一种滤料截留高强度反洗排水槽的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于水处理滤池的反洗排水槽装置，包括：位于整个装置中央的反洗排水槽主体，以及在反洗排水槽主体左右对称布置的排气管、内侧导流罩和外侧导流罩，其中所述反洗排水槽主体与所述外侧导流罩共同限定出反洗水流反冲洗后汇入反洗排水槽主体的主水通道，所述内侧导流罩将主水通道分为上下两层，以便反洗水绕过所述内侧导流罩后汇入反洗排水槽主体，所述排气管位于外侧导流罩的上部外侧。本发明能有效地防止滤池反洗时滤料流失问题的发生，避免运行中向滤池补充滤料，节省运行成本及管理难度，可以提高滤池的反洗强度，减少滤池的反洗时间和频率，降低反洗废水排放量，从而增加了滤池的率水量。
【专利说明】一种滤料截留高强度反洗排水槽
【技术领域】
[0001]本发明属于污水处理【技术领域】，具体涉及一种具有良好滤料截留性能的高强度反洗排水槽装置。
【背景技术】
[0002]目前，水处理中常用的滤池主要有BAF曝气生物滤池、V型滤池、快滤池等，所用滤料主要采用陶粒及石英砂滤料。水处理中滤池运行一段时间后进行反冲洗，以便将截留在滤料中的悬浮物去除，使滤池重新恢复过滤功能。实际运行过程中，这些滤池都存在反冲洗时将滤料冲出，由反冲洗排水槽排走，造成滤料流失的问题。
[0003]对于V型滤池而言，为了防止反洗滤料流失，可以采用加高反冲洗排水槽，或降低反冲洗强度的技术手段。然而，如果加高反冲洗排水槽，虽然滤料流失量减少，但并不能从根本上解决滤料流失问题而且提高了反洗水泵的扬程，从而导致电费增加处理成本提高的问题。如果降低反冲洗强度，将会影响反冲洗的效果，则必然造成反冲洗频率增加或反冲洗时间加长，这样会增加耗电量提成处理成本，而且增加反冲洗水量降低了滤池的产水量，另外高频率的反洗给水厂的日常管理增加难度。
[0004]对曝气生物滤池而言，为了防止反洗滤料流失，可以增加滤料拦截装置，即纵横交错的格栅，滤料随水流出撞击到格栅上而被截留下来。然而，由于曝气生物滤池均为单侧排水，被截留的滤料长期聚集于拦截装置附件或滤料拦截装置上，导致滤池内部滤料厚度不均，影响滤池的过滤处理效果。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种用于水处理滤池的反洗排水槽装置，包括:位于整个装置中央的反洗排水槽主体，以及在反洗排水槽主体左右对称布置的排气管、内侧导流罩和外侧导流罩，其中所述反洗排水槽主体与所述外侧导流罩共同限定出反洗水流反冲洗后汇入反洗排水槽主体的主水通道，所述内侧导流罩将主水通道分为上下两层，以便反洗水绕过所述内侧导流罩后汇入反洗排水槽主体，所述排气管位于外侧导流罩的上部外侧。
[0006]可选的，所述反洗排水槽主体为U型槽结构。
[0007]可选的，所述内侧导流罩为板状，大致呈“八”型。
[0008]可选的，所述内侧导流罩连接到所述反洗排水槽主体的左右两侧下部，并且沿垂直方向向外倾斜延伸，遮挡了主水通道30%-70%的通水截面面积。
[0009]可选的，所述外侧导流罩为板状，大致呈“」k”型。
[0010]可选的，所述外侧导流罩的上部的上沿高度超过所述反洗排水槽主体的上沿高度，所述上部向下垂直延伸，延伸到与所述内侧导流罩的外侧边缘的虚拟延长线相交位置处后，沿垂直方向弯折向外倾斜。
[0011]可选的，还包括滤料拦截斜板组，所述滤料拦截斜板组由多块平行斜板组成，在反洗排水槽主体左右对称地布置在主水通道内，位于内侧导流罩上部。[0012]本发明还提供一种用于水处理滤池的反洗方法，包括如下步骤:第一步，反洗水携带滤料上升，在布置于反洗排水槽主体外侧的外侧导流罩的引导作用下汇集到主水通道，向反洗排水槽主体流动；第二步，水流在反洗排水槽主体及横向布置于主水通道内的内侧导流罩下部发生第一次碰撞并产生环流，碰撞使包裹于滤料表面气泡破裂，降低滤料浮力，滤料改变运动方向而沉淀下来，水流继续流向反洗排水槽主体并排出。
[0013]可选的，上述方法还包括:第三步，剩余部分滤料被水携带而继续上升，经过内侧导流罩以及外侧导流罩之间的空隙流入倾斜排列的滤料拦截斜板组；第四步，滤料在进入滤料拦截斜板组后发生二次碰撞，滤料改变运动方向而沉淀经内外侧导流罩的空隙后，返回滤池中,水流继续流向反洗排水槽主体并排出。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中:
[0015]图1a为采用根据本发明的具有滤料截留功能的高强度反洗排水槽装置的曝气生物滤池的平面图。
[0016]图1b为沿图1a的A-A线的剖面图。
[0017]图2a是根据本发明的高强度反洗排水槽装置的结构示意图。
[0018]图2b为图2a的高强度反洗排水槽装置的滤料截留工作原理图。
[0019]图3a为采用根据本发明的高强度反洗排水槽装置的深床滤池及反硝化深床滤池的平面图。
[0020]图3b为沿图3a的B-B线的剖面图。
【具体实施方式】
[0021]在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
[0022]图1a为采用根据本发明的具有滤料截留功能的高强度反洗排水槽装置的曝气生物滤池的平面图。图1b为沿图1a的A-A线的剖面图。
[0023]如图1b所示，根据本发明一实施例的高强度反洗排水槽装置101用于曝气生物滤池 100。
[0024]所述滤池100内部从上往下层叠布置着滤料层107和滤板及滤头层108。多个反洗排水槽装置101等间距横跨布置于所述滤池100顶部，其位于所述滤料层107和所述滤板及滤头层108之上。
[0025]反洗时，反洗水流从下往上对滤料进行反冲洗，依次通过所述滤板及滤头层108、滤料层107，最后到达各个反洗排水槽装置101，从各反洗排水槽汇聚到总排水渠109，见图1a0
[0026]参见图2a，根据本发明一实施例的反洗排水槽装置101包括:位于整个装置中央的反洗排水槽主体104，以及在反洗排水槽主体104左右对称布置的排气管102和102'、滤料拦截斜板组103和103'、内侧导流罩105和105'和外侧导流罩106和106'。
[0027]反洗排水槽主体104与所述外侧导流罩106和106'共同限定出反洗水流反冲洗后汇入反洗排水槽主体的主水通道。
[0028]所述反洗排水槽主体104为U型槽结构，可以为现有滤池的反洗排水渠。
[0029]左右两侧的内侧导流罩105和105'为板状，在所述反洗排水槽主体104左右对称分布，大致呈/\型，将主水通道分为上下两层，反洗水需要绕过该内侧导流罩才能进入反洗排水槽主体。具体的，以内侧导流罩105为例，内侧导流罩105连接到所述反洗排水槽主体104的U型槽左侧下部的所述U型槽本体开始向内弯折部的临界点处，并且由该临界点沿垂直方向向外倾斜60°延伸，因此遮挡了主水通道大致50%的通水截面面积。该内侧导流罩的位置以及倾斜角度可以根据具体设计要求变化，遮挡通水截面面积的30%-70%的范围都是可行的。内侧导流罩105'也是同样构造。
[0030]左右两侧的外侧导流罩106和106 ^为板状，在所述反洗排水槽主体104左右对
称分布，大致呈型，限定出水流汇入反洗排水槽的主水通道的最外侧。具体的，以外侧
导流罩106为例，外侧导流罩106的上部的上沿高度超过所述反洗排水槽主体104的上沿高度，所述上部向下垂直延伸，延伸到与所述内侧导流罩105的外侧边缘的虚拟延长线相交位置处后，沿垂直方向弯折向外倾斜45°。该外侧导流罩的形状以及倾斜角度可以根据具体设计要求变化。外侧导流罩106'也是同样构造。如此，所述一对外侧导流罩106和106'两者的垂直延伸的上部在横跨所述反洗排水槽主体104方向上的距离为390mm，两者下部的最外侧边沿在该方 向上的距离为590mm,单个导流罩的垂直高度为350mm。
[0031]左右两侧的排气管102和102'分别位于外侧导流罩106和106'的上部外侧，以便排出反洗水流中的气体。
[0032]左右两侧的滤料拦截斜板组103和103'分别布置在主水通道内，即所述反洗排水槽主体104与外侧导流罩106和106'之间，反洗水流从斜板之间的间隙自下而上地通过。所述滤料拦截斜板组可以位于内侧导流罩105和105'上部。所述滤料拦截斜板组103和103'由多块平行斜板组成。单个斜板与垂直方向的夹角为30°。相邻斜板的间距为20_。该滤料拦截斜板的位置以及倾斜角度可以根据具体设计要求变化，整体遮挡通水截面面积的任何范围(比如30%或50%)都是可行的，只要保证合理的斜板间距供水流过即可。
[0033]根据本发明的反冲洗过程的反洗方式为气水联合反冲洗，即先单独进行2_5min气洗，然后再进行5-15min气水同时清洗，最后单独进行3_5min水洗。正常反洗强度一般为:水洗15-30m3/ m2 h，气洗为50_70m3/ m2 h。反洗时滤料流失主要发生在气水同时清洗阶段，因为滤料在上升水流及气泡包裹产生浮力的双重作用下更易随反洗水流出。单纯水洗所产生的浮力不足以使滤料随水流出。
[0034]如图2b所示，本发明的高强度反洗排水槽装置的工作过程如下:反洗时，反洗水携带滤料上升，在外侧导流罩106和106'的作用下汇集，向反洗排水槽主体104流动。水流在反洗排水槽主体104及内侧导流罩105和105'下部发生第一次碰撞并产生环流。碰撞使包裹于滤料表面气泡破裂，降低滤料浮力，滤料改变运动方向而沉淀下来。剩余部分滤料被水携带而继续上升，经过内侧导流罩105和105 ^以及外侧导流罩106和106 ^之间的空隙流入倾斜排列的滤料拦截斜板组103和103'，滤料在进入滤料拦截斜板组103和103 ^后，发生二次碰撞，滤料改变运动方向而沉淀经内外侧导流罩的空隙后，返回滤池中。
[0035]本发明的原理是基于浅层沉淀及斜板沉淀池原理。浅层沉淀原理为，池越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小，完成沉淀时间越短。斜板沉淀进一步利用浅层沉淀原理，用斜板将沉淀池分层，以提高沉淀效率。
[0036]在本发明中，通过内侧导流罩105和105'以及滤料拦截斜板组103和103'，人为将反洗排水槽主体104旁边水域分层，增加滤料与斜板接触几率，可以使更为细小的滤料与斜板发生碰撞，使包裹于滤料表面气泡破裂，降低滤料浮力，滤料改变运动方向而沉淀下来。
[0037]这样，本发明有效地防止滤池反洗时滤料流失问题的发生，避免运行中向滤池补充滤料，节省运行成本及管理难度；同时，避免了滤料经反洗排水而进入全厂处理系统，进而磨损而损坏后续工艺设备(如水泵、搅拌机等)。在此种反洗水槽的作用下，可以提高滤池的反洗强度，减少滤池的反洗时间和频率，降低反洗废水排放量，从而增加了滤池的率水量。
[0038]另外，图2a中虚线部分101'为可拆装部分，也就是说，此种反洗水槽可定制为成品设备，现场直接装于现有滤池反洗排水渠，安装简单，降低土建施工难度，可在现有滤池的基础上进行改造。
[0039]图3a为采用根据本发明的高强度反洗排水槽装置101的深床滤池及反硝化深床滤池300的平面图。图3b为沿图3a的B-B线的剖面图。
[0040]如图3b所示，所述滤池300内部从上往下层叠布置着滤料层301、承托层302和滤砖层303。多行所述反洗排水槽装置101等距分布在所述滤池的表层。
[0041]反洗时，反洗水流从下往上依次通过所述滤砖层303、承托层302、滤料层301，进行反冲洗，最后到达反洗排水槽装·置101，并经各个反洗排水槽汇聚到滤池边缘的总排水渠304。
[0042]结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。
【权利要求】
1.一种用于水处理滤池的反洗排水槽装置，包括:位于整个装置中央的反洗排水槽主体，以及在反洗排水槽主体左右对称布置的排气管、内侧导流罩和外侧导流罩， 其中所述反洗排水槽主体与所述外侧导流罩共同限定出反洗水流反冲洗后汇入反洗排水槽主体的主水通道， 所述内侧导流罩将主水通道分为上下两层，以便反洗水绕过所述内侧导流罩后汇入反洗排水槽主体， 所述排气管位于外侧导流罩的上部外侧。
2.根据权利要求1所述的反洗排水槽装置，其中所述反洗排水槽主体为U型槽结构。
3.根据权利要求1或2所述的反洗排水槽装置，其中所述内侧导流罩为板状，大致呈‘‘八，’型。
4.根据权利要求3所述的反洗排水槽装置，其中所述内侧导流罩连接到所述反洗排水槽主体的左右两侧下部，并且沿垂直方向向外倾斜延伸，遮挡了主水通道30%-70%的通水截面面积。
5.根据权利要求1或2所述的反洗排水槽装置，其中所述外侧导流罩为板状，大致呈iiJ 型。
6.根据权利要求5所述的反洗排水槽装置，其中所述外侧导流罩的上部的上沿高度超过所述反洗排水槽主体的上沿高度，所述上部向下垂直延伸，延伸到与所述内侧导流罩的外侧边缘的虚拟延长线相交位置处后，沿垂直方向弯折向外倾斜。
7.根据权利要求1或2所述的反洗排水槽装置，其中还包括滤料拦截斜板组，所述滤料拦截斜板组由多块平行斜板组成，在反洗排水槽主体左右对称地布置在主水通道内，位于内侧导流罩上部。
8.一种用于水处理滤池的反洗方法，包括如下步骤: 第一步，反洗水携带滤料上升，在布置于反洗排水槽主体外侧的外侧导流罩的引导作用下汇集到主水通道，向反洗排水槽主体流动； 第二步，水流在反洗排水槽主体及横向布置于主水通道内的内侧导流罩下部发生第一次碰撞并产生环流，碰撞使包裹于滤料表面气泡破裂，降低滤料浮力，滤料改变运动方向而沉淀下来，水流继续流向反洗排水槽主体并排出。
9.根据权利要求8所述的用于水处理滤池的反洗方法，其中还包括: 第三步，剩余部分滤料被水携带而继续上升，经过内侧导流罩以及外侧导流罩之间的空隙流入倾斜排列的滤料拦截斜板组； 第四步，滤料在进入滤料拦截斜板组后发生二次碰撞，滤料改变运动方向而沉淀经内外侧导流罩的空隙后，返回滤池中，水流继续流向反洗排水槽主体并排出。
【文档编号】C02F3/02GK103845930SQ201410053375
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年2月17日 优先权日:2014年2月17日
【发明者】蔡文, 寇长江, 张阳, 孙召强, 王忠民, 祁淑敏, 王玥, 李冬馨 申请人:中持（北京）水务运营有限公司