申请日 20201027
公开（公告）日 20210209
IPC分类号 B01D24/16; B01D24/38; B01D24/46; C02F1/00
摘要
本发明涉及污水深度处理装置，具体为一种脉冲连续式砂过滤装置，解决了背景技术中的技术问题，其包括滤塔和脉冲气水分离器，滤塔包括筒体和下封头，筒体中设置有布水器、去安息角锥盘，筒体上开有出砂口，出砂口连有出砂管，筒体中支撑有洗砂器；筒体顶部设有清水槽，洗砂器的上方设置有洗砂槽，洗砂槽上设有反洗水出口，滤塔包括提砂管，提砂管的一端置于洗砂槽内，提砂管管体上设置有喷砂射流器，出砂管通过喷砂射流器与提砂管相连通；脉冲气水分离器设置有气相出口和液相出口，气相出口与提砂管的另一端相连，液相出口与滤塔的布水器相连，气相管和液相管上均设置有单向阀。其实现了无外供空气动力而连续实现滤水功能以及滤砂反水洗功能。
权利要求书
1.一种脉冲连续式砂过滤装置，其特征在于，包括滤塔（1）和脉冲气水分离器（2），滤塔（1）包括筒体（3）和连接在筒体（3）下端的下封头（4），筒体（3）的下部中水平设置有布水器（5），筒体（3）的位于布水器（5）下方的筒壁之间支撑有去安息角锥盘（6），筒体（3）的位于去安息角锥盘（6）下方的筒壁上开有出砂口（7），出砂口（7）上封闭连接有出砂管（8），出砂管（8）的吸砂口（9）延伸至下封头（4）底部附近，筒体（3）的上部中通过支架（10）支撑有洗砂器（11），位于洗砂器（11）之下的筒体（3）和下封头（4）中填充有滤砂，洗砂器（11）由数层等高的灯笼状筒体（12）同心相套而成，相邻灯笼状筒体（12）的筒壁之间间隔有落沙缝隙，灯笼状筒体（12）的顶部和底部分别固连有用于将所有灯笼状筒体（12）相连的档杆（13）；筒体（3）顶部的外侧沿周向扩设有清水槽（17），洗砂器（11）的上方设置有与洗砂器（11）相连通的洗砂槽（14），洗砂槽（14）的顶部高于筒体（3）和清水槽（17）的顶部，洗砂槽（14）上设置有反洗水出口（19），滤塔（1）还包括提砂管（16），提砂管（16）的一端置于洗砂槽（14）内，提砂管（16）管体上设置有喷砂射流器（25），出砂管（8）外部的端头通过喷砂射流器（25）与提砂管（16）相连通；脉冲气水分离器（2）上连接有污水进水管路（20），污水进水管路（20）上设置有用于吸入空气的空气射流器（21），脉冲气水分离器（2）的顶部和底部分别设置有气相出口（22）和液相出口（23），气相出口（22）通过气相管（24）与提砂管（16）的另一端相连通，液相出口（23）通过液相管（26）与滤塔（1）的布水器（5）相连接，气相管（24）和液相管（26）上均设置有存在一定启动压力的单向阀（27）。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲连续式砂过滤装置，其特征在于，位于，液相出口（23）外的液相管（26）设置成使脉冲气水分离器（2）底部形成水封的U型管段。
3.根据权利要求1所述的一种脉冲连续式砂过滤装置，其特征在于，液相管（26）的最低点处还有设置有排污管口，排污管口上设置有截止阀（28）。
4.根据权利要求1所述的一种脉冲连续式砂过滤装置，其特征在于，提砂管（16）从洗砂槽伸出后竖直向下延伸至滤塔（1）的底部，喷砂射流器（25）与出砂口（7）水平相对设置，提砂管（16）与气相管（24）相连后还向下延伸有末端管，末端管上设置有截止阀（28）。
5.根据权利要求1所述的一种脉冲连续式砂过滤装置，其特征在于，筒体（3）的顶部低于清水槽（17）的顶部。
6.根据权利要求1-5所述的任一种脉冲连续式砂过滤装置，其特征在于，去安息角锥盘（6）为尖端朝上的圆锥盘，且圆锥盘的角度与滤砂自然堆放的安息角相等。
7.根据权利要求6所述的一种脉冲连续式砂过滤装置，其特征在于，筒体（3）上设置有人孔（29）和卸料孔（30）。
8.根据权利要求7所述的任一种脉冲连续式砂过滤装置，其特征在于，灯笼状筒体（12）的顶部和底部的档杆（13）设置为十字交叉形。
9.根据权利要求8所述的任一种脉冲连续式砂过滤装置，其特征在于，清水槽（17）的底部与筒体（3）外壁之间设置有加强支撑结构。
10.根据权利要求9所述的一种脉冲连续式砂过滤装置，其特征在于，下封头（4）的外部设置有用于支撑滤塔（1）的支撑腿（31）。
说明书
一种脉冲连续式砂过滤装置
技术领域
本发明涉及污水深度处理装置，具体为一种脉冲连续式砂过滤装置。
背景技术
在污水深度处理中，利用滤层中粒状材料所提供的表面积截留水中悬浮固体的各种结构类型快滤池已广泛应用。大部分快滤池的运行都是过滤--反冲洗两个过程循环交替进行。过滤是生产清水的过程，待处理污水在池内自上而下或自下而上穿过滤层，经滤层吸附截留污物后，清水则经收集并流出滤池。工作期间，滤池处于全浸没状态。经过一段时间过滤后，滤料层被悬浮物阻塞，水流阻力不断增大，当过滤层的压头损失增大到最大允许值或者当过滤出水水质接近超标时，滤池应停止运行，进行反冲洗。反冲洗水一般由冲洗水箱或冲洗水泵供给，并关闭进水管及清水支管，开启排水阀及反冲洗水管，反冲洗水自下而上或自上而下与正常过滤流程反向经滤料层，并由反洗排水槽收集排放。滤池反冲洗后，恢复过滤和截污能力，即可重新投入工作。两次反洗之间的过滤周期一般为8--12小时，反洗历时一般12分钟左右。
但是实际运行过程中，主要制约因素有两个，一是运行、反洗切换阀门组的维护保养，二是工艺操作的人为因素。这二个因素会影响运行周期或出水水质，在环保形势日趋严峻的情况下，矛盾日益突出了。
虽然环保行业技术在飞速发展，制定了关于滤料的一些标准，并选择多层滤池等等，甚至在20世纪80年代还引进了国外的连续式砂过滤器，但仍存在成本高，能耗高，维护保养量大，工艺操作人为因素大等弊端。故从国外引进的连续式砂滤技术并不普及。主要原因是结构复杂，成本高，还得设置大型空压机，能耗高。
因此，针对上述现有砂滤装置的缺点，设计一种高效，低能耗，减少维护保养工作量，避免人为操作因素的砂过滤装置是十分有必要的。
发明内容
本发明旨在解决现有污水深度处理装置成本过高、能耗高维护保养成本高或者工艺操作认为因素大的技术问题，提供了一种脉冲连续式砂过滤装置。
本发明解决其技术问题采用的技术手段是：
一种脉冲连续式砂过滤装置，包括滤塔和脉冲气水分离器，滤塔包括筒体和连接在筒体下端的下封头，筒体的下部中水平设置有布水器，筒体的位于布水器下方的筒壁之间支撑有去安息角锥盘，筒体的位于去安息角锥盘下方的筒壁上开有出砂口，出砂口上封闭连接有出砂管，出砂管的吸砂口延伸至下封头底部附近，筒体的上部中通过支架支撑有洗砂器，位于洗砂器之下的筒体和下封头中填充有滤砂，洗砂器由数层等高的灯笼状筒体同心相套而成，相邻灯笼状筒体的筒壁之间间隔有落沙缝隙，灯笼状筒体的顶部和底部分别固连有用于将所有灯笼状筒体相连的档杆；筒体顶部的外侧沿周向扩设有清水槽，洗砂器的上方设置有与洗砂器相连通的洗砂槽，洗砂槽的顶部高于筒体和清水槽的顶部，洗砂槽上设置有反洗水出口，滤塔还包括提砂管，提砂管的一端置于洗砂槽内，提砂管管体上设置有喷砂射流器，出砂管外部的端头通过喷砂射流器与提砂管相连通；脉冲气水分离器上连接有污水进水管路，污水进水管路上设置有用于吸入空气的空气射流器，脉冲气水分离器的顶部和底部分别设置有气相出口和液相出口，气相出口通过气相管与提砂管的另一端相连通，液相出口通过液相管与滤塔的布水器相连接，气相管和液相管上均设置有存在一定启动压力的单向阀。
布水器能保证进水均匀分布，设置去安息角锥盘是为了去除滤砂自然堆放安息角，去安息角锥盘能保证滤水均匀通过的同时，塔底部的出砂管不会被滤砂压死，确保射砂过程正常运行，所述洗砂器为数层等高的灯笼状筒体，相邻灯笼状筒体保持一定间隔形成落沙缝隙，水能从下至上穿过洗砂器，滤砂也能由上至下从间隔中穿过洗砂器，水和滤砂在相邻灯笼状筒体之间翻腾状接触，进一步清洗滤砂，确保滤砂的冲洗效果，其中空气射流器通过带压的污水射流吸入空气，这是一种成熟技术，运用空气射流器吸入空气技术，可省去提砂过程中一台大型空压机的配置，节约成本，节约能耗，并且省去了大型空压机的维护保养步骤，节约人力、成本；喷砂射流器的动力源是来自脉冲气水分离器的气体。脉冲气水分离器的脉动频率由气相管和液相管上的单向阀的启动压力决定。从脉冲气水分离器流出的污水通过液相管路连至滤塔通过滤砂进行过滤，从脉冲气水分离器排出的气体再带动滤砂从提砂管输送至洗砂槽和洗砂器中进行洗砂，滤水和洗砂的循环往复使整个设备一直运行，节省了检修成本，全自动连续脉冲运行，大大提高了污水深度处理砂过滤效率。
本发明所述的一种脉冲连续式砂过滤装置的工作原理是：带压力的污水从污水进水管路进入到脉冲气水分离器中，气体随着空气射流器一同进入到脉冲气水分离器中，随后气体和液体在脉冲气水分离器中分离，气体从气相出口经气相管排出，污水从液相出口经液相管从滤塔中的布水器处均匀排出，污水先向下流，等布水器之下的筒体以及下封头溢满之后，污水逐渐往上涌流，穿过滤砂后，从洗砂器之外以及筒体之内的空间从筒体顶部上溢至清水槽，并从清水槽排出，比如通过管路抽取排出，脉冲气水分离器的气体经过气相管与提砂管相连，在喷砂射流器的作用下，下封头中靠近吸砂口附近的滤砂被吸出，并从提砂管提升至洗砂槽中，穿过滤砂后的清水从洗砂器的底部上升，滤砂靠自重下落过程与逆向脉动上升的清洁滤水翻腾状接触，进一步清洗滤砂，确保滤砂冲洗效果，滤砂受清洗之后靠自重下落在筒体内，继续进行滤水，清洗滤砂的污水继续上升从洗砂槽的反洗水出口排出，整个清洗过程循环往复，滤池不需要停止运行，反冲洗和滤水同时进行，避免了复杂的管路结构以及切换阀门的操作，从而免于对切换阀门的维护保养，而且工艺简单，避免了人为操作因素的对滤水系统的影响，保证了运行周期和出水水质，而且不需要依靠引进的高成本设备，减少了不必要的能耗。
优选的，位于液相出口外的液相管设置成使脉冲气水分离器底部形成水封的U型管段。保留合适高度的水封，是为了确保脉动气水分离器内部的气相不串入液相管，保证喷砂的稳定性。
优选的，液相管的最低点处还有设置有排污管口，排污管口上设置有截止阀。这样设置是为了一定时间后对液相管进行排污处理，保证液相管的顺畅，进而保证滤塔顺利进行过滤，这样的结构更加合理，维护方便简单。
优选的，提砂管从洗砂槽伸出后竖直向下延伸至滤塔的底部，喷砂射流器与出砂口水平相对设置，提砂管与气相管相连后还向下延伸有末端管，末端管上设置有截止阀。这是为了定期清理导通提砂管，方便维护检修。
优选的，去安息角锥盘为尖端朝上的圆锥盘，且圆锥盘的角度与滤砂自然堆放的安息角相等。这是保证滤砂过滤段动态等厚。
优选的，灯笼状筒体的顶部和底部的档杆设置为十字交叉形，这样设置是为了灯笼状筒体之间连接更加牢固，使得洗砂器结构稳定。
优选的，清水槽的底部与筒体外壁之间设置有加强支撑结构。这是为了结构更加稳定合理。
优选的，下封头的外部设置有用于支撑滤塔的支撑腿。这是为了结构更加稳定合理。
本发明的有益效果是：结构合理，操作方便，真正意义上实现了无外供空气动力而联系实现滤水功能以及滤砂反水洗功能，期间无附加能耗，因为设置了脉冲气水分离器，使得脉冲式砂滤具有更加理想的过滤效果，最大程度上减少了运行或反冲洗切换阀门组件，无需专门设置反冲洗泵，维护保养量小，避免了认为操作因素，反冲洗与过滤同时进行，避免了为实现反冲洗而停止过滤的周期，整个系统连续循环作业，大大提高了污水深度处理效率，节约成本，节约能耗，节约人力成本，具有较高的经济效益，实用性较强，值得推广应用。
（发明人：沈鹤龄;郑华庭;任鹏飞;李俊明;武军波; ）