專利名稱：雙曲面轉碟密束纖維過濾系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種過濾系統，尤其是一種用于各種液體中懸浮物分離的過濾系統， 具體的說是一種適用于大多數要求去除液體中懸浮固體物的雙曲面轉碟密束纖維過濾系 統。
背景技術：
目前，絕大多數污水及污染液都是經過一級處理或二級處理后排入下水道或者河 流，用于飲用水、景觀用水、綠地灌溉等用途還需要深度處理。現有技術中使用的常規濾池 均存在如下的問題濾池的濾料水平布置，設備的占地面積很大，反沖洗強度大，氣水反沖 不僅需要大功率水泵、鼓風機，還有氣水兩套較大直徑的管閥系統。整套系統多而雜，投資 高。自動控制系統極為龐大復雜。常規濾池沖洗前因穿透問題水質較差，沖洗后會因濾層 中殘存的清洗水對出水有影響。另外，水頭損失高，能量損失大，運行費用高。因此現有的 各種過濾設備不僅造價高、占地面積大，而且處理費用也很高。在目前市場上也有纖維轉盤濾池技術，即在橫軸上安裝多個立式濾盤組成的纖維 濾布過濾器，該纖維濾布過濾器還存在以下不足
1、該纖維濾布過濾器的纖維濾布在過濾工況下，植入的纖維呈倒伏狀態，并且倒伏狀 態不一，纖維在濾盤的表面局部區域形成非常緊密的過濾面，而由于水流的影響致使局部 區域形成的過濾面又很松散，造成過濾的不均勻性，過濾面的不均勻會導致固體顆粒物進 入纖維層的基層，無法通過抽吸裝置實現濾布的徹底清洗。2、該纖維濾布過濾器過濾盤的過濾面為平面結構，受濾盤的表面積限制，過濾面 積有限。3、該纖維濾布過濾器僅設有濾布反抽吸裝置，濾布反抽吸裝置僅能抽吸纖維濾層 表面的懸浮物，不能深入去除纖維根部及纖維底布的沉積物，沉積物日益沉積會迅速降低 濾布的過濾能力，增加過濾系統的水頭損失。4、該纖維濾布過濾器的濾池僅僅設一個集泥斗和一套排泥系統，系統排泥抽吸的 時間長且不均勻，容易造成過濾池的水體的強烈紊流，影響過濾池沉泥的效果，增大了濾布 的污泥負荷。5、該纖維濾布過濾器的排泥系統和濾布反抽吸裝置共用一套管路，排泥系統工作 的時間長，濾布反抽吸裝置工作的時間短，兩者長時間的同時工作系統的額外負荷增加，降 低系統壽命。
發明內容
本發明的目的是針對現有過濾系統的不足，提供一種擴大過濾介質范圍、提高過 濾精細度和過濾能力、減少過濾系統的投資和運行能耗的雙曲面轉碟密束纖維過濾系統。本發明的目的是通過以下技術方案解決的
一種雙曲面轉碟密束纖維過濾系統，包括池體、出水軸、驅動裝置、過濾碟、濾碟清洗裝置和排泥泵，池體由過濾池、上升室和清水池組成，過濾池的外側壁上設有進水口，過濾池 通過內側壁上設置的通水孔與上升室相連，上升室通過可調出水堰連通清水池，清水池的 外側壁上設有出水口，出水軸通過前側的軸承座和后側的回轉支撐固定在過濾池內，出水 軸的前端與通水孔封閉相連，驅動裝置安裝在過濾池的上方并通過鏈條與出水軸相連，過 濾碟安裝在出水軸上，濾碟清洗裝置與過濾碟相連，排泥泵安裝在過濾池的上方并與過濾 池的底部相連，所述的出水軸為中空心圓外等邊六角形柱體，出水軸的柱體上均勻設有過 水孔，過水孔的兩側設有垂直于出水軸表面的支撐柱；所述的過濾碟內嵌入支撐柱并相對 固定在出水軸的圓周上，過濾碟由等分圓周的六個扇形碟片拼接而成，碟片的徑向截面呈 截去上下銳角的菱形，碟片由濾碟骨架和密束纖維濾布組成，密束纖維濾布套裝在濾碟骨 架上；所述的密束纖維濾布由束狀纖維對折編織到底布中制成，束狀纖維由尼龍和腈綸混 紡而成的纖維織成，束狀纖維的頂部呈纖維絮狀花，每根束狀纖維的直徑為0. 3-2. 0 mm。所述的碟片菱形截面的鈍角為120° -160°。所述的濾碟清洗裝置包括反抽吸泵、噴洗泵、連通管、清洗頭和固定裝置，反抽吸 泵和噴洗泵固定在過濾池的上側并分別通過連通管與清洗頭相連，清洗頭通過固定裝置固 定在相對應的過濾碟側面，固定裝置固定在過濾池的側壁上。所述的清洗頭呈“V”形，清洗頭包括反抽吸口和沖洗噴頭，沖洗噴頭位于反抽吸口 的兩側。所述的反抽吸口呈紡錘形，反抽吸口的口徑由出水軸處至過濾碟的邊緣逐漸增 大。所述的過濾池的底部設有兩個集泥池，所述的集泥池呈錐斗型，集泥池通過連通 管與排泥泵相連。所述的鏈條由非金屬材料制成。本發明相比現有技術有如下優點
1、本發明的雙曲面過濾轉碟，創新性的設計出雙曲面的流線型過濾面，相同配置下其 過濾面積較傳統平面型轉盤過濾面面積提高15%以上，整套過濾系統的處理量增加15%以 上，過濾面積的提升，大大提升了系統的過濾能力。2、本發明的雙曲面過濾轉碟的密束纖維濾布由束狀纖維對折編織到底布中制成， 束狀纖維由尼龍和腈綸混紡而成的纖維織成，束狀纖維的主要優點是在束狀纖維的頂部也 就是密束纖維濾布的表層形成密集纖維絮狀花，這樣能使密束纖維濾布的表面形成很精細 而又緊密的表面濾層將介質中的各種固體懸浮物攔截在外面，同時束狀纖維根部的空隙又 能使過濾液經束狀纖維莖間的間隙順利通過密束纖維濾布并進入濾腔內排出，不但可以大 大減少密束纖維濾布的阻力損失，而且能使過濾系統的精細度提高40%左右；另外可以根 據不同的工況和出水要求選擇不同束徑和不同長度的束狀纖維。3、本發明的濾碟清洗裝置設反抽吸系統和噴洗系統，反抽吸系統和噴洗系統交替 工作，反抽吸系統抽吸密束纖維濾布表面懸浮物，噴洗噴頭再利用高壓水流徹底沖洗纖維 根部和纖維底布懸浮物，使密束纖維濾布得到的徹底沖洗，延長了密束纖維濾布的壽命。4、本發明的錐斗型集泥池，污泥沉淀效果顯著，污泥在在池底的有效沉積減少了 濾布上的污泥量，可延長密束纖維濾布的使用壽命，同時減少反抽吸和噴洗的頻率；另外椎 體型集泥池配套的雙排泥系統，排泥快速有效，不會造成大的水體紊流，不會影響過濾池污泥沉淀效果。5、本發明的雙曲面轉碟密束纖維過濾系統具有分離效率高、過濾連續性強、出水 水質好、出水量穩定的優點，同時出水的懸浮物濃度小于5mg/l ；整個過濾系統的占地小、 投資低，總裝機功率低。
附圖1為本發明雙曲面轉碟密束纖維過濾系統的結構示意圖； 附圖2為本發明雙曲面轉碟密束纖維過濾系統的側面剖面附圖3為本發明雙曲面轉碟密束纖維過濾系統的出水軸及支撐柱剖面圖； 附圖4為本發明雙曲面轉碟密束纖維過濾系統的過濾盤截面圖； 附圖5為本發明雙曲面轉碟密束纖維過濾系統的密束纖維濾布結構示意圖； 附圖6為本發明雙曲面轉碟密束纖維過濾系統的清洗頭結構圖； 附圖7為本發明雙曲面轉碟密束纖維過濾系統的清洗頭仰視圖。其中1 一池體；2—過濾池；2-1—進水口 ；2-2—通水孔；3—上升室；4一清水池； 4-1 一出水口 ；5—可調出水堰；6—出水軸；6-1—過水孔；6-2—支撐柱；7—驅動裝置；8— 過濾碟；8-1—碟片；9一濾碟清洗裝置；10—排泥泵；11 一軸承座；12—回轉支撐；13—鏈 條；14一反抽吸泵；15 —噴洗泵；16—連通管；17—清洗頭；17-1—反抽吸口 ；17_2—沖洗 噴頭；18—固定裝置；19一集泥池。
具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。如圖1-4所示一種雙曲面轉碟密束纖維過濾系統，包括池體1、出水軸6、驅動裝 置7、過濾碟8、濾碟清洗裝置9、排泥泵10和自控系統，池體1由過濾池2、上升室3和清水 池4組成，過濾池2的外側壁上設有進水口 2-1，過濾池2通過內側壁上設置的通水孔2-2 與上升室3相連，上升室3通過可調出水堰5連通清水池4，調出水堰5用來調節控制水位 落差的大小，清水池4的外側壁上設有出水口 4-1。出水軸6通過前側的軸承座11和后側 的回轉支撐12固定在過濾池2內，回轉支撐12固定在過濾池2內的凸臺上，軸承座11固 定在通水孔2-2的周圍，出水軸6的前端套入軸承座11內并與通水孔2-1封閉相連。出水 軸6為中空心圓外等邊六角形柱體，出水軸6的柱體上均勻設有過水孔6-1，過水孔6-1的 兩側設有垂直于出水軸6表面的支撐柱6-2，支撐柱6-2的頂端設有螺紋，過濾碟8內嵌入 支撐柱6-2并通過螺絲相對固定在出水軸6的圓周上，單套過濾系統中過濾碟8的個數由 過濾的介質和過濾量來確定，過濾池2中的出水軸6上最多可以并排安裝二十個過濾碟8。 過濾碟8由等分圓周的六個扇形碟片8-1拼接而成，碟片8-1的徑向截面呈截去上下銳角 的菱形，碟片8-1菱形截面的鈍角為120° -160°，該截面繞中空出水軸6的水平中軸線旋 轉360°，形成雙曲面過濾轉碟體。碟片8-1由濾碟骨架和密束纖維濾布組成，密束纖維濾 布套裝在濾碟骨架上；碟片8-1的濾碟骨架由聚丙烯或玻璃鋼材料注塑成支撐框架，作為 密束纖維濾布的支撐體；密束纖維濾布由束狀纖維對折編織到底布中制成，束狀纖維由尼 龍和腈綸混紡而成的纖維織成，每根尼龍和腈綸混紡而成的纖維長度為20-50mm，束狀纖維 的頂部呈纖維絮狀花，每根束狀纖維的直徑為0. 3-2. 0 mm。在實際使用中，可根據不同的工況和出水要求選擇不同束徑的束狀纖維，束狀纖維的主要優點是在束狀纖維的頂部也就是 濾布的表層形成了密集的纖維絮狀花，束狀纖維的根部與濾布編織的十分牢固，這樣能使 表面形成很精細的表面濾層將介質中的各種固體懸浮物攔截在外面，同時束狀纖維根部的 空隙又能使過濾液順利通過密束纖維濾布并從過水孔6-1進入出水軸6中，不但可以大大 減少濾布的阻力損失，而且能使過濾系統的精細度提高40%左右。如圖1-2、5_6所示，本發明雙曲面轉碟密束纖維過濾系統的驅動裝置7安裝在過 濾池2的上方并通過非金屬材料制成的鏈條13與出水軸6相連，鏈條13輕便可靠，傳動效 率高，并且具有自潤滑的特性，不會被腐蝕。濾碟清洗裝置9包括反抽吸泵14、噴洗泵15、 連通管16、清洗頭17、固定裝置18以及電磁閥、止回閥，反抽吸泵14和噴洗泵15固定在過 濾池2的上側并分別通過連通管16以及電磁閥與清洗頭17相連，其中連通管道、止回閥通 過鋼支架懸掛安裝，清洗頭17通過固定在過濾池2的側壁上的固定裝置18固定貼合在相 對應的過濾碟8側面。清洗頭17呈“V”形，清洗頭17的夾角范圍為120° -160°，清洗 頭17的夾角始終與碟片8-1菱形截面的鈍角大小相同；清洗頭17包括反抽吸口 17-1和沖 洗噴頭17-2，沖洗噴頭17-2位于反抽吸口 17-1的兩側，反抽吸口 17_1呈紡錘形，反抽吸 口 17-1的口徑由出水軸6處至過濾碟8的邊緣逐漸增大。本發明的濾碟清洗裝置9可進 行反抽吸和噴洗兩種功能，以確保雙曲面密束纖維的清洗效果，提高過濾能力，延長使用壽 命。在清洗過濾碟8上密束纖維濾布時，先通過反抽吸泵14吸掉密束纖維濾布表面的附著 物，再啟動噴水泵15噴洗束狀纖維根部的附著物以達到徹底清洗的目的，同時密束纖維濾 布的背面可以得到徹底清洗，無需拆卸密束纖維濾布。如圖1-2所示，本發明雙曲面轉碟密束纖維過濾系統的過濾池2底部設有兩個錐 斗型集泥池19，每個集泥池19通過連通管16與安裝在過濾池2的上方對應的排泥泵10相 連，用于排除集泥池19沉積的污泥。本發明的錐斗型集泥池19污泥沉淀效果顯著，污泥在 集泥池19池底的有效沉積減少了密束纖維濾布上的污泥量，可延長密束纖維濾布的使用 壽命，同時減少反抽吸和噴洗的頻率；當濾碟清洗裝置9對過濾碟8上的密束纖維濾布進行 反抽吸和噴洗結束后，自控系統開啟排泥閥，啟動排泥泵10進行排泥，當水位下降至有停 排泥液位信號或自控系統設定的排泥系統運行時間到時，自控系統將關閉排泥泵10。本發 明兩個錐斗型集泥池19配套的兩套排泥系統，排泥快速有效，不會造成大的水體紊流，不 會影響過濾池污泥沉淀效果。另外，本發明的雙曲面轉碟密束纖維過濾系統還配置了自控系統，自控系統由電 控箱、PLC等電控元件組成，用于使濾碟清洗裝置9和排泥系統實現自動化運行，并可以手 動調整反抽吸的時間、間隔時間及排泥時間。在本發明中，隨著密束纖維濾布上固體顆粒物 堆積的增加，密束纖維濾布的水力阻力及進水口 2-1與出水口 4-1的水位差也會增加。一 旦水頭損失達到設計值，自控系統便會啟動，通過裝置在池體1上部的驅動裝置7通過鏈條 13帶動出水軸6上的過濾碟8緩慢旋轉，反抽吸泵14開啟，污泥層通過清洗頭17上的反抽 吸口 17-1從過濾碟8的表面去除，而過濾工藝保持運行而不中斷。本發明在使用時，待處理的污水或其他液體從進水口 2-1進入過濾池2內，在經過 過濾碟8的密束纖維濾布時待處理的污水或其他液體中的懸浮固體物被去除，截留的懸浮 固體物留在密束纖維濾布上。過濾后的水從出水軸6上的過水孔6-1進入出水軸6內，并 經過通水孔2-2進入上升室3內，經可調出水堰5調節后進入清水池4中，并從出水口 4-1流入管道中。當密束纖維濾布上堆積固體污物時，過濾系統的水流阻力就會上升，這樣導致 過濾池2內的水位上升，當過濾池2內的水位上升至過濾池2內水位與待過濾水水位之間 的水位差達到25cm時，過濾碟8的清洗工藝便將啟動，即濾碟清洗裝置9啟動。在過濾系 統低負荷運行時，過濾碟8的清洗也可以按時間控制啟動(一般每隔2小時)。過濾系統中 的驅動裝置7通過鏈條13帶動出水軸6上的過濾碟8按照1轉/分鐘的速度低速旋轉，密 束纖維濾布上堆積的固體污物通過濾碟清洗裝置9中的反抽吸系統去除，然后再啟動濾碟 清洗裝置9中的噴洗系統對密束纖維濾布進行噴洗。整個清洗過程大約持續3. 5分鐘，在 清洗過程中過濾不中斷。清洗過程中去除的污泥回流至前級工藝段(例如二次沉淀)，沉淀 在過濾池2內的固體物由排泥泵10按設定時間控制回流。排泥系統工作快速有效，不會造 成大的水體紊流和影響過濾池2的污泥沉淀效果。當本發明的雙曲面轉碟密束纖維過濾系統用于處理生活污水時，在過濾碟8的個 數為9個，過濾碟8的菱形截面鈍角為160°的情況下，每處理10000噸/天城市生活污水 的技術參數如下
進水水質SS ( 20mg/l (正常運行二次沉池出水)；
出水水質=SS ( 5mg/l，濁度彡 3NTU，TP ( 0. 5mg/l ；
平均濾速10-12m7h.m2 ；
水頭損失0. 25-0. 35m ；
反抽吸泵:Q=30 m3/h, H=7-15m, N=2. 2kw ；
噴洗泵:Q=30 m3/h，H=7-15m, N=2. 2kw ；
驅動電機功率0. 55kw ；
單碟有效過濾面積S > 5. 5m2 ；
系統占地面積14 m2。上面所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的構 思和范圍進行限定，在不脫離本發明設計構思前提下，本領域中普通工程技術人員對本發 明的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本發明的保護范圍，本發明請求保護的技 術內容已經全部記載在權利要求書中。
權利要求
1.一種雙曲面轉碟密束纖維過濾系統，包括池體(1)、出水軸(6)、驅動裝置(7)、過濾 碟(8)、濾碟清洗裝置(9)和排泥泵(10)，池體(1)由過濾池(2)、上升室(3)和清水池(4)組 成，過濾池(2)的外側壁上設有進水口(2-1)，過濾池(2)通過內側壁上設置的通水孔(2-2) 與上升室(3 )相連，上升室(3 )通過可調出水堰(5 )連通清水池(4 )，清水池(4 )的外側壁上 設有出水口( 4-1)，出水軸(6 )通過前側的軸承座(11)和后側的回轉支撐(12 )固定在過濾 池(2)內，出水軸(6)的前端與通水孔(2-1)封閉相連，驅動裝置(7)安裝在過濾池(2)的上 方并通過鏈條(13)與出水軸(6)相連，過濾碟(8)安裝在出水軸(6)上，濾碟清洗裝置(9) 與過濾碟(8)相連，排泥泵(10)安裝在過濾池(2)的上方并與過濾池(2)的底部相連，其特 征在于所述的出水軸(6)為中空心圓外等邊六角形柱體，出水軸(6)的柱體上均勻設有過 水孔(6-1)，過水孔(6-1)的兩側設有垂直于出水軸(6)表面的支撐柱(6-2);所述的過濾碟 (8)內嵌入支撐柱(6-2)并相對固定在出水軸(6)的圓周上，過濾碟(8)由等分圓周的六個 扇形碟片(8-1)拼接而成，碟片(8-1)的徑向截面呈截去上下銳角的菱形，碟片(8-1)由濾 碟骨架和密束纖維濾布組成，密束纖維濾布套裝在濾碟骨架上；所述的密束纖維濾布由束 狀纖維對折編織到底布中制成，束狀纖維由尼龍和腈綸混紡而成的纖維織成，束狀纖維的 頂部呈纖維絮狀花，每根束狀纖維的直徑為0. 3-2. 0 mm。
2.根據權利要求1所述的雙曲面轉碟密束纖維過濾系統，其特征在于所述的碟片 (8-1)菱形截面的鈍角為120° -160°。
3.根據權利要求1所述的雙曲面轉碟密束纖維過濾系統，其特征在于所述的濾碟清洗 裝置(9)包括反抽吸泵(14)、噴洗泵(15)、連通管(16)、清洗頭(17)和固定裝置(18)，反抽 吸泵(14)和噴洗泵(15)固定在過濾池(2)的上側并分別通過連通管(16)與清洗頭(17)相 連，清洗頭(17)通過固定裝置(18)固定在相對應的過濾碟(8)側面，固定裝置(18)固定在 過濾池(2)的側壁上。
4.根據權利要求3所述的雙曲面轉碟密束纖維過濾系統，其特征在于所述的清洗頭 (17)呈“V”形，清洗頭(17)包括反抽吸口(17-1)和沖洗噴頭(17-2)，沖洗噴頭(17-2)位 于反抽吸口(17-1)的兩側。
5.根據權利要求4所述的雙曲面轉碟密束纖維過濾系統，其特征在于所述的反抽吸口 (17-1)呈紡錘形，反抽吸口(17-1)的口徑由出水軸(6)處至過濾碟(8)的邊緣逐漸增大。
6.根據權利要求1所述的雙曲面轉碟密束纖維過濾系統，其特征在于所述的過濾池 (2)的底部設有兩個集泥池(19)，所述的集泥池(19)呈錐斗型，集泥池(19)通過連通管 (16)與排泥泵(8)相連。
7.根據權利要求1所述的雙曲面轉碟密束纖維過濾系統，其特征在于所述的鏈條(13) 由非金屬材料制成。
全文摘要
一種雙曲面轉碟密束纖維過濾系統，包括池體(1)、出水軸(6)、驅動裝置(7)、過濾碟(8)、濾碟清洗裝置(9)和排泥泵(10)，出水軸(6)為中空心圓外等邊六角形柱體，出水軸(6)的柱體上均勻設有過水孔(6-1)，過水孔(6-1)的兩側設有支撐柱(6-2)；過濾碟(8)內嵌入支撐柱(6-2)并相對固定在出水軸(6)的圓周上，過濾碟(8)由等分圓周的六個扇形碟片(8-1)拼接而成，碟片(8-1)的徑向截面呈截去上下銳角的菱形。本發明的過濾面面積提高15%以上，精細度提高40%左右，整套過濾系統的處理量增加15%以上，出水懸浮物濃度小于5mg/l；整個過濾系統的占地小、投資低，總裝機功率低。
文檔編號B01D29/66GK102085434SQ20111000628
公開日2011年6月8日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者凌躍成, 謝作為, 邵國棟, 錢進 申請人:宜興市溢洋水工業有限公司