專利名稱：一種上向流固定床過濾裝置及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水的過濾設(shè)備，具體說是一種不同常規(guī)過濾方法的上向流固定床過濾裝置，并涉及該裝置的制作方法，它特別適合于設(shè)備大型化，適用于城市給水處理、排水處理、海水淡化及工業(yè)部門的大型水質(zhì)凈化處理。
背景技術(shù)：
水的過濾方法主要有膜過濾和松散濾料為濾層的過濾方法等。以各種松散濾料為濾層的過濾方法，因其建設(shè)費(fèi)用低，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠較為常用，特別是以砂粒為濾層的下向流過濾器應(yīng)用最廣泛。下向流(即水流從濾層的上部進(jìn)入，底部流出)砂濾器的缺點(diǎn)是截污能力小(一般為1-3公斤/立方米濾料)、運(yùn)行流速低(小于10米/時(shí))、由于反洗設(shè)備配置過于龐大等原因設(shè)備難以大型化。因而對大型水處理廠而言建設(shè)費(fèi)和占地面積都較高。目前最大型的過濾器為Φ9150的雙室過濾器，單臺處理水量為1000m3/h，反洗設(shè)備需 要配置兩臺大型反洗水泵(Q = 1500m3/h,P = O. 18Mpa,N = IlOKw)和兩臺羅茨風(fēng)機(jī)(Q =40m3/min, P = O. 07Mpa, N = 75Kw),同時(shí)還需配置相應(yīng)的反洗水池等。以往人們普遍認(rèn)為砂濾器去除水中的懸浮固體主要以機(jī)械截留為主，其實(shí)目前常用的砂濾器機(jī)械截留只能截留粒徑大于O. 07毫米以上的顆粒，而這樣大的懸浮物在過濾器的進(jìn)水中較少，即便是添加絮凝劑后形成礬花產(chǎn)生架橋，但流速不能高，否則架橋被破壞懸浮物隨水流帶走。而實(shí)際上以松散濾料為濾層的砂濾器截留水中懸浮污物時(shí)，主要是利用水流的速度梯度，將懸浮物體送入濾料表面的滯流層而被截留。在相同速度梯度情況下，由于重力的原因上向流比下向流更容易將水中的懸浮物體送入濾料表面的滯流層，因此上向流方式最有利于懸浮物體截留，從而使過濾流速(流速高速度梯度也高)、截污能力都有明顯提高。在水質(zhì)過濾技術(shù)領(lǐng)域研制上向流過濾設(shè)備，是提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和降低建設(shè)費(fèi)用的有效途徑。目前已用于工業(yè)生產(chǎn)的上向流過濾器有兩種一是浮床式過濾器，因其水力學(xué)特點(diǎn)難于大型化，目前只有Φ2400的設(shè)備(處理水量200m3/h);另一種是自清洗過濾器，利用壓縮空氣連續(xù)提升濾料進(jìn)行反洗，運(yùn)行過程中由于濾層緩慢移動，因此出水水質(zhì)差、運(yùn)行流速低(< 10m/h)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決目前現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)計(jì)原理在該領(lǐng)域內(nèi)的缺陷和不足，提供了一種上向流固定床過濾裝置，針對已有松散濾料作為濾層的下向流砂濾設(shè)備截污能力小、運(yùn)行流速低、設(shè)備難于大型化等問題，本發(fā)明在設(shè)備結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式、反洗方式上進(jìn)行了創(chuàng)新，在運(yùn)行中濾層不會松動的情況下實(shí)現(xiàn)了上向流的過濾過程，在保證出水水質(zhì)I毫克/升)的前提下大大提高了運(yùn)行流速，一般運(yùn)行流速在30米/時(shí)左右，由于反洗設(shè)備只配置小型水泵因而并為設(shè)備的大型化提供可能(單臺設(shè)備處理水量每小時(shí)可達(dá)3000立方米)。本發(fā)明的目的還在于提供上述上向流固定床過濾裝置的制作方法，以使這種上向流過濾裝置滿足上述要求。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，研制了一種上向流固定床過濾裝置，該裝置是由分離室I、濾料回流通道2、上部錐體3、運(yùn)行出水環(huán)4、水帽5、直段筒體6、進(jìn)水布水管7、濾料導(dǎo)流板8、反洗吸砂咀9、反洗輸砂管10、運(yùn)行進(jìn)水布水環(huán)11、濾料層12，其特征在直段筒體6內(nèi)設(shè)置過濾室，過濾室上部和下部均為錐體，其錐角為90° -120°，上部錐體3外部設(shè)運(yùn)行出水環(huán)4，水帽5設(shè)置運(yùn)行出水環(huán)4內(nèi)側(cè)，下部設(shè)運(yùn)行進(jìn)水布水環(huán)11、布水管7和濾料導(dǎo)流板8，在過濾室的中心設(shè)反洗輸砂管10與頂部分離室I相連，底部設(shè)置反洗吸砂咀9與反洗輸砂管10相同連接，濾料層12設(shè)置在運(yùn)行進(jìn)水布水管7之上。所述的運(yùn)行進(jìn)水布水環(huán)11處設(shè)置運(yùn)行進(jìn)水接口 a。所述的反洗吸砂咀9處設(shè)置反洗進(jìn)水接口 C。所述的分離室I處設(shè)置反洗排水接口 d。 所述的運(yùn)行出水環(huán)4處設(shè)置運(yùn)行出水接口 b與反洗輔助進(jìn)水接口 e。本發(fā)明為了確保上述技術(shù)更好的實(shí)現(xiàn)，提供了上向流固定床過濾裝置制作方法特征如下①、設(shè)計(jì)制作上向流過濾器以及過濾器反洗過濾流程與連接；②、設(shè)計(jì)過濾室上部和下部均為錐體結(jié)構(gòu)，其錐角為90-120°，筒體中部直段部分根據(jù)濾層厚度選擇設(shè)計(jì)制作，一般為O. 8-2m ；③、筒體中心中的反洗輸砂管，利用反洗水將被污染的濾料輸送到分離室，進(jìn)行清洗，清洗干凈的濾料返回濾層流程設(shè)計(jì)制作；④、分離室與上錐體之間的濾料回流通道，提升到分離室的濾料，通過此通道返回濾層，由反洗輔助進(jìn)水接口來的清水，通過出水環(huán)、濾料回流通道進(jìn)入分離室，最終與輸砂水一起排出的流程設(shè)計(jì)制作；⑤、筒體上錐體的外側(cè)出水環(huán)和其內(nèi)出水水帽的設(shè)計(jì)制作；⑥、制作和焊接上述裝置各部件并組裝成型。本發(fā)明的特點(diǎn)與有益效果是運(yùn)行流速快，單位截污能力大，反洗設(shè)備容量小，反洗水耗量小，不需設(shè)置空氣擦洗系統(tǒng)，建設(shè)費(fèi)低和占地面積??；本設(shè)備容易進(jìn)行防腐處理，容易實(shí)現(xiàn)大型化。


圖I為本發(fā)明流程結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明流程工藝圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本發(fā)明研制的上向流固定床過濾裝置，其構(gòu)成如下該裝置是由分離室I、濾料回流通道2、上部錐體3、運(yùn)行出水環(huán)4、水帽5、直段筒體6、進(jìn)水布水管7、濾料導(dǎo)流板8、反洗吸砂咀9、反洗輸砂管10、運(yùn)行進(jìn)水布水環(huán)11、濾料層12，其特征在直段筒體6內(nèi)設(shè)置過濾室，過濾室上部和下部均為錐體，其錐角為90° -120°，上部錐體3外部設(shè)運(yùn)行出水環(huán)4，水帽5設(shè)置在運(yùn)行出水環(huán)4內(nèi)側(cè)，下部設(shè)運(yùn)行進(jìn)水布水環(huán)11、布水管7和濾料導(dǎo)流板8，在過濾室的中心設(shè)反洗輸砂管10與頂部分離室I相連，底部設(shè)置反洗吸砂咀9與反洗輸砂管10相同連接，濾料層12設(shè)置在運(yùn)行進(jìn)水布水管7之上。所述的運(yùn)行進(jìn)水布水環(huán)11處設(shè)置運(yùn)行進(jìn)水接口 a。所述的反洗吸砂咀9處設(shè)置反洗進(jìn)水接口 c,反洗進(jìn)水接口 c處設(shè)置反洗水泵。所述的分離室I處設(shè)置反洗排水接口 d。所述的運(yùn)行出水環(huán)4處設(shè)置運(yùn)行出水接口 b與反洗輔助進(jìn)水接口 e。本發(fā)明為了確保上述技術(shù)更好的實(shí)現(xiàn)，提供了上向流固定床過濾裝置制作方法特征如下①、設(shè)計(jì)制作上向流過濾器以及過濾器反洗過濾流程與連接； ②、設(shè)計(jì)過濾室上部和下部均為錐體結(jié)構(gòu)，其錐角為90-120°，筒體中部直段部分根據(jù)濾層厚度選擇設(shè)計(jì)制作，一般為O. 8-2m ；③、筒體中心中的反洗輸砂管，利用反洗水將被污染的濾料輸送到分離室，進(jìn)行清洗，清洗干凈的濾料返回濾層流程設(shè)計(jì)制作；④、分離室與上錐體之間的濾料回流通道，提升到分離室的濾料，通過此通道返回濾層，由反洗輔助進(jìn)水接口來的清水，通過出水環(huán)、濾料回流通道進(jìn)入分離室，最終與輸砂水一起排出的流程設(shè)計(jì)制作；⑤、筒體上錐體的外側(cè)出水環(huán)和其內(nèi)出水水帽的設(shè)計(jì)制作；⑥、制作和焊接上述裝置各部件并組裝成型。本發(fā)明具體工作原理如下本實(shí)施例為本發(fā)明上向流固定床過濾裝置，參見圖I、圖2，設(shè)備直徑為8米，處理水量1500m3/h，運(yùn)行狀態(tài)時(shí)原水由下部進(jìn)水口 a進(jìn)入，依次經(jīng)過布水環(huán)11、布水管7、濾料層12、水帽5、運(yùn)行出水環(huán)4由運(yùn)行出水口 b送出成品水。反洗狀態(tài)時(shí)反洗水由下部反洗進(jìn)水口 c進(jìn)入，經(jīng)反洗吸砂咀9、輸砂管10進(jìn)入分離室1，水由反洗排水口排出，濾料經(jīng)濾料回流管道2返回濾層。為了防止濾料中污物返回濾層，利用反洗輔助進(jìn)水e 口進(jìn)入一定數(shù)量的清水，使濾料中的污物隨水流經(jīng)反洗排水口 d排出。當(dāng)分離室I的排水變清時(shí)，即認(rèn)為反洗完成。配置反洗水泵一臺(Q = 124m3/h, P = O. 34Mpa, N = 18. 5kff)反洗時(shí)間為4小時(shí)，大容量設(shè)備反洗時(shí)間可根據(jù)需要選定，一般為3-4小時(shí)為宜。另外，本發(fā)明并不意味著被示意圖及說明書所局限，在沒有脫離設(shè)計(jì)宗旨及其原理的前提下可以有所變化。
權(quán)利要求
1.一種上向流固定床過濾裝置，由分離室(I)、濾料回流通道(2)、上部錐體(3)、運(yùn)行出水環(huán)(4)、水帽(5)、直段筒體(6)、進(jìn)水布水管(7)、濾料導(dǎo)流板(8)、反洗吸砂咀(9)、反洗輸砂管(10)、運(yùn)行進(jìn)水布水環(huán)(11)、濾料層(12)，其特征在直段筒體(6)內(nèi)設(shè)置過濾室，過濾室上部和下部均為錐體，其錐角為90° -120°，上部錐體(3)外部設(shè)運(yùn)行出水環(huán)(4)，水帽(5)設(shè)置在運(yùn)行出水環(huán)(4)內(nèi)側(cè)，下部設(shè)運(yùn)行進(jìn)水布水環(huán)(11)、布水管(7)和濾料導(dǎo)流板(8)，在過濾室的中心設(shè)反洗輸砂管(10)與頂部分離室(I)相連，底部設(shè)置反洗吸砂咀(9)與反洗輸砂管(10)相同連接，濾料層(12)設(shè)置在運(yùn)行進(jìn)水布水管(7)之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的上向流固定床過濾裝置，其特征是所述的運(yùn)行進(jìn)水布水環(huán)(11)處設(shè)置運(yùn)行進(jìn)水接口(a)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的上向流固定床過濾裝置，其特征是所述的反洗吸砂咀(9)處設(shè)置反洗進(jìn)水接口(C)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的上向流固定床過濾裝置，其特征是所述的分離室(I)處設(shè)置反洗排水接口(d)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的上向流固定床過濾裝置，其特征是所述的運(yùn)行出水環(huán)(4)處設(shè)置運(yùn)行出水接口(b)與反洗輔助進(jìn)水接口(e)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4或5所述的上向流過濾器裝置制作方法特征如下 ①、設(shè)計(jì)制作上向流過濾器以及過濾器反洗過濾流程與連接； ②、設(shè)計(jì)過濾室上部和下部均為錐體結(jié)構(gòu),其錐角為90-120°，筒體中部直段部分根據(jù)濾層厚度選擇設(shè)計(jì)制作，一般為O. 8-2m ； ③、筒體中心中的反洗輸砂管，利用反洗水將被污染的濾料輸送到分離室，進(jìn)行清洗，清洗干凈的濾料返回濾層流程設(shè)計(jì)制作； ④、分離室與上錐體之間的濾料回流通道，提升到分離室的濾料，通過此通道返回濾層，由反洗輔助進(jìn)水接口來的清水，通過出水環(huán)、濾料回流通道進(jìn)入分離室，最終與輸砂水一起排出的流程設(shè)計(jì)制作； ⑤、筒體上錐體的外側(cè)出水環(huán)和其內(nèi)出水水帽的設(shè)計(jì)制作； ⑥、制作和焊接上述裝置各部件并組裝成型。
全文摘要
本發(fā)明提供一種上向流固定床過濾裝置，其特征在直段筒體內(nèi)設(shè)置過濾室，過濾室上部和下部均為錐體，其錐角為90°-120°，上部錐體外部設(shè)運(yùn)行出水環(huán)，水帽設(shè)置在運(yùn)行出水環(huán)內(nèi)側(cè)，下部設(shè)運(yùn)行進(jìn)水布水環(huán)、布水管和濾料導(dǎo)流板，在過濾室的中心設(shè)反洗輸砂管與頂部分離室相連，底部設(shè)置反洗吸砂咀與反洗輸砂管相同連接，濾料層設(shè)置在運(yùn)行進(jìn)水布水管之上。其制作方法，設(shè)計(jì)制作上向流過濾器以及過濾器反洗過濾流程與連接；制作和焊接上述裝置各部件并組裝成型。本發(fā)明有益效果運(yùn)行流速快，單位截污能力大，反洗設(shè)備容量小，反洗水耗量小，不需設(shè)置空氣擦洗系統(tǒng)，建設(shè)費(fèi)低和占地面積??；本設(shè)備容易進(jìn)行防腐處理，容易實(shí)現(xiàn)大型化。
文檔編號B01D24/46GK102772929SQ201110135570
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者周友剛, 楊金旺 申請人:青島國電藍(lán)德環(huán)境工程有限公司