深度型砂滤器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200310106624.3

申请日:

2003.10.13

公开号:

CN1528489A

公开日:

2004.09.15

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

B01D24/22

主分类号:

B01D24/22

申请人:

安逢龙;

发明人:

安逢龙

地址:

北京市崇文区东壁街八号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明是一种深度型砂滤器,砂子的大小随着正常过滤流体的流向逐渐减小。流体是通过管道导入到砂滤器的进口,先经过大砂区,截留大的悬浮物,再经过中砂区,截留中等大小的悬浮物,最后经过细砂区,除去绝大部分流体中细小悬浮物,从出口处流出。砂滤器是由墙体、滤料砂子、地漏组成;墙体上设置有进出口,地漏设置在墙体的下面,滤料砂按大小依次顺液体的流向铺置。本发明可以采用上流式和下流式。本发明使雨水地下水资源化的淡水供应方法中可以在广泛的范围内稳定经济运行。本发明适用于需要经济进行砂滤的场合,尤其在使用频率不高或间断使用过滤器的场合。

权利要求书

1: 一种深度型砂滤器,其特征是:砂子的大小随着正常过滤流体的流向逐渐减小。
2: 如权利要求1所述的深度型砂滤器,其特征是所述的流体是通过管道导入到砂滤器的进 口,先经过大砂区,截留大的悬浮物,再经过中砂区,截留中等大小的悬浮物,最后经过 细砂区,除去绝大部分流体中细小悬浮物,从出口处流出。
3: 如权利要求2所述的深度型砂滤器,其特征是所述的砂层的数目上2-20层,优选是3-8 层。
4: 如权利要求2所述的深度型砂滤器,其特征是所述的各个砂层的厚度可以选为5-500毫米, 优选是20-300毫米,砂滤层的总厚度可以是20-2000毫米,优选是100-1000毫米。
5: 如权利要求2所述的深度型砂滤器,其特征是所述的砂子大小可以逐步连续减小,或是分 层减小。
6: 如权利要求1所述的深度型砂滤器,其特征是所述的砂滤器是由墙体、滤料砂子、地漏组 成;墙体上设置有进出口,地漏设置在墙体的下面,滤料砂按大小依次顺液体的流向铺置。
7: 如权利要求6所述的深度型砂滤器,其特征是所述的墙体上面设置有盖,砂层之间设置有 隔板,隔板上设置有足够的孔以保证流体的流入和流出,隔板上的孔径略小于该隔板上下 层砂子中细的一方规定尺寸低限值。
8: 如权利要求6所述的深度型砂滤器,其特征是所述的砂滤器选择长方形、圆形、六边型或 正多边型的柱状。
9: 如权利要求6所述的深度型砂滤器,其特征是所述的墙体采用混凝土结构,或采用UPVC、 ABS化工工程材料或使用玻璃和有机玻璃;隔板采用塑料或合成树脂,或采用多孔材料 或混凝土结构,起到隔板的作用。
10: 如权利要求6所述的深度型砂滤器,其特征是所述的砂滤器的进口和大砂层在墙体的同一 方向;在墙体上部的为下流式砂滤器,在墙体下部的为上流式砂滤器;上流式的出口和最 上层砂层或隔板表面留2-200毫米,优选20-100毫米,以免砂子和过滤水一起流走,进口 处设置有纳污坑,使正常过滤和在线再生时的污物掉入其中,而不污堵过滤器,使上流式 深度型砂滤器能够长期稳定运行;下流式深度型砂滤器因为最小颗粒的砂子在最低层,所 以最低部必需设置有隔板,不必专门设置进水口而敞开使用。

说明书


深度型砂滤器

                                    技术领域

    本发明属于水过滤装置,特别涉及一种深度型砂滤器。

                                    背景技术

    砂滤器是简便和经济的过滤器,这是因为过滤介质是便宜且容易得到的砂。现有的砂滤器主要有粗砂过滤器和细砂过滤器。基本结构均是下面铺有细小的石头和较大的石头,上面铺有砂或细砂。下面的石头结构主要为收集过滤水的方便和反洗设计,上面的粗砂或细砂主要起到过滤作用,砂滤器的过滤精度是主要通过粗砂或细砂的空隙大小来达到。现有的砂滤器的过滤流体的正常流动方向是从上到下,而系统污堵到一定程度或过滤压差达到规定值时,用大于正常过滤速度(如正常过滤速度的两倍)地流量反洗、或气洗、或气洗和水洗结合除去污堵物。洗涤砂滤器的流体流动方向是从下到上。

    现有砂滤器设备存在以下缺陷:1.属于表面过滤器,即过滤精度主要是通过砂子的表面空隙的大小来达到过滤目的的。因而主要在过滤介质表面起到截留流体中悬浮物的作用,所以容纳污堵物的量非常有限。随着过滤操作的进行和表面沉积物的增加过滤是通过沉积在砂子上面的沉淀物完成,所以过滤得到的水质变化比较大。2.容易污堵,需要频繁的反洗来再生其过滤功能。反洗需要配套的反洗泵、相应的管道和阀门,气洗还需要鼓风机。因为它们的利用率比较低,造成资源的巨大浪费。3.反洗的频率大,意味着正常运转时间短,和运行效率下降,同时意味着水的利用率的下降和反洗产生污染环境的增多。4.同一过滤装置内需要设置正常过滤和反洗装置,还要配置布水或布气等设备,结构复杂、成本高。5.需要泵等动力装置,使用电力等动力的消耗意味着能源的投入和成本的上升,在一般的野外或电力分布还没有达到或电力成本比较高的地区不宜使用甚至无法使用。6.设备材料的要求比较高,一般需要具备防腐性能,如不锈钢或碳钢等,造价相当高。

    因为相当广阔的地区淡水供应紧张,雨水地下水资源化的淡水供应方法以申请号为03144378.8的方法也许是最有前途的解决方案。但是雨水收集和处理装置是个难题。其中,砂滤器的经济方便运行方式的寻找是关键技术难题中的一个。

    而现有的砂滤器不足之处限制它们在雨水地下水资源化的淡水供应方法中几乎无法经济运行。因为在这个淡水供应方法中,需要设置的过滤器众多,且使用频率非常低,会造成很大的资源浪费,同时大幅度提高雨水的处理成本。

    过滤操作,可以根据有效过滤作用发生的位置的不同,可以分为表面过滤和深度过滤。表面过滤一般具有过滤精度高、容易洗涤再生等优点,如超滤、反渗透和一些表面微滤和大部分砂滤等。但是表面过滤一般其纳污容量小,需要频繁冲洗或反洗来再生。深度过滤一般具有纳污容量大、过滤压差小、单次使用寿命长等优点,而一般不容易再生或再生的效果不大好。

                                    发明内容

    本发明是克服了上述现有砂滤器的缺点,根据方便、简单、实用和成本低等特点提出的一种深度型砂滤器,本发明的砂滤器可以采用上流式和下流式;特点是砂子的大小随着正常过滤流体的流向逐渐减小。

    下面对本发明的砂滤器的结构、安装和运行等作详细描述:

    上流式深度型砂滤器:

    上流式深度型砂滤器主要由墙体、滤料砂子、过滤器的进出口部分、地漏、盖、隔板组成。根据情况,盖和隔板可以取消。

    雨水等需要过滤的水经过格栅等除去树叶、树枝等杂质,通过专用管道导入到进口,经过布水系统均匀输送到大砂区,如砂粒颗粒大小1-100毫米,截留大的悬浮物,再经过中砂区,如砂粒颗粒大小0.1-1毫米截留中等大小的悬浮物,最后经过细砂区,如砂粒颗粒大小0.01-.01毫米除去绝大部分水中细小悬浮物,从出口处流出清澈的水,流向注水井。这样,水中的悬浮物随不同的大小在深度型砂滤器的不同层面被截留,不仅提高过滤速度,而且纳污容量大大提高。

    一般来说,过滤器上部除出水口外需要密封,以免未经过滤的脏水流入注水井中,因为大部分情况下深度型砂滤器将在雨水表面下方工作。如果使用场合是在较高的位置并且过滤器上部不会被脏水淹没,如,用泵打水,那么深度型砂滤器上部不必密封。

    砂子大小可以逐步连续减小,如上面所述,也可以是分段减小,如某一层大小为1-10毫米,而下一级大小选为0.1-0.5毫米。

    雨水地下水资源化的淡水供应方法雨水过滤应用中,最细小的砂层砂粒大小在0.001-1毫米,最好是0.01-0.5毫米。

    各个砂层的厚度可以选为5-500毫米,最好是20-300毫米,砂滤层的总厚度可以是20-2000毫米,最好是100-1000毫米。

    砂层的数目根据需要选择2-20层,最好是3-8层,即保证过滤质量和寿命又要节约投资。

    不同粒度砂层之间和底层砂层下面可以通过隔板隔离或自然隔离。隔板上设计足够的孔以保证水的流入和流出,隔板上的孔径略小于该隔板上下层砂子中细的一方规定尺寸低限值。

    砂滤器选择柱状,根据具体使用环境可以选择长方形、圆形、六边型或正多边型柱状外形。

    墙体采用混凝土结构,也可以采用UPVC、ABS等化工工程材料,也可以使用玻璃和有机玻璃,上部设计有密封槽或密封凸条和固定勾保证过滤器的密封有效,如果使用隔板,最好采用塑料或合成树脂等化工产品材料,尺寸略大于内部面积;或采用多孔材料或混凝土结构,起到隔板的作用即可,以降低设备投资。一般情况下,可以不设最底下和最上部的隔板,中间的隔板也根据具体情况可以取消。

    布水装置是进水处为中心放射状分布、或其它网状导流系统的布水槽来实现。

    下方的进水或出水口处安装地漏,即保证水流畅通又防止该部位受到过大的压力损害隔板,或防止底层砂子从出口流出。

    上部的盖选择柔软的塑料、橡胶材料或合适的布料,有利于密封和操作便利,同时节省投资。也可以选择密封结构完美的混凝土结构,如带密封圈、密封带等其它相应的辅助资料可以保证较好密封效果的。

    上部出口和最上层砂层或隔板表面留2-200毫米,最好是20-100毫米,以免砂子和过滤水一起流走。

    进出口部分的材料采用UPVC、ABS等化工原料管材,以节省投资。

    进口部分设有纳污坑,在正常过滤和在线再生时的污物掉入其中,而不污堵过滤器,使上流式深度型砂滤器能够长期稳定运行。

    安装上流式深度型砂滤器,先找到需要安装的地方,挖出足够深的留有进水部分位置的平底的坑,平放稳当深度型砂滤器墙体,放好地漏和底层隔板,铺开最大的砂子到给定的深度,摇匀、打实,铺放隔板,再按相同顺序往上安装,直到顶部隔板,盖好盖,连接进水管道,连接出水管到注水井口等设施。出水口管道上可以安装出气孔,以便深度型砂滤器每次启动时排除系统存有的空气。铺放较细的砂子时,铺放平整后最好用水浇注以便更好地打实砂层。铺放砂子前最好先洗好,尤其是细砂,以免砂子中的污染物流进注水井。安装砂子阶段,如果单层砂子的大小范围比较广,那么尽量做到大粒砂子在下较小颗粒砂子在上。

    上流式深度型砂滤器运行一定时间后,因为发生不同程度的污堵,过滤速度下降,明显影响雨水处理效率,需要再生。再生方法如下:

    处于干态时,从进水口脉冲冲气,干燥的污泥会因为自身的重量下降到进水口处,然后从进水口处的排污口排放。

    处于湿态时,从进水口处灌水灌漫水,然后脉冲用揣子等工具吸冲水1-20次后静止放置,待污泥沉降到进水口处的底部纳污坑时从排污口排放。如果一次不能洗干净,那么可以重复2-3次。不过,深度型砂滤器在使用上不必洗的特别干净,因为是处理雨水等单位价值低的水。如果使用一段时间后纳污坑里沉积很多污泥,那么卸下纳污坑除去。如果很难有效洗干净,无法恢复其有效过滤性能的话,说明该彻底洗净深度型砂滤器。这时候,可以拆开过滤器,分别洗砂子、隔板和墙体内部等部位,或废弃该深度型砂滤器的部分无法修复的部分,如砂子,更换相应的部件后重新使用。置换出来的砂子最好冲洗干净后用于建筑,或用筛子按大小分类后重新使用,以免造成环境污染。

    到北方的秋季和冬季等遇到长期不使用时,需要排掉过滤器内的水,沉积在纳污坑里的污泥也排除干净,以便延长过滤器使用寿命,防止细菌的滋生。

    下流式深度型砂滤器:

    下流式深度型砂滤器和上流式深度型砂滤器相似。主要区别在于,下流式深度型砂滤器的正常过滤方向和上流式的相反,是从上到下的。这样一来,进水口和出水口的位置调过来,较大的砂子在上部而较小的砂子在下面。因为最小颗粒的砂子在最低层,所以最低部的隔板是必需的,而且根据情况在此隔板下面还要铺一些较大的砂子以便帮助集水槽(相当于上流式深度型砂滤器的布水沟)起到集水的作用。其上部不必密封,也不必专门设置进水口而敞开使用,或放置用便宜的材料制成的简易盖,防止不用过滤器时灰尘降落在过滤器表面加速过滤器的污堵。

    下流式深度型砂滤器主要由墙体、滤料砂子、过滤器的进出口、地漏、盖、隔板组成。根据情况,盖和隔板可以取消。

    安装下流式深度型砂滤器,先找到需要安装的地方,挖出足够深的留有出水管位置的平底的坑,平放稳当深度型砂滤器墙体,放好地漏和底层隔板,如有必要在隔板下面铺一层粗砂或其它留有导流孔的垫片帮助集水系统有效收集过滤出来的水,铺开最小的砂子到给定的深度,摇匀、打实,铺放隔板,再按相同顺序往上安装,直到顶部隔板,盖好盖,连接引水通道,连接出水管到注水井口等设施。出水口管道上可以安装出气孔,以便深度型砂滤器每次启动时排除系统存有的空气。铺放较细的砂子时,铺放平整后最好用水浇注以便更好地打实砂层。铺放砂子前最好先洗好,尤其是细砂,以免砂子中的污染物流进注水井。安装砂子阶段,如果单层砂子的大小范围比较广,那么尽量做到大粒砂子在上较小颗粒砂子在下。

    深度型砂滤器过滤一定时间后,因为发生不同程度的污堵,过滤速度下降,明显影响雨水处理效率,需要再生。再生方法是,拆开过滤器,分别洗砂子、隔板和墙体内部等部位,或废弃该深度型砂滤器的部分无法修复的部分,如砂子,更换相应的部件后重新使用。置换出来的砂子最好冲洗干净后用于建筑,或用筛子按大小分类后重新使用,以免造成环境污染。

    下流式深度型砂滤器和上流式深度型砂滤器不同,一般不能在线再生,所以影响使用效率,尤其在使用过程中的污堵,可能造成深度型砂滤器的停机后果,所以也相应提高投资成本。虽然可以通过密封设计的上部结构可以在线部分恢复过滤性能,但是恢复效果会很差,也不大可能经济。

    砂滤器的进口和大砂层在墙体的同一方向;在墙体上部的为下流式砂滤器,在墙体下部的为上流式砂滤器;上流式的出口和最上层砂层或隔板表面留2-200毫米,优选20-100毫米,以免砂子和过滤水一起流走,进口处设置有纳污坑,使正常过滤和在线再生时的污物掉入其中,而不污堵过滤器,使上流式深度型砂滤器能够长期稳定运行;下流式深度型砂滤器因为最小颗粒的砂子在最低层,所以最低部必需设置有隔板,不必专门设置进水口而敞开使用。深度型砂滤器具有以下优点:

    1.纳污容量大。不同大小的悬浮物按大小在不同的过滤层被截留,所以纳污容量大,同时起到粗砂滤器和细砂过滤器的作用。

    2.运行效率高。因为纳污容量大,所以单次过滤时间长,再生间隔长,过滤器运行效率高。

    3.结构简单、设计紧稠、占地面积小。纳污坑的设置使过滤器可以长期稳定运行。

    4.设备投资小、设备投资成本较低。设备材料要求低、不需要泵等其它辅助设备和管道等,最大限度降低设备投资。虽然使用时间的原因其使用效率受到影响,但是因为单套设备投资很小,所以设备投资成本明显降低。

    5.不需要额外的动力。因为采用自流式流程,在没有电力等动力供应的地区,如,野外、马路边等处也可以照常稳定运行。

    6.过滤压差小。因为不同大小的悬浮物按大小在不同的过滤层逐步被截留,所以相当于增加了过滤面积,过滤压差损失小。

    7.安全。除简单的机械保护措施防止受到意外的冲压外,无需繁杂的防腐、防暴、技术限制等保护措施。

    8.上流式砂滤器过滤水流是从下往上流的,比水重的大部分悬浮物可以靠它的重力沉降在过滤器底部或进水口处,因此容易排污,过滤器也不易被污堵。因为雨水降到地面后形成的雨水中的悬浮物的绝大部分比重比水大。同时可以在线再生。和一般的深度型过滤器不同,可以在线再生,大大降低设备投资,提高使用效率。

    9.下流式砂滤器其结构比上流式深度型砂滤器还要简单,根据需要可以取消引水管道,可以直接从下水道排水口通过引水通道进水。进水是通过上部敞开的过滤层进入,所以也没有必要对过滤器上部进行密封处理,比上流式深度型砂滤器的安全要求还要低。因为进水口是敞开的,所以不使用时很容易得到干燥,因而不容易滋生细菌、藻类等植物。

    以上优点能够使其在雨水地下水资源化的淡水供应方法中可以在广泛的范围内稳定经济运行。本发明适用于需要经济进行砂滤的场合,尤其在使用频率不高或间断使用过滤器的场合。

                                    附图说明

    图1;上流式深度型砂滤器示意图;

    图2:下流式深度型砂滤器示意图。

                                 具体实施方式

    实施例1:

    一台用ABS材料制成的圆柱型上流式深度型砂滤器,如图1所示,墙体9壁厚3毫米,内径200毫米、高500毫米、进水管1和出水管6内径30毫米、上部设置有密封盖7。内装三层砂子,每层砂层之间设置有隔板8,最下层的粗砂区3砂粒大小为20-2毫米、厚100毫米,中层中砂区4的砂子颗粒大小为2-0.3毫米、厚50,上层细砂区5的砂子颗粒大小为0.3-0.01毫米、厚度200毫米。砂层上部和出口管之间有100毫米高度差,防止细砂和过滤出的水一起流出。取300升从屋顶流下来的雨水,悬浮物SS 150ppm、污泥指数SDI 30,用本上流式深度型砂滤器过滤,雨水从进口1流进深度型砂滤器,通过地漏10、布水区2,均匀分布到粗砂层3截留大的悬浮物,在中层中砂区4除去大部分中等大小的悬浮物,最后到上层细砂区5截留绝大部分细小悬浮物,然后从出口6流出干净的雨水,悬浮物SS 3ppm、污泥指数SDI 2。过滤过程中过滤速度有所减慢,当过滤200升后用揣子吸冲5次静止两分钟,取出纳污坑11,去掉细砂和污泥约20克,重新安装纳污坑11继续过滤剩余的100升雨水。

    实施例2:

    一方柱型下流式深度型砂滤器,如图2所示,墙体9和出水管6用玻璃制成,壁厚1毫米,上面设置有上盖7,边长10毫米,高35毫米,内装三层砂子,上层2砂粒大小为2-0.3毫米、5毫米厚,中层3砂粒大小为0.3-0.1毫米、5毫米厚,下层4砂粒大小为0.1-0.01毫米、15毫米厚,底部、中部和上部各使用孔径为0.01毫米、0.01毫米、0.1毫米和0.3毫米的1毫米厚的聚酯片隔板8,空隙率20%。收集从屋顶流下来的干净雨水200ml,悬浮物SS100ppm、污泥指数SDI 20,雨水从进口1进入深度型砂滤器,随着雨水从底层往下流,大的悬浮物主要在上层大中砂粒层被截留,细小的悬浮物主要在底层的细砂层5截留,用本下流式深度型砂滤器过滤后得到干净的水,通过隔板8和集水区5收集后,从地漏10下面的出口6流出,悬浮物SS 5ppm、污泥指数SDI 5。

    实施例3:

    一条高速公路旁有一口注水井,井口内径200毫米,井深10米。为了有效利用雨水资源,给该注水井配置本发明长方柱形上流式深度型砂滤器,长4米、宽2米、高1米4,因为下方的雨水水面不可能到深度型砂滤器的上部,所以只用软塑料布盖住过滤器上部,以免雨水和灰尘未经过深度型砂滤器的过滤直接进入注水井,而无需密封,安于路面集水沟2米3下方处,集水沟和深度型砂滤器的上部之间有1米高度差,以便加快过滤速度。过滤器内部装5层砂子,从下往上颗粒大小、厚度各为,第一层,200-20毫米、400毫米,第二层,20-2毫米、200毫米,第三层,2-0.6毫米、150毫米,第四层,0.6-0.1毫米、150毫米,第五层,0.1-0.01毫米、100毫米。砂粒层和出水管之间有100毫米高度差,防止砂粒和过滤过的雨水一起流到注水井。墙体用混凝土结构、进出口部分用UPVC材料、进出口管内径200毫米、纳污坑部分内径300毫米、深度500毫米。除最上层设隔板压住细砂外,其它层不设隔板。该地区遇到暴雨时,带有格栅的引水管连到集水沟,雨水通过引水管进入深度型砂滤器,大小悬浮物依次被不同的过滤层截留,得到的干净的水流入到注水井中成为地下水。

    实施例4:

    草地中有一口注水井,井口内径500毫米,井深20米。为了有效利用雨水资源,给该注水井配置本发明长方柱型下流式深度型砂滤器,长12米5、宽8米、高2米2,上部敞开以便部分雨水直接进入过滤器,安于地平面2米1下方处,集水平面和深度型砂滤器的上部之间有100毫米高度差,以便雨水自然流入深度型砂滤器,同时防止泥沙也和雨水一起进入。过滤器内部装20层砂子,从下往上颗粒大小、厚度各为,第一层,0.01-0.001毫米、50毫米,第二层,0.03-0.01毫米、100毫米,第三层,0.06-0.03毫米、100毫米,第四层,0.1-0.06毫米、100毫米,第五层,0.1-0.06、100毫米,第六层,0.3-0.1毫米、100毫米,第七层,0.5-0.3毫米、100毫米,第八层,0.7-0.5毫米、100毫米,第九层,0.9-0.7毫米、100毫米,第十层,1.1-0.9毫米、100毫米,第十一层,1.4-1.1毫米、100毫米,第十二层,1.7-1.4毫米、100毫米,第十三层,2.1-1.7毫米、100毫米,第十四层,2.5-2.1毫米、100毫米,第十五层,3.0-2.5毫米、100毫米,第十六层,3.6-3.1毫米、100毫米,第十七层,4.4-3.6毫米、100毫米,第十八层,5.4-4.4毫米、100毫米,第十九层,10-5毫米、100毫米,第二十层,100-10毫米、350毫米,即露出一部分砂石。最低层设有50毫米厚的多孔材料隔板,其它部分不设隔板,隔板空隙率30%,孔径1微米,防止砂粒和过滤过的雨水一起流到注水井。隔板下面有集水沟和地漏,出口和注水井连接。墙体用200毫米厚的混凝土结构、出口部分用UPVC材料、出口管内径500毫米。该地区遇到暴雨时,带有格栅的集水沟,除去雨水中的木头、树枝等杂物,因为草地中的草吸附了大部分悬浮物,所以比较干净的雨水溢流到深度型砂滤器,大小悬浮物依次被不同的过滤层截留,得到的干净的水流入到注水井中成为地下水。由于草地中的草吸附了大部分悬浮物,所以比较干净的雨水溢流到深度型砂滤器,所以虽然是下流式深度型砂滤器不能在线再生,但是仍能够正常使用5年以上,每年注水2000吨。使用十年以后过滤效果明显下降,基本不能发挥深度型砂滤器的优点,这时候全部砂石和砂子更换以后继续使用。

    实施例5:

    某海边城市海边开发区马路边建有注水井,内径300毫米、深10米,因为是绿色工厂区,路面非常干净。为了充分利用雨水资源,配置上流式深度型砂滤器,方柱型,边长2米、深1米、混凝土墙体、UPVC管道内径300毫米,纳污坑深500毫米,安装在路面排水口下,保持砂层上部在排水口下500毫米。内装四层砂子,砂粒大小、厚度分别是,最底层,50-20毫米、200毫米,第二层,20-2毫米、200毫米,第三层,2-0.3毫米、300毫米、第四层,0.3-0.01毫米、300毫米。进口连接下水道雨水排入口,出口连接注水井,因为开发区建设规范,一般不会造成太多的积水,所以过滤器上部遮盖防止雨水和尘埃直接进入注水井外无需密封。遇到大雨、暴雨、特大暴雨时,街面的雨水通过引水管道进入深度型砂滤器,雨水中的大小悬浮物分别按大小在深度型砂滤器的不同过滤层截留,从出口流出的干净的水通过注水井注入为地下水。每年平均注入补充地下水600吨,每年平均2次,掏净纳污坑。同样设施的大量建设可以有效防止海水倒灌、减少地下水盐度的作用。

    实施例6:

    某住宅小区住户素质非常高,区内卫生状况非常好,并每占地面积1000平方米的建筑建有一口注水井,内径200毫米、深10米,因为是绿色工厂区,路面非常干净。为了充分利用雨水资源,给每一口注水井配置上流式深度型砂滤器,圆柱型,内径2米、深1米、混凝土墙体、UPVC管道内径200毫米,纳污坑深500毫米,安装在路面排水口旁边的草地下,保持砂层上部在排水口下500毫米。内装六层砂子,砂粒大小、厚度分别是,最底层,50-20毫米、200毫米,第二层,20-2毫米、200毫米,第三层,2-0.6毫米、200毫米、第四层,0.6-0.2毫米、200毫米,第五层,0.2-0.05毫米、100毫米,第六层,0.06-0.01毫米、100毫米。进口连接下水道雨水排入口,出口连接注水井,因为小区建设规范,一般不会造成太多的积水,所以过滤器上部遮盖防止泥土和尘埃直接进入注水井外无需密封。遇到大雨、暴雨、特大暴雨时,街面的雨水通过引水管道进入深度型砂滤器,雨水中的大小悬浮物分别按大小在深度型砂滤器的不同过滤层截留,从出口流出的干净的水通过注水井注入为地下水。每口井每年平均注入补充地下水500吨,每年掏净纳污坑2次。

    实施例7:

    某一城市一个街道,因为地势低、又设计不当,常年受到内涝困扰。夏季每次遇到强降雨,马路立即成为河面。为了解决这个问题,市政府建设了多个注水井,井口200毫米、井深20米。并配置本发明的上流式圆柱型深度型砂滤器,过滤器内径1米5、深1米5、进出口管道内径200毫米、纳污坑深度500毫米。因为处于内涝区,所以深度型砂滤器上部用塑料布盖住并密封。过滤器内装六层砂子,各个层砂粒大小和厚度各为,第一层,50-20毫米、200毫米,第二层,20-5毫米、200毫米,第三层,5-1毫米、200毫米、第四层,1-0.4毫米、200毫米,第五层,0.4-0.1毫米、200毫米,第六层,0.1-0.01毫米、200毫米,最上层砂滤面低于出口100毫米以免砂子和过滤水一起流到注水井。进口与下水道雨水排水口连接、出水管道与注水井连接。平时狠抓街道卫生,尤其严格控制马路和周围卫生。当夏季遇到强降雨时,雨水经过带格栅的引水管道进入深度型砂滤器,雨水中大小悬浮物按大小分别在深度型砂滤器的不同过滤层面截留,从出口管到流出的干净的水通过注水井注入为地下水,每口井每年平均注入500吨雨水,有效补充超采的地下水,同时解决了该街道长期内涝带来的困难。如过滤速度慢可以在线再生,每年平均掏净3次纳污坑。

    实施例8:

    一座开采地下水供应自来水的工厂,日产量2000吨,地下水的含盐量只有200ppm,无需脱盐,但是泥沙量大,悬浮物SS 300ppm、污泥指数SDI 10,需要澄清处理。地下水泵出口处连接三台方柱型本发明上流式深度型砂滤器,两用1备,长3米、宽3米、高1米4,因为在地面上面安装,所以只用软塑料布盖住过滤器上部,以免雨水和灰尘未经过深度型砂滤器的过滤直接进入供水网,而无需密封。过滤器内部装5层砂子,从下往上颗粒大小、厚度各为,第一层,200-10毫米、400毫米,第二层,10-1毫米、200毫米,第三层,1-0.4毫米、150毫米,第四层,0.4-0.1毫米、150毫米,第五层,0.1-0.01毫米、100毫米。砂粒层和出水管之间有100毫米高度差,防止砂粒和过滤过的雨水一起流到注水井。墙体用混凝土结构、进出口部分用UPVC材料、进出口管内径200毫米、纳污坑部分内径300毫米、深度500毫米。除最上层设隔板压住细砂外,其它层不设隔板。系统运行时,抽出的地下水进入深度型砂滤器,大小悬浮物依次被不同的过滤层截留,得到的干净的水,悬浮物SS 2ppm、污泥指数SDI 3,经过消毒处理可以直接进入城市供水网。因为长期连续使用,为了操作方便,纳污坑下面安装电磁阀,当该深度型砂滤器不在线服务并静止5分钟待浮动泥沙沉积于纳污坑时定期开阀门排放。每运行8小时切换过滤器,每半年更换上面三层砂子或取出彻底洗涤再生,每3年更换所有砂子和砂石或取出彻底洗涤再生。本发明的采用节省了过滤系统的70%投资、宝贵的地下水的利用率从95%提高到99%、动力消耗节省30%。

    对比例1:

    本发明的上流式圆柱型深度型砂滤器和传统的粗砂过滤器和细砂过滤器组合的砂滤系统相比较。过滤器内径都是500毫米、高度1米、进出管道内径都是30毫米、为了方便观察都用透明的有机玻璃制成、供水都从5米高的屋顶供应雨水,悬浮物SS 100ppm、污泥指数SDI 12、流量每小时200升,共7天。深度型砂滤器过滤器内部装5层砂子,从下往上颗粒大小、厚度各为,第一层,50-5毫米、250毫米,第二层,5-1毫米、150毫米,第三层,1-0.4毫米、150毫米,第四层,0.4-0.1毫米、120毫米,第五层,0.1-0.01毫米、100毫米。砂粒层和出水管之间有100毫米高度差,纳污坑部分内径30毫米、深度50毫米。除最上层设隔板压住细砂外,其它层不设隔板。粗砂过滤器和细砂过滤器的布水系统300毫米厚、砂层550毫米厚,粗砂颗粒大小为0.8-2、细砂颗粒大小选为0.03-0.1。雨水进入深度型砂滤器,大小悬浮物依次被不同的过滤层截留,得到的干净的水,悬浮物SS 3ppm、污泥指数SDI3,压差0.12公斤,每天再生一次、每三天排污一次,水的利用率98%。粗砂过滤器和细砂过滤器组成的过滤系统,随着过滤进程,压差0.15-0.38公斤不等、悬浮物SS 21-5不等、污泥指数SDI8-4不等,粗砂过滤器需要每八个小时反洗一次、细砂过滤器每4个小时反洗一次,水的利用率90%。粗砂过滤器和细砂过滤器组成的过滤系统,一开始压差小、过滤水质差,但是,随着过滤进程,悬浮物逐渐在砂层表面沉积并逐渐加厚,导致过滤压差增大,同时过滤水质明显得到好转。这是因为过滤是通过比砂粒还小的泥沙来达到的,同时因为泥沙细小,其空隙也明显缩小,所以过滤压差增加。这个例子表明本发明的深度型砂滤器不仅可以节省设备投资,而且能够稳定供应水质良好的过滤水,提高水的利用率,降低动力消耗。

    对比例2:

    本发明的圆柱型上流式深度型砂滤器和下流式深度型砂滤器的比较。过滤器内径都是500毫米、高度1米、进出管道内径都是30毫米、为了方便观察都用透明的有机玻璃制成、供水都从5米高的屋顶供应雨水,悬浮物SS 100ppm、污泥指数SDI 12、流量每小时200升,共7天。深度型砂滤器过滤器内部装5层砂子,从下往上(下流式为从上往下)颗粒大小、厚度各为,第一层,50-5毫米、250毫米,第二层,5-1毫米、150毫米,第三层,1-0.4毫米、150毫米,第四层,0.4-0.1毫米、120毫米,第五层,0.1-0.01毫米、100毫米。上流式深度型砂滤器砂粒层和出水管之间有100毫米高度差,纳污坑部分内径30毫米、深度50毫米,除最上层设隔板压住细砂外,其它层不设隔板。下流式深度型砂滤器除最低层设隔板外其它层不设隔板。雨水进入深度型砂滤器,大小悬浮物依次被不同的过滤层截留。上流式深度型砂滤器得到的干净的水,悬浮物SS 3ppm、污泥指数SDI 3,压差0.12公斤。每三天排污一次、每天在线再生一次,水的利用率98%。下流式深度型砂滤器得到干净的水,悬浮物SS 3-1ppm、污泥指数SDI 3-2,压差0.12-0.28公斤,每两天离线再生一次。这个例子表明本发明的深度型砂滤器中,因为比水重的泥沙的沉积和不可在线再生的缺点使得下流式深度型砂滤器,虽然纳污量明显比传统的过滤器大、再生间隔长,但是使用上比起上流式不大方便,不适宜在水质较差的场合应用。因为随着过滤进程,各个过滤层不同程度的污堵,使过滤压差会逐渐增大,而污堵使得过滤空隙逐渐缩小,所以得到的过滤水水质得到一定程度的改善。但是在深度型砂滤器的应用场合,其快速的过滤速度才是最重要的,而在达到一定过滤水质的条件下,水质得到微弱改善对系统几乎没有什么意义。而上流式深度型砂滤器,因为泥沙可以沉积于过滤器下部和纳污坑,并可以通过在线再生和排污,迅速恢复过滤器的性能,在范围很广的水质条件下都可以稳定有效运行,水的利用率也达到最高值。

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资源描述

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本发明是一种深度型砂滤器,砂子的大小随着正常过滤流体的流向逐渐减小。流体是通过管道导入到砂滤器的进口,先经过大砂区,截留大的悬浮物,再经过中砂区,截留中等大小的悬浮物,最后经过细砂区,除去绝大部分流体中细小悬浮物,从出口处流出。砂滤器是由墙体、滤料砂子、地漏组成;墙体上设置有进出口,地漏设置在墙体的下面,滤料砂按大小依次顺液体的流向铺置。本发明可以采用上流式和下流式。本发明使雨水地下水资源化的淡水。

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