一种去除水中悬浮物的装置.pdf

本发明提供一种去除水中悬浮物的过滤装置，除罐体、溢流围堰及排水管、进水管及布水器、滤料洗涤器、整流体、滤料分布器、滤料循环提升管及空气分布器外，在滤料循环提升管出口和滤料洗涤器之间设置了悬浮物分离器。悬浮物分离器的结构主要包括平面或曲面的倾斜多孔筛板或筛网，筛板或筛网下面设集水槽及与之相通的污水排水管。通过悬浮物分离器，将待清洗滤料中大部分悬浮物及滤料提升过程中所携带的水量分离出来，并做为排污水排出系统，而清洗滤料的洗涤水则循环返回至过滤装置。与现有技术相比，本发明具有出水水质好、产水率高、排污量小、外排污水浓缩倍数高等特点，有利于进一步利用或处理外排污水。

1、  一种去除水中悬浮物的装置，包括罐体、溢流围堰及排水管、进水管及布水器、滤料洗涤器、整流体、滤料分布器、滤料循环提升管及空气分布器，其特征在于在滤料循环提升管与滤料洗涤器之间设置悬浮物分离器，悬浮物分离器的结构包括平面或曲面的倾斜多孔筛板或筛网，筛板或筛网下面的集水槽及与之相通的污水排水管；悬浮物分离器设置于高于滤料洗涤器的位置，滤料循环提升管的上端出口置于倾斜多孔筛板或筛网的高端，倾斜多孔筛板或筛网的低端与滤料洗涤器相联通。

2、  按照权利要求1所述的装置，其特征在于所述悬浮物分离器的倾斜多孔筛板或筛网与水平线的夹角为15°～75°，筛板的孔直径可根据滤料颗粒直径D的0.001～0.8倍。

3、  按照权利要求2所述的装置，其特征在于所述悬浮物分离器的倾斜多孔筛板或筛网与水平线的夹角为30°～60°，筛板的孔直径为滤料颗粒直径D的0.05～0.6倍。

4、  按照权利要求1所述的装置，其特征在于所述的罐体为筒体结构，底部有滤料出口；进水管设置于罐体中下部，进水管在罐体内的部分设置布水器；溢流围堰是上部开口的套筒环状结构，设置在罐体外面上部，围堰高度需超过罐体上沿；排水管与溢流围堰相通。

5、  根据权利要求1所述的装置，其特征在于滤料洗涤器设置在罐体内上部中间；滤料洗涤出水与原水混合或在罐底部接近滤料出口的位置返回装置。

6、  根据权利要求1所述的装置，其特征在于悬浮物分离器排水管排出的污水，作为本装置的排污水排出系统。

7、  按照权利要求4所述的装置，其特征在于所述的罐体底部采用斜面或锥面形成滤料出口。

8、  按照权利要求4所述的装置，其特征在于所述的滤料洗涤器上部设有循环滤料入口和洗涤水出口；洗涤水出口与洗涤水排水管相通，洗涤水排水管上设置控制洗涤水用量的阀门；洗涤器底部中央设置滤料出口，下部侧面设置洗涤液入口。

9、  按照权利要求8所述的装置，其特征在于所述的滤料洗涤器内设置若干块折流斜板，滤料在两相邻折流斜板之间形成瀑布流。

10、  按照权利要求1所述的装置，其特征在于所述的滤料循环提升管设置在罐体外部或内部。

11、  按照权利要求1所述的装置，其特征在于所述的滤料循环提升管下面与罐体滤料出口相通，上部出口位于悬浮物分离器倾斜多孔筛板或筛网的高端，底部设置提升滤料用空气的分布器。

12、  按照权利要求1或9所述的装置，其特征在于所述的提升管上设置1～10个空气分布器。

一种去除水中悬浮物的装置
技术领域
本发明是一种水处理装置，更具体地说是去除水中悬浮物的过滤装置。
背景技术
过滤作为水中悬浮物的去除手段之一，由于具有良好的去除效果和较高的处理深度，不仅在城市或工业污水深度处理与污水回用处理上得到广泛应用，而且也是城市和工业给水处理(如自来水、工业新鲜水、锅炉给水)、循环冷却水处理等过程普遍采用的设备。
过滤器去除悬浮物的机理，主要是利用过滤床层内部的微小孔隙，截留水中颗粒状污染物，其工作过程包括过滤和滤料清洗两个过程。根据滤料、滤速、水流方向、床层深浅、水流推动力等不同条件，过滤器可以划分出多种不同类型。如果根据过滤过程中过滤介质的移动与否，则可以归纳为固定床和移动床两种类型。
固定床过滤器主要依靠滤床表层至表层以下300～400mm的滤料截留悬浮物，不仅纳污量低，而且在使用过程中，存在着明显、且无法克服的缺点。缺点之一是不能实现连续过滤产水，即过滤与反洗不能同时进行，过滤与反洗过程需人工或自动切换；缺点之二是滤料清洗时一般采用水洗或气水反冲洗方式，需要大功率清洗水泵；缺点之三是无论采用何种清洗方式，滤料均不易彻底清洗干净，结果随着时间的延长，滤料结团，通水量下降，出水水质变差，最终停止工作，更换滤料；缺点之四是过滤周期的时间长短，受进水中悬浮物浓度高低的影响较大，无法固定或延长，在污水中悬浮物浓度较高时，不能维持长时间过滤，反洗频繁，产水量低。中国专利94217260公开了一种流化床反洗式过滤器，采用可升降的滤料挤压盘，在反洗时挤压盘向上移动，使用高速喷射水流冲刷滤料，使滤料程流化状态，冲刷后用挤压盘将滤料压实。该过滤器在使用时为间歇式操作，上述问题并没有很好解决。
移动床过滤器可以解决固定床固定床存在的问题，并实现连续操作、防止滤料结块等。US4126546公开了一种移动床过滤器，其滤料循环提升管设置在过滤器内部中央。US5462654、US4891142等公开的移动床过滤器，滤料循环提升管也设置在过滤器内部中央，滤料与水流流动方向相同，排水设置在滤料层中的丝网结构内；其并流流动使废水中的悬浮物截留效果差，悬浮物易随过滤出水穿过丝网结构，不仅出水水质差，而且易造成丝网堵塞；丝网结构下面过滤器空间水流流动弱甚至停止造成“死角”，未起到过滤作用，过滤器空间利用率低。US5746913、US5277829等公开了一种移动床过滤器，滤料循环提升管设置在过滤器外部。上述移动床过滤器具有如下的共同不足之处：1、滤料的洗涤均采用简单的液固逆流方式，洗涤器结构不合理，滤料在洗涤器内分布不均匀，不能与洗涤水充分接触，清洗水易短路，不仅清洗水量大，而且洗涤效果难以保证，进而影响出水水质。2、过滤装置排出的污水，为从滤料洗涤器排出的全部或部分滤料洗涤水，排水中的悬浮物浓缩倍数低，外排污水量较大，不利于悬浮物的进一步处理和利用；如果将部分滤料洗涤水循环回过滤器，减少外排量，则会影响过滤出水水质。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种出水水质好、产水率高、排污量小、污水浓缩倍数高、有利于外排污水进一步利用或处理的移动床过滤器。
本发明移动床过滤器除包括罐体、溢流围堰及排水管、进水管及布水器、滤料洗涤器、整流体、滤料分布器、滤料循环提升管及空气分布器外，在滤料循环提升管出口和滤料洗涤器之间设置了悬浮物分离器。其中罐体为筒体结构，底部有滤料出口，进水管设置于罐体中下部，进水管在罐体内的部分设置布水器。溢流围堰是上部开口的套筒环状结构，设置在罐体外面上部，围堰高度需超过罐体上沿，排水管与溢流围堰相通。滤料洗涤器设置在罐体内上部，滤料洗涤出水与原水混合或进入过滤器底部接近滤料出口的位置。滤料循环提升管设置在罐体外部或内部，循环提升管底部设置提升滤料用的空气分布器。除悬浮物分离器外，本发明的其它构件还可采用本领域公知的结构。
本发明的关键在于在滤料循环提升管与滤料洗涤器之间设置悬浮物分离器。通过悬浮物分离器，将待清洗滤料中大部分悬浮物及滤料提升过程中所携带的水量分离出来，并做为排污水排出系统；而洗涤器的滤料洗涤水则循环返回至过滤装置。悬浮物分离器的结构主要包括平面或曲面的倾斜多孔筛板(或筛网)，筛板下面的集水槽及与之相通的污水排水管。悬浮物分离器设置于高于滤料洗涤器的位置，滤料循环提升管的上端出口置于倾斜多孔筛板的高端，倾斜多孔筛板的低端与滤料洗涤器相联通。倾斜多孔筛板的角度应可使滤料顺利滑下，一般与水平线的夹角为15°～75°，优选为30°～60°。筛板的孔直径可根据滤料颗粒直径(D)的大小选择，一般可以为0.001D～0.8D，优选为0.05D～0.6D。
与现有技术相比，本发明具有如下特点：
(1)洗涤器可选择折流板型，确保了滤料分布均匀，并与洗涤水充分接触，不仅洗涤效果好，而且出水水质好。
(2)采用悬浮物分离装置，完成了一次非常有效的滤料与截留物分离过程，排出的污水仅为滤料提升过程中所携带水量的一部分，不仅排出的污水量少、产水率高，而且因悬浮物浓度高，外排污水浓缩倍数也高，有利于进一步利用或处理外排污水。
(3)滤料在洗涤器中进一步清洗时，洗涤水中污染物浓度大大降低，而且水量少，可以再循环回过滤器，最终水回收率高。
(4)悬浮物分离器可以使循环滤料的压力空气充分释放，并使滤料均匀地流入洗涤器，有助于洗涤效果的稳定，确保出水水质。
附图说明
图1是本发明过滤器一种具体实施方式结构示意图。其中，2为过滤器罐体、11及12为滤料循环提升管、13为悬浮物分离器、18为滤料洗涤器。
具体实施方式
本发明过滤器以罐体为主体，其它构件按需要附着在罐体相应位置上。具体结构为：罐体为筒体结构，底部采用斜面或锥面形成滤料出口。溢流围堰是上部开口的套筒环状结构，设置在罐体外面上部，围堰高度需超过罐体上沿。排水管与溢流围堰相通。进水管设置于罐体中下部，进水管在罐体内的部分设置布水器。滤料洗涤器设置在罐体内上部中央位置，洗涤器上部设有循环滤料入口和洗涤液出口；洗涤水出口与洗涤水排水管相通，洗涤水排水管上设置控制洗涤液用量的阀门；洗涤器底部中央设置滤料出口，下部侧面可设置洗涤液入口；洗涤器内可以空筒结构，但最好设置折流斜板等结构，滤料在两相邻折流斜板之间形成瀑布流。滤料循环提升管设置在罐体外部或内部，最好设置于外部，下面与罐体滤料出口相通，上部出口位于悬浮物分离器倾斜多孔筛板高端。悬浮物分离器的滤料出口与洗涤器相通。提升管底部设置提升滤料用的主空气分布器，提升管上再设置若干辅助空气分布器，总计1～10个，优选2～5个，每个空气分布器之间的距离或同或不同，优选相同。
上述悬浮物分离器分离出来的水，排出过滤器，而洗涤器排出的洗涤水则返回过滤器。
上述滤料提升管上不同位置设置多个空气分布器，可以克服了停工后滤料提升管内滤料压实无法再启动的问题，通过依次启动不同位置的空气分布器，可以方便顺利启动过滤器。并且还增加了滤料在输送过程中相互磨擦的机率，有利于污染物与滤料剥离，防止滤料成团，使清洗后的滤料保持始终如新的状态。
上述洗涤器内设置滤料折流板，可以大大提高滤料的洗涤效率，减少洗涤水量，保证出水水质。
通过滤料洗涤液用量的控制，可以有效控制滤料的洗涤效果，因此可以适应不同水质的过滤要求，保持始终如一的通水量及出水水质，即本发明过滤器地适性较强。
下面结合附图进一步说明本发明过滤器的结构和运行方式。
如图1所示，实现本发明的一种过滤器主要由过滤罐2，布水器26，过滤床3，整流体7，空气分布器10、27，外部的滤料输送管9、11、12，悬浮物分离器13，洗涤器18，滤料分布器20，及相应的进出水管线与阀门组成。
原水从进水口1进入过滤罐2，经布水器26分布后，均匀地向上流动，并通过滤床层3，水中的悬浮物等污染物被截留在滤料中。过滤后的清洁水进入过滤罐上部的清洁水贮存区4，经溢流后进入出水区5，最后由出水口6排出。
对原水进行过滤的同时，过滤罐2下部截留了污染物的滤料不断向下移动，通过整流体7、滤料出口8、外部的滤料输送管(9、11、12)，被提升至过滤罐顶部的悬浮物分离器13。滤料在分离器内，经分布板14分布后，沿倾斜的多孔筛板向下滑动的同时，滤料中的水及污染物透过孔眼，进入集水槽后，由排污管16排出。输送滤料所有的压缩空气是通过空气分布器10与27引入的。
从分离器13出来的滤料，仅含有很少量的水及悬浮物，经管道17均匀地下落至洗涤器18中。在滤料进入洗涤器的同时，来自过滤罐清洁水贮存区的清水，在液位差的作用下，也进入洗涤器18中，对滤料进行清洗。洗涤水量的大小，由阀门22或24控制。清洗洁净后的滤料，从洗涤器下部的的滤料出口19均匀流出，可以通过滤料分布器20重新分布后，返回至过滤床3的上部，形成新的滤床，也可以依靠自然堆积的方式，形成新的滤床。
清洗出水由洗涤器上的出水管21排出后，可以通过管20及过滤罐的进水管1，返回至过滤罐中；也可以通过管25，从进水管1至滤料出口8之间某个位置进入过滤罐中，最好是接近滤料出口的位置。清洗出水可以通过泵或射流器等方式提供动力。
下面通过实施例说明本发明的处理效果。
实施例1
某炼油厂生化处理后的出水，水中悬浮物浓度为90mg/l，浊度为60度。采用本发明的过滤设备处理后，过滤出水中悬浮物浓度降至4mg/l，浊度为3度，外排的浓缩污水量为进水量的1.5％，悬浮物浓度为5680mg/l。而采用滤料洗涤器排浓缩污的方法，保持过滤出水悬浮物浓度为4mg/l时，外排污水量要达到进水量的4％，排水悬浮物浓度为2120mg/l。若减少外排量至1.5％，则过滤出水的悬浮物度会增加到15mg/l。
实施例2
某催化剂厂污水，水中悬浮物浓度为130mg/l，浊度为110度，污染物主要为颗粒直径细微的分子筛及硅酸盐等生产原料。采用本发明的过滤设备，处理后水中悬浮物浓度为4.5mg/l，浊度为2.8度，外排水量占处理水量的2.5％，悬浮物浓度为5030mg/l，为生产原料的回收打下了良好的基础。而采用滤料洗涤器排浓缩污的方法，保持过滤出水悬浮物浓度为4.5mg/l时，外排污水量要达到进水量的6％，排水悬浮物浓度为2100mg/l。若减少外排量至2.5％，则过滤出水的悬浮物度会增加到28mg/l。