一種上向流輕質(zhì)濾料濾池的制作方法

本發(fā)明涉及一種飲用水處理濾池。尤其涉及一種上向流輕質(zhì)濾料濾池。

背景技術(shù)：

目前,我國(guó)絕大多數(shù)地表水源自來(lái)水廠的處理工藝為常規(guī)工藝，即混凝、沉淀、過(guò)濾和消毒。其中，過(guò)濾單元普遍采用下向流濾池，濾料以石英砂為主，部分水廠使用無(wú)煙煤、重質(zhì)礦石和活性炭(這幾種濾料的相對(duì)密度都大于1)。常用的濾池種類主要有普通快濾池、V型濾池、無(wú)閥濾池、虹吸濾池、移動(dòng)沖洗罩濾池等，目前新建的大中型自來(lái)水廠多采用V型濾池。

上述濾池主要存在以下問(wèn)題：

1、濾料的成本較高，濾池結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

2、大阻力配水系統(tǒng)的孔口阻力大，反沖洗時(shí)的動(dòng)力消耗大。即便是小阻力配水系統(tǒng)，由于濾料比重較大，沖洗時(shí)的動(dòng)力消耗也較大。

3、由于制造工藝限制，濾料的粒徑很難做到完全一致，我國(guó)采用的是有效粒徑和不均勻系數(shù)法，單層石英砂濾料的有效粒徑d10＝0.55，K80<2.0。當(dāng)濾池采用高速水流反沖洗時(shí)，向上流動(dòng)的水流會(huì)把濾層浮托起來(lái)，使砂粒處于懸浮狀態(tài)，且自動(dòng)出現(xiàn)水力分級(jí)現(xiàn)象，即粒徑小的砂粒位于上層，粒徑大的砂粒位于下層，下向流濾池的過(guò)濾性能因而會(huì)降低。即便是采用氣水反沖洗的均質(zhì)濾料濾池，運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間后濾層也難免會(huì)呈現(xiàn)不同程度的水力分級(jí)現(xiàn)象。

4、下向流過(guò)濾時(shí)，濾層中截留的雜質(zhì)會(huì)越來(lái)越多，水流流過(guò)濾層的水頭損失會(huì)逐漸增大，當(dāng)砂面以下某一深度處的水頭損失超過(guò)該處水深時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓現(xiàn)象。在負(fù)壓區(qū)，原來(lái)溶于水中的氣體會(huì)不斷釋放出來(lái)。逸出的氣體帶來(lái)兩種后果：一是減小有效過(guò)濾面積，增加濾層局部阻力，增大了水頭損失；二是氣泡會(huì)穿透濾層，上升到濾池表面，帶走輕質(zhì)或細(xì)質(zhì)濾料，破壞濾層結(jié)構(gòu)，在反沖洗時(shí)，氣泡更容易帶走大量濾料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種成本低、安裝簡(jiǎn)便且去污能力強(qiáng)的上向流輕質(zhì)濾料濾池，現(xiàn)提出如下技術(shù)方案：

一種上向流輕質(zhì)濾料濾池，所述濾池分為三層，從下到上依次設(shè)有底層、中層和頂層，濾池底層設(shè)有連通的原水渠和配水區(qū)，所述原水渠連通有原水管和反沖洗水管，所述配水區(qū)底部設(shè)有一氣沖管，且所述氣沖管穿過(guò)濾池側(cè)壁；濾池中層設(shè)有由輕質(zhì)濾料構(gòu)成的過(guò)濾層和排水渠，所述過(guò)濾層和排水渠用隔板隔開(kāi)，所述隔板中部設(shè)為側(cè)壁縫隙濾板，所述側(cè)壁縫隙濾板的頂部設(shè)有傾斜放置在過(guò)濾層的擋板；濾池頂層設(shè)有連通的清水區(qū)和清水渠，所述清水區(qū)底部設(shè)有上部縫隙濾板，所述清水渠連通有清水管和初濾水排放管。

對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述輕質(zhì)濾料材質(zhì)為塑料。

對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上部縫隙濾板和所述側(cè)壁縫隙濾板均由塑料制成。

對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述原水管、反沖洗水管、氣沖管、排水管、清水管和初濾水排放管都安裝有一開(kāi)關(guān)閥。

對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述氣沖管的在配水區(qū)的管道為穿孔管。

對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述穿孔管表面設(shè)有均勻排列的多個(gè)排氣孔。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)輕質(zhì)濾料的材質(zhì)為塑料(例如聚乙烯)，制造成本較低，且濾料粒徑較為均勻，整個(gè)濾層的含污能力較強(qiáng)。由于輕質(zhì)濾料的比重遠(yuǎn)小于石英砂，水沖洗的強(qiáng)度只需滿足把水中雜質(zhì)排走即可，在同樣的沖洗時(shí)間條件下沖洗強(qiáng)度明顯減小，即沖洗水量可減少。為了避免反沖洗時(shí)因所有濾料擠壓在上層縫隙濾板下方造成阻力過(guò)大，特別在一側(cè)的池壁上設(shè)置了縫隙濾板排放反沖洗廢水。獨(dú)特的側(cè)壁縫隙濾板設(shè)計(jì)，使得在水沖洗時(shí)，池中的水位會(huì)下降到上部縫隙濾板的下方一定距離，輕質(zhì)濾料的流態(tài)化程度加大，水沖洗時(shí)的動(dòng)力消耗會(huì)減小。

(2)過(guò)濾方式為上向流，不用擔(dān)心負(fù)壓現(xiàn)象。

(3)上部縫隙濾板的設(shè)計(jì)，避免了輕質(zhì)濾料的流失。

(5)為了避免過(guò)濾時(shí)水流會(huì)通過(guò)側(cè)壁縫隙濾板由下層濾料直接進(jìn)入上層濾料而發(fā)生短路，本裝置中特別增加了一個(gè)傾斜的擋板。獨(dú)特的擋板設(shè)計(jì)，使得水流沿側(cè)壁縫隙濾板向上過(guò)濾的路徑延長(zhǎng)，阻力增大，很大程度上避免了短路問(wèn)題的發(fā)生，保證了濾后水質(zhì)。

(6)由于運(yùn)行過(guò)程中受力較小，上部縫隙濾板和側(cè)壁縫隙濾板均可由塑料制成，成本較低，安裝方便。

(7)整座濾池結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種上向流輕質(zhì)濾料濾池的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明不安裝側(cè)壁縫隙濾板附近的上向流過(guò)濾短路示意圖。

圖3為本發(fā)明安裝擋板后側(cè)壁縫隙濾板附近的上向流過(guò)濾路徑示意圖。

附圖標(biāo)記：1-清水區(qū)；2-上部縫隙濾板；3-過(guò)濾層；4-配水區(qū)；5-氣沖管開(kāi)關(guān)閥；6-氣沖管；7-擋板；8-側(cè)壁縫隙濾板；9-原水管；10-原水管開(kāi)關(guān)閥；11-反沖洗水管開(kāi)關(guān)閥；12-反沖洗水管；13-排水管；14-排水管開(kāi)關(guān)閥；15-清水管；16-清水管開(kāi)關(guān)閥；17-初濾水排放管開(kāi)關(guān)閥；18-初濾水排放管；19-清水渠；20-原水渠；21-排水渠；22-路徑1；23-路徑2。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

結(jié)合附圖1所示的一種上向流輕質(zhì)濾料濾池，所述濾池分為三層，從下到上依次設(shè)有底層、中層和頂層，濾池底層設(shè)有連通的原水渠20和配水區(qū)4，所述原水渠20連通有原水管9和反沖洗水管12，所述配水區(qū)4底部設(shè)有一氣沖管6，且所述氣沖管6穿過(guò)濾池側(cè)壁；濾池中層設(shè)有由輕質(zhì)濾料構(gòu)成的過(guò)濾層3和排水渠21，所述過(guò)濾層3和排水渠21用隔板隔開(kāi)，所述隔板中部設(shè)為側(cè)壁縫隙濾板8，所述側(cè)壁縫隙濾板8的頂部設(shè)有傾斜放置在過(guò)濾層3的擋板7；濾池頂層設(shè)有連通的清水區(qū)1和清水渠19，所述清水區(qū)1底部設(shè)有上部縫隙濾板2，所述清水渠19連通有清水管15和初濾水排放管18。

在本實(shí)施例中，所述輕質(zhì)濾料材質(zhì)為塑料，塑料的制造成本較低，且濾料粒徑較為均勻，整個(gè)濾層的含污能力較強(qiáng)。

在本實(shí)施例中，所述上部縫隙濾板和所述側(cè)壁縫隙濾板均由塑料制成，成本較低，安裝方便。

在本實(shí)施例中，所述原水管、反沖洗水管、氣沖管、排水管、清水管和初濾水排放管都安裝有一開(kāi)關(guān)閥，控制水流的通斷。

在本實(shí)施例中，所述氣沖管的在配水區(qū)的管道為穿孔管，所述穿孔管表面設(shè)有均勻排列的多個(gè)排氣孔，為沖洗過(guò)濾層做準(zhǔn)備。

過(guò)濾時(shí)，關(guān)閉反沖洗管上開(kāi)關(guān)閥11，開(kāi)啟原水管開(kāi)關(guān)閥10，原水經(jīng)原水管9進(jìn)入原水渠20，然后經(jīng)配水區(qū)4均勻配水，水流自下而上經(jīng)過(guò)輕質(zhì)濾料濾層3和上部縫隙濾板2，最后進(jìn)入清水渠19，由清水管15排出，剛開(kāi)始過(guò)濾的0.5h之內(nèi)，打開(kāi)初濾水排放管開(kāi)關(guān)閥，初濾水由初濾水排放管18排出。

反沖洗時(shí)，采用氣水反沖的方式對(duì)濾料層進(jìn)行沖洗，先氣沖，然后氣水同時(shí)反沖，最后水沖，具體步驟如下所示：

(1)先氣沖：關(guān)閉原水管開(kāi)關(guān)閥10，開(kāi)啟氣沖管閥開(kāi)關(guān)閥5，池內(nèi)氣沖管6管段為穿孔管，設(shè)置氣沖強(qiáng)度為13～17L/(㎡·s)，時(shí)間為2～1min。

(2)氣水同時(shí)反沖：氣沖強(qiáng)度保持不變；開(kāi)啟排水管上閥門14，池中廢水經(jīng)側(cè)壁縫隙濾板8進(jìn)入排水渠21，然后由排水管13排出，池中水位逐漸下降；同時(shí)開(kāi)啟反沖洗水管開(kāi)關(guān)閥11，水沖強(qiáng)度為2～3L/(㎡·s)；沖洗時(shí)間為4～3min。

(3)后水沖：關(guān)閉氣沖管開(kāi)關(guān)閥5，水沖強(qiáng)度調(diào)整為3～6L/(㎡·s)，時(shí)間為8～5min。

將附圖2和附圖3進(jìn)行對(duì)比，為了避免過(guò)濾時(shí)水流會(huì)通過(guò)側(cè)壁縫隙濾板8由下層濾料直接進(jìn)入上層濾料而發(fā)生短路,本裝置中特別增加了一個(gè)傾斜的擋板7，獨(dú)特的擋板設(shè)計(jì)，使得水流沿側(cè)壁縫隙濾板8向上過(guò)濾的路徑延長(zhǎng),阻力增大，水流過(guò)濾方向更傾向于沿23而不是路徑22，很大程度上避免了短路問(wèn)題的發(fā)生，保證了濾后水質(zhì)。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。