[发明专利]一种微水量反冲变速上向流轻质滤料过滤器及其方法

说明书

本发明公开了一种微水量反冲变速上向流轻质滤料过滤器及其方法，包括：反应器、进水配水系统、气反冲洗系统、微水反洗喷淋系统、集水系统、排水/排泥系统；变速过滤区位于反冲洗剥离区上部，该区域横截面面积由下到上逐渐减小，呈圆台状，因进水流量不变，横截面面积减小，该区域滤料滤层所受到向上的滤速压力也逐渐增大。变过滤截面设计，形成滤速的由慢变快，同时压力由低变高的过滤状态，不仅可以实现过滤时滤层靠水力自动压紧的目的，也相应解决了以往轻质滤料滤层本身无法压实，孔隙松散较大的不足。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，适用于中小型给水处理、污水深度处理以及工业回用水处理，涉及一种上向变速流轻质悬浮滤料过滤器。特别是一种节水型微水量反冲洗的变速上向流轻质滤料过滤器及其方法。

背景技术

滤层过滤技术是水和废水处理过程中的重要工艺单元，一般通过选用不同材质的粒状滤料构建一定厚度的过滤层，利用颗粒之间的空隙形成过滤通道，从而截留水中的悬浮杂质。目前常用的过滤器主要有普通压滤器、无阀滤池、纤维滤料过滤罐等过滤器。普通快滤池是最传统的过滤器，一般采用石英砂作为过滤滤料，过滤方式采用下向流，由于过滤过程中截留的污染物，需要用水反向冲洗，才能与滤层剥离，从而恢复滤层的截污能力，所以反冲洗需采用高速水流反向将滤层托起，一方面会消耗大量的净水，另一方面也造成能耗的提高。无阀滤池采用了水力原理形成了自动反冲洗的特点，但无阀滤池的反冲洗水量也较高，并且反冲洗不彻底。在污水过滤的研究中，纤维滤料过滤器也是一种常见的过滤器形式，通常滤料可采用纤维球和纤维束，这种形式的过滤器具有过滤速度高，不易污堵的特点，但存在着反冲耗水量大，滤料宜板结的问题。

针对以上问题，轻质悬浮滤料在国内近年来逐渐受到关注，可发性聚苯乙烯颗粒(EPS)轻质悬浮滤料作为新型滤料，具有机械强度高，脱污能力强，化学性质稳定，比重比水小，过滤方式简单，应用范围广等优点，并且与传统的石英砂过滤相比，轻质悬浮滤料过滤具有较大的经济优势，即可以利用进水缓冲段进行沉淀，不需要承托层，构造简单，减少了基建费用。法国得利满公司利用轻质滤料开发出了一种新型上向流悬浮滤池，它具有独具特色的反冲洗方式。但由于其形式仅是常规滤池的反转，并且需要安装大面积抗浮滤板和滤头，增加了结构的复杂程度。而在滤池的反冲节水和滤速上与传统过滤滤速也相差不大，因此目前这种上向流滤池得到了一定的应用，但未能有效推广。

目前，节能降耗是水处理的一个发展方向，传统的过滤设备通常需要消耗大量的反冲洗水，一方面增加了水量和能耗，另一方面也增加了反冲洗废水的处理难度。在反冲过程中通过增加气冲方式可以减少耗水量，但常规滤池的单一气冲又不能将剥离的污染物冲出滤层，必须与水冲配合，所以不能根本解决能耗和水耗的问题。上向流轻质滤料过滤器的开发可以对以上问题提供一个解决途径。

发明内容

本发明的目的是克服现有上向流过滤器技术存在的缺点，通过创造性改变过滤器形状及组成，实现优化过滤器结构，降低过滤阻力，同时利用变速流的压力变化形成自压紧功能，达到提高过滤精度的目的，反冲洗过程巧妙利用截留污物的重力作用，依靠气洗将杂物与滤料自然分离，实现微水量反冲，大幅降低了反冲水耗和能耗。由此建立一种新型的微水量反冲变速上向流轻质悬浮滤料过滤器及其方法。

为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种微水量反冲变速上向流轻质滤料过滤器，包括：反应器1、进水配水系统、气反冲洗系统、微水反洗喷淋系统、集水系统、排水/排泥系统；

反应器1内部分为进水/排泥区2、反冲洗剥离区3、变速过滤区4、压实过滤区5、集水区6；在压实过滤区5的上部安装有抗浮滤板12，抗浮滤板12上安装有滤头13，抗浮滤板12正上方装有盖板14，盖板14周边设置有导流板，盖板14上设有排气阀9；

进水/排泥区2位于反应器1的底部，反冲洗剥离区3位于进水区2的上部，反冲洗剥离区3为圆筒状，反冲洗剥离区3容积与变速过滤区4和压实过滤区5容积之和相等，待处理水中的污物最先会被变速过滤区滤料滤层拦截；