用于污水深度过滤处理的纤维转盘滤池.pdf

本发明涉及一种用于污水深度过滤处理的纤维转盘滤池，属于污水处理技术领域。池体由污水池和清水池组成，并相互连通，中空出水轴固定在污水池中，并与传动机构相连。旋转滤盘通过六方连接件与中空出水轴相对固定，旋转滤盘的外圈设有外压板。滤布反抽吸装置的吸盘通过与池体壁相对固定的吸盘固定装置固定在旋转滤盘的侧面，吸盘上设有吸口，抽泥管置于污水池底部。本发明的纤维转盘滤池，采用具有疏水功能的纤维滤布，水中的悬浮物不易黏结在滤盘上，减少了反抽吸次数，能耗低。吸盘与滤布之间的磨损很小，滤布的使用寿命长。本发明的纤维转盘滤池便于多台组合，设备占地面积很小，吨水处理费用很低。

权利要求书
1.  一种用于污水深度过滤处理的纤维转盘滤池，其特征在于该滤池包括：池体、中空出水轴、六方连接件、旋转滤盘、传动机构、滤布反抽吸装置和抽泥管；所述的池体由污水池和清水池组成，污水池和清水池之间由通水孔相互连通，所述的污水池壁设有进水口，污水池的长度方向设有进水堰，进水堰与进水口相连通；所述的清水池壁设有出水口，清水池中设有可调式出水堰；所述的中空出水轴通过前支撑、中间支撑和后支撑固定在污水池中，中空出水轴上开有进水孔，中空出水轴与固定在污水池上方的传动机构相连；所述的旋转滤盘有多个，分别通过多个六方连接件与中空出水轴相对固定，旋转滤盘的外圈设有外压板；所述的滤布反抽吸装置由吸盘、连通管道、电动阀和反抽吸水泵组成，所述的反抽吸水泵固定在所述的池体上方，所述的吸盘通过与池体壁相对固定的吸盘固定装置固定在旋转滤盘的侧面，吸盘上设有吸口，吸口通过连通管道和电动阀与池体上方的反抽吸水泵相连；所述的抽泥管置于污水池底部，抽泥管通过连通管道和电动阀与池体上方的反抽吸水泵相连。

2.  如权利要求1所述的纤维转盘滤池，其特征在于其中所述的旋转滤盘外圈的外压板的宽度h与六方连接件中的六方边框的厚度H相等，并大于旋转滤盘骨架的厚度M。

3.  如权利要求1所述的纤维转盘滤池，其特征在于其中所述的六方连接件由连接幅管和六方边框组成，六方边框的每边上开有进水孔，连接幅管的一端与六方边框进水孔相连通，连接幅管的另一端与中空出水轴上的相应进水孔相连通。

4.  如权利要求1所述的纤维转盘滤池，其特征在于其中所述的旋转滤盘由扇形的六个小盘相互拼接而成，每个小盘的内边与所述的六方连接件相对固定，每个小盘由滤盘骨架和纤维滤布组成，纤维滤布套装在滤盘骨架上；所述的纤维滤布由聚四氟乙烯纤维对折编织到底布中而制成，每根聚四氟乙烯纤维的长度为20mm～40mm，底布上聚四氟乙烯纤维的密度为50～200根/cm2。

5.  如权利要求1所述的纤维转盘滤池，其特征在于其中所述的吸口的截面为连续变截面，里圈开口的半径r＝10mm～20mm，外圈开口的半径R＝1.8×r。

说明书用于污水深度过滤处理的纤维转盘滤池
技术领域
本发明涉及一种用于污水深度过滤处理的纤维转盘滤池，适用于城市污水处理厂经生化处理后的出水升级改造和中水处理工艺中加药除磷后悬浮物的过滤，属于污水处理技术领域。
背景技术
目前现有技术中使用的各种过滤设备其滤料大部分呈水平布置，其缺点是：水中的悬浮物很快就会沉积在滤料的表面而堵塞水流通道，因此对进水中悬浮物负荷的耐冲击能力小；反冲洗能耗大；滤料的使用寿命短。尤其是污水处理厂经生化处理后的出水，容易在滤料的表面生成生物膜而板结。还由于滤料呈水平布置使得设备的占地面积很大。因此现有各种过滤设备不仅造价高，处理费用还很高。
美国专利US6,103,132公开了一种由多个垂直安装于水箱内的圆盘组成的滤布转盘过滤器，该过滤设备还存在以下不足：
1、虽然是立式滤盘，但由于滤布的疏水性差，易粘结，悬浮物不易在滤布上自行脱落，达不到沉积的效果，另外滤布的摩擦系数大，使滤布易磨损。
2、中心出水轴的直径比较小，没有中间支撑，当滤盘的数量较多而处理量加大时，中心出水轴中的出水流速太高，出水阻力变大而影响出水，中心出水轴还会弯曲变形，因此最多只能安装12个滤盘，不适合处理规模较大的水厂使用。
3、六方体为实心体，重量很重，增加设备的制造成本，还会使中心出水轴弯曲变形，以及因为焊接长度太长而造成中心出水轴焊接弯曲变形。
4、进水堰在池体的端头，堰长不够，堰口负荷太大，水流冲击大，并且布水不均匀，使得水体对滤盘的扰动大，滤盘不能在静态滤水，因而影响过滤效果。
5、出水堰为固定堰，进出水压差不可调，不能满足对不同粘度的水的处理量要求。
6、反抽吸装置中吸口的设计不仅不易制作，还对纤维滤布有切割损坏作用，直接影响滤布的使用寿命。反抽吸装置中的吸盘直接与滤布接触，当进行反抽吸时，滤盘一组一组交替反抽吸工作，其它没有反抽吸的滤盘同时也都在转动，吸盘与滤布的相对运动对滤盘上的悬浮物有抹泥的作用，影响了滤布的过滤作用，及随后的反抽吸效果，还人为的增加了吸盘与滤布接触摩擦的次数，降低了纤维滤布的使用寿命。
7、池体为钢结构，反抽吸泵阀机构在池体外边侧的下部，不易在大处理量工艺流程中多台数并排布置，且占地面积增大。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于污水深度过滤处理的纤维转盘滤池，对已有的过滤设备的结构作出改进，以使过滤设备的占地面积小，吨水的处理费用低。
本发明提出的用于污水深度过滤处理的纤维转盘滤池，包括：池体、中空出水轴、六方连接件、旋转滤盘、传动机构、滤布反抽吸装置和抽泥管。池体由污水池和清水池组成，污水池和清水池之间由通水孔相互连通。污水池壁设有进水口，污水池的长度方向设有进水堰，进水堰与进水口相连通。清水池壁设有出水口，清水池中设有可调式出水堰。中空出水轴通过前支撑、中间支撑和后支撑固定在污水池中，中空出水轴上开有进水孔，中空出水轴与固定在污水池上方的传动机构相连。旋转滤盘有多个，分别通过多个六方连接件与中空出水轴相对固定，旋转滤盘的外圈设有外压板。滤布反抽吸装置由吸盘、连通管道、电动阀和反抽吸水泵组成，所述的反抽吸水泵固定在所述的池体上方，所述的吸盘通过与池体壁相对固定的吸盘固定装置固定在旋转滤盘的侧面，吸盘上设有吸口，吸口通过连通管道和电动阀与池体上方的反抽吸水泵相连。抽泥管置于污水池底部，抽泥管通过连通管道和电动阀与池体上方的反抽吸水泵相连。
上述纤维转盘滤池中，所述的旋转滤盘外圈的外压板的宽度h与六方连接件中的六方边框的厚度H相等，并大于旋转滤盘骨架的厚度M。
上述纤维转盘滤池中，所述的六方连接件由连接幅管和六方边框组成，六方边框的每边上开有进水孔，连接幅管的一端与六方边框进水孔相连通，连接幅管的另一端与中空出水轴上的相应进水孔相连通。
上述纤维转盘滤池中，所述的旋转滤盘由扇形的六个小盘相互拼接而成，每个小盘的内边与所述的六方连接件相对固定，每个小盘由滤盘骨架和纤维滤布组成，纤维滤布套装在滤盘骨架上；所述的纤维滤布由聚四氟乙烯纤维对折编织到底布中而制成，每根聚四氟乙烯纤维的长度为20mm～40mm，底布上聚四氟乙烯纤维的密度为50～200根/cm2。
上述纤维转盘滤池中，所述的吸口的截面为连续变截面，里圈开口的半径r＝10mm～20mm，外圈开口的半径R＝1.8×r。
本发明提出的用于污水深度过滤处理的纤维转盘滤池，其优点是，其中的中空出水轴水平布置，滤盘采用垂直布置，并且采用具有疏水功能的纤维滤布，水中的悬浮物不易黏结在滤盘上，悬浮物积雷到一定程度就会自动脱落，因此在水处理过程中可以大大减少反抽吸次数，从而降低能耗，降低设备运行成本。反抽吸装置中的吸盘与滤布之间的磨损很小，所以滤布的使用寿命长。出水的悬浮物浓度不随负荷的变化而变化，在高负荷的冲击下依然能正常工作，悬浮物去除率高。本发明的纤维转盘滤池便于多台组合设计，使得设备的占地面积很小，吨水的处理费用很低。
附图说明
图1是本发明用于污水深度过滤处理的纤维转盘滤池的结构示意图。
图2为图1的A-A剖面图。
图3是六方连接件的剖面图。
图4是滤布反抽吸装置和吸盘的放大图。
图5是吸盘上吸口的放大图。
图6是图2的B-B剖面图。
图1～图6中，1是池体，2是进水口，3是进水堰，4是可调式出水堰，5是中空出水轴，6是六方连接件，6-1是六方连接件的六方边框，6-2是六方连接件的连接幅管，6-3是六方边框上的进水孔，6-4是中空出水轴上的进水孔，7是吸盘固定装置，7-1是吸盘固定弹簧，7-2是吸盘固定支腿，8是吸盘，8-1是吸盘吸口，9是连通管道，10是出水口，11是旋转滤盘，11-1是旋转滤盘外压板，12是纤维滤布，13是滤盘骨架，14是抽泥管，15是后支撑，16是中间支撑，17是前支撑，18是传动机构，19是电动阀，20是反抽吸水泵，21是污水池，22是清水池，23是通水孔，r是吸盘吸口的里圈半径，R是吸盘吸口的外圈半径，h是旋转滤盘外压板的宽度，H是六方连接件中六方边框厚度，m是滤盘骨架的宽度。
具体实施方式
本发明提出的用于污水深度过滤处理的纤维转盘滤池，其结构如图1和图2所示，包括：池体1、中空出水轴5、六方连接件6、旋转滤盘11、传动机构18、滤布反抽吸装置和抽泥管。池体由污水池21和清水池22组成，污水池21和清水池22之间由通水孔23相互连通。污水池壁设有进水口2，污水池的长度方向设有进水堰3，进水堰3与进水口2相连通。清水池壁设有出水口10，清水池中设有可调式出水堰4。中空出水轴5通过前支撑17、中间支撑16和后支撑15固定在污水池21中，中空出水轴5上开有进水孔6-4，中空出水轴5与固定在污水池上方的传动机构18相连。旋转滤盘11有多个，分别通过多个六方连接件6与中空出水轴5相对固定，旋转滤盘11的外圈设有外压板11-1。滤布反抽吸装置的结构如图2和图4所示，由吸盘8、连通管道9、电动阀19和反抽吸水泵20组成，反抽吸水泵20固定在池体1上方，吸盘8通过与池体壁相对固定的吸盘固定装置7固定在旋转滤盘11的侧面，吸盘8上设有吸口8-1，吸口8-1通过连通管道9和电动阀19与池体上方的反抽吸水泵20相连。抽泥管14置于污水池21的底部，抽泥管14通过连通管道9和电动阀19与池体1的上方的反抽吸水泵20相连。
上述纤维转盘滤池中，所述的旋转滤盘外圈的外压板11-1的宽度h与六方连接件6中的六方边框6-1的厚度H相等，并大于旋转滤盘骨架13的厚度M，如图6所示。
上述纤维转盘滤池中的六方连接件，其结构如图3所示，由连接幅管6-2和六方边框6-1组成，六方边框的每边上开有进水孔6-3，连接幅管的一端与六方边框进水孔相连通，连接幅管6-2的另一端与中空出水轴上的相应进水孔6-4相连通。
上述纤维转盘滤池中的旋转滤盘11，如图2所示，由扇形的六个小盘相互拼接而成，每个小盘的内边与所述的六方连接件6相对固定，每个小盘由滤盘骨架13和纤维滤布12组成，纤维滤布12套装在滤盘骨架13上。其中的纤维滤布由聚四氟乙烯纤维对折编织到底布中而制成，每根聚四氟乙烯纤维的长度为20mm～40mm，底布上聚四氟乙烯纤维的密度为50～200根/cm2。
上述纤维转盘滤池中的吸口的截面为连续变截面，如图5所示，里圈开口的半径r＝10mm～20mm，外圈开口的半径R＝1.8×r。
上述纤维转盘滤池的中空出水轴水平布置；滤盘由工程塑料模压的骨架套上合成材料且疏水的纤维滤布制成，滤盘垂直安装在中空出水轴的六方连接件上，滤池中的旋转滤盘最多可以并排安装十六个。
本发明提出的纤维转盘滤池的特点如下：
1、池体的设计：考虑到水处理中工艺构筑物都在半地下，所以池体设计成水泥结构，便于多台组合设计。
2、进水堰的设计：设计在滤池的长度方向与滤盘并行，长度比已有设计在端头的长一倍，这就使得堰口负荷减小约50％；通过堰口对各个滤盘均匀布水，使得水体对滤盘的扰动最小，保证滤盘静态滤水。
3、中空出水轴的设计：中空出水轴的直径为350～500mm，以保证在滤盘最多为16个时出水的水流速度仍然小于1.2m/s；另外在滤盘多于10个时，在中空出水轴的中间位置设计一个辅助中间支撑，以保证中空出水轴的强度。
4、如附图所示的六方连接件的设计，六个连接辐管既保证滤盘的水进入中空出水轴，又起了一个车辐条对六方边框的支撑作用；而且又可以减少六方连接件与中空出水轴的焊接长度，既避免了中空出水轴的焊接变形和由重量引起的变形。
5、本发明的滤布由具有疏水功能的聚四氟乙烯纤维制成；每根纤维长20mm～30mm，对折编织到底布中，保证不脱落；密度为100～200根/cm2，  聚四氟乙烯纤维的疏水作用易于污泥自动脱落，减少反抽吸次数；由于聚四氟乙烯纤维的摩擦阻力极低提高了滤布的使用寿命；聚四氟乙烯纤维滤布的设计是过滤时纤维平躺下增加过滤密度，反抽吸时纤维直立起来通量增加使污泥易于被抽走。
6、吸口的设计：见附图5，吸口的截面为连续变截面，里圈开口的半径小于外圈开口的直径，而且里圈直径大于纤维滤布的纤维长度。该设计使得滤盘里圈和外圈的滤布都能得到同强度的反洗，保证纤维滤布的清洁度，还易制造，反抽吸时不会对聚四氟乙烯纤维造成损害。
7、吸盘通过吸盘固定支架及其弹簧固定在旋转滤盘的侧面，由于六方连接件和滤盘特殊设计，不进行反抽吸工作时，吸盘被六方连接件的六方边框和滤盘外压板支起，吸盘与旋转滤盘的滤布处于非接触状态，如图6所示，只有在反抽吸时，纤维滤布的纤维直立起来才与吸盘接触。反抽吸过程是一组一组滤盘交替反抽吸工作，当对一组滤盘进行反抽吸时，其它旋转滤盘也在转动，但是吸盘与旋转滤盘的滤布处于非接触状态，就明显减少了对滤布的磨损，提高了纤维滤布的使用寿命。
8、可调式出水堰的设计：见附图1的4，由于各种污水的粘度不同，过滤的通量就不一样，为了在各种污水性质条件下都能达到一定的处理量，把出水堰设计成可调式出水堰，可以利用进出水的液位差来调整出水量，以满足各种不同粘度污水的处理要求。
9、反抽吸水泵的设计：采用自吸式离心泵使得不用灌水就能吸上水来，使反抽吸水泵能设计在池体的上部，当处理量需用多套纤维转盘滤池时能大大减小占地。
本发明纤维转盘滤池的滤盘数量大于八个时采用两台反抽吸水泵，各负责一半的滤盘反抽吸工作，正常情况下两台水泵依次工作，当污水中悬浮物含量突然加大时，即两次的反抽吸间隔小于设定的时间时，两个反抽吸水泵可以同时进行反抽吸工作，以缩短反抽吸时间，保证在悬浮物含量较高的情况下依然正常工作。
以下详细介绍本发明纤维转盘滤池的结构：
纤维转盘滤池分污水池21和清水池22两个区域，隔墙中间有一个通水孔23相连通。在污水池的一头设计有一个支墩，用于中空出水轴后支撑15的安装，两侧设计成斜坡，使沉积下来的污泥往中间聚集。在清水池中间设计了一个隔离墙，墙上安装有可调式出水堰4，以控制清水池内水位的高度，保证适当的进出水压差。污水池21端头设计有进水口2和边侧与进水口2连通、且与旋转滤盘11并行的进水堰3。设置在池体内的中空出水轴5的后支撑15铰接安装在污水池一头的支墩上，前支撑17通过滑动轴承安装在污水池与清水池隔墙上，并使中空出水轴5与通水孔23相连通。中间支撑16为辅助支撑。旋转滤盘11，采用工程塑料模压的骨架13套上具有疏水功能的的纤维滤布12制成，六个组成一个整盘，分别由螺栓安装在六方连接件6的六方边框6-1的六个边上，六方连接件6的连接幅管6-2与中空出水轴5相互焊接。滤布反抽吸装置安装在进水堰3下部池体的边墙上，每个滤盘两侧都有吸盘8，吸盘8通过吸盘固定装置7的吸盘固定弹簧7-1和吸盘固定支腿7-2固定在旋转滤盘11的侧面，与纤维滤布12处于非接触状态。每个吸盘都与连通管道9相连通，两个旋转滤盘共有四个吸盘8，并成为一组后通过连通管道9与一个电动阀19相连接。池体底部安装有抽泥管14，单独通过单独的连通管道9与一个电动阀19相连接，所有电动阀19都与安装在池体顶部侧边的反抽吸水泵20连接。在池体顶部的另一边安装有传动机构18带动整个中空出水轴5及旋转滤盘11转动。传动机构18、反抽吸水泵20和电动阀19根据污水池的液位控制运行。纤维旋转滤盘最多可以安装16个。
本发明的工作流程及工作原理是：污水首先通过池体1上的进水口2进入池体1的一侧，并进入与旋转滤盘11并行的进水堰3中，通过进水堰3的堰口对各个旋转滤盘11均匀布水，使得水体对滤盘的扰动最小，保证滤盘静态滤水。布水后在水压的作用下，长10～15mm的纤维滤布12会自动紧贴在底布上，形成密集的约3～5mm厚的过滤层，悬浮物会在其表面逐渐堆积，由于滤布采用疏水的聚四氟乙烯纤维材料制成，悬浮物不易黏结，滤盘又是垂直设计，所以悬浮物堆积到一定程度就会自动脱落沉降到池底，反抽吸泵20、专用于污泥抽吸的电动阀19会定期开启，与其相连接的抽泥管14，通过抽泥管14上的开孔(图中未示出)吸取池底的沉泥，进而排出污水池外。当污水池21内的水位超过了设定值时，传动机构18、反抽吸水泵20和电动阀19自动开启，传动机构18带动整个中空出水轴5及旋转滤盘11缓慢转动，同时开启反抽吸泵20，依次开启每组滤盘的电动阀19，对滤盘进行负压抽吸，直到每组滤盘都清洗完，完成一次反抽吸过程。当污水中污泥负荷突然加大时，即两次的反抽吸间隔小于设定的时间时，可以同时启动两个反抽吸水泵20反抽吸，缩短反抽吸时间，保证在高负荷的冲击下依然能正常工作。反抽吸泵20将抽吸出来的污泥送到前端系统再行处置。过滤后的清水进入滤盘骨架13内，依次经过六方连接件6的外边框6-1上的进水孔6-3、连接幅管6-2和中空出水轴5上的进水孔6-4，最后流入中空出水轴5，经隔墙的通水孔23到达清水池22，经可调式出水堰4调节后由出水口10流出。