程序的步驟包含: (a)先開放該污水過濾槽的淨水排水管,並關閉該過濾砂清洗槽的進砂管、出砂管、該逆洗噴管,以及該污泥排放裝置; (b)再開放該污水過濾槽的污水進水管,使外部的一污水進入該污水過濾室; (c)該污水通過水壓往上流向該淨水排水管;以及 (d)該輕質過濾砂通過該污水的浮力聚集在該污水過濾室的上方,該輕質過濾砂並過濾往上流通過的該污水中的雜質,該污水過濾成淨水並通過該淨水排水管排出;及 (e)該輕質過濾砂吸附的固態雜質沉降到該污水過濾室的底部形成污泥以待使用該污泥排放裝置排出。
  10. 如請求項9所述之可逆洗浮床式反向污水處理系統之處理方法,其包含一過濾砂逆洗程序,該過濾砂逆洗程序的步驟包含: (f) 先關閉該污水過濾槽的污水進水管、該淨水排水管與該出砂管,並開放該過濾砂清洗槽的進砂管; (g)再開放該逆洗噴管使一清水進入該污水過濾室; (h)該清水沖洗該輕質過濾砂,使該輕質過濾砂往上浮動通過該進砂管進入該過濾砂清洗槽; (i)在關閉該出砂管的狀態下,該過濾砂清洗槽針對其中的輕質過濾砂進行清洗並儲存於該過濾砂清洗槽中;及 (j) 關閉該污水進水管、該淨水排水管、該進砂管與該逆洗噴管,並打開該出砂管;再啟動該污泥排放裝置排出沉積在該污水過濾室底部的污泥,使該污水過濾室形成真空負壓狀態,促使該過濾砂清洗槽內的輕質過濾砂通過該出砂管回流到該污水過濾室。
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