專利名稱：上向流濾池的反沖洗系統及其反沖洗方法
技術領域：
本發明涉及水處理技術，具體涉及上向流濾池的反沖洗系統以及其反沖洗的方法。
背景技術：
基于反粒度過濾理論開發出來的反向(上向流)過濾工藝已有較長歷史，早在1937 年前后巖崎、Stein Jint^Snelihtmak等人對快速過濾理論進行了大量的研究，得出共同的結論“雜質在濾層中的穿透深度是時間的函數，合理而有效的過濾方法是待濾水先經過粗濾料，再經過細濾料的過濾”。Ivies亦認為“目前采用的下向流過濾方式，因反沖洗后造成濾料粒徑從上至下逐漸增大的濾層結構是最不合理的。為了改善水質又充分發揮整個濾層的截污作用，待濾水應該是先粗后細的過濾方式”。這是“反粒度”過濾最早的提出，也把反粒度過濾稱為理想的過濾方式。作為上述過濾理論的應用，Baylis首先在處理含鐵量高的地下水方面獲得成功， “在單一石英砂濾層中待濾水循底部粗濾料進，從表面細濾料出的過濾方式是最適合上述理論的過濾方式。日本、英國和前蘇聯在濾層表面設“擋砂柵”、多層濾料濾池、重質濾料濾池、雙向流濾池、煤一砂雙層濾料及雙向流濾池等等。我國五十年代在天津，湖南等地使用了反向(上向流)過濾工藝，但運轉不久就停產了。湖南大學從80年代開始對反向過濾進行了大量的研究，他們提出的是“粗濾料反向過濾”技術，這項技術在國內有一些應用，但應用的面還很窄。上向流濾池具有截污量大，出水水質更好，過濾水頭損失小，反沖洗周期長，反沖洗水耗小等優點。現有的上向流濾池沖洗一般為氣水聯合反沖洗，分3步
1.單氣洗從濾池底部送入壓力空氣，松動整個濾層，水沖洗時不易剝落的污物在氣泡急劇上升的高剪力下得以剝落；
2.氣水聯合沖洗從濾池底部同時送入壓力氣體及反沖洗水，作用是濾料顆粒間的碰撞磨擦加劇，污物更容易剝離出濾料；
3.單水沖從濾池底部送入壓力水，將脫落的雜質帶出濾料層。上向流濾池過濾由待濾水自下而上通過級配濾料，污物分布在整個濾床，且濾床的含污物量大。現有的反沖洗方法采用下部進水，上部排水的方法，很難將濾床中下部的雜質沖洗至濾料上層，影響濾池的循環使用，特別是對于濾床較厚的上向流濾池。如采用大流量反沖洗的方式，濾料容易流失、不同粒徑的濾料容易混層、而且能耗高以及耗水量大。
發明內容
本發明基于“反粒度”理論，利用上向流濾池濾料間空隙分布為上密下疏的特點， 反沖洗時由濾池上部進水，反沖洗送水泵改為抽吸水泵，由底部排放沖洗水的，解決了現有技術存在的上述技術問題。
本發明的這種上向流濾池的反沖洗系統包括上向流濾池的池體、設置于池體底部的進水管、設置于池體上部的沖洗水管、設置于池體底部的抽吸水泵以及設置于池體底部的進氣管，池體底部鋪設濾料墊層以及其上的濾料，還進一步包括設置于池體上部的出水管。所述池體內側壁上設有出水堰，池體外側壁上設有與出水堰連通的出水渠，在出水堰與出水渠連通孔上設置有出水調節間板，所述出水管連通出水渠，出水管上設有出水管閥門； 所述池體上部外側壁上設有連通池體內腔的沖洗水排水渠，沖洗水排水渠與池體內腔連通處設有排水翻板閥，所述沖洗水排水渠底部設有排水渠管；所述池體底部設有濾池放空管， 濾池放空管上設有濾池放空管閥門；所述池體底部設有配水配氣渠，該配水配氣渠上設有配水配氣設備。所述池體包括并聯的第一濾池以及第二濾池，所述進水管上設有進水閥門， 沖洗水管上設有沖洗管閥門，進氣管上設有進氣管閥門，還包括通過抽吸水泵連通池體的沖洗水回收池。這個系統的反沖洗步驟A.抽吸放空步驟當濾池需要反沖洗時，停止過濾進水，由設置在濾池底部的抽吸水泵抽吸放空；B.反洗步驟待A步驟完成后，由設置在濾池上部的沖洗水管進水，由設置在濾池底部的進氣管輸入壓力空氣，與水洗同時進行氣水聯合沖洗；C.排水步驟反洗步驟執行完成后，開啟底部抽吸水泵，進行抽吸排水，同時排出反洗后的雜質。這種方法可將濾料層中部及下部的雜質能更好的清洗出濾床，特別是對于濾床較厚的濾池，且可節約用電40%以上，提高上向流濾池的在實際工程中的應用。
圖1是本發明兩格并聯上向流濾池平面示意圖。圖2是圖1中A-A處剖面示意圖。圖3是圖1中B-B處剖面示意圖。圖4是本發明的沖洗流向簡圖。附圖標記上向流濾池的池體1 ；第一濾池1-1 ；第二濾池1-2 ；進水管2 ；進水閥門 2-1 ；沖洗水管3 ；沖洗管閥門3-1 ；抽吸水泵3-2 ；抽吸水泵入口 3-3 ；抽吸水泵出口 3_4 ；進氣管4 ；進氣管閥門4-1 ；配水配氣渠5 ；配水配氣設備5-1 ；濾料墊層6 ；濾料7 ；出水堰8 ； 出水調節閘板8-1 ；出水渠9 ；出水管9-1 ；出水管閥門9-2 ；濾池上部沖洗水排水渠10 ；排水翻板閥10-1 ；排水渠管10-2 ；濾池放空管11 ；濾池放空管閥門11-1 ；沖洗水回收池12。
具體實施例方式結合上述圖1至圖4說明本發明的具體實施例。本發明的反沖洗系統包括上向流濾池的池體1、設置于池體1底部的進水管2、設置于池體1上部的沖洗水管3、設置于池體1底部的抽吸水泵3-2以及設置于池體1底部的進氣管4，池體1底部鋪設濾料墊層6以及其上的濾料7，還進一步包括設置于池體1上部的出水管9-1。所述池體1內側壁上設有出水堰8，池體1外側壁上設有與出水堰8連通的出水渠9，在出水堰8與出水渠9連通孔上設置有出水調節閘板8-1，所述出水管9-1連通出水渠9，出水管9-1上設有出水管閥門9-2 ；所述池體1上部外側壁上設有連通池體1 內腔的沖洗水排水渠10，沖洗水排水渠10與池體1內腔連通處設有排水翻板閥10-1，所述沖洗水排水渠10底部設有排水渠管10-2 ；所述池體1底部設有濾池放空管11，濾池放空管 11上設有濾池放空管閥門11-1 ；所述池體1底部設有配水配氣渠5，該配水配氣渠5上設有配水配氣設備5-1。其中所述池體1包括并聯的第一濾池1-1以及第二濾池1-2，所述進水管2上設有進水閥門2-1，沖洗水管3上設有沖洗管閥門3-1，進氣管4上設有進氣管閥門4-1，還包括通過抽吸水泵3-2連通池體1的沖洗水回收池12。正常過濾時，待濾水由進水管2進入配水配氣渠5，由配水配氣設備5-1均勻分配至濾池，通過濾料墊層6和濾料7的物理截留作用后，從出水閘板閥8-1流入出水渠9，進入下一級處理構筑物。正常過濾一段時間后，假設第一濾池污染截留量增加，需要沖洗時，步驟如下
A.抽吸水泵放空關閉進水閥2-1，開啟抽吸水泵3-2，打開沖洗管閥門3-1，抽取濾池水至沖洗水回收池12，待液面下降至濾料上150mm時，停止抽吸水泵，關閉沖洗管閥門 3-1 ；
B.氣水聯洗開啟鼓風設備，打開出水閘板閥8-1，空氣由池體下部進入，水由上部出水渠9流入，進行氣水聯洗。進氣量控制在12 15L/m2 · s,上部進水量控制在2 3L/ m2 · s，可由出水調節閘板控制。待濾池水位低于出水口 50 IOOmm時，停止進氣。C.抽吸水泵抽吸開啟抽吸水泵3-2，抽取濾池水至沖洗水回收池12，并濾池保持上部進水。待濾池水位降至濾料上150mm時。停止抽吸水泵3_2，上部進水量可由出水調節閘板控制，至此反沖洗過程結束。如濾床難于清洗，可重復步驟氣水聯洗和抽吸水泵抽吸步驟，最后打開進水閥門 2-1，全開出水調節閘板8-1，進入下一個過濾周期。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種上向流濾池的反沖洗方法，其特征在于該方法包括以下步驟A.抽吸放空步驟當濾池需要反沖洗時，停止過濾進水，由設置在濾池底部的抽吸水泵抽吸放空；B.反洗步驟待A步驟完成后，由設置在濾池上部的沖洗水管進水，進行濾層水洗；C.排水步驟反洗步驟執行完成后，開啟底部抽吸水泵，進行抽吸排水，同時排出反洗后的雜質。
2.根據權利要求1所述上向流濾池的反沖洗方法，其特征在于步驟B中還包括由設置在濾池底部的進氣管輸入壓力空氣，與水洗同時進行氣水聯合沖洗。
3.根據權利要求1或2所述上向流濾池的反沖洗方法，其特征在于步驟A抽吸放空步驟中，抽吸水泵抽吸濾池內液面下降至濾料頂面上方150mm時結束。
4.根據權利要求1或2所述上向流濾池的反沖洗方法，其特征在于步驟A中抽吸水泵吸程大于6m。
5.根據權利要求2所述上向流濾池的反沖洗方法，其特征在于步驟B中壓力空氣進氣量控制在12 15L/ m2 · s，沖洗水進水量控制在2 3L/ m2 · s。
6.根據權利要求2所述上向流濾池的反沖洗方法，其特征在于步驟B中，當濾池水位與出水堰水位持平時，停止輸入壓力空氣。
7.根據權利要求1或2所述上向流濾池的反沖洗方法，其特征在于步驟C排水步驟中，抽吸水泵抽吸濾池內液面下降至濾料頂面上方150mm時結束。
8.一種上向流濾池的反沖洗系統，其特征在于該系統包括上向流濾池的池體(1)、設置于池體(1)底部的進水管(2)、設置于池體(1)上部的沖洗水管(3)、設置于池體(1)底部的抽吸水泵(3-2)以及設置于池體(1)底部的進氣管(4)，池體(1)底部鋪設濾料墊層(6) 以及其上的濾料(7)，還進一步包括設置于池體(1)上部的出水管(9-1)。
9.根據權利要求8所述上向流濾池的反沖洗系統，其特征在于所述池體(1)內側壁上設有出水堰(8)，池體(1)外側壁上設有與出水堰(8)連通的出水渠(9)，在出水堰(8)與出水渠(9)連通孔上設置有出水調節閘板(8-1)，所述出水管(9-1)連通出水渠(9)，出水管 (9-1)上設有出水管閥門(9-2)；所述池體(1)上部外側壁上設有連通池體(1)內腔的沖洗水排水渠(10)，沖洗水排水渠(10)與池體(1)內腔連通處設有排水翻板閥(10-1)，所述沖洗水排水渠(10)底部設有排水渠管(10-2)；所述池體(1)底部設有濾池放空管(11 )，濾池放空管(11)上設有濾池放空管閥門(11-1)；所述池體(1)底部設有配水配氣渠(5 )，該配水配氣渠(5)上設有配水配氣設備(5-1)。
10.根據權利要求8或9所述上向流濾池的反沖洗系統，其特征在于所述池體(1)包括并聯的第一濾池(1-1)以及第二濾池(1-2)，所述進水管(2)上設有進水閥門(2-1)，沖洗水管(3)上設有沖洗管閥門(3-1)，進氣管(4)上設有進氣管閥門(4-1)，還包括通過抽吸水泵(3-2)連通池體(1)的沖洗水回收池(12)。
全文摘要
本發明涉及水處理過濾工藝過程，具體是一種上向流濾池的反沖洗系統以及方法，傳統的上向流濾池反沖洗是由下部進水進氣，本發明則改由濾池上部進水，反沖洗送水泵改為抽吸泵，由底部排放沖洗水的工藝過程。這種方法可將濾料層中部及下部的雜質能更好的清洗出濾床，特別是對于濾床較厚的濾池。本發明使上向流濾池循環使用工藝更完整，提高上向流濾池的在實際工程中的應用，廣泛適用于各類水廠上向流濾池的新建、改建和擴建。
文檔編號B01D24/46GK102500145SQ20111034798
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月7日 優先權日2011年11月7日
發明者葉昌明, 張翔, 李偉華 申請人:深圳市清泉水業股份有限公司