專利名稱：具有多孔過濾介質(zhì)的高速過濾裝置及其反沖洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過濾裝置，更具體地說，涉及一種具有多孔過濾介質(zhì)的高速過濾裝置，以便易于反沖洗。更進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括一種反沖洗方法。
背景技術(shù)：
一般而言，在未經(jīng)處理的污水、廢水和雨水中，特別是在具有高含磷量的污水、廢水和雨水中具有多種污染物和總磷量(T-P)。因此，作為營養(yǎng)劑的磷流入排水區(qū)后，使得在富營養(yǎng)水域周圍出現(xiàn)大量的藻類，對水生生物的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。為了去除懸浮固體(下文中稱為SS)或磷及類似物，通過絮凝和沉淀作用，使具有污染物和磷的未處理水與化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)以形成絮狀沉淀顆粒。為了實現(xiàn)上述過程，大型處理設(shè)備，例如供水系統(tǒng)或污水處理裝置，分別裝配有凝結(jié)槽、絮凝槽和沉淀槽，這樣就需要大量的設(shè)備占用空間，及在操作和管理方面產(chǎn)生很大困難。另外，傳統(tǒng)的污水處理裝置被設(shè)計為使用多種過濾介質(zhì)，例如沙子及類似物，以去除污染物，例如不溶的SS和T-P，從而更有效地減少生物需氧量(BOD)。然而，流入污水處理裝置的污染物的量的改變?nèi)Q于污水的流動速度和流量，這會導(dǎo)致過濾過程的失效。另外，發(fā)生在過濾介質(zhì)和過濾處理時間中的水頭損失的波動需要定期或不定期的反沖洗，使得反沖洗循環(huán)的設(shè)定產(chǎn)生困難。如果反沖洗未合理地在傳統(tǒng)的高速過濾裝置中執(zhí)行，過濾效果將會極大降低。進(jìn)一步地，傳統(tǒng)的反沖洗方法是連續(xù)地供應(yīng)反沖水，使得水溢出過濾設(shè)備，從而令污染物隨著反沖水一同排出，這樣就需要相當(dāng)大量的反沖洗耗水量。所述過程還存在另一個問題，反沖水同樣需要在另一個污水處理過程中過濾。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題(發(fā)明目的)本發(fā)明解決了上述問題。本發(fā)明提供了一種從點源或非點源中去除多種污染物的方法，特別是涉及一種使用反沖洗裝置的方法，通過多孔過濾介質(zhì)來加強(qiáng)SS和T-P的去除效果，從而能夠保持恒定的過濾效率。本發(fā)明的目的是提供一種高速過濾裝置，使用多孔過濾介質(zhì)來提高過濾速度，并根據(jù)其速度執(zhí)行反沖洗。問題的解決方法為了實現(xiàn)上述目的，具有多孔過濾介質(zhì)的高速過濾裝置的特征在于，將欲過濾 (處理)的流入水引導(dǎo)至高速過濾裝置的上部，并向下流動進(jìn)行過濾，在檢測到流入水的水位或處理水的流出量的變化后，通過阻止欲處理的流入水的流動，多孔過濾介質(zhì)得以反沖洗以維持最佳過濾效率，借助上升氣流提供反沖水和/或空氣穿過多孔過濾介質(zhì)，以通過因反沖水沖洗引起的多孔過濾介質(zhì)之間的碰撞和摩擦來分離多孔過濾介質(zhì)中的污染物，停止反沖洗水的供應(yīng)并將多孔過濾介質(zhì)放置在固定位置，在污染物沉積之前，通過高速過濾裝置的排出管排出供應(yīng)的反沖水和污染物。另外，本發(fā)明還包括一種具有多孔過濾介質(zhì)的高速過濾裝置的反沖洗方法。上述傳統(tǒng)的過濾裝置具有如下缺點，在反沖洗過程中，需要始終供應(yīng)反沖水以排出污染物和反沖水，這樣反沖水就會溢出過濾池，因此需要相當(dāng)大的耗水量。相反，根據(jù)本發(fā)明的高速過濾裝置，將反沖水供應(yīng)至高于排出管的恒定的水位線，反沖水不會從高速過濾裝置中溢出，這樣就充分的減少了反沖水的耗用量。另外，根據(jù)本發(fā)明，僅通過上升氣流供應(yīng)反沖水就足以有效地將污染物從多孔過濾介質(zhì)中分離。另外，本發(fā)明的特征在于，從多孔過濾介質(zhì)中分離的污染物和反沖水通過附加的排放管排出。執(zhí)行所述過程可以防止污染物沉積或與過濾介質(zhì)底層接觸，從而維持多孔過濾介質(zhì)的孔隙度。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，啟閉裝置設(shè)置在排出管的入口處，以控制反沖水和污染物的排放。特別地是，啟閉裝置可以從頂部打開，以控制反沖水和污染物的流速，從而能夠防止多孔過濾介質(zhì)被沖入排出管，同時還能迅速地排出污染物以防止其沉積在過濾介質(zhì)的底層。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，凝聚和過濾過程在單一的殼體中執(zhí)行，該殼體的上部作為反應(yīng)器，其下部可作為過濾池。另外，本發(fā)明的特征在于，包括一種具有多孔過濾介質(zhì)的高速過濾裝置的反沖洗方法。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供一種高速過濾裝置，通過向下流動時使用高速過濾裝置中的多孔過濾介質(zhì)來執(zhí)行反沖洗過程，以維持高速過濾裝置的最佳過濾效果。更具體地是，根據(jù)本發(fā)明的高速過濾裝置通過減小反沖水的不必要的過量消耗以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。與其他傳統(tǒng)的反沖洗方法相對比，本發(fā)明提供了一種反沖洗方法，能夠極大地減少反沖洗所需的時間，減少供應(yīng)反沖水所需的動力，以及盡可能長的增加過濾的運行時間。另外，本發(fā)明提供了一種方法，在反沖洗過程之后，污染物在沉積至過濾介質(zhì)底層之前被迅速地排出，啟閉裝置配置為可以控制反沖水的流量，以便提前預(yù)防設(shè)置在過濾介質(zhì)底層中的多孔過濾介質(zhì)的損失。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的實例1中的具有多孔過濾介質(zhì)的高速過濾裝置的橫斷面示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的實例2中的高速過濾裝置的橫斷面示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的實例3中的高速過濾裝置的橫斷面示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的實例4中的高速過濾裝置的橫斷面示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的高速過濾裝置的反沖洗方法的流程示意圖6為根據(jù)圖5中的反沖洗方法的高速過濾裝置的反沖洗過程的圖解性步驟示意圖。
具體實施例方式在下文中，將根據(jù)隨附的附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的具有多孔過濾介質(zhì)的高速過濾
直ο圖1為具有多孔過濾介質(zhì)的高速過濾裝置的橫斷面示意圖。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知地是，流入水是指從點源或非點源引入的污水，或者是在預(yù)處理過程中的一次處理水，例如混合槽或沉降槽中。進(jìn)一步地，處理水是指在過濾過程中經(jīng)化學(xué)方式、物理方式和生物方式處理后的水，以及特別是根據(jù)本發(fā)明，指的是通過過濾介質(zhì)底層過濾后的水。如圖所示，本發(fā)明的高速過濾裝置1包括用于向下流動的具有殼體的過濾槽，其中通過進(jìn)水管11輸送的流入水被引導(dǎo)進(jìn)入高速過濾裝置1，具體來說，流入水自上而下，也就是，向下流動并通過過濾介質(zhì)底層40實現(xiàn)過濾，以及通過使用反沖洗裝置20，使得反沖洗過程以簡單和快速的方式得以執(zhí)行。過濾介質(zhì)底層40平行地設(shè)置在殼體的底面，其中過濾介質(zhì)底層40設(shè)置為遠(yuǎn)離殼體的底面，以提供過濾介質(zhì)底層40和殼體底面之間的間距，該間距可用作過濾水的通道。 處理水通過流出管12排出。高速過濾裝置可進(jìn)一步提供有多種用途的攪拌器。例如，在過濾過程中，攪拌器用于幫助具有促凝劑的流入水的混合，以及在反沖洗過程中，當(dāng)多孔過濾介質(zhì)隨著反沖水的水位的上升而提升時，攪拌器運行以便在較短的時間內(nèi)使多孔過濾介質(zhì)之間產(chǎn)生碰撞和摩擦。進(jìn)一步地，在多孔過濾介質(zhì)沉積后，攪拌器與反沖水一起使用以使得漂浮的污染物緩慢地沉積。更優(yōu)選地是，過濾介質(zhì)底層40設(shè)置為平行并遠(yuǎn)離殼體的底面，且充滿了多孔過濾介質(zhì)40。圖1中具體示出了過濾介質(zhì)底層40的構(gòu)型。可選擇地是，過濾介質(zhì)底層包括支撐單元41，金屬絲網(wǎng)42，粗砂夾層43和多孔過濾介質(zhì)44。支撐單元41設(shè)置為穿過殼體的內(nèi)部，足夠牢固地支撐設(shè)置在其上的金屬絲網(wǎng)，粗砂夾層和多孔過濾介質(zhì)。如圖所示，金屬絲網(wǎng)設(shè)置在支撐單元41之上。理想地是，金屬絲網(wǎng)42具有密集的網(wǎng)眼，以便能夠防止組分， 例如，放置在其上的粗砂，通過過濾介質(zhì)底層40掉落。如上所述，金屬絲網(wǎng)不僅用于防止砂被沖走，同時在過濾介質(zhì)底層40的反沖洗過程中，還能實現(xiàn)沖洗水的向上流動。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知地是，具有足夠緊密的結(jié)構(gòu)的沖孔板及其類似物也可被使用，以便能夠防止砂由此落下，同時還能夠使反沖水或處理水通過。更高效地是，能夠堆放和使用一個或多個金屬絲網(wǎng)42，以防止砂被沖走。多孔過濾介質(zhì)44鋪設(shè)在粗砂夾層43上，以便流入水在高速過濾裝置中向下流動時被過濾，該粗砂夾層43設(shè)置在金屬絲網(wǎng)42上。在過濾過程中，當(dāng)污染物聚積在過濾介質(zhì)底層上時，流入水不再正常地被過濾，從而減少了處理水的排出。隨后，過濾裝置1中的流入水的水位升高。根據(jù)本發(fā)明，傳感器50 用于檢測高速過濾裝置1中的流入水的變化，例如流入水的水位、處理水的流量、反沖水的水位。例如，當(dāng)流入水的水位變化時，更具體來說，在傳感器50檢測到水位改變后發(fā)現(xiàn)流入水的水位上升超過預(yù)設(shè)水位，或在實時測量了處理水的流量后發(fā)現(xiàn)通過流出管12的處理水的流量低于預(yù)設(shè)水位，或處于不規(guī)律狀態(tài)時，反沖洗裝置20被使用，以用于從高速過濾裝置1的底部向上供應(yīng)反沖水至過濾介質(zhì)底層40。可選擇地是，反沖洗裝置20用于供應(yīng)反沖水和/或空氣，以促進(jìn)用于分離污染物的反沖洗過程。另外，傳感器50也能夠檢測反沖水的水位，以便防止在反沖洗過程中反沖水溢出高速過濾裝置的上部，同時還可維持反沖水的水位高于過濾介質(zhì)底層。污染物(絮凝或沉淀物)的聚集阻擋了過濾介質(zhì)底層40中的氣孔，降低了過濾效率。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了下述的反沖洗裝置。反沖洗裝置包括反沖泵和從泵延伸至殼體內(nèi)部的管道。理想地是，管道設(shè)置在殼體的底部和過濾介質(zhì)底層之間。反沖水以相反于欲處理的流入水的流動方向向上供應(yīng)至殼體的內(nèi)部，使得因過濾介質(zhì)底層40上的污染物而造成的多孔過濾介質(zhì)44的堵塞被反沖水帶走，并漂浮分散開來， 使得污染物從多孔過濾介質(zhì)的表面分離，從而解決了堵塞的問題。反沖洗過程中分離的污染物呈漂浮狀(例如，漂浮在過濾介質(zhì)底層的上部區(qū)域)， 并進(jìn)一步通過設(shè)置在殼體一側(cè)的排放管13輸送到外部?？蛇x地是，通過流出管12排出的一些處理水能夠被送回至殼體中作為反沖水使用。反沖洗過程中分離的污染物漂浮在高速過濾裝置1的上部，更具體地是位于過濾介質(zhì)底層40的上方，并進(jìn)一步通過設(shè)置在高速過濾裝置1 一側(cè)的用于排放反沖水的排放管 13輸送到外部(例如，反沖水排放槽)。同時，與向上供應(yīng)的反沖水一起漂浮的多孔過濾介質(zhì)不同地是，粗砂夾層43不會浮動和/或漂起。在本發(fā)明的實施方式中，高速過濾裝置1的一側(cè)設(shè)置有排放管13，更具體地說，如圖所示，排放管13設(shè)置在高于過濾介質(zhì)底層40、低于高速過濾裝置1的頂部的位置處。排放管13設(shè)置在鄰近于過濾介質(zhì)底層40的頂部的位置處，同時低于殼體的頂部和過濾介質(zhì)底層之間的中間點。另外，排放管13上設(shè)置有擋板(未示出)，該擋板能夠作為一種工具以防止在反沖洗之后多孔過濾介質(zhì)意外地隨反沖水的流動而一起沖走。優(yōu)選地是，該擋板的間隔小于多孔過濾介質(zhì)的直徑。多孔過濾介質(zhì)44包括有由小粒度玻璃粉與發(fā)泡劑或起泡劑混合形成的多孔微粒，在高溫下被加熱(例如，800 1100°C )，并在冷卻后壓成直徑小于3mm、干容重為0. 4 1. 2g/cm3、飽和濕容重為1. 2 2. Og/cm3的粉末，以用于水凈化。供參考的是，本發(fā)明的多孔過濾介質(zhì)44的飽和濕容重為1. 2 2. Og/cm3，優(yōu)選地是為1. 3 1. 8g/cm3。關(guān)于上述多孔過濾介質(zhì)44的飽和濕容重，如果容重小于1. 2g/cm3，即幾乎與水的相同，則多孔過濾介質(zhì)很可能與流動水(例如，反沖水)一起沖走，并可能在深度上不均衡地分布。另外，如果容重大于2. Og/cm3，則很難使多孔過濾介質(zhì)被反沖水夾帶和提升，因此通過多孔過濾介質(zhì)的上升來實現(xiàn)本發(fā)明的反沖洗方法是不盡如人意的，且需要反沖水的噴射壓力相當(dāng)大才能夠提升多孔過濾介質(zhì)，因此多孔過濾介質(zhì)的容重高于2. Og/cm3也是不利的。換言之，具有高于水(lg/cm3)的密度的水飽和多孔過濾介質(zhì)能夠容易地放置到固定的位置，而不是隨著向下流動的流入水上、下移動，同時具有比砂更低的密度，在反沖洗時，可使得多孔過濾介質(zhì)隨著反沖水的供應(yīng)易于上升和被夾帶，從而通過多孔過濾介質(zhì)之間的碰撞容易地分離污染物。多孔過濾介質(zhì)44通過將玻璃粉末與發(fā)泡劑或起泡劑混合，并在高溫下加熱，以及在冷卻后?；谱鞫伞Ｓ纱?，當(dāng)與內(nèi)部氣泡?；尚☆w粒時，多孔過濾介質(zhì)44可下落到水中。圖2是根據(jù)實例2的高速過濾裝置的橫斷面示意圖。圖2中所示的本發(fā)明的實例 2與圖1中所示的實例1具有相同的構(gòu)型，只不過實例2中的高速過濾裝置在排放管13處設(shè)置有啟閉裝置60。因此，為了簡化本發(fā)明，相同或相似的細(xì)節(jié)描述將會被省略。在反沖洗過程中，傳感器50能夠檢測反沖水的水位，以維持反沖水的水位高于過濾介質(zhì)底層，且不會從殼體的上部溢出。如圖2所示，本發(fā)明在高速過濾裝置1的一側(cè)設(shè)置有啟閉裝置60，其中啟閉裝置 60與殼體和排放管13流體連接，以實現(xiàn)其打開和關(guān)閉。具體來說，如圖2所示的啟閉裝置 60的位置高于過濾介質(zhì)底層40、低于高速過濾裝置1的殼體(以粗線條顯示)的頂部。優(yōu)選地是，啟閉裝置60鄰近于過濾介質(zhì)底層40的頂部，同時低于殼體的頂部與過濾介質(zhì)底層 40之間的中間點。具體來說，啟閉裝置60能夠部分或完全地打開，以將用于反沖洗多孔過濾介質(zhì)的反沖水排出到外界(在排放管13的引導(dǎo)作用下)，在反沖水的作用下，污染物在沉積至過濾介質(zhì)底層40之前與過濾介質(zhì)相分離。在過濾和反沖過程中，啟閉裝置60是關(guān)閉的。如圖2所示，啟閉裝置60是一種鉸鏈?zhǔn)降拈T。啟閉裝置60的板體或閥盤61通過圍繞折頁部件63的鉸鏈可旋轉(zhuǎn)地連接到框體62上，所述框體62環(huán)繞在排放管13的入口周圍。排放管13可通過閥盤61的旋轉(zhuǎn)移動(如箭頭所示)實現(xiàn)打開和關(guān)閉。在這種構(gòu)型下，啟閉裝置不會在充入殼體中的處理水或反沖水壓力的作用下被打開。具體來說，啟閉裝置的特征在于，折頁部件63設(shè)置在框體62的最底部，當(dāng)閥盤61 打開時，其能夠允許門從上部打開。這種布置形式下，在反沖洗過程中，當(dāng)污染物在漂浮的多孔過濾介質(zhì)之間的碰撞的作用下實現(xiàn)分離，且反沖水的供應(yīng)停止時，多孔過濾介質(zhì)回位或下落于粗砂夾層43，與多孔過濾介質(zhì)相分離的污染物能夠迅速地從啟閉裝置60處通過排放管13排出?？蛇x擇地是，隨著氣缸(未示出)的往復(fù)運動，啟閉裝置60可通過框體上的閥盤 61的旋轉(zhuǎn)式移動而打開?；蛘?，鉸鏈軸可連接到馬達(dá)上，通過馬達(dá)的驅(qū)動來打開或關(guān)閉閥盤 61。如上所述，閥盤61能夠從上方打開，以將位于殼體上部的反沖水排出，漂浮在殼體中的多孔過濾介質(zhì)在反沖洗后很快得以下落，從而使得多孔過濾介質(zhì)能夠均勻地置于過濾介質(zhì)底層40而不會受到反沖水的流出的影響。多孔過濾介質(zhì)44(如圖1)在反沖水的上升水流的作用下實現(xiàn)提升或舉升，優(yōu)選地是，其不會受到待處理流入水的供應(yīng)水流或反沖水的排出水流的影響。圖3是根據(jù)本發(fā)明的高速過濾裝置的橫斷面示意圖。顯示在圖3中的本發(fā)明的實例3與實例2具有相同的配置，只不過實例3中的高速過濾裝置設(shè)置有用于排出反沖水的升降式啟閉裝置60’，其能夠取代如圖2所示的實例2中的高速過濾裝置的殼體上設(shè)置的鉸鏈?zhǔn)絾㈤]裝置60。因此，為了簡化本發(fā)明，相同或相似的細(xì)節(jié)描述將會被省略。正如圖2中所示的啟閉裝置60，啟閉裝置60’應(yīng)當(dāng)可以打開，以使得用于反沖洗多孔過濾介質(zhì)的反沖水和通過反沖水分離的污染物在下落到過濾介質(zhì)底層40之前可通過排放管13快速地排出。在過濾和反沖洗過程中，啟閉裝置60’應(yīng)當(dāng)是關(guān)閉的。如圖3所示，啟閉裝置60’是一種升降式的門。啟閉裝置60’的板體或閥盤61’ 配置成能夠通過上升和下降的往復(fù)運動來打開和關(guān)閉排放管13的出入口。在這種構(gòu)型下， 啟閉裝置既不會被充入殼體的待處理的流入水打開，也不會因反沖水壓力的作用而打開。同時，啟閉裝置60’配置成能夠在多種升降裝置(M)的作用下通過閥盤61’的垂直運動來實現(xiàn)打開和關(guān)閉。優(yōu)選地是，啟閉裝置60’設(shè)置成能夠從上方打開，這與實例2相同。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實例4的高速過濾裝置的橫斷面示意圖。根據(jù)本發(fā)明的實例4中的高速過濾裝置具有與實例1至實例3相同的構(gòu)型，如上所述，包括有垂直設(shè)置在底面并圍繞其圓周設(shè)置的殼體，以及設(shè)置在殼體內(nèi)部與底面平行的過濾介質(zhì)底層40。根據(jù)本發(fā)明的過濾介質(zhì)底層40可配置成增加一個通過化學(xué)送料機(jī)18向流入水中投入促凝劑以用于凝聚污染物的過程。如上所述，通過進(jìn)水管11供應(yīng)的流入水匯集到高速過濾裝置1的殼體中，促凝劑通過化學(xué)送料機(jī)18供應(yīng)至高速過濾裝置1的殼體中。也即， 殼體可作為一種通過將促凝劑混合到流入水中以實現(xiàn)凝聚反應(yīng)的反應(yīng)池。凝固的物質(zhì)(或絮狀物)通過與過濾介質(zhì)底層40的多孔過濾介質(zhì)44(如圖1所示)的接觸而實現(xiàn)過濾。在連續(xù)的凝聚和過濾過程后，凝固的物質(zhì)停留在多孔過濾介質(zhì)四周，其中一些物質(zhì)聚集在多孔過濾介質(zhì)44上并保留在殼體中。另外，旋轉(zhuǎn)攪拌器用于使流入水持續(xù)地在殼體內(nèi)波動，從而使得流入水在過濾介質(zhì)的上方激蕩，這樣就防止了絮狀物或沉淀物聚集在過濾介質(zhì)之上，避免了過濾損耗。進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)攪拌器將通過化學(xué)送料機(jī)18送入的促凝劑與供應(yīng)到殼體中的流入水相互混合， 以便于污染物的凝聚。圖5是根據(jù)本發(fā)明實施方式的反沖洗方法的流程示意圖，將參考圖1中所示的實例1進(jìn)行描述(參閱圖1中的本發(fā)明的高速過濾裝置的每個組件的參考標(biāo)記)。根據(jù)本發(fā)明的高速過濾裝置的反沖洗方法包括步驟S100，其中流入水通過進(jìn)水管導(dǎo)引進(jìn)入高速過濾裝置。另外，流入水通過進(jìn)水管導(dǎo)引進(jìn)入高速過濾裝置的過程還包括有步驟S900，即混合有促凝劑，以形成絮狀物?；罨男鯛钗锱c多孔過濾介質(zhì)的接觸反應(yīng)能夠提供顯著的處
理效率。在步驟SlOO中，高速過濾裝置1供應(yīng)有流入水，該流入水在重力作用下自由下落至殼體內(nèi)，當(dāng)流入水通過高速過濾裝置中的過濾介質(zhì)底層40時，過濾步驟S200被執(zhí)行，即污染物通過多孔過濾介質(zhì)被過濾。隨著流入水的連續(xù)供應(yīng)，高速過濾裝置連續(xù)執(zhí)行過濾步驟S200，由于長時間的重復(fù)過濾或者流入水中具有較高濃度的污染物，相比于第一輪的過濾，其不可避免地降低了過濾效率。如果過量的污染物停留在過濾介質(zhì)底層40的多孔過濾介質(zhì)的表面，過濾的阻力將會增加，從而降低過濾效率，同時流入水通過過濾介質(zhì)底層40的速度也會大幅減緩。然而，由于高速過濾裝置的殼體中的流入水的持續(xù)供應(yīng)，流入水的水位也會上升。也即，如果過濾介質(zhì)底層40大幅阻塞，過濾效率將會降低，通過流出管12排出的處理水的量也會減少。殼體內(nèi)水位和處理水流量的變化將會被傳感器50檢測到(步驟S300)，因此，確定了反沖洗的時間。預(yù)設(shè)值(例如流入水的水位值、處理水及類似物的流量值)是確定反沖洗時間的因素。鑒于此，如果需要反沖洗，進(jìn)水管將會關(guān)閉(步驟S400)。通過阻止流入水的供應(yīng)，未經(jīng)處理的流入水能夠被阻止流入高速過濾裝置1，僅有留下的流入水能夠過濾以用于反沖洗。步驟S500是不再額外向高速過濾裝置供應(yīng)流入水，僅將留在高速過濾裝置中的流入水過濾并通過流出管12排出的過程，以幾乎清空高速過濾裝置的殼體?？蛇x地是，在步驟S500的排出過程中，高速過濾裝置中的流入水，即殼體中的流入水被排出，具體地是， 僅是超過過濾介質(zhì)底層上部的水被排出，以便減少反沖水的供應(yīng)。緊接著的是步驟S600，位于高速過濾裝置的過濾介質(zhì)底層40下方的反沖水向上供應(yīng)。如上所述，反沖水從底部向頂部通過過濾介質(zhì)底層向上供應(yīng)，其中反沖水應(yīng)當(dāng)均勻地分布在整個過濾介質(zhì)底層40上。如果分布不均勻，在過濾過程中流入水僅會穿過反沖洗了的部分，因此經(jīng)過高速的過濾，過濾介質(zhì)底層上的沒有完全反沖洗的部分將會發(fā)生阻塞。供應(yīng)反沖水以反沖洗過濾介質(zhì)底層40，位于過濾介質(zhì)底層40中的多孔過濾介質(zhì) 44隨著反沖水一起被夾帶及上升。在該過程中，通過多孔過濾介質(zhì)之間的碰撞和摩擦，或通過因反沖水水流的穿過而引起的多孔過濾介質(zhì)的流動，使得反沖水和/或空氣實現(xiàn)噴射以分離連接在多孔過濾介質(zhì)上的污染物。作為參考，優(yōu)選地是，設(shè)定反沖水供應(yīng)量的限值，以使得反沖水不會從本發(fā)明的高速過濾裝置中溢出，更優(yōu)選地是，供應(yīng)的反沖水的水位高于排放管13，低于高速過濾裝置的頂部。緊接著的是步驟S700，在停止了反沖水的供應(yīng)之后，多孔過濾介質(zhì)落入到粗砂夾層43上。由于多孔過濾介質(zhì)比污染物重，因此多孔過濾介質(zhì)比污染物更早地落下。在多孔過濾介質(zhì)完全落下之后，執(zhí)行步驟S800，其中包含有從多孔過濾介質(zhì)分離出的污染物的反沖水被快速地排出。排放管13打開，污染物隨著反沖水一起通過該排出管排出。而多孔過濾介質(zhì)不會從排放管13中排出。在排出污染物和反沖水之后，排放管13關(guān)閉，流入水再次供應(yīng)至高速過濾裝置。更優(yōu)選地是，當(dāng)污染物不能高效地從多孔過濾介質(zhì)中分離和移除時，重復(fù)執(zhí)行步驟S600至S800，以使過濾效率最大化，然后重新開始供應(yīng)流入水的步驟S100。圖6a_6d示出了根據(jù)圖5所示的反沖洗方法的高速過濾裝置的操作的示意圖。也即，圖6a示出了執(zhí)行根據(jù)反沖洗方法的步驟SlOO和S200的過濾過程的高速過濾裝置。圖6b示出了執(zhí)行排空高速過濾裝置內(nèi)部以準(zhǔn)備反沖洗過程的高速過濾裝置。圖 6c，對應(yīng)于步驟S600，顯示了執(zhí)行反沖洗過程的高速過濾裝置。如圖6c所示，供應(yīng)至反沖洗裝置20的反沖水(及空氣)均勻地噴射到過濾介質(zhì)底層，并填充高速過濾裝置，從而實現(xiàn)多孔過濾介質(zhì)44和污染物的提升和漂浮。如前所述在這種方式下，隨著多孔過濾介質(zhì)44 的向上浮動，停留或聚集在多孔過濾介質(zhì)表面上的污染物被分離。圖6d顯示了執(zhí)行步驟S700和S800的高速過濾裝置，其中在反沖水的作用下浮動的多孔過濾介質(zhì)下沉之后，污染物和反沖水被排出。圖6a_6d示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的高速過濾裝置的反沖洗方法的詳細(xì)圖解，為了更好的理解，以及便于區(qū)別通過管道(11、12、13)導(dǎo)引的流入水和/或處理水流， 當(dāng)有水流流過管道時，該管道涂為黑色，當(dāng)沒有水流流過管道時，該管未涂成黑色。進(jìn)一步地，高速過濾裝置的內(nèi)部未分別著色，以便于更清楚地顯示其結(jié)構(gòu)。
另外，雖然本發(fā)明參閱了隨附的附圖進(jìn)行了描述，但并不僅限于陳述的細(xì)節(jié)，其目的是用于覆蓋落入隨附的權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)的所有變型或改動。
權(quán)利要求
1.一種具有多孔過濾介質(zhì)的高速過濾裝置，包括 殼體；進(jìn)水管(11)，設(shè)置為提供欲過濾的流入水至殼體中； 過濾介質(zhì)底層(40)，設(shè)置為向上遠(yuǎn)離殼體的底面；流出管(12)，設(shè)置在過濾介質(zhì)底層00)的下方，將通過過濾介質(zhì)底層GO)過濾后的水排出殼體；反沖洗裝置(20)，設(shè)置在殼體底部和過濾介質(zhì)底層00)之間，向上提供反沖水；以及排放管(13)，設(shè)置為排放超過過濾介質(zhì)底層00)上部的反沖水和污染物， 其特征在于，過濾介質(zhì)底層設(shè)置有多孔過濾介質(zhì)(44)，流入水通過向下流動并穿過過濾介質(zhì)底層GO)被過濾，多孔過濾介質(zhì)包括微粒，所述微粒通過玻璃粉末與發(fā)泡劑的混合、高溫下的加熱以及冷卻后的粉化形成，所述微粒的直徑小于3mm，干容重為0. 4 1. 2g/ cm3，飽和濕容重為1. 2 2. Og/cm3,在反沖洗過程中，反沖水的水位設(shè)定為高于排放管(13)的位置、低于殼體的頂部的位置，以使得反沖水不會從殼體中溢出，排放管(1 設(shè)置在低于殼體的頂部和過濾介質(zhì)底層之間的中間點的位置處， 多孔過濾介質(zhì)G4)與污染物一起隨著反沖水的供應(yīng)被夾帶和提升，多孔過濾介質(zhì)下沉之后，反沖水和污染物通過排放管(1 排出。
2.如權(quán)利要求1所述的高速過濾裝置，還包括至少一個傳感器(50)，用于檢測殼體內(nèi)的流入水的水位或處理水的排出水流的流量。
3.如權(quán)利要求1所述的高速過濾裝置，其中，過濾介質(zhì)底層G0)包括設(shè)置為穿過高速過濾裝置(1)的支撐單元；至少一個金屬絲網(wǎng)0 或沖孔板；未穿過金屬絲網(wǎng)的粗砂夾層；以及多孔過濾介質(zhì)G4)。
4.如權(quán)利要求1所述的高速過濾裝置，其中，多孔過濾介質(zhì)的干容重為0.4 0. 6g/ cm3、飽和濕容重為1. 3 1. 8g/cm3。
5.如權(quán)利要求1所述的高速過濾裝置，其中，殼體上還設(shè)置有攪拌器。
6.如權(quán)利要求1所述的高速過濾裝置，其中，排放管(1 上還設(shè)置有擋板。
7.如權(quán)利要求1所述的高速過濾裝置，其中，啟閉裝置設(shè)置在排放管(1 的入口處，用以控制反沖水的排放。
8.如權(quán)利要求7所述的高速過濾裝置，其中，啟閉裝置是一種鉸鏈?zhǔn)降拈T，其包括框體(62)，其環(huán)繞設(shè)置在位于殼體一側(cè)的排放管(13)的入口的四周；閥盤(61)，與框體(62) 上的折頁部件(6 相連；以及驅(qū)動裝置，促使閥盤(61)的旋轉(zhuǎn)運動。
9.如權(quán)利要求7所述的高速過濾裝置，其中，啟閉裝置(60’)是一種升降式的門，其包括閥盤(61’)，能夠上升和下降以打開和關(guān)閉位于殼體一側(cè)的排放管(13)；以及升降動作單元(M)，用于閥盤(61’ )的上升和下降。
10.如權(quán)利要求1所述的高速過濾裝置，其中，旋轉(zhuǎn)攪拌器用于搖動供應(yīng)到殼體中的流入水，其能夠攪動位于過濾層表面上方的水，從而阻止沉淀物的下沉并防止過濾損失；以及用于混合供應(yīng)至殼體內(nèi)的流入水與通過化學(xué)送料機(jī)(18)投入的促凝劑，以利于沉淀物的絮凝，從而使絮凝和過濾過程能夠同時在一個反應(yīng)槽中實現(xiàn)。
11.一種高速過濾裝置的反沖洗方法，包括殼體；進(jìn)水管(11)，設(shè)置為提供流入水至殼體；過濾介質(zhì)底層(40)，設(shè)置為向上遠(yuǎn)離殼體的底面，并設(shè)置有多孔過濾介質(zhì)04)； 流出管(12)，設(shè)置在殼體的底部，以將通過過濾介質(zhì)底層00)過濾后的水排出殼體； 反沖洗裝置(20)，設(shè)置過濾介質(zhì)底層00)的下方，以向上提供反沖水； 排放管(13)，設(shè)置為從位于殼體的頂部和過濾介質(zhì)底層00)之間的一側(cè)向外延伸，用于排出反沖水；其中，高速過濾裝置(1)的反沖洗方法包括如下步驟 S400 停止欲過濾的流入水的供應(yīng)； S500 通過流出管(1 排出殼體內(nèi)的水；S600 供應(yīng)反沖水，并控制反沖水的水位高于排放管(13)，且不會從高速過濾裝置⑴ 的殼體中溢出，以及通過供應(yīng)反沖水使多孔過濾介質(zhì)G4)浮動和上升，該多孔過濾介質(zhì)設(shè)置為具有大于水而小于砂的密度；S700 停止反沖水的供應(yīng)，沉淀多孔過濾介質(zhì)到固定位置；S800 排出包含有污染物的反沖水，其中排出管的位置低于殼體的頂部和過濾介質(zhì)底層之間的中間點的位置，以使得反沖水通過排出管排出而不會從殼體中溢出；以及將通過排放管(1 排出的反沖水輸送至排放水槽中。
12.如權(quán)利要求11所述的高速過濾裝置的反沖洗方法，還包括步驟S900其中在提供流入水至高速過濾裝置之前，將促凝劑與流入水混合以形成絮狀物。
13.如權(quán)利要求11所述的高速過濾裝置的反沖洗方法，還包括步驟S300其中在流入水的過濾過程中，高速過濾裝置設(shè)置有傳感器(50)，以檢測其中的水位或者流出管(12)中的流量。
14.如權(quán)利要求11所述的高速過濾裝置的反沖洗方法，其特征在于，上述步驟S600至 S800可重復(fù)執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種易于反沖洗的具有多孔過濾介質(zhì)的高速過濾裝置，其中欲過濾的流入水引導(dǎo)至高速過濾裝置的上部并通過向下流動進(jìn)行過濾，在檢測到流入水的水位或處理水的流出量的變化后，通過停止流入水和欲處理水的流動，多孔過濾介質(zhì)可被反沖洗以維持最佳過濾效率，通過反沖洗裝置供應(yīng)向上流動的反沖水和/或空氣，使其通過反沖水沖洗的多孔介質(zhì)之間的碰撞和摩擦來分離多孔過濾介質(zhì)中的污染物，并將多孔介質(zhì)放置在固定位置，在污染物沉積之前，通過高速過濾裝置的排出管排出污染物。另外，本發(fā)明還包括具有多孔過濾介質(zhì)的高速過濾裝置的反沖洗方法。
文檔編號B01D39/00GK102574031SQ201080047296
公開日2012年7月11日 申請日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日
發(fā)明者崔珍洛 申請人:米拉可沃特公司