專利名稱：自沖洗式過濾裝置與自沖洗式凈水設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及給水排水技術(shù)，特別涉及一種新的過濾裝置與凈水設(shè)備。
現(xiàn)有的濾池一般為降流濾池。即原水由濾料層的頂上引入，經(jīng)濾料層過濾之后，再從濾池的底部輸出凈化水。因此，該濾池存在以下三條嚴(yán)重的缺點1、必須附加專門的反沖洗系統(tǒng)對濾料層進(jìn)行反沖洗。否則，當(dāng)濾料層積污過量之后，濾池即喪失過濾能力。
2、凈化水生產(chǎn)效率很低。這是因為在反沖洗時濾料層處于流動狀態(tài)，反沖洗后沉淀速度大的粗粒濾料落于下部，沉淀速度小的細(xì)粒濾料則覆蓋于其上。當(dāng)用這種層狀分布的濾料層再進(jìn)行下向流過濾時，原水中的懸濁物幾乎都被上部的細(xì)粒濾料層所截留，因而不僅使整個濾料層得不到充分的利用，而且過濾阻力升高很快，反沖洗頻仍的緣故。
3、對于比重小于水的輕質(zhì)漂浮物，一旦穿透濾料層之后，濾池即對它完全無能為力。為克服上列第2條缺點，前人曾試圖從濾料粒徑的均一化上尋求出路，皆為徒勞。這不僅是因為在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上受到限制的緣故，而根本的原因在于濾料顆粒群從反沖洗壓力水流、氣流中獲得的強(qiáng)大動能，導(dǎo)致了這些濾料顆粒因其相互間的急劇碰撞與磨擦而破損，即令濾料粒徑具備絕對的均一化特征，也會迅速地喪失其原態(tài)。而且隨著反沖洗次數(shù)的遞增，覆蓋于粗粒濾料上部的細(xì)粒濾料層不斷增厚，過濾阻力越益增大，因而反沖洗頻率亦隨之迅速升高，濾池的有效工作時間則越益減短，甚至迅速地趨近于零。問題的癥結(jié)在于原水由細(xì)粒濾料流向粗粒濾料的過濾方式有弊病。倘使原水由粗粒濾料流向細(xì)粒濾料的話，該缺點就不復(fù)存在了。
已知的升流濾池(參見〔美〕R.L.卡爾普、G.M.魏斯納、G.L.卡爾普合著的《城市污水高級處理手冊》中文版第87頁，張中和譯，中國建筑工業(yè)出版社1986年3月第1版，統(tǒng)一書號15040.4803;〔日〕井出哲夫等編著的《水處理工程理論與應(yīng)用》，中文本第82頁，張自杰等譯，中國建筑出版社出版，1986年10月第1版，統(tǒng)一書號15040.4973)由其底部引入原水，經(jīng)濾料層過濾之后，再從濾料層頂上輸出凈化水。該濾池沿過濾方向(向上)的濾料粒徑和空隙皆可以由粗到細(xì)，級配近于完美，從而實現(xiàn)了原水自粗粒濾料流向細(xì)粒濾料、從大空隙流至小空隙的過濾。故升流濾池的過濾阻力比降流濾池小得多，其截留懸濁物的能力也比降流濾池大得多。此外，因其反沖洗方向與過濾方向相一致，反沖洗完畢之后粗細(xì)粒濾料皆能按照理想級配重新就位，故能長期的保持其獨到的優(yōu)良特性。
然而，該已知技術(shù)固有如上所述優(yōu)點，卻仍舊存在傳統(tǒng)濾池所共有的兩大缺點1、必須附加專門的反沖洗系統(tǒng)。
2、不能除去穿透濾料層的輕質(zhì)漂浮物殘余。
本發(fā)明的目的是提供一種具備自行沖洗功能的過濾裝置。它應(yīng)無附加的反沖洗系統(tǒng)，并能有效地除去凈化水面的輕質(zhì)漂浮物。
本發(fā)明的內(nèi)容是以已知的升流濾池為原型，由配水槽、沉淀室濾料室、集水室四大基本部份與重力式自沖洗系統(tǒng)、壓力式自沖洗系統(tǒng)構(gòu)成的自沖洗式過濾裝置，進(jìn)而與超聲波剝離系統(tǒng)構(gòu)成長壽命自沖洗式過濾裝置;和在此基礎(chǔ)之上，引入廢水三級處理工藝流程而構(gòu)成的自沖洗式凈水設(shè)備及長壽命自沖洗式凈水設(shè)備第1、2、3、4、5系列產(chǎn)品，即外壓式系列，內(nèi)在式系列，折衷式系列，簡化外在式系列，簡化內(nèi)在式系列。
本發(fā)明由于在原理上對已知技術(shù)有變革性的突破。具備自行沖洗功能，因而無需附加反沖洗系統(tǒng)，故制造成本僅約現(xiàn)有降流濾池和已知升流濾池的1/2-2/3(對比時均不含濾料)，且大大地簡化了操作手續(xù)。同時，因其結(jié)構(gòu)上采用了重力式、壓力式雙重自沖洗系統(tǒng)及超聲波剝離系統(tǒng)，并設(shè)置有專司排放輕質(zhì)漂浮物的溢流堰，故本發(fā)明不僅沖洗效果較現(xiàn)有降流濾池和已知升流濾池徹底，并大大降低了沖洗頻率和延長了濾料的使用壽命。而且能除去濾料層截留未盡、集水室內(nèi)自身不潔以芭加賞飩縝秩氳那嶂勢∥ 再加之對于濾料的精心篩選、配搭與處置可以有針對性地除去原水中有害于人體健康的任何雜質(zhì)，如重金屬離子、放射性微粒、細(xì)菌、病毒、硬色、色度、渾濁度等等，從而大幅度地提高了凈化水水質(zhì)。所以，本發(fā)明終于從根本上徹底地克服了現(xiàn)有技術(shù)和已知技術(shù)的全部缺點。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理及其具體實施方案由附圖給出

圖1、自沖洗式過濾裝置結(jié)構(gòu)原理圖;
圖2、長壽命自沖洗式過濾裝置結(jié)構(gòu)原理圖;
圖3、自沖洗式過濾裝置總成圖(獨立實施例1);
圖4、長壽命自沖洗式過濾裝置總成圖(獨立實施例2)圖5、自沖洗式及長壽命自沖洗式凈水設(shè)備第1系列原理圖(非獨立實施例1、2);
圖6、自沖洗式及長壽命自沖洗式凈水設(shè)備第2系列原理圖(非獨立實施例3、4);
圖7、自沖洗式及長壽命自沖洗式凈水設(shè)備第3系列原理圖(非獨立實施例5、6);
圖8、自沖洗式及長壽命自沖洗式凈水設(shè)備第4系列原理圖(非獨立實施例7、8);
圖9、自沖洗式及長壽命自沖洗式凈水設(shè)備第5系列原理圖(非獨立實施例9、10)。
現(xiàn)結(jié)合上列各附圖，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理、實施方案以及具體實施細(xì)則作說明如下
一、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)與工作原理A、自沖洗式過濾裝置(對圖1的說明)該自沖洗式過濾裝置主要由四大部份構(gòu)成下為沉淀室(Ⅱ)，中為濾料室(Ⅲ)，上為集水室(Ⅳ)，側(cè)為配水槽(Ⅰ)。
配水槽(Ⅰ)由配水板(10)與箱體(5)之一側(cè)墻構(gòu)成。其上端與進(jìn)水管(2)相通，下端與沉淀室(Ⅱ)相通，為原水進(jìn)入之咽喉。
沉淀室(Ⅱ)下為積污區(qū)(Ⅱ-1)，中為分離區(qū)(Ⅱ-2)，上為清水區(qū)(Ⅱ-3)。由配水槽進(jìn)入沉淀室的原水在分離區(qū)混凝沉淀，泥水分離比重大于水的絮體團(tuán)沉入積污區(qū)待排，比重小于水的小絮花升入清水區(qū)待濾。積污區(qū)開有孔(G)與短管已(12)相通;該短管的另一端接有沉淀室排污閥(13)，開啟此閥能將沉淀室底部的積污排除。
濾料室(Ⅲ)內(nèi)填充有濾料(9)，并由承托架(11)承載。濾料室的下端與沉淀室的清水區(qū)相連，上端與集水室相接，以此構(gòu)成升流濾池。為防止濾床上浮，在細(xì)濾料層頂部置有平行板或金屬格柵(8)。待濾水徐徐上升通過濾料室而進(jìn)入集水室。在濾料層的接觸混凝作用、隔濾作用和遷移機(jī)理、附著機(jī)理以及離子交換等一系列機(jī)理的作用下，將原水中的細(xì)懸浮固體、溶解性無機(jī)物和BOD、COD截留。
集水室(Ⅳ)亦分三區(qū)下為最后沉清區(qū)(Ⅳ-1)，中為凈化水區(qū)(Ⅳ-2)，上為輕質(zhì)漂浮物區(qū)(Ⅳ-3)。輕質(zhì)漂浮物區(qū)設(shè)溢流堰(6)(形狀可多樣)，經(jīng)外墻開孔(D)與輕質(zhì)漂浮物排放管(25)相通，該排放管的另一端接有輕質(zhì)漂浮物排放閥(24)，打開此閥能排除濾料層截留未盡、集水室內(nèi)自身不潔以及偶由外界侵入的輕質(zhì)漂浮物;凈化水區(qū)置淹沒孔口(7)(形狀可以多樣)，經(jīng)外墻開孔(C)與出水管(20)相通，專司凈化水輸出。
此外，沉淀室(Ⅱ)頂端緊靠濾料室承托架(11)下緣之外墻上，開有孔(A)與短管甲(14)、沉淀室排氣管(22)相通，并在該短管與排氣管之間裝有排氣閥(15);集水室最后沉清區(qū)(Ⅳ-1)下緣的外墻上開有孔(B)與水位指示管(23)相通;孔(C)之下、孔(B)稍上一點部位的外墻上開有孔(E)與短管戊(16)相通，該短管的另一端通往集水室排污閥(17)，打開此閥能排除集水室底部的積污;過濾裝置頂上有箱蓋(26)，蓋上有人孔(27)，人孔頂上有門(29);箱蓋(26)上有孔(F)與集水室排氣管(28)相通;進(jìn)水管(2)上接有進(jìn)水閥(1)、進(jìn)水取樣管(3)、進(jìn)水取樣閥(4);出水管(20)上接有出水閥(21)、出水取樣管(19)、出水取樣閥(18)。
該自沖洗式過濾裝置具備雙向自沖洗的功能一為下向流的重力式自沖洗，一為上向流的壓力式自沖洗;其分別與沉淀室排污閥(13)、集水室排污閥(17)的排污過程相重合。
重力式自沖洗系統(tǒng)由集水室(Ⅳ)、沉淀室(Ⅱ)、沉淀室排污閥(13)和濾料層的空隙組成。
壓力式自沖洗系統(tǒng)分為一次壓力式自沖洗系統(tǒng)和二次壓力式自沖洗系統(tǒng)兩個部份。一次壓力式自沖洗系統(tǒng)由配水槽(Ⅰ)、沉淀室(Ⅱ)、集水室(Ⅳ)、集水室排污閥(17)和濾料層的空隙組成;二次壓力式自沖洗系統(tǒng)由沉淀室(Ⅱ)、濾料層空隙、集水室(Ⅳ)、儲氣筒(72)、沉淀室排氣閥(15)、集水室排污閥(17)組成。
重力式自沖洗的機(jī)理是令集水室內(nèi)的凈化水將其所具有的勢能轉(zhuǎn)化為動能，以高速的水流通過濾料層的空隙，從而將附著于濾料顆粒之上和截留于濾料層空隙中的積污沖刷掉，并隨同沉淀室內(nèi)的積污一并由沉淀室排污閥(13)排除。
為加強(qiáng)重力式自沖洗的功能，在對沉淀室排污時應(yīng)先關(guān)閉排氣閥(15)，而后再開啟沉淀室排污閥(13)，以在沉淀室內(nèi)造成短時的負(fù)壓。此外，還應(yīng)先關(guān)閉進(jìn)水閥(1)，以便盡量增大沉淀室排污閥(13)的有效過水截面積。
一次壓力式自沖洗的機(jī)理是將經(jīng)由配水槽輸入至沉淀室的原水視為連續(xù)向上推進(jìn)的活塞流，以此壓縮沉淀室內(nèi)的空氣，直至將其全部推入濾料層，使之膨脹、騷動，進(jìn)而由沉淀室內(nèi)不斷涌上的清水將釋出的污濁攜走，并經(jīng)集水室排污閥(17)同集水室底部的微量積污一并排除。
二次壓力式自沖洗的機(jī)理同樣是以配水槽輸入至沉淀室內(nèi)的原水為動力，將過濾裝置箱體中的全部空氣強(qiáng)行壓縮至儲氣筒內(nèi)，然后再反饋至濾料室的底部，以此高壓氣流沖刷濾料層，使之膨脹、騷動，并經(jīng)集水室排污閥(17)將釋出的污濁排除。
為確保壓力式自沖洗的正常進(jìn)行，必須先進(jìn)行重力式自沖洗，并將沉淀室內(nèi)排空，然后再進(jìn)行壓力式自沖洗。在進(jìn)行壓力式自沖洗的過程中，必須自始至終緊閉排氣閥(15)，不可中途打開。此外，也不可過早地開啟集水室排污閥(17)，一般以水位上升至集水室的1/2左右時刻開啟此閥為宜。
必要的壓力式自沖洗頻率比重力式自沖洗低得多，前者僅為后者的1/10左右。
將以上重力式自沖洗系統(tǒng)與壓力式自沖洗系統(tǒng)的實際效力相比較，乃前者居主，后者為次。故精心設(shè)計重力式自沖洗系統(tǒng)是十分必要的。
該重力式自沖洗系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)按如下公式和原則設(shè)計計算1、重力式自沖洗強(qiáng)度σ=6202gh·A ′A(1)]]>
式中-重力式自沖洗強(qiáng)度，單位升/秒·米2;
g-重力加速度，g＝9.81米/秒2;
h-任意時刻濾料層頂上的水頭，單位米;
A-集水室水平截面積，單位米2;
A′-重力式自沖洗系統(tǒng)的有效總過水截面積，單位米2，按下式計算當(dāng)Al＜A13-A1，A′＝Al。(2)當(dāng)Al≥A13-A1，A′＝A13-A1。(3)(2)(3)式中 Al-濾料層有效總過水截面積，單位米2;
A1-進(jìn)水閥(1)的有效過水截面積;
A13-沉淀室排污閥(13)的有效過水截面積。
2、重力式自沖洗歷時
式中t-重力式自沖洗歷時，單位秒;
h1-重力式自沖洗開始時刻的位置水頭，單位米;
h2-重力式自沖洗終了時刻的位置水頭，單位米;
h、g、A、A′-同(1)式。
3、集水室容積V＝(h1-h2+△+ha+hb+hc)·A。(5)
式中V-集水室容積，單位米3;
h1、h2-同(4)式;
△-配水槽水面與箱蓋之間的空隙高度，單位米;
ha-配水槽的水頭損失，單位米;
hb-沉淀室的水頭損失，單位米;
hc-濾料室(包括濾料、承托、金屬格柵等)的水頭損失，單位米;
A-同(1)、(4)式。
其有效容積為V′＝(h1-h2)·A。(6)在自沖洗式凈水設(shè)備第2、5系列中，V′＝V。(7)4、設(shè)計要求(1)
max≥15; (8)(2)tmax≤120。(9)(8)、(9)式中
max-最大重力式自沖洗強(qiáng)度，單位升/秒·米2;
tmax-最大重力式自沖洗歷時，單位秒。
B、長壽命自沖洗式過濾裝置(對圖2的說明)在前述自沖洗式過濾裝置的基礎(chǔ)上增加超聲波剝離系統(tǒng)，即獲得自沖洗式過濾裝置的完美形式-長壽命自沖洗式過濾裝置，如圖2所示。
超聲波剝離系統(tǒng)由超聲波信號發(fā)生器(67)、超聲波放大器(68)和超聲波換能器(69)組成。該三大部分可為任意形式，但最好按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取。
長壽命自沖洗式過濾裝置永保濾料始終如新。其機(jī)理是利用超聲波在水中的空化作用將附著于濾料空隙中的積垢剝離，然后令自沖洗水流(或氣流)將其攜走。
長壽命自沖洗式過濾裝置可以只具備重力式自沖洗系統(tǒng)，而不需壓力式自沖洗系統(tǒng);或者，頂多重力式自沖洗系統(tǒng)與一次壓力式自沖洗系統(tǒng)并用。
二、本發(fā)明的實施方案A、獨立實施例甲、自沖洗式過濾裝排總成(對圖3的說明)圖3是圖1的獨立實施例，下面是它的零件明細(xì)表自沖洗式過濾裝置零件明細(xì)表表1
其實用技術(shù)特征如下1、操作方法(一)開機(jī)前先檢查沉淀室排污閥(13)、集水室排污閥(17)、出水閥(21)、輕質(zhì)漂浮物排放閥(24)是否處于關(guān)閉狀態(tài)。和排氣閥(15)是否處于開啟狀態(tài)，如閥(13)、(17)、(21)、(24)均已關(guān)嚴(yán)，且閥(15)也已經(jīng)開啟，即可打開進(jìn)水閥(1)，令原水經(jīng)由配水槽(Ⅰ)進(jìn)入沉淀室(Ⅱ)。然后，留心觀察集水室水位指示管(23)中的水位，待其上升至集水室高度的2/3時，再打開人孔門(29)觀察集水室(Ⅳ)內(nèi)凈化水面上輕質(zhì)漂浮物的狀況。如水面上呈現(xiàn)五顏六色的斑紋，或絨毛狀的漂浮物、點狀塵埃之類(按須在陽光照射才能為肉眼所見)，即應(yīng)打開閥(24)將其排除，直至集水室內(nèi)清徹見底、凈化水面潔凈無瑕之后，方可關(guān)閉此閥。最后，再開啟出水閥(21)，令過濾裝置投入正常運行。
(二)沉淀室排污閥(13)的排污周期為8-24小時。為延長濾料層的使用壽命，最好在每次交班前排污一次。排污時應(yīng)先將出水閥(21)、輕質(zhì)漂浮物排放閥(24)、集水腔排污閥(17)和排氣閥(15)完全關(guān)閉，待水位指示管(23)所指示的水位到達(dá)集水室(Ⅳ)頂端之后，再關(guān)閉進(jìn)水閥(1)，并猛然將沉淀室排污閥(13)開啟至最大限度，排放至不可見污水為止(但若是緊接著對集水室排污或進(jìn)行壓力式自沖洗，則需一直排空)。
(三)集水室排污閥(17)的排污周期為150-200小時，可以每周排污一次。操作時先按如上述排污方法將過濾裝置內(nèi)的水全部排空，繼而打開進(jìn)水閥(1)將沉淀室(Ⅱ)沖洗干凈，然后關(guān)閉沉淀室排污閥(13)，待水位上升至集水室(Ⅳ)的1/2左右時，即可打開集水室排污閥(17)，排放至不可見污濁為止。
(四)每次排完畢之后，應(yīng)及時關(guān)閉排污閥(13)、(17)，再使集水腔(Ⅳ)充滿凈化水。
(五)輕質(zhì)漂浮物排放閥(24)的排放周期2-4小時，每次排放時間為30-60秒。連續(xù)供水過程中排放輕質(zhì)漂浮物時，可以不必關(guān)閉出水閥(21)。
(六)停機(jī)前應(yīng)檢查排污閥(13)、(17)及輕質(zhì)漂浮物排放閥(24)有無泄漏，如已關(guān)嚴(yán)，即可順次關(guān)閉出水閥(21)、進(jìn)水閥(Ⅰ)，最后關(guān)機(jī)。
2、效果一切渾濁度≥100度的天然水體、生活廢水和部份工業(yè)廢水，經(jīng)本裝置過濾之后均能達(dá)到國家生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
3、適用范圍(一)飲用水凈化系統(tǒng)。直接用于對低渾濁度原水的凈化處理，和對低質(zhì)自來水的再凈化處理。
(二)廢水處理系統(tǒng)。直接用于對低渾濁度廢水的處理，利用于對廢水的高級處理。
4、局限性本獨立實施例作為一個單元操作，它有如下的局限性(一)由于沒有反應(yīng)單元及沉淀單元，只宜于不投加混凝劑的直接過濾，或于泵前投加混凝劑的微絮凝過濾，與泵后投加混凝劑的直接加藥過濾。第一種過濾方式的效果甚差，后兩種過濾方式的效果雖好，但不易掌握。
(二)原水的渾濁度不宜超過100度。
(三)對原水水質(zhì)、溫度的適應(yīng)性差，凈化水水質(zhì)不穩(wěn)定。
乙、長壽命自沖洗式過濾裝置總成(對圖4的說明)圖4是圖2的獨立實施例，其零件明細(xì)表如下(表2)
長壽命自沖洗式過濾裝置零件明細(xì)表表2
每次排污前均應(yīng)關(guān)閉出水閥(21)并開啟超聲波剝離系統(tǒng)，然后按前述一般自沖洗式過濾裝置的操作程序進(jìn)行。
本長壽命自沖洗式過濾裝置的凈水效果、適用范圍及其局限性與前述一般自沖洗式過濾裝置相同，但其凈化水水質(zhì)的穩(wěn)定性、遠(yuǎn)期保險性則乃一般自沖洗式過濾裝置所全然不可比擬。
B、非獨立實施例實現(xiàn)本發(fā)明的最好方式是以自沖洗式過濾裝置(含長壽命自沖洗式過濾裝置，下同)為基礎(chǔ)，引入廢水三級處理工藝流程，與反應(yīng)單元、沉淀單元構(gòu)成完整的水處理系統(tǒng)-自沖洗式凈水設(shè)備。(含長壽命自沖洗式凈水設(shè)備，下同)該自沖洗式凈水設(shè)備按過濾單元在系統(tǒng)中所處的地位不同分化為五大系列，即第1系列外在式系列;
第2系列內(nèi)在式系列;
第3系列折衷式系列;
第4系列簡化外在式系列;
第5系列簡化內(nèi)在式系列。
現(xiàn)對以上各系列說明于下1、第1系列(對圖5的說明)自沖洗式凈水設(shè)備第1系列的特征是反應(yīng)單元、沉淀單元置于自沖洗式過濾裝置的外部。其工作原理由圖5給出(圖中只標(biāo)出與該系列的工作原理直接相關(guān)，和具有實質(zhì)性特征的零部件編號;同時，將過濾裝置的進(jìn)水閥(1)、進(jìn)水管(2)移至該凈水設(shè)備的輸入端。下同)。
原水由進(jìn)水閥(1)、進(jìn)水管(2)進(jìn)入反應(yīng)器(58)，在那里與經(jīng)由投藥箱(60)、投藥系統(tǒng)管道(59)注入的混凝劑，和經(jīng)由消毒箱(62)、消毒系統(tǒng)管道(61)注入的消毒劑均勻混合，發(fā)生反應(yīng)，結(jié)成礬花。隨著時間的積累，絮體不斷增大，然后由配水槽(63)送至沉淀箱(64)，經(jīng)斜管或斜板(65)沉淀后除去大部份絮體。余者沿配水槽(Ⅰ)進(jìn)入自沖洗式過濾裝置，被濾料層徹底截留。最后，由該過濾裝置的集水室，經(jīng)出水管(20)、出水閥(21)輸出高質(zhì)量的凈化水。
2、第2系列(對圖6的說明)
自沖洗式凈水設(shè)備第2系列的特征是反應(yīng)單元、沉淀單元置于自沖洗式過濾裝置的內(nèi)部。其工作原理由圖6給出。
原水由進(jìn)水閥(1)、進(jìn)水管(2)進(jìn)入反應(yīng)器(58)，在那里與經(jīng)由投藥箱(60)、投藥系統(tǒng)管道(59)注入的混凝劑，和經(jīng)由消毒箱(62)、消毒系統(tǒng)管道(61)注入的消毒劑均勻混合，發(fā)生反應(yīng)，結(jié)成礬花。隨著時間的積累，絮體不斷增大，然后自反應(yīng)器(58)溢出，漸次充滿過濾裝置的沉淀室(Ⅱ)，經(jīng)斜管或斜板(65)沉淀后即除去大部份絮體。余者進(jìn)入濾料室(Ⅲ)，被濾料層徹底截留。最后，由集水室(Ⅳ)，經(jīng)出水管(20)、出水閥(21)輸出高質(zhì)量的凈化水。
在該系列中，因為過濾單元的箱體與沉淀單元的箱體合二而一，則不需專設(shè)配水系統(tǒng)(相應(yīng)于圖5中的配水槽(63)、(Ⅰ)隨之取消)，故進(jìn)一步提高了技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
3、第3系列(對圖7的說明)自沖洗式凈水設(shè)備第3系列的特征是反應(yīng)單元設(shè)于自沖洗式過濾裝置之外，而沉淀單元則置于自沖洗式過濾裝置之內(nèi)，即介乎于第1系列與第2系列之間的中間狀態(tài)，其工作原理由圖7給出。
原水由進(jìn)水閥(1)、進(jìn)水管(2)進(jìn)入反應(yīng)器(58)，在那里與經(jīng)由投藥箱(60)、投藥系統(tǒng)管道(59)注入的混凝劑，和經(jīng)由消毒箱(62)、消毒系統(tǒng)管道(61)注入的消毒劑均勻混合，發(fā)生反應(yīng)，結(jié)成礬花。隨著時間的積累，絮體不斷增大，然后經(jīng)中間接管(66)送至自沖洗式過濾裝置的箱體(5)之內(nèi)，并沿配水槽(Ⅰ)進(jìn)入沉淀室(Ⅱ)，經(jīng)斜管或斜板(65)除去大部份絮體。余者進(jìn)入濾料室(Ⅲ)，被濾料層徹底截留。最后，由集水室(Ⅳ)，經(jīng)出水管(20)、出水閥(21)輸出高質(zhì)量的凈化水。
4、第4系列(對圖8的說明)自沖洗式凈水設(shè)備第4系列的特征是省去了第1系列中的沉淀單元，僅遺反應(yīng)器(58)于自沖洗式過濾裝置之外，并取反應(yīng)器容積為較小值。其工作原理由圖8給出。
原水由進(jìn)水閥(1)、進(jìn)水管(2)進(jìn)入有快速攪拌裝置的反應(yīng)器(58)在那里與經(jīng)由投藥箱(60)、投藥系統(tǒng)管道(59)注入的混凝劑，和經(jīng)由消毒箱(62)、消毒系統(tǒng)管道(61)注入的消毒劑均勻混合，發(fā)生反應(yīng)。一俟結(jié)成細(xì)小絮凝體，立即經(jīng)中間接管(66)送至自沖洗式過濾裝置內(nèi)進(jìn)行微絮凝過濾。然后，由集水室，經(jīng)出水管(20)、出水閥(21)輸出凈化水。
5、第5系列(對圖9的說明)自沖洗式凈水設(shè)備第5系列的特征是省去了第2系列的沉淀單元，僅遺反應(yīng)器(58)于自沖洗式過濾裝置之內(nèi)，并取反應(yīng)器容積為極小值。其工作原理由圖9給出。
原水由進(jìn)水閥(1)、進(jìn)水管(2)進(jìn)入有快速攪拌裝置的反應(yīng)器(58)，在那里與經(jīng)由投藥箱(60)、投藥系統(tǒng)管道(59)注入的混凝劑，和經(jīng)由消毒箱(62)、消毒系統(tǒng)管道(61)注入的消毒劑均勻混合，發(fā)生反應(yīng)。不待其結(jié)成細(xì)小絮凝體，立即進(jìn)入自沖洗式過濾裝置的濾料層進(jìn)行過濾(此謂“加藥過濾”)。然后，由集水室，經(jīng)出水管(20)、出水閥(21)輸出凈化水。
上列自沖洗式凈水設(shè)備五大系列產(chǎn)品均具備優(yōu)良的特性。一切常態(tài)江河水、深井水和城市污水，以及部份工業(yè)廢水，經(jīng)該自沖洗式凈水設(shè)備凈化處理之后，皆能獲得全面達(dá)到和優(yōu)于國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)。其差異之處僅在于第1、2、3系列對原水渾濁度的適應(yīng)范圍較寬(可達(dá)≤8000度)，而第4、5系列則對原水渾濁度的適應(yīng)范圍較窄(一般僅≤1000度)。
三、本發(fā)明的具體實施細(xì)則1、主體材料與結(jié)構(gòu)形式(一)處理水量0.05-1米3/時者，最宜塑料整體成型的一體化結(jié)構(gòu)，或者鋁板沖壓、焊接的一體化結(jié)構(gòu)。
(二)處理水量1-20米3/時者，宜塑料板或鋼板焊接的一體化結(jié)構(gòu)。
(三)處理水量20-200米3/時者，宜鋼板焊接的組合式結(jié)構(gòu)。
(四)處理水量200-2000米3/時者，宜鋼筋混凝土的一體化結(jié)構(gòu)。
(五)處理水量＞2000米3/時者，宜鋼筋混凝土的組合式結(jié)構(gòu)。
(六)所用材料必須無毒、不溶解于水，便于施工。
2、濾料的選擇與配搭(一)本實施例的目的在于獲得極佳的凈化水水質(zhì)，并以含高鐵高錳的水體為原水，故采用七層濾料，其自下而上各層分別為卵石，粗錳礦砂，細(xì)錳礦砂，陶粒濾料，JS型活性炭，等等。
(二)該濾料配搭方案僅供參考。用戶應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)卦漠质特点，壹s岸雜誥換實木嚀逡螅牡匱≡窈團(tuán)浯盥肆?，因地制艺f厙筧∽羆遜槳浮 3、對制造工藝與安裝的技術(shù)要求(一)所有的接縫(包括金屬、塑料構(gòu)件的焊接縫、粘接縫，以及土建材料的接縫)均必須光滑、平整，不得有滲漏現(xiàn)象。
(二)溢流堰(6)之堰口、淹沒孔口(7)之各孔中心的連線均必須與水平基準(zhǔn)面(A)平行。
(三)箱體(5)之四側(cè)墻與水平基準(zhǔn)面(A)必須垂直。
(四)金屬結(jié)構(gòu)式過濾裝置的內(nèi)壁必須涂防腐材料，該材料必須無毒;整機(jī)必須有電化學(xué)防腐措施。
(五)處理水量≥1米3/時的非土建結(jié)構(gòu)過濾裝置必須安裝在混凝土基礎(chǔ)之上，并用地腳螺栓固緊。
(六)所有濾料必須先經(jīng)清水洗凈方可裝入濾料室，并且在使用過程中注意定期再生或更新。
權(quán)利要求
1.一種自沖洗式過濾裝置，它有一個箱體(5)，下為沉淀室(Ⅱ)，中為濾料室(Ⅲ)，上為集水室(Ⅳ)，一側(cè)為配水槽(Ⅰ)，其特征如下(一)箱體(5)之一側(cè)墻與配水板(10)構(gòu)成配水槽(Ⅰ)，該配水槽上通進(jìn)水管(2)，下連沉淀室(Ⅱ)。(二)濾料室承托架(11)下緣之外墻上，開有孔(A)與短管甲(14)、儲氣筒(72)、沉淀室排氣管(22)和孔(F)相通；短管甲(14)與儲氣筒之間裝有排氣閥(15)；儲氣筒底部裝有排水閥(73)。(三)集水室上層(Ⅳ-3)設(shè)溢流堰(6)(形狀可多樣)，其外墻上開有孔(D)與輕質(zhì)漂浮物排放管(25)相通。(四)集水室中層(Ⅳ-2)設(shè)淹沒孔口(7)(形狀可多樣)，其外墻上開有孔(C)與出水管(20)相通。(五)集水室底層(Ⅳ-1)下沿之外墻上，開有孔(B)與水位指示管(23)相通；孔(C)之下、孔(B)稍上部位之外墻上，開有孔(E)與短管戊(16)和集水室排污閥(17)相通。(六)箱蓋(26)上，開有孔(F)與集水室排氣管(28)和集水室排氣閥(71)相通。(七)沉淀室積污區(qū)(Ⅱ-1)底部，開有孔(G)與短管已(12)和沉淀室排污閥(13)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾裝置與超聲波剝離系統(tǒng)構(gòu)成長壽命自沖洗式過濾裝置，其特征在于濾料室(Ⅲ)頂上的集水室(Ⅳ)內(nèi)、底下的沉淀室(Ⅱ)內(nèi)裝有超聲波換能器(69)，并經(jīng)由超聲波放大器(68)與超聲波信號發(fā)生器(67)相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的過濾裝置，分別與反應(yīng)單元沉淀單元構(gòu)成自沖洗式凈水設(shè)備和長壽命自沖洗式凈水設(shè)備的第1系列，其特征是反應(yīng)器(58)、沉淀箱(64)設(shè)于該過濾裝置箱體(5)之外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的過濾裝置，分別與反應(yīng)單元、沉淀單元構(gòu)成自沖洗式凈水設(shè)備和長壽命自沖洗式凈水設(shè)備的第2系列，其特征是反應(yīng)器(58)、斜管或斜板(65)置于該過濾裝置箱體(5)之內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的過濾裝置，分別與反應(yīng)單元、沉淀單元構(gòu)成自沖洗式凈水設(shè)備和長壽命自沖洗式凈水設(shè)備的第3系列，其特征是反應(yīng)器(58)設(shè)于該過濾裝置箱體(5)之外，而斜管或斜板(65)則置于該過濾裝置箱體(5)之內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的過濾裝置，分別與反應(yīng)單元構(gòu)成自沖洗式凈水設(shè)備的第4系列，其特征是反應(yīng)器(58)設(shè)于該過濾裝置箱體(5)之外。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的過濾裝置，分別與反應(yīng)單元構(gòu)成自沖洗式凈水設(shè)備和長壽命自沖洗式凈水設(shè)備的第5系列，其特征是反應(yīng)器(58)置于該過濾裝置箱體(5)之內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新的給排水處理過濾裝置與凈水設(shè)備，它具有自行沖洗和使濾料永久保持如新的功能，其特征在于設(shè)置有重力式、壓力式自沖洗系統(tǒng)及超聲波剝離系統(tǒng)。當(dāng)由濾料層底下排污時，集水腔內(nèi)的凈化水對濾料層作重力式自沖洗；而當(dāng)從濾料層頂上排污時，進(jìn)入過濾裝置內(nèi)的空氣則因被原水壓縮而對濾料層作壓力式自沖洗。甚至在進(jìn)行自沖洗的過程中，還能由超聲波的空化作用使濾料孔隙表面的積垢剝落，令濾料永久保持如新。故本發(fā)明最適宜于高質(zhì)量的給水，亦可用于廢水的高級處理。
文檔編號B01D25/32GK1032907SQ8710305
公開日1989年5月17日 申請日期1987年10月31日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月31日
發(fā)明者秦華燦 申請人:秦華燦, 秦曌