申请日2016.12.06
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号B01D24/10; B01D24/46; C02F3/02; C02F3/34
摘要
本发明涉及一种水平流砂滤池及其水处理工艺。水平流砂滤池包括池体、原水进水组件、砂滤床、过滤水出水组件、曝气组件以及反冲洗组件，原水进水组件包括进水管和将原水送入砂滤床内的布水装置，进水管与布水装置相连，布水装置设于砂滤床内，布水装置的立面上均匀分布有多个出水孔道;过滤水出水组件包括集水器和出水管，集水器与砂滤床邻接的一侧具有进水孔道，出水管与集水器连通;反冲洗组件包括反冲洗管和排污管，反冲洗管与出水管连接，排污管与所述布水装置相连。本发明的水平流砂滤池过滤面积大、砂粒清洗彻底、节水节能，且扩展应用多样，不仅可单纯作为过滤设备使用，也可成为集生物接触氧化与悬浮物滤床截留功能于一体的好氧/缺氧生物滤池。
摘要附图
权利要求书
1.一种水平流砂滤池，其特征在于：该设备包括池体、原水进水组件、砂滤床、过滤水出水组件、曝气组件以及反冲洗组件，
砂滤床设于池体内，由滤砂组成;
原水进水组件包括进水管和将原水送入砂滤床内的布水装置，进水管与布水装置相连，布水装置设于砂滤床内，布水装置的立面上分布有多个出水孔道;
过滤水出水组件，包括集水器和出水管，集水器与砂滤床邻接的一侧具有进水孔道，出水管与集水器连通;
反冲洗组件包括反冲洗管和排污管，反冲洗管与出水管连接，排污管与所述布水装置相连。
2.根据权利要求1所述的水平流砂滤池，其特征在于：所述布水装置设置在砂滤床的轴线方向上，或是沿砂滤床外壁分布。
3.根据权利要求1或2所述的水平流砂滤池，其特征在于：所述集水器包括筛板和位于筛板上下两端的盖板，筛板和两个盖板在池体内形成集水空间。
4.根据权利要求1所述的水平流连续砂滤设备，其特征在于：当所述布水装置沿砂滤床外壁分布时，所述集水器设置在砂滤床的轴线方向上。
5.根据权利要求1所述的水平流砂滤池，其特征在于：所述布水装置是用具有楔形丝过滤面的筛板围制而成，或是穿孔管、条缝筛中的一种，或是以上几种的组合;所述集水器是用具有楔形丝过滤面的筛板围制而成，或是穿孔管、条缝筛、微滤膜、超滤膜中的一种，或是以上几种的组合。
6.根据权利要求1所述的水平流砂滤池，其特征在于：所述布水装置的布局采用矩形、圆形、环形或线形，或是以上几种的组合。
7.根据权利要求5所述的水平流砂滤池，其特征在于：集水器中所述筛板为沿池体内壁连续或间隔排布的弧片、梯台片、弯折片、平片或其他几何形式的片状结构，筛板的凸起朝向池体内;或，所述筛板为分布有布水孔的圆筒。
8.根据权利要求1所述的水平流砂滤池，其特征在于：所述集水器设有至少一个与池体外部连通的分支集水管，各个分支集水管的出口在池体外与出水管相连。
9.一种水平流砂滤池的水处理工艺，其特征在于：该工艺包括下列两项过程;
(1)过滤过程：原水经由进水管进入水平流砂滤池，通过布水装置的出水孔道均匀平缓地进入砂滤床，并沿池体水平方向从内向外或从外向内流过滤砂;过滤过程中，水中悬浮颗粒或污染物被砂粒逐渐拦截，径向过滤使滤砂的效能达到最大化;最终，过滤水通过集水器收集，汇至出水管排出;
(2)反冲洗过程：冲洗水经由反冲洗管进入集水器再进入砂滤床;压缩空气通入曝气管，经池体底部的曝气装置以气泡的形式自下而上的进入砂滤床中，气相的搅动、水流的剪切力作用以及砂粒之间的碰撞摩擦，使杂质污染物从砂粒表面脱离，进入清洗水中;调整气相搅动程度，控制砂粒翻滚，通过清洗水的逆向清洗，不同区域内不同脏污程度的污砂分别得到清洗，不会混合;一段时间后，带有污染物的清洗水汇入布水装置中，经由排污管排出水平流砂滤池。
10.一种水平流砂滤池的水处理工艺，其特征在于：该工艺包括下列两项过程;
(1)生物过滤过程：在适宜的培养条件下，滤砂表面生成一层凝胶状生物膜，原水经由进水管进入水平流砂滤池，通过布水装置的出水孔道均匀平缓地进入砂滤床，并沿池体水平方向从内向外或从外向内流过滤砂;曝气组件开启，压缩空气经曝气组件，以小气泡的形式自下而上的释放到砂滤池中，充分供给氧气;当原水沿滤砂表面流过时，原水中的可溶性、胶性和悬浮性物质吸附在生物膜上而被微生物分解;最终，过滤水通过集水器收集汇至出水管排出;
(2)反冲洗过程：冲洗水经由反冲洗管进入集水器再进入砂滤床;压缩空气通入曝气管，经池体底部的曝气装置以气泡的形式自下而上的进入砂滤床中，气相的搅动、水流的剪切力作用以及砂粒之间的碰撞摩擦，使杂质污染物从砂粒表面脱离，进入清洗水中;调整气相搅动程度，控制砂粒翻滚，通过清洗水的逆向清洗，不同区域内不同脏污程度的污砂分别得到清洗，不会混合;一段时间后，带有污染物的清洗水汇入布水装置中，经由排污管排出水平流砂滤池。
说明书
水平流砂滤池及其水处理工艺
技术领域
本发明涉及水处理设备，特别涉及一种水平流砂滤池及其水处理工艺。
背景技术
砂滤池是典型的滤层过滤设备，利用滤层粒状材料所提供的表面积，截留水中的固体颗粒和胶体，使水澄清。砂滤池能截留粒径远比滤料空隙小的水中杂质，主要通过接触絮凝作用，其次为筛滤作用和沉淀作用。由于砂滤池具有去污能力大、工作周期长、运行可靠等诸多优点，因而广泛应用于给水处理或污水经二级处理后的深度处理。
砂滤池的运行，主要是过滤和反冲洗两个过程的循环。现有的砂滤池，原水过滤过程仅在垂直方向上进行，过滤面积受限于设备的水平截面积，砂层利用不充分;砂粒冲洗过程，全部砂粒混合进行，不能针对砂粒的脏污程度进行分级处理。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种水平流砂滤池，以解决现有砂滤技术中砂层过滤面积受限、砂层利用不充分和脏污程度不同的滤砂混合冲洗的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种水平流砂滤池，该水平流砂滤池包括池体、原水进水组件、砂滤床、过滤水出水组件、曝气组件以及反冲洗组件，
砂滤床设于池体内，由滤砂组成;
原水进水组件包括进水管和将原水送入砂滤床内的布水装置，进水管与布水装置相连，布水装置设于砂滤床内，布水装置的立面上分布有多个出水孔道;
过滤水出水组件，包括集水器和出水管，集水器与砂滤床邻接的一侧具有进水孔道，出水管与集水器连通;
反冲洗组件包括反冲洗管和排污管，反冲洗管与出水管连接，排污管与所述布水装置相连。
作为优选，所述布水装置设置在池体的轴线方向上;或，设置在砂滤床外壁。
作为优选，所述池体材质为混凝土。根据不同工艺需求，池体也可采用其它材质，如钢制、亚克力等。
作为优选，布水装置是具有出水孔道的布水立管。进一步优选的是，所述布水装置是用具有楔形丝过滤面的筛板围制而成，或是穿孔管、条缝筛中的一种，或是以上几种的组合;所述集水器是用具有楔形丝过滤面的筛板围制而成，或是穿孔管、条缝筛、微滤膜、超滤膜中的一种，或是以上几种的组合。
作为优选，所述布水装置的布局采用矩形、圆形、环形或线形等多种构形，或是以上几种的组合。
作为优选，所述集水器包括筛板和位于筛板上下两端的盖板，筛板和两个盖板在池体内形成集水空间。
作为优选，当所述布水装置沿砂滤床外壁分布时，所述集水器设置在砂滤床的轴线方向上。
作为优选，集水器中所述筛板为沿池体内壁连续或间隔排布的弧片、梯台片、弯折片、平片或其他几何形式的片状结构，筛板的凸起朝向池体内;或，所述筛板为分布有布水孔的圆筒。根据不同工艺需求，筛板也可设置为其它形式，如整片连续型、矩形片间隔型等。
作为优选，所述集水器设有至少一个与池体外部连通的分支集水管，各个分支集水管的出口在池体外与出水管相连。
作为优选，曝气组件由曝气管和与曝气管相连的多个曝气装置组成，曝气组件安装在池体底部。
作为优选，进水管、出水管、反冲洗管、排污管上各设置阀门。
作为优选，反冲洗组件增设反冲洗水罐，用于贮存部分过滤水，过滤水作为冲洗水用于冲洗过程，可大大减少洁净水耗用量。
作为优选，所述曝气装置为具有楔形丝过滤面的筛板。根据不同工艺需求，曝气装置也可设置为其它形式，如穿孔管、条缝筛或者形式/强度适当的硬质布气装置等，或是其组合形式。
一种水平流砂滤池的水处理工艺，该工艺包括下列两项过程;
(1)过滤过程：原水经由进水管进入水平流砂滤池，通过布水装置的出水孔道均匀平缓地进入砂滤床，并沿池体水平方向从内向外或从外向内流过滤砂;过滤过程中，水中悬浮颗粒或污染物被砂粒拦截，径向过滤使滤砂的效能达到最大化;最终，过滤水通过集水器收集，汇至出水管排出;
(2)反冲洗过程：冲洗水经由反冲洗管进入集水器再进入砂滤床;压缩空气通入曝气管，经池体底部的曝气装置以气泡的形式自下而上的进入砂滤床中，气相的搅动、水流的剪切力作用以及砂粒之间的碰撞摩擦，使杂质污染物从砂粒表面脱离，进入清洗水中;调整气相搅动程度，控制砂粒翻滚，通过清洗水的逆向清洗，不同区域内不同脏污程度的污砂分别得到清洗，不会混合;一段时间后，带有污染物的清洗水汇入布水装置中，经由排污管排出水平流砂滤池。
另一种水平流砂滤池的水处理工艺，该工艺包括下列两项过程;
(1)生物过滤过程：在适宜的培养条件下，滤砂表面生成一层凝胶状生物膜，原水经由进水管进入水平流砂滤池，通过布水装置的出水孔道均匀平缓地进入砂滤床，并沿池体水平方向从内向外或从外向内流过滤砂;曝气组件开启，压缩空气经曝气组件，以小气泡的形式自下而上的释放到砂滤池中，充分供给氧气;当原水沿滤砂表面流过时，原水中的可溶性、胶性和悬浮性物质吸附在生物膜上而被微生物分解;最终，过滤水通过集水器收集汇至出水管排出;
(2)反冲洗过程：冲洗水经由反冲洗管进入集水器再进入砂滤床;压缩空气通入曝气管，经池体底部的曝气装置以气泡的形式自下而上的进入砂滤床中，气相的搅动、水流的剪切力作用以及砂粒之间的碰撞摩擦，使杂质污染物从砂粒表面脱离，进入清洗水中;调整气相搅动程度，控制砂粒翻滚，通过清洗水的逆向清洗，不同区域内不同脏污程度的污砂分别得到清洗，不会混合;一段时间后，带有污染物的清洗水汇入布水装置中，经由排污管排出水平流砂滤池。
作为优选，部分过滤水可在反冲洗水罐中暂存，在后续反冲洗过程中回用为冲洗水。
本发明水平流砂滤池可以实现如下功能：
(1)单纯砂滤，去除原水中的固体颗粒和胶体悬浮物;
(2)过滤过程开启曝气组件，构建好氧生物滤池，砂滤层对气泡的切割作用使气泡在滤池中的停留时间延长，提高了氧的利用率。
(3)过滤过程关闭曝气组件，构建缺氧生物滤床，由于滤池极好的截污能力，后续无需再设二次沉淀池。
本发明的有益效果：
1. 增加过滤面积。现有的固定砂滤池或连续砂滤设备，原水从底部布水器进入砂滤床，自下向上进行过滤，过滤面积仅为砂滤床水平截面积。而采用本发明的布水装置，原水水平流过滤床，过滤面积大大增加，既可提高出水水质，又可减少滤砂用量。
2.分区域洗砂。随着过滤的进行，固体污染物逐渐在砂粒表面沉积，由布水装置向集水器砂粒的脏污程度逐渐减弱。逆向洗砂过程中，不同区域内不同脏污程度的污砂分别得到清洗，不会混合，洗砂过程更为彻底。
3. 节水节能。通过增设反冲洗水罐，可贮存部分过滤水，过滤水作为冲洗水回用于冲洗过程，可大大减少洁净水耗用量。滤砂效能的提高，使得反冲洗周期延长，洗砂频率降低，洗砂能耗减少。
4. 本发明水平流砂滤池不仅可单纯作为过滤设备使用，在合适的培养条件下，可利用砂粒滤料固定生物膜，成为集生物接触氧化与悬浮物滤床截留功能于一体的生物反应池，可有效去除水中的固体悬浮物，降低COD、BOD、浊度、色度等。
