專利名稱：一種蝶型高效自調(diào)適塑纖混合濾料過濾體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及過濾裝置，屬于纖維濾料過濾單體，特別是一種蝶型高效自調(diào)適 塑纖混合濾料過濾體。
背景技術(shù)：
工業(yè)和農(nóng)用以及飲用水源大部分取自地面水。地面水制備的質(zhì)量是用水安全的保 證，因此，設(shè)備的性能是至關(guān)重要的。濾池是水廠凈水工藝中的重要環(huán)節(jié)，飲用水制備的過 濾工藝主要依靠過濾器，而過濾器的性能除了過濾速率、過濾精度和截污量等之外，自用沖 洗水的指標(biāo)也是衡量過濾裝置的重要指標(biāo)，直接影響到出水水量。因而濾池過濾能力的再 生，是濾池穩(wěn)定高效運行的關(guān)鍵。若采用較好的過濾、反沖洗技術(shù)，使濾池經(jīng)常處于最優(yōu)條 件下工作，不僅可以節(jié)水、節(jié)能，還能提高水質(zhì)，增大濾層的截污能力，延長工作周期，提高 產(chǎn)水量。目前，常用的過濾裝置有砂濾池、無閥濾池、雙閥濾池、虹吸濾池、V型濾池和DA超 高速濾池等。高速砂濾池的正常濾速15-16m3/h ；虹吸濾池適用于中小型給水處理，正常濾 速8m3/h左右；雙閥濾池設(shè)計濾速8. 5m3/h。還有瑞士 CTE公司的CTE翻板濾池一般單層 均質(zhì)濾料是采用石英砂(或陶粒)；雙層濾料為無煙煤與石英砂(或陶粒與石英砂)，濾速 為9m3/h。法國德利滿公司在70年代發(fā)展起來的V型濾池，采用了較粗、較厚的均勻顆的石 英砂作為濾料。這些濾池的反沖洗水量一般占到總出水量的5%左右?？梢钥闯?，以上所有 各種型式的濾池均以石英砂或無煙煤等顆粒濾料，雖然來源廣泛，價格便宜，濾料的破碎率 低。但反沖洗耗水量高，濾池占地面積大。傳統(tǒng)的石英砂濾料作為濾床進(jìn)行過濾，這種濾層稱為均質(zhì)濾層，濾料則稱為均質(zhì) 濾料，其特點是在整個濾層內(nèi)，濾料的級配都是一樣的，因此沿濾層厚度的每一點，濾料顆 粒間所形成的空隙大小的分布也是一樣的。在沿均質(zhì)濾層厚度的每一點具有容納同樣多的 懸浮固體的能力，但是，當(dāng)濾池進(jìn)行反沖洗后，由于石英砂的剛度大，不可壓縮和水力分級 的作用，原來的均質(zhì)濾料層就變成了分級濾料的濾層，即在沿濾層的厚度方向上，濾料是按 從小到大的順序排列的。由于均質(zhì)濾層的分級(也叫級配)作用在過濾時產(chǎn)生以下問題 使濾料層在厚度方向上空隙大小是從濾層的頂部到底部是從小到大排列的，形成一個金字 塔的構(gòu)造。在孔隙最小的頂部濾層要容納的懸浮固體數(shù)量最大，而孔隙最大的底部濾層卻 是容納的懸浮固體量最小。濾池由于濾層頂部迅速地被懸浮固體堵塞，水頭損失迅速上升， 在過濾的水頭損失達(dá)到允許值的時候，整個濾層的截留懸浮固體能力未能發(fā)揮出來。在反 沖洗時，由于石英砂和無煙煤等顆粒濾料在水流沖擊下，相互之間產(chǎn)生剛性摩擦，濾料外壁 層逐漸損失，最終導(dǎo)致濾料流失。因此，顆粒狀濾料每年都要進(jìn)行將近10%的補充，否則將 保證不了濾層高度，影響出水水質(zhì)和處理水量。而長束纖維濾料由于其長度很長，在過濾狀態(tài)下，通過壓板的壓實，很容易造成局 部成團(tuán)，而另外局部某些地方出現(xiàn)假意上的空洞，所以很容易影響出水的精度，濁度很難達(dá) 到lmg/L以下，通過某些自來水公司實驗數(shù)據(jù)來看，長束纖維濾料在進(jìn)水濁度大于3NTU以上時，出水濁度便大于1NTU，一般為1. 7NTU左右，因此過濾精度不高。長束纖維濾料則因其 長度長，安裝時一端是固定在下底板上的，在反沖洗時，特別在氣水反沖時，隨著上壓板的 迅速上升，容易導(dǎo)致纖維束被拉斷，同時當(dāng)長束纖維濾料達(dá)到其伸長的長度后，就再也不能 增大反沖洗的空間距離，同時纖維束由于水的浮力被拉緊，這樣，在反沖洗時，濾料不能充 分漲開，反沖洗時，濾料中的積泥清洗不了，從而影響了濾料的清洗率。長束纖維濾料，由于 其在過濾狀態(tài)下，是通過壓板來壓實的，這樣會使整個過濾層的空隙率的分布不均勻，因為 其反沖洗后要求在很短的時間內(nèi)處于過濾狀態(tài)的濾層，由于其在反沖洗后由于其洗凈率不 高，自然導(dǎo)致濾料的重量也不一樣，這樣，在短的時間內(nèi)要求到過濾狀態(tài)下的濾層，自然就 會導(dǎo)致濾層厚度的不均勻。這樣會增大過濾的阻力，同時長纖維束通過壓縮后，由于其長度 的原因，其過濾阻力大大增大，所以長束纖維濾料過濾周期要比863濾料的過濾周期短。彗星式纖維濾料也是一種較先進(jìn)的纖維濾料，同樣具有高效過濾和低耗水、高納 污的性能，但是，由于結(jié)構(gòu)形態(tài)的不同，本實用新型有著更優(yōu)越的性能。其最主要的區(qū)別在 于彗星濾料在反沖洗時，由于“濾珠”自身的重量大于纖維“彗尾”的自重，在水中的形態(tài) 為傘狀，直線自由下落。濾料纖維在氣、水流作用下產(chǎn)生擺動和相互碰撞，這種形態(tài)比較容 易將濾料中的污物很快排出。但是，同時由于“彗尾”較長，整粒濾料的重量不平均，運動中 很容易產(chǎn)生纏繞。短期內(nèi)纏繞不卷曲，仍然有較高的過濾效率。但長期運行后，濾料由纏繞 變得卷曲時，逐漸與“濾珠”卷成一體，形成兩個相連的球體，又變成了近似顆粒狀濾料的形 態(tài)，重復(fù)了顆粒濾料在反沖洗時相互的剛性碰撞并增加相互摩擦，濾料損失越來越大，而對 濾料的補充量也越來越多。同時，過濾效率和截污率、清洗率大大降低。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種蝶型高效自調(diào)適塑纖混合濾料過濾體，其技術(shù)優(yōu) 點為1、孔隙率高；2、過濾速率快；3、過濾精度高；4、阻力?。?、截污量大；6、反沖洗用水 量?。?、周期產(chǎn)水量高；8、運行費用少；9、占地面積?。?0、抗負(fù)荷沖擊能力強。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種蝶型高效自調(diào)適塑纖混合濾料過濾體，由 濾料單體組成，每個濾料單體由配重芯體和成對耐腐蝕的平衡過濾翼體配合連接構(gòu)成，配 重芯體表面為塑料，呈橢球狀，其平均密度P。的閾值范圍為1. 30g/cm3-l. 50g/cm3，在橢球 狀配重芯體長軸兩端分別設(shè)置著平衡翼體，每個平衡翼體為由人造纖維絲構(gòu)成的纖維束， 組成每股纖維束的人造纖維絲其里端被固接在配重芯體長軸的每一端，其另一端呈散發(fā)狀 態(tài)，形成觸須狀。本實用新型的濾料單體是由橢球體與纖維束構(gòu)成的對稱型過濾濾料，兩端為松散 的纖維絲束，其總體形狀形似“蝶翅”，中心為比重較大的配重芯體-稱為“蝶心”，將每股纖 維絲束的里端熔化固定在內(nèi)配重芯體，整體即呈蝴蝶狀，而“蝶心”密度大，體積小，濾料“蝶 翅”為纖維絲束，密度小?；诒緦嵱眯滦偷慕Y(jié)構(gòu)特點，所以其濾層在水流方向上具備從大 到小的空隙，形成了一個倒金字塔的構(gòu)造，具有截污量大，過濾精度高；過濾時，比重較大的 “蝶心”起到了對纖維絲束的壓密作用；微小的濾料直徑，極大地增大了濾料的比表面積和 表面自由能，增加了水中的雜質(zhì)和顆粒與濾料的接觸機(jī)會和濾料的吸附能力，從而提高了 過濾效率。濾池運行時濾層孔隙率沿水流方向逐漸縮小，纖維密度增大，實現(xiàn)了理想的深層 過濾，增加了濾層的截污容量。清洗時濾料恢復(fù)自由狀態(tài)，即可對濾料進(jìn)行氣、水混合擦洗，有效恢復(fù)濾料的過濾性能。在反沖洗時，水流和氣流的沖擊使濾料在“蝶翅”的旋舞下，纖維 相互之間產(chǎn)生柔性接觸，而避免了 “蝶心”之間的直接撞擊，因此濾料損失量極小，大約3-5 年才進(jìn)行一次補充，補充量不超過10%，大大節(jié)約了濾料成本。本實用新型可在過濾精度、反沖洗洗凈率、過濾周期和結(jié)團(tuán)等方面有著良好的技 術(shù)效果。1.過濾精度本實用新型由于纖維束尺寸短，長度只有25-30mm，密度小，所以在過濾狀態(tài)下，過 濾層是隨著過濾時間的延長，濾料中的截污量的增多而緩慢下移，由于濾料上“蝶心”的壓 實作用和水的浮力的作用，使濾料層自然形成上大下小的過濾孔隙率。其整個過濾層是通 過濾料自身的重量和水以及截污量的重量來壓實的。2.反沖洗洗凈率本實用新型由于纖維束尺寸短，長度只有25_30mm，密度小，所以在反沖洗的狀態(tài) 下，能自由的散開，通過氣泡的剪切作用，很容易把濾料上的臟物洗下來，通過反沖洗水帶 出池外，同時能重新使濾料層平鋪均勻。3、過濾周期由于本實用新型的反沖洗的洗凈率高，濾料經(jīng)過反沖洗后，過濾層的恢復(fù)和重新 分布狀態(tài)，使濾料處于自然分布狀態(tài)，再加上水的浮力作用，使整個濾床處于微懸浮狀態(tài)， 致使整個濾床空隙率自然形成上大下小的過濾狀態(tài)，使整個濾床的截污量大大增加，從而 延長過濾周期。4、結(jié)團(tuán)本實用新型由于單個濾絲的長度很短，在過濾或者反沖洗的狀態(tài)下，不容易打結(jié)， 而長束纖維由于其長度長，在過濾和反沖洗的狀態(tài)下由于自身纏繞很容易打結(jié)，很容易在 濾層中形成空洞，從而影響出水水質(zhì)。再者，濾料經(jīng)常打結(jié)，容易使濾料起毛而最終導(dǎo)致濾 料的斷裂和磨損。本實用新型將纖維濾料截污性能好的特征與顆粒濾料反沖洗效果好的特征相結(jié) 合，使濾床橫斷面空隙率均勻，自動調(diào)適形成上疏下密的理想濾床結(jié)構(gòu)，保證了縱斷面上疏 下密合理的梯度，確保了高速過濾和高精度過濾得以同時實現(xiàn)。經(jīng)過對比試驗，其檢測，試驗數(shù)據(jù)結(jié)果如下表所示
指標(biāo)已知濾料試驗濾料濾速 m3/h2020進(jìn)水濁度NTU6767出水濁度NTU ξ 2. 5 Ξ 1初濾階段min ξ 7. 2 ξ 3. 2截污量 kg/m315. 746. 3
權(quán)利要求一種蝶型高效自調(diào)適塑纖混合濾料過濾體，其特征是由濾料單體組成，每個濾料單體由配重芯體和成對耐腐蝕的平衡過濾翼體(2)配合連接構(gòu)成，配重芯體表面為塑料，呈橢球狀，其平均密度ρo的閾值范圍為1.30g/cm3 1.50g/cm3，在橢球狀配重芯體長軸兩端分別設(shè)置著平衡翼體(2)，每個平衡翼體(2)為由人造纖維絲(3)構(gòu)成的纖維束，組成每股纖維束的人造纖維絲(3)其里端被固接在配重芯體長軸的每一端，其另一端呈散發(fā)狀態(tài)，形成觸須狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蝶型高效自調(diào)適塑纖混合濾料過濾體，其特征是橢球 狀配重芯體⑴的長軸長度R與平衡過濾翼體⑵的長度L的之和(R+2L)的閾值范圍為 25mm 彡(R+2L)彡 30mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蝶型高效自調(diào)適塑纖混合濾料過濾體，其特征是橢球 狀配重芯體(1)的長軸長度R為2-4mm，平衡過濾翼體(2)的長度L為12_13mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蝶型高效自調(diào)適塑纖混合濾料過濾體，其特征是橢球 狀配重芯體(1)長軸R的長度L其優(yōu)選長度為2mm，平衡過濾翼體(2)的長度L其優(yōu)選長度 為 12. 5mmο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蝶型高效自調(diào)適塑纖混合濾料過濾體，其特征是所述 的塑料為設(shè)置在空心殼體(4)的表面上的由防腐工程塑料構(gòu)成的防腐涂層(5)；該空心殼 體(4)的質(zhì)量M1和防腐涂層(5)的質(zhì)量M2的總質(zhì)量與其總體積V相比的商-等效平均密 度〔(M^M1)/V =Pj 的閾值范圍為 1. 30g/cm3-l. 50g/cm3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蝶型高效自調(diào)適塑纖混合濾料過濾體，其特征是所述 的成對耐腐蝕的平衡過濾翼體(2)為一股整體纖維束，沿配重芯體長軸方向從配重芯體長 軸一端穿進(jìn)并從其長軸另一端穿出，其中部被聚集固接在配重芯體內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蝶型高效自調(diào)適塑纖混合濾料過濾體，其特征是配重 芯體為實心橢球體(1)，由密度為1. 36g/cm3-l. 42g/cm3的工程塑料構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蝶型高效自調(diào)適塑纖混合濾料過濾體，其特征是平均 密度P。的優(yōu)選密度為1. 37g/cm3。
專利摘要本實用新型公開了一種蝶型高效自調(diào)適塑纖混合濾料過濾體，由濾料單體組成，每個濾料單體由配重芯體和成對耐腐蝕的平衡過濾翼體配合連接構(gòu)成，配重芯體表面為塑料，呈橢球狀，其平均密度ρo的閾值范圍為1.30g/cm3-1.50g/cm3，在橢球狀配重芯體長軸兩端分別設(shè)置著平衡翼體，每個平衡翼體為由人造纖維絲構(gòu)成的纖維束，組成每股纖維束的人造纖維絲其里端被固接在配重芯體長軸的每一端，其另一端呈散發(fā)狀態(tài)，形成觸須狀，本實用新型技術(shù)優(yōu)點為1、孔隙率高；2、過濾速率快；3、過濾精度高；4、阻力??；5、截污量大；6、反沖洗用水量小；7、周期產(chǎn)水量高；8、運行費用少；9、占地面積??；10、抗負(fù)荷沖擊能力強。
文檔編號B01D39/14GK201711046SQ201020240530
公開日2011年1月19日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者何劍, 徐志宗 申請人:新疆德安環(huán)?？萍加邢薰?br>