本發(fā)明涉及水處理設(shè)備，特別涉及一種水平流連續(xù)砂濾設(shè)備及其水處理工藝。

背景技術(shù)：

砂濾常用于給水處理或原水經(jīng)二級處理后的深度處理，主要作用是截留水中的固體顆粒和膠體，使水澄清。傳統(tǒng)的固定床砂濾，過濾過程中過濾介質(zhì)（即砂）固定不動。運(yùn)行一定時(shí)間后，過濾介質(zhì)被懸浮物阻塞，濾床的過濾阻力增加，原水的過濾速度降低，設(shè)備的產(chǎn)水能力下降，此時(shí)不得不中斷過濾過程，進(jìn)行反沖洗操作，實(shí)現(xiàn)濾床的再生。

連續(xù)砂濾設(shè)備，是一種過濾和洗砂同時(shí)進(jìn)行的固液分離設(shè)備，不需停機(jī)對過濾介質(zhì)進(jìn)行清洗，能保證過濾操作連續(xù)運(yùn)行，且具有占地面積小、結(jié)構(gòu)簡單、維修便捷、工作狀態(tài)穩(wěn)定及自動化管理水平高等優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)有的連續(xù)砂濾設(shè)備，水過濾過程和砂清洗循環(huán)過程都僅在垂直方向上進(jìn)行，過濾面積受限于設(shè)備的水平截面積，砂層利用不充分；且過流速度單一，不利于不同尺寸固體懸浮物的沉積。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種水平流連續(xù)砂濾設(shè)備，以解決現(xiàn)有砂濾技術(shù)中砂層過濾面積受限、砂層利用不充分和過流速度單一的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種水平流連續(xù)砂濾設(shè)備，該設(shè)備包括筒體、原水進(jìn)水組件、砂濾床、提砂洗砂組件和過濾水出水組件，

砂濾床設(shè)于筒體內(nèi)，由濾砂組成；

原水進(jìn)水組件包括進(jìn)水管和將原水送入砂濾床內(nèi)并均勻分布的布水裝置，進(jìn)水管與布水裝置相連，布水裝置的立面上設(shè)有多個(gè)出水孔道，布水裝置設(shè)于砂濾床內(nèi)；

提砂洗砂組件包括提砂管、洗砂器和排污管，筒體底部的濾砂通過提砂管轉(zhuǎn)移至洗砂器內(nèi)，清洗后由洗砂器進(jìn)入砂濾床頂部，排污管將洗砂器內(nèi)的污水排出；

過濾水出水組件，包括集水器和出水管，集水器在筒體內(nèi)形成集水空間，集水器與砂濾床鄰接的一側(cè)具有進(jìn)水孔道，出水管與集水器連通。該水平流連續(xù)砂濾設(shè)備中的洗砂器可以設(shè)于筒體內(nèi)部，也可以設(shè)于筒體外部。集水器的目的是將經(jīng)砂濾床過濾得到的過濾水與砂濾床分離，并儲存在集水空間內(nèi)。出水管將經(jīng)所述砂濾床過濾得到的過濾水排出筒體。

作為優(yōu)選，所述布水裝置設(shè)置在筒體的軸線方向上；或，沿筒體內(nèi)壁分布。

作為優(yōu)選，所述布水裝置是用具有楔形絲過濾面的篩板圍制而成，或是穿孔管、條縫篩中的一種，或是以上幾種的組合；所述集水器是用具有楔形絲過濾面的篩板圍制而成，或是穿孔管、條縫篩、微濾膜、超濾膜中的一種，或是以上幾種的組合。

作為優(yōu)選，所述集水器包括篩板和位于篩板上下兩端的蓋板，篩板和兩個(gè)蓋板在筒體內(nèi)形成集水空間。

作為優(yōu)選，當(dāng)所述布水裝置沿筒體內(nèi)壁分布時(shí)，所述集水器設(shè)置在筒體的軸線方向上。

作為優(yōu)選，所述集水器中的篩板為沿筒體內(nèi)壁均勻排布的弧片、梯臺片、彎折片、平片或其他幾何形式的片狀結(jié)構(gòu)，篩板的凸起朝向筒體軸線；或，所述篩板為筒徑小于筒體且分布有布水孔的圓筒。根據(jù)不同工藝需求，集水器也可設(shè)置為其它形式，如整片連續(xù)型、矩形片間隔型等。

作為優(yōu)選，所述集水器設(shè)有至少一個(gè)與筒體外部連通的分支集水管，各個(gè)分支集水管的出口在筒體外壁與出水管通過管路相連。

作為優(yōu)選，所述洗砂器底部開口，洗砂器底部具有阻擋和減緩濾砂下降速度的擾流部。

作為優(yōu)選，洗砂器的底部為縮口，所述擾流部為設(shè)于洗砂器底部內(nèi)壁上的多個(gè)擋片或內(nèi)螺紋流道。

作為優(yōu)選，所述筒體上部為錐形，中部為圓柱形，下部為倒錐形；或筒體上部為圓筒段，下部為倒錐形。

一種水平流連續(xù)砂濾設(shè)備的水處理工藝，該工藝包括下列兩項(xiàng)過程；

（1）過濾過程：原水經(jīng)由進(jìn)水管進(jìn)入水平流連續(xù)砂濾設(shè)備，通過布水裝置均勻平緩地進(jìn)入砂濾床，并沿筒體徑向方向從內(nèi)向外或從外向內(nèi)流過濾砂；徑向過濾過程中，濾床的工作面逐漸變化，最終，過濾水通過集水器收集，經(jīng)出水管排出；

（2）洗砂過程：在氣提、泵送或機(jī)械輸送等作用下，砂濾床底部的水與污砂經(jīng)提砂管上升至洗砂器中；在提砂管和洗砂器中，液固兩相復(fù)雜隨機(jī)的混合攪動、砂粒之間的碰撞摩擦以及水流的剪切力作用，使雜質(zhì)污染物從砂粒表面脫離，雜質(zhì)由于密度小在水流水力作用下流出排污管，清潔濾砂由于密度大落回濾床表面，上層濾砂隨著底部污砂的提升，逐漸向下移動直至再一次提升。本發(fā)明方法可以采用過濾和洗砂持續(xù)進(jìn)行；也可以采用過濾持續(xù)進(jìn)行，而洗砂間歇進(jìn)行，如每隔10min進(jìn)行1次的方式。

如采用布水裝置設(shè)置在筒體軸線方向、集水器沿筒體內(nèi)壁分布的優(yōu)選形式，則過濾過程中，原水沿筒體徑向方向從內(nèi)向外流過濾砂；徑向過濾過程中，濾床的工作面逐漸增大，相應(yīng)地，原水的過濾速率逐漸降低，原水與濾砂接觸時(shí)間增加；即，內(nèi)層流速快，水中的大尺寸懸浮顆?；蛭廴疚锉粩r截下來，外層流速慢，利于小尺寸污染物的沉積，徑向過濾使濾砂的效能達(dá)到最大化。

本發(fā)明的水平流連續(xù)砂濾設(shè)備過濾面積大，過流速度可控，使濾砂的效能達(dá)到最大化，具有適用水質(zhì)范圍廣、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)，且無需停機(jī)反沖洗，出水水質(zhì)穩(wěn)定，操作簡單，維護(hù)方便。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

1. 增加過濾面積?，F(xiàn)有的固定或連續(xù)砂濾設(shè)備，原水從底部布水器進(jìn)入砂濾床，自下向上進(jìn)行過濾，過濾面積僅為砂濾設(shè)備水平截面積。采用立式布水方式，原水水平流過濾床，過濾面積大大增加，既可提高出水水質(zhì)，又可減少濾砂用量。

2.控制過流速度。采用立式布水方式，原水在向筒壁流動時(shí)，隨半徑增大，過流面積增大，過流速度逐漸降低，原水與濾砂接觸時(shí)間增加，不同尺寸固體懸浮物從內(nèi)向外逐漸沉積，使濾砂的效能最大化，具有適用水質(zhì)范圍廣、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)。

3. 連續(xù)運(yùn)行。此砂濾設(shè)備無需停機(jī)反沖洗，出水水質(zhì)穩(wěn)定，可增設(shè)控制閥控制管路，操作簡單，維護(hù)方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種水平流連續(xù)砂濾設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的A-A剖視圖。

圖3為本發(fā)明另一種水平流連續(xù)砂濾設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3的B-B剖視圖。

圖中：1.筒體，2.進(jìn)水管，3.布水裝置，4.砂濾床，5.提砂管，6.洗砂器，7.集水器，71.篩板，72.蓋板，8.分支集水管，9.出水管，10.排污管。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施并不局限于下面的實(shí)施例，對本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護(hù)范圍。

實(shí)施例一

如圖1和圖2所示的一種水平流連續(xù)砂濾設(shè)備，該設(shè)備包括筒體1、原水進(jìn)水組件、砂濾床4、提砂洗砂組件和過濾水出水組件。

筒體1上部為錐形，中部為圓柱形，下部為倒錐形。

原水進(jìn)水組件由進(jìn)水管2和布水裝置3組成；進(jìn)水管2穿過筒體1的錐形上部伸入筒體內(nèi)，進(jìn)入砂濾床4，與布水裝置3相連；布水裝置3設(shè)置在筒體1軸線方向上，并位于砂濾床4內(nèi)，布水裝置3的頂部略低于筒體錐形上部的下沿，布水裝置3的底部出口處于筒體倒錐形下部之上，與筒體圓柱形中部的下沿平齊，其作用是將原水送入砂濾床并均勻分布；所述布水裝置3用具有楔形絲過濾面的篩板圍制而成，原水通過篩板的篩縫均勻平緩地進(jìn)入砂濾床4。本發(fā)明布水裝置3的布水結(jié)構(gòu)并不局限于此，本例僅是優(yōu)選。

砂濾床4，由濾砂組成，位于筒體1內(nèi)，從筒體1底部向上延伸，砂濾床具有一錐形頂，便于污砂下行，并最終匯集在提砂管5的下端管口處。砂濾床用于過濾原水，濾砂是原水凈化過濾的主體材料，可選用石英砂、活性炭、無煙煤、玻璃球、陶粒等過濾介質(zhì)，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)及過濾水的水質(zhì)要求來選擇濾砂的類別和顆粒級配。濾砂的粒徑應(yīng)大于布水裝置和集水器的篩縫寬度。

提砂洗砂組件，由提砂管5、洗砂器6和排污管10組成；所述提砂管5位于原水進(jìn)水組件的布水裝置3內(nèi)，提砂管的作用是將筒體1底部的污砂提至洗砂器6內(nèi)。提砂管5的上端伸入設(shè)置在筒體1上端的洗砂器6內(nèi)，提砂管5的下端位于筒體底部并設(shè)有喇叭口。所述洗砂器設(shè)置在筒體1的錐形上部頂部，洗砂器呈上下開口的筒狀結(jié)構(gòu)，洗砂器的底部為縮口并在其底部的內(nèi)壁上設(shè)有多個(gè)擋片，提砂管5的上端外壁上設(shè)有與所述擋片配合的導(dǎo)流片，擋片和導(dǎo)流片均朝下方傾斜，擋片和導(dǎo)流片的功能是將從筒體底部抽取的污砂清洗后自洗砂器內(nèi)緩慢流入砂濾床頂部，控制速度以不破壞砂濾床的結(jié)構(gòu)。與外設(shè)提砂管5的方式相比，提砂管5設(shè)置在布水裝置3內(nèi)可降低能耗。所述洗砂器6，用于清洗由提砂管5上提的污砂，清洗后，清潔砂回落至所述砂濾床4表面；洗砂器6的側(cè)壁上設(shè)有連通至外部的排污管10，排污管10將污砂表面的污染物和少量清洗水排出水平流連續(xù)砂濾設(shè)備。

過濾水出水組件，由集水器7、分支集水管8和出水管9組成；所述集水器7，包括表面為楔形絲過濾面的篩板71和位于篩板上下兩端的蓋板72，篩板和兩個(gè)蓋板在筒體內(nèi)形成集水空間，集水器7底部設(shè)有與筒體外部連通的分支集水管8，各個(gè)分支集水管8的出口在筒體外壁與出水管9通過管路相連。透過砂濾床4的過濾水經(jīng)篩板的篩縫進(jìn)入集水器7內(nèi)部，如圖2所示，本實(shí)施例的篩板為弧片，個(gè)數(shù)為8個(gè)，8個(gè)弧片沿筒體1內(nèi)壁均勻間隔排布，弧片的凸起朝向筒體軸線；所述出水管9將經(jīng)所述砂濾床4過濾得到的過濾水排出筒體1。

采用上述水平流連續(xù)砂濾設(shè)備實(shí)現(xiàn)的一種水平流連續(xù)砂濾水處理工藝，包括下列兩項(xiàng)過程：

（1）過濾過程：原水經(jīng)由進(jìn)水管2進(jìn)入水平流連續(xù)砂濾設(shè)備，通過布水裝置3篩板的篩縫均勻平緩地進(jìn)入砂濾床4，并沿筒體1徑向方向從內(nèi)向外流過濾砂。徑向過濾過程中，濾床的工作面逐漸增大，相應(yīng)地，原水的過濾速率逐漸降低，原水與濾砂接觸時(shí)間增加。即，內(nèi)層流速快，水中的大尺寸懸浮顆?；蛭廴疚锉粩r截下來；外層流速慢，利于小尺寸污染物的沉積，徑向過濾使濾砂的效能達(dá)到最大化。最終，過濾水通過筒內(nèi)壁的集水器7收集起來，流經(jīng)分支集水管8，匯總至出水管9排出。

（2）洗砂過程：空氣泵產(chǎn)生的壓縮空氣通入筒體內(nèi)垂直布置的提砂管5的底端，氣提作用帶動砂濾床底部的水與污砂上升至筒體1上部的洗砂器6中。在提砂管和洗砂器6中，液固兩相復(fù)雜隨機(jī)的混合攪動、砂粒之間的碰撞摩擦以及水流的剪切力作用，使雜質(zhì)污染物從砂粒表面脫離，雜質(zhì)由于密度小在水流水力作用下流出排污管10，清潔濾砂由于密度大落回濾床表面，上層濾砂隨著底部污砂的提升，逐漸向下移動直至再一次提升。

實(shí)施例二

如圖3和圖4的一種水平流連續(xù)砂濾設(shè)備，包括筒體1、原水進(jìn)水組件、砂濾床4、提砂洗砂組件和過濾水出水組件。

筒體1上部為圓筒段，下部為倒錐形。

原水進(jìn)水組件由進(jìn)水管2和布水裝置3組成；進(jìn)水管2穿過筒體1的倒錐形下部伸入筒體內(nèi)，進(jìn)入砂濾床4，與布水裝置3相連；布水裝置3設(shè)置在筒體1軸線方向上，并位于砂濾床4內(nèi)，布水裝置3的底端處于筒體倒錐形下部之上，與筒體圓筒段的下沿平齊，其作用是將原水送入砂濾床并均勻分布；所述布水裝置3采用穿孔管，穿孔管上設(shè)有均勻分布的布水孔道，原水通過預(yù)制的布水孔道均勻平緩地進(jìn)入砂濾床4。本發(fā)明布水裝置3的布水結(jié)構(gòu)并不局限于此，本例僅是優(yōu)選。

砂濾床4，由濾砂組成，位于筒體1內(nèi)，從筒體1底部向上延伸，砂濾床具有一錐形頂，便于污砂下行，并最終匯集在提砂管5的下端管口處。砂濾床用于過濾原水，濾砂是原水凈化過濾的主體材料，可選用石英砂、活性炭、無煙煤、玻璃球、陶粒等過濾介質(zhì)，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)及過濾水的水質(zhì)要求來選擇濾砂的類別和顆粒級配。

提砂洗砂組件，由提砂管5、洗砂器6和排污管10組成；所述提砂管5位于砂濾筒體1外部，提砂管5將筒體倒錐形下部出口與洗砂器6的頂部相連。提砂管5將筒體1底部的污砂提至洗砂器6內(nèi)，與內(nèi)設(shè)提砂管5的方式相比，提砂管5設(shè)置在筒體1外部可簡化連續(xù)砂濾設(shè)備內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，當(dāng)連續(xù)砂濾設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)方便檢查與維修，提砂管5不易阻塞；所述洗砂器6，設(shè)置在筒體1上端并固定在筒體的頂部，洗砂器呈上下開口的筒狀結(jié)構(gòu)，洗砂器的底部為縮口且其底部的內(nèi)壁設(shè)有減緩濾砂下降的內(nèi)螺紋流道，所述洗砂器用于清洗由提砂管5上提的污砂，清洗后，清潔砂回落至所述砂濾床4表面；洗砂器6的側(cè)壁上設(shè)有連通至筒體外部的排污管10，排污管10將污砂表面的污染物和少量清洗水排出水平流連續(xù)砂濾設(shè)備。

過濾水出水組件，由集水器7、分支集水管8和出水管9組成；所述集水器7，包括筒徑小于筒體1的均勻分布有布水孔的圓筒和位于圓筒上下兩端的環(huán)形蓋板，圓筒固定在筒體1內(nèi)壁上，透過砂濾床4的過濾水經(jīng)圓筒表面的布水孔進(jìn)入集水器7；圓筒和兩個(gè)蓋板在筒體內(nèi)壁形成環(huán)形的集水空間，集水器7底部設(shè)有與筒體外部連通的分支集水管8，各個(gè)分支集水管8的出口在筒體外壁與出水管9通過管路相連。所述出水管9將經(jīng)所述砂濾床4過濾得到的過濾水排出筒體1。

本發(fā)明提供一種水平流連續(xù)砂濾水處理工藝，包括下列兩項(xiàng)過程：

（1）過濾過程：原水經(jīng)由進(jìn)水管2進(jìn)入水平流連續(xù)砂濾設(shè)備，通過布水裝置3的布水孔道均勻平緩地進(jìn)入砂濾床4，并沿筒體1徑向方向從內(nèi)向外流過濾砂。徑向過濾過程中，濾床的工作面逐漸增大，相應(yīng)地，原水的過濾速率逐漸降低，原水與濾砂接觸時(shí)間增加。即，內(nèi)層流速快，水中的大尺寸懸浮顆粒或污染物被攔截下來；外層流速慢，利于小尺寸污染物的沉積，徑向過濾使濾砂的效能達(dá)到最大化。最終，過濾水通過筒內(nèi)壁均勻分布的集水器7收集起來，流經(jīng)分支集水管8，匯總至出水管9排出。

（2）洗砂過程：空氣泵產(chǎn)生的壓縮空氣通入筒體外提砂管5的底端，氣提作用帶動砂濾床底部的水與污砂上升至筒體1上部洗砂器6中。在提砂管和洗砂器6中，液固兩相復(fù)雜隨機(jī)的混合攪動、砂粒之間的碰撞摩擦以及水流的剪切力作用，使雜質(zhì)污染物從砂粒表面脫離，雜質(zhì)由于密度小在水流水力作用下流出排污管10，清潔濾砂由于密度大落回濾床表面，上層濾砂隨著底部污砂的提升，逐漸向下移動直至再一次提升。

以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。