一種基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)，屬于水質(zhì)凈化技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括輸送部件、過濾凈水器、在線監(jiān)測部件和PLC控制部件；其特征在于，過濾凈水器、在線監(jiān)測部件和PLC控制部件通過輸送部件連接成正常運行回路和過濾凈水模塊再生回路；所述過濾凈水器中設(shè)置有由多種模塊化組成的分離組件。該基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)通過對分離組件的模塊化處理，將具有不同過濾凈水特性的凈水模塊組合在一個過濾凈水器內(nèi)，實現(xiàn)了多層過濾凈水功能的小型化，解決了單一過濾凈水材料性能單一、對水質(zhì)適應(yīng)性不足、過濾凈水材料更換頻繁和更換不方便等問題。
【專利說明】
一種基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于水質(zhì)凈化技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]過濾是水質(zhì)凈化領(lǐng)域一種普遍應(yīng)用的技術(shù)，相關(guān)的設(shè)備和技術(shù)應(yīng)用比較多。中國專利102274650報道了一種高效集成中空纖維柱過濾器，實現(xiàn)過濾和反洗再生，延長了過濾器的使用壽命。中國專利104857767進(jìn)一步實現(xiàn)了過濾和反洗過程中栗的共用與水流方向的一致性。中國專利202666490通過對過濾纖維進(jìn)行纖維束的捆扎和自由堆積，實現(xiàn)了過濾器結(jié)構(gòu)簡化。
[0003]然而，過濾凈水技術(shù)的關(guān)鍵在于實現(xiàn)凈水材料的廣普性和再生性，過濾凈水設(shè)備的穩(wěn)定性和簡單化?，F(xiàn)有的過濾凈水設(shè)備主要是砂石過濾器、活性炭過濾器、纖維過濾器等，然而這些過濾器由于過濾材料單一，因而在處理成份復(fù)雜的污水時，往往存在過濾器堵塞、壽命不長或者反洗較為頻繁等問題。而這些過濾器一旦失效，需要對整個過濾器拆卸，更換過濾材料，工作強度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述原因，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的不足之處，提供一種基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)，采用不同過濾凈水材料組合使用的高效集成過濾凈水系統(tǒng)，進(jìn)而提高過濾凈水器對不同水質(zhì)的適用性，同時實現(xiàn)不同過濾凈水材料的隔離，過濾凈水材料的拆卸和更換方便的目的。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括輸送部件、過濾凈水器、在線監(jiān)測部件和PLC控制部件；其特征在于，過濾凈水器、在線監(jiān)測部件和PLC控制部件通過輸送部件連接成正常運行回路和過濾凈水模塊再生回路;所述過濾凈水器中設(shè)置有由多種模塊化組成的分離組件。
[0007]所述過濾凈水器為圓筒形狀;過濾凈水器底部連有進(jìn)口，頂部設(shè)有出口，過濾凈水器壁設(shè)有多個維修孔及維修孔蓋;過濾凈水器內(nèi)設(shè)置有多個支撐圈、多個液體分布器、擋板和多種分離組件;其中，支撐圈與過濾凈水器內(nèi)壁固定;液體分布器為多孔隔板，隔板上設(shè)有合頁，隔板上均勾分布有多個小孔，以方便液體通過;擋板由一支撐圈與一液體分布器組合而成，設(shè)置在靠近頂部出口位置。
[0008]所述分離組件由多個采用不同過濾材料制備的過濾凈水模塊組成，過濾凈水模塊依次組裝在過濾凈水器內(nèi)的各層液體分布器上。
[0009]所述過濾材料模塊中的過濾材料可以是焦炭、活性炭、纖維、砂石、沸石、瓷石、陶粒中的一種或幾種組合而成；
[0010]所述過濾凈水模塊包括選用未經(jīng)包裹的粒徑為5-30.0mm的砂石濾料;或選用無紡布包裹的粒徑為5-30mm的活性炭濾料;或選用纖維直徑為20μπι的纖維濾料捆扎在一起，捆扎直徑為5-30mm;或在同過濾模塊內(nèi)放置多種濾料形成一個過濾模塊。
[0011 ]所述輸送部件包括儲液箱、管道、出口閥門、進(jìn)口閥門和栗，外來液體進(jìn)入儲液箱或者直接通過管道、進(jìn)液閥和栗，從過濾凈水器底部進(jìn)入過濾凈水器內(nèi)，過濾凈化后干凈水經(jīng)過濾凈水器上部流出進(jìn)入其它回路或達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)排放。
[0012]所述儲液箱設(shè)有多個隔斷，實現(xiàn)外來液體的初步沉淀后再過濾;或設(shè)有多個出口與出口閥相連;或設(shè)置一個用于儲污水的箱體和一個用于接收回流液體的箱體。
[0013]在線參數(shù)監(jiān)測部件主要流量監(jiān)測組件、壓力監(jiān)測組件、液位監(jiān)測組件、濁度監(jiān)測組件和PH值監(jiān)測組件中的一種或多種。
[0014]PLC控制單元主要包括監(jiān)測組件傳輸信號處理組件、控制信號輸入組件、PLC信號加工組件、控制信號執(zhí)行組件、電氣指示組件、開關(guān)儀表組件，PLC信號加工組件接收在線監(jiān)測單元傳遞過來的水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)，由控制信號輸入組件，將需要控制的工藝參數(shù)輸入PLC信號加工組件，信號經(jīng)過加工后控制進(jìn)液栗、進(jìn)液閥、出液閥、回流閥、進(jìn)氣閥、排氣閥控制信號執(zhí)行組件，執(zhí)行相應(yīng)的開關(guān)或調(diào)節(jié)等動作，同時根據(jù)電氣指示組件和開關(guān)儀表組件顯示相應(yīng)設(shè)備或者部件的工作狀態(tài)，達(dá)到自動控制，達(dá)到無人值守的目的。
[0015]本發(fā)明的特點及有益效果:本發(fā)明的基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)，通過對系統(tǒng)單元的功能化設(shè)計和組合，該系統(tǒng)可以根據(jù)工藝要求，靈活選用不同的功能單元，實現(xiàn)工藝目的，系統(tǒng)適應(yīng)性較強。同時，通過對分離組件的模塊化處理，將具有不同過濾凈水特性的過濾材料模塊組合在一個過濾凈水器內(nèi)，實現(xiàn)了多種過濾凈水功能的小型化，解決了單一過濾凈水材料性能單一、對水質(zhì)適應(yīng)性不足、過濾凈水材料更換頻繁和更換不方便等問題。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的一種基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)組成及工藝流程示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的過濾凈水器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明的過濾凈水器所用液體分布器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面通過附圖及具體實施例對本發(fā)明一種基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]本發(fā)明提出的一種基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)實施例組成如圖1所示，具體包括儲液箱1、過濾凈水器2、空壓機3、進(jìn)液栗4、PLC控制器5、參數(shù)監(jiān)測器6，以及多個通過PLC控制器控制的閥門7及管路;該閥門7包括連通閥71、進(jìn)液閥72、出液閥73、回流閥74、進(jìn)氣閥7 5、排氣閥76、放空閥7 7;其中，儲液箱I的出液口通過連通閥71與進(jìn)液栗4的進(jìn)液口相連，進(jìn)液栗4的出液口通過進(jìn)液閥72與過濾凈水器2底部的進(jìn)液口相連，過濾凈水器2的進(jìn)液口同時還分別通過進(jìn)氣閥75與空壓機3相連，通過放空閥77與外界連通;過濾凈水器2的頂部出液口通過參數(shù)監(jiān)測器6與PLC控制器5相連，過濾凈水器2的頂部出液口還通過參數(shù)監(jiān)測器6分別與出液閥73、排氣閥76、回流閥74相連，回流閥74另一端與儲液槽的回液口相連，PLC控制器5與各連接閥通過控制線相連。
[0021 ]本實施例的各組成部件具體實現(xiàn)方式說明如下:
[0022]過濾凈水器2實施例結(jié)構(gòu)如圖2所示，采用玻璃鋼或不銹鋼材質(zhì)的直徑為200-1500mm，高度為600-1800mm的圓筒形過濾凈水器2;過濾凈水器底部連有一直徑為20-300mm的進(jìn)口 21，頂部連有一直徑為20-250mm的出口 22，過濾凈水器壁有若干直徑為80_500mm的維修孔23和維修孔蓋24;過濾凈水器內(nèi)設(shè)置有多個支撐圈25、多個液體分布器26、擋板27和多種分離組件28;其中，支撐圈25通過焊接或粘合的方式與過濾凈水器內(nèi)壁固定，支撐圈圈內(nèi)徑為5-20mm，支撐圈外徑與過濾凈水器內(nèi)徑相當(dāng)。
[0023]液體分布器26為金屬或塑料多孔隔板，如圖3所示，可以通過合頁261折疊，折疊后寬度小于維修孔直徑，且液體分布器直徑小于過濾凈水器內(nèi)徑，但是大于支撐圈內(nèi)徑，金屬支撐圈和液體分布器通過活動的搭扣連接，以防止在水壓較大時，液體分布器被沖開，以確保不會掉落，并可用活動的卡扣與支撐圈固定，隔板上均勻分布有直徑為l_20mm的孔262，方便液體通過;液體分布器還可采用金屬網(wǎng)狀隔板實現(xiàn)。
[0024]擋板27—支撐圈與液體分布器組合而成，設(shè)置在靠近頂部出口位置，如圖2所示，以防止頂部過濾材料被沖洗進(jìn)出口管道；
[0025]分離組件28由若干采用不同材料制備的過濾凈水模塊組成，過濾凈水模塊根據(jù)順序依次組裝在過濾凈水器內(nèi)的液體分布器上，其數(shù)量與液體分布器數(shù)量一致，過濾凈水模塊的高度一般為400-1200mm，過濾凈水模塊的數(shù)量和過濾凈水材料的選擇依據(jù)工藝而定；過濾材料模塊中的過濾材料可以是焦炭、活性炭、纖維、砂石、沸石、瓷石、陶粒中的一種或幾種組合而成;過濾材料模塊中的過濾材料需要保持一定的獨立性，同時又要方便取用而不脫落，可以采用玻璃纖維、棉布、尼龍布和無紡布等將松散的過濾凈水材料包裹成小包，方便過濾凈水材料的更換和填充，部分顆粒較大的過濾凈水材料也可以直接填充，不需包裹;過濾材料一般填充自由空間體積，即兩液體分布器之間的空間體積的60-90 %。
[0026]本實施例中采用三層過濾凈水模塊，每層裝填高度均為600mm，第一層過濾凈水模塊28-1選用未經(jīng)包裹的粒徑為5-30.0mm的砂石濾料，填充高度為450mm;第二層過濾凈水模塊28-2選用無紡布包裹的粒徑為5-30mm的活性炭濾料，填充高度為500mm;第三層過濾凈水模塊28-3選用未經(jīng)包裹的纖維直徑為20μηι的纖維濾料，若干纖維捆扎在一起，捆扎直徑為5-30mm，纖維長100_500mm，填充高度為550mm;本發(fā)明也可以在同一層過濾模塊內(nèi)放置多種濾料，形成一個過濾模塊。根據(jù)過濾材料模塊的數(shù)量，維修孔和維修孔蓋設(shè)置在對應(yīng)過濾凈水器器壁相應(yīng)位置，以方便更換模塊內(nèi)失效的過濾材料，孔蓋可以直接安裝在器壁上;凈水器正常操作時維修孔蓋蓋好，并密封維修孔;需要更換過濾材料時，將器內(nèi)水放盡，再打開維修孔蓋。
[0027]在線參數(shù)監(jiān)測部件主要采用常規(guī)的流量監(jiān)測組件、壓力監(jiān)測組件、液位監(jiān)測組件、濁度監(jiān)測組件和PH值監(jiān)測組件中的一種或多種;根據(jù)工藝要求提供過濾凈化前和過濾凈化后的水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)，該參數(shù)傳遞給PLC控制單元;一般根據(jù)對水質(zhì)的要求，選用一種參數(shù)作為監(jiān)測參數(shù)，以減少成本。
[0028]PLC控制部件主要包括傳輸信號處理組件、控制信號輸入組件、PLC信號加工組件、控制信號執(zhí)行組件、電氣指示組件、開關(guān)儀表組件，這些組件均為常規(guī)成熟產(chǎn)品。PLC信號加工組件接收在線監(jiān)測單元傳遞過來的水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)，根據(jù)工藝設(shè)計要求，由控制信號輸入組件，將需要控制的工藝參數(shù)輸入PLC信號加工組件，信號經(jīng)過加工后可以控制進(jìn)液栗、進(jìn)液閥、出液閥、回流閥、進(jìn)氣閥、排氣閥等控制信號執(zhí)行組件，執(zhí)行相應(yīng)的開關(guān)或調(diào)節(jié)等動作，同時根據(jù)電氣指示組件和開關(guān)儀表組件顯示相應(yīng)設(shè)備或者部件的工作狀態(tài)，達(dá)到自動控制，達(dá)到無人值守的目的。
[0029]本凈化系統(tǒng)的儲液箱1、空壓機3、進(jìn)液栗4、PLC控制器5、參數(shù)監(jiān)測器6，以及連接閥及管路均可根據(jù)實際應(yīng)用選擇相應(yīng)的常規(guī)產(chǎn)品采用常規(guī)技術(shù)組裝而成。PLC控制器5控制各閥門的開關(guān)，采用常規(guī)控制技術(shù)。
[0030]本過濾凈水系統(tǒng)的工作過程包括運行前安裝過濾凈水模塊、正常運行過程、過濾凈水模塊再生過程及模塊過濾凈水材料更換，分別說明如下:
[0031 ]在運行前先在過濾凈水器中安裝過濾凈水模塊:具體包括:
[0032]步驟一，選擇過濾凈水材料，如本實施例中第一層過濾凈水材料選用砂石濾料，第二層過濾凈水材料選用活性炭濾料，第三層過濾凈水材料選用纖維濾料，也可以在同一層過濾模塊內(nèi)放置不同的濾料；
[0033]步驟二，各過濾凈水材料包裹成小包，防止過濾凈水材料漏料進(jìn)入水體，部分過濾凈水材料也可不包裹直接放置在過濾凈水模塊的隔板上；
[0034]步驟三，過濾凈水材料填充過濾模塊空間體積一般為70-90%，預(yù)留部分體積以便再生時濾料松散膨脹;步驟四，打開過濾凈水器頂蓋，依次裝入過濾凈水模塊，然后蓋上一層隔板，將過濾凈水器頂部封蓋。
[0035]本過濾凈水系統(tǒng)，正常運行過程如下:
[0036]步驟一，通過PLC控制器控制，保持連通閥、進(jìn)液閥、出液閥打開，其他閥門關(guān)閉，開啟進(jìn)液栗，將儲液箱中的處理污水輸入過濾器；
[0037]步驟二，由底部進(jìn)入過濾凈水器的原污水經(jīng)過若干過濾凈水模塊后，各模塊發(fā)揮各自的過濾凈水性能使污水凈化，水質(zhì)經(jīng)過水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測器檢測，當(dāng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時，對外排放；
[0038]步驟三，如果經(jīng)監(jiān)測，水質(zhì)不合格，PLC控制器關(guān)閉出液閥，打開回流閥，進(jìn)行第二次過濾，以實現(xiàn)水質(zhì)工藝要求；如果經(jīng)監(jiān)測，水質(zhì)合格，也可經(jīng)過PLC控制關(guān)閉回流閥，打開出液閥排出。
[0039]本發(fā)明基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)的過濾凈水模塊再生過程步驟如下:
[0040]步驟一，出液經(jīng)過水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測器得到的水質(zhì)參數(shù)，若判斷過濾凈水器堵塞嚴(yán)重，則經(jīng)PLC控制開啟再生過程；
[0041]步驟二，先經(jīng)PLC控制器關(guān)閉出液閥、打開回流閥，將過濾后的干凈水回流至儲液箱；
[0042]步驟三，干凈水經(jīng)連通閥、進(jìn)液栗、進(jìn)液閥進(jìn)入過濾凈水器，同時關(guān)閉回流閥，打開出液閥；
[0043]步驟四，開啟空壓機、進(jìn)氣閥、排氣閥，高壓空氣與干凈水混合進(jìn)入過濾凈水器，并將過濾凈水器內(nèi)部過濾凈水模塊上的過濾凈水材料沖散，并將過濾凈水材料表面污物沖入水相，隨水流經(jīng)出液閥排走，氣體經(jīng)排氣閥排走；
[0044]步驟五，水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測器監(jiān)測水質(zhì)合格則再生過程完成。
[0045]本發(fā)明的基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)中的模塊過濾凈水材料更換過程步驟如下:
[0046]步驟一，排出液體經(jīng)過水參數(shù)監(jiān)測器檢測，判斷過濾凈水器堵塞嚴(yán)重，經(jīng)過再生程序仍然無法恢復(fù)，則判斷過濾凈水材料失效，則對濾凈水材料更換；
[0047]步驟二，關(guān)閉進(jìn)液栗，開啟出液閥和底部放空閥，關(guān)閉其它閥門，過濾凈水器內(nèi)部液體經(jīng)放空閥排走；
[0048]步驟三，打開過濾凈水器維修孔，取出過濾凈水材料，將污染嚴(yán)重的過濾凈水材料取出更換，放入新過濾凈水材料后，密封維修孔；
[0049]步驟四，關(guān)閉放空閥，正常開啟過濾凈水過程，若檢測水質(zhì)和壓力正常，過濾凈水材料更換完成。
[0050]上述僅對本發(fā)明中的幾種具體實施例加以說明，但并不能作為本發(fā)明的保護范圍，凡是依據(jù)本發(fā)明中的設(shè)計精神所做出的等效變化或修飾，均應(yīng)認(rèn)為落入本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括輸送部件、過濾凈水器、在線監(jiān)測部件和PLC控制部件;其特征在于，過濾凈水器、在線監(jiān)測部件和PLC控制部件通過輸送部件連接成正常運行回路和過濾凈水模塊再生回路;所述過濾凈水器中設(shè)置有由多種模塊化組成的分離組件。2.如權(quán)利要求1所述基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾凈水器為圓筒形狀;過濾凈水器底部連有進(jìn)口，頂部設(shè)有出口，過濾凈水器壁設(shè)有多個維修孔及維修孔蓋;過濾凈水器內(nèi)設(shè)置有多個支撐圈、多個液體分布器、擋板和多種分離組件；其中，支撐圈與過濾凈水器內(nèi)壁固定;液體分布器為多孔隔板，隔板上設(shè)有合頁，隔板上均勾分布有多個小孔，以方便液體通過;擋板由一支撐圈與一液體分布器組合而成，設(shè)置在靠近頂部出口位置。3.如權(quán)利要求1所述基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)，其特征在于，所述分離組件由多個采用不同材料制備的過濾凈水模塊組成，過濾凈水模塊依次組裝在過濾凈水器內(nèi)的各層液體分布器上。4.如權(quán)利要求3所述基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾材料模塊中的過濾材料是焦炭、活性炭、纖維、砂石、沸石、瓷石、陶粒中的一種或幾種組合ntjD5.如權(quán)利要求4所述基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾凈水模塊包括選用未經(jīng)包裹的粒徑為5-30.0mm的砂石濾料;或選用無紡布包裹的粒徑為5-30mm的活性炭濾料;或選用纖維直徑為20μηι的纖維濾料捆扎在一起，捆扎直徑為5_30mm ；或在同過濾模塊內(nèi)放置多種濾料形成一個過濾模塊。6.如權(quán)利要求1所述基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)，其特征在于，所述輸送部件包括儲液箱、管道、出口閥門、進(jìn)口閥門和栗，外來液體進(jìn)入儲液箱或者直接通過管道、進(jìn)液閥和栗，從過濾凈水器底部進(jìn)入過濾凈水器內(nèi)，過濾凈化后干凈水經(jīng)過濾凈水器上部流出進(jìn)入其它回路或達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)排放。7.如權(quán)利要求6所述基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)，其特征在于，所述儲液箱設(shè)有多個隔斷，實現(xiàn)外來液體的初步沉淀后再過濾;或設(shè)有多個出口與出口閥相連;或設(shè)置一個用于儲污水的箱體和一個用于接收回流液體的箱體。8.如權(quán)利要求1所述基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)，其特征在于，所述在線參數(shù)監(jiān)測部件主要流量監(jiān)測組件、壓力監(jiān)測組件、液位監(jiān)測組件、濁度監(jiān)測組件和PH值監(jiān)測組件中的一種或多種。9.如權(quán)利要求1所述基于模塊化分離組件的集成過濾凈水系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC控制部件主要包括監(jiān)測組件傳輸信號處理組件、控制信號輸入組件、PLC信號加工組件、控制信號執(zhí)行組件、電氣指示組件、開關(guān)儀表組件，PLC信號加工組件接收在線監(jiān)測單元傳遞過來的水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)，由控制信號輸入組件，將需要控制的工藝參數(shù)輸入PLC信號加工組件，信號經(jīng)過加工后控制進(jìn)液栗、進(jìn)液閥、出液閥、回流閥、進(jìn)氣閥、排氣閥控制信號執(zhí)行組件，執(zhí)行相應(yīng)的開關(guān)或調(diào)節(jié)等動作，同時根據(jù)電氣指示組件和開關(guān)儀表組件顯示相應(yīng)設(shè)備或者部件的工作狀態(tài)，達(dá)到自動控制，達(dá)到無人值守的目的。
【文檔編號】B01D24/48GK105879441SQ201610346403
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】吳珍, 李繼定, 易漢平, 張弦, 王瑞祥
【申請人】鄂爾多斯市紫荊低碳生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司