一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及过滤技术领域，特别涉及一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置。

背景技术：
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常规颗粒介质过滤器采用的待滤水从上面的进水管进入，经过滤层过滤后，滤后水经集水滤管或滤帽汇集后从下面的集水管中流出。常规石英砂过滤器操作方便，维护简单，不足之处是占地面积大，投资成本高。

在游泳池和戏水乐园水处理中，需要使用臭氧氧化消毒，全程半流臭氧消毒工艺需要设置臭氧反应罐和活性炭吸附罐，占地面积大、投资成本高。

以一个50×25×2米的国际标准游泳为例，如果采用全程半流臭氧消毒工艺，按照国家最低设计标准，4小时循环，需要8台直径2米的石英砂过滤罐、3台直径2米的臭氧反应罐、6台直径2米的活性炭吸附罐，共17台罐，占地面积和投资惊人。

技术实现要素：
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本实用新型提供了一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置及使用方法，解决了现有技术中过滤效率低，占地面积大的问题。

本实用新型的技术解决措施如下：一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置，其包括有罐体，还包括有成型于所述罐体内下部的过滤空间和上部的反冲洗膨胀空间，所述过滤空间内填充有颗粒滤料，所述过滤空间内安装有多层上下水平设置的布集水管，所述布集水管上装有滤棒，所述反冲洗膨胀空间内设置有上层布水管，多层所述布集水管以及上层布水管的一端密封延伸出罐体，一部分所述布集水管的延伸端通过管道并联连接有进水总管，其余所述布集水管的延伸端通过管道并联连接有滤后出水总管，所述布集水管与进水总管和滤后出水总管之间均安装有阀门，所述上层布水管的延伸端通过三通管道分别与滤后出水总管和进水总管连接，所述上层布水管和进水总管之间安装有阀门，所述上层布水管和进水总管之间连接有臭氧气水混合管，所述上层布水管和滤后出水总管之间安装有阀门，所述上层布水管和滤后出水总管之间连接有反冲洗及正洗排水管，所述进水总管连接有水泵，所述罐体顶部安装有排气口，所述排气口处安装有自动排气阀。

作为优选，所述颗粒滤料的颗粒直径大小为0.15mm～0.8mm，上下层所述布集水管之间的间距与颗粒滤料的平均颗粒直径之比≥800。

作为优选，所述布集水管的另一端上连接有多个鱼骨状分布的滤棒，所述滤棒上开设有进出水缝隙，所述进出水缝隙的宽度小于颗粒滤料的颗粒直径。

作为优选，所述上层布水管的另一端上连接有开口朝上的布水口。

作为优选，所述布集水管包括有三层，且从上往下依次设为第二布集水管，第三布集水管和第四布集水管，所述第二布集水管与滤后出水总管相连通且其之间安装有第四阀门和第七阀门；所述第三布集水管与进水总管相连通且其之间安装有第二阀门；所述第四布集水管与进水总管相连通且其之间安装有第三阀门，所述第四布集水管与滤后出水总管相连通且其之间安装第四阀门；所述上层布水管与进水总管相连通且其之间安装有第一阀门，所述上层布水管与滤后出水总管相连通且其之间安装有第六阀门、第五阀门和第四阀门，所述臭氧气水混合管连接于第一阀门和上层布水管之间，所述反冲洗及正洗排水管连接于第六阀门和第五阀门之间。

一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置用于过滤的方法：打开第一阀门、第二阀门、第四阀门和第七阀门，关闭第三阀门、第五阀门和第六阀门，打开水泵，待滤水通过进水总管汇入罐体，一部分通过第三布集水管的滤棒进入过滤空间，经颗粒滤料过滤的滤后水通过第四布集水管汇入滤后出水总管并排出；其余部分通过上层布水管进入反冲洗膨胀空间，经反冲洗膨胀空间进入过滤空间，经颗粒滤料过滤的滤后水通过第二布集水管汇入滤后出水总管并排出。

一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置用于反冲洗的方法：打开第三阀门和第六阀门，关闭第一阀门、第二阀门、第四阀门、第五阀门和第七阀门，打开水泵，反冲洗水通过进水总管汇入罐体，并通过第四布集水管的滤棒进入过滤空间，并使颗粒滤料形成的滤层膨胀，将附着在颗粒滤料上的杂质冲刷进入反冲洗膨胀空间，反冲洗水及杂质经布水口流入上层布水管，并通过反冲洗及正洗排水管排出。

一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置用做活性炭吸附罐的方法：打开第一阀门、第五阀门和第七阀门，关闭第二阀门、第三阀门、第四阀门和第六阀门，进水总管连接活性炭粉泥浆输送管，打开水泵，进水总管吸入粉末活性炭浆料，经上层布水管输送至过滤空间上方形成活性炭层，之后进入过滤阶段，此时打开打开第一阀门、第四阀门和第七阀门，关闭第二阀门、第三阀门、第五阀门和第六阀门，进水总管再与待滤水输送管连接，待滤水通过进水总管汇入罐体，并经上层布水管输送至反冲洗膨胀空间，待滤水经活性炭层进行有机物吸附和颗粒滤料过滤，滤后水通过第二布集水管汇入滤后出水总管并排出。

一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置用于过滤/臭氧反应的方法：打开第一阀门、第四阀门和第七阀门，关闭第二阀门、第三阀门、第五阀门和第六阀门，臭氧水经臭氧气水混合管进入罐体，进水总管与待滤水输送管连接，待滤水通过进水总管汇入罐体，并经上层布水管输送至反冲洗膨胀空间与臭氧反应，臭氧气水混合液中的气体和未溶解臭氧从水中溢出，经罐体顶部的自动排气阀排出进入尾气分解器，融入水中的臭氧在氧化分解水中物质的同时对水体进行消毒，滤后水经第二布集水管和第四布集水管汇入滤后出水总管排出。

一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置用于过滤/臭氧反应/活性炭吸附/羟基生成的方法：打开第一阀门、第五阀门和第七阀门，关闭第二阀门、第三阀门、第四阀门和第六阀门，进水总管连接活性炭粉泥浆输送管，打开水泵，进水总管吸入粉末活性炭浆料，经上层布水管输送至过滤空间上方形成活性炭层，打开第一阀门、第四阀门和第七阀门，关闭第二阀门、第三阀门、第五阀门和第六阀门，臭氧水经臭氧气水混合管进入罐体，进水总管与待滤水输送管连接，待滤水经上层布水管输送至反冲洗膨胀空间与臭氧反应，臭氧气水混合液中的气体和未溶解臭氧从水中溢出，经罐体顶部的自动排气阀排出进入尾气分解器，臭氧水通过活性炭层时，活性炭催化分解臭氧，生成强氧化剂羟基，对待滤水进行氧化消毒，滤后水经第二布集水管和第四布集水管汇入滤后出水总管并排出。

本实用新型的有益效果在于：1、通过在一个过滤罐体中设置多层布集水管，充分利用过滤器内的空间，使得过滤面积增加3倍以上，占地面积和滤料使用量不到常规过滤器的1/3，节约了投资；

2、可以提高反冲洗频次，常规游泳池过滤器一般反冲洗时间在5天，滤料中存在大量拦截下来的悬浮物，在游泳池和戏水乐园使用时，这些悬浮物中含有大量人体带入的有机物，会与水中含有的氯等消毒剂发生反应，一方面消耗了氯，另一方面生成消毒副产物，本实用新型所采用的罐体由于滤料用量减少，可提高反冲频繁，减少了拦截物在罐中的停留时间，也就减少了其与氯的反应量、减少了氯的消耗量和副产物生成量；

3、通过在罐体上方，留有反冲洗膨胀空间，一方面用于反冲洗时，滤料的膨胀，另一方面可以用于臭氧反应及脱气，臭氧通过最上方布水管进入罐内，尾气从罐顶排出；

4、用于过滤/臭氧反应时，增大了臭氧反应的空间，即除了反冲洗膨胀空间外部分过滤空间，其利用过滤空间中颗粒滤料占比约30％的孔隙，臭氧融入水后，除了分解水内杂质外，也能对附着在颗粒滤料内的杂质进行氧化分解，可以减少氯的消耗量

5、罐体还可兼做活性炭吸附反应罐，工作过程如下，将活性炭通过进水总管吸入罐体内，此时，其它进水管处于关闭状态，加完炭后再打开，活性炭被滤料拦截在表面，起到吸附有机物作用，当加入臭氧时，臭氧与活性炭发生反应，产生差羟基强氧化剂，起到氧化消毒作用，同时水中溶解的臭氧被消耗。

本实用新型的多层布集水结构颗粒介质过滤装置充分利用过滤空间，可多功能使用，节约了占地面积和滤料使用量。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型另一方向的结构示意图；

图3为实施例6的结构示意图；

图4为实施例1的罐体1外部的水流路径示意图；

图5为实施例1的罐体1内部的水流路径示意图；

图6为实施例2的罐体1外部的水流路径示意图；

图7为实施例2的罐体1内部的水流路径示意图；

图8为实施例3加活性炭时罐体1外部的水流路径示意图；

图9为实施例3的罐体1外部的水流路径示意图；

图10为实施例3的罐体1内部的水流路径示意图；

图11为实施例4的罐体1外部的水流路径示意图；

图12为实施例4的罐体1内部的水流路径示意图；

图13为实施例5加活性炭时罐体1外部的水流路径示意图；

图14为实施例5的罐体1外部的水流路径示意图；

图15为实施例5的罐体1内部的水流路径示意图。

图中：1、罐体；1-1、排气口；2、颗粒滤料；3、布集水管；3-12、第二布集水管；3-13、第三布集水管；3-14、第四布集水管；3-15、第五布集水管；3-16、第六布集水管；3-2、阀门；3-21、第一阀门；3-22、第二阀门；3-23、第三阀门；3-24、第四阀门；3-25、第五阀门；3-26、第六阀门；3-27、第七阀门；3-3、滤棒；4、上层布水管；4-1、布水口；5、进水总管；6、滤后出水总管；7、臭氧气水混合管；8、反冲洗及正洗排水管；9、水泵；10、活性炭层。

具体实施方式：

对本实用新型的一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置及使用方法，做进一步说明。

一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置，其包括有罐体1，还包括有成型于罐体1内下部的过滤空间和上部的反冲洗膨胀空间，过滤空间内填充有颗粒滤料2，过滤空间内安装有多层上下水平设置的布集水管3，布集水管上3装有滤棒3-3，反冲洗膨胀空间内设置有上层布水管4，多层布集水管3以及上层布水管4的一端密封延伸出罐体1，一部分布集水管3的延伸端通过管道并联连接有进水总管5，其余布集水管3的延伸端通过管道并联连接有滤后出水总管6，布集水管3与进水总管5和滤后出水总管6之间均安装有阀门3-2，上层布水管4的延伸端通过三通管道分别与滤后出水总管6和进水总管5连接，上层布水管4和进水总管5之间安装有阀门3-2，上层布水管4和进水总管5之间连接有臭氧气水混合管7，上层布水管4和滤后出水总管6之间安装有阀门3-2，上层布水管4和滤后出水总管6之间连接有反冲洗及正洗排水管8，进水总管5连接有水泵9，罐体1顶部安装有排气口1-1，排气口1-1处安装有自动排气阀。

进一步的，颗粒滤料2的颗粒直径大小为0.15mm～0.8mm，上下层布集水管3之间的间距与颗粒滤料2的平均颗粒直径之比≥800。

进一步的，布集水管3的另一端上连接有多个鱼骨状分布的滤棒3-3，滤棒3-3上开设有进出水缝隙，进出水缝隙的宽度小于颗粒滤料2的颗粒直径。

进一步的，上层布水管4的另一端上连接有开口朝上的布水口4-1。

实施例1

如图1、2、4、5所示的一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置，布集水管3包括有三层，且从上往下依次设为第二布集水管3-12，第三布集水管3-13和第四布集水管3-14，第二布集水管3-12与滤后出水总管6相连通且其之间安装有第四阀门3-24和第七阀门3-27；第三布集水管3-13与进水总管5相连通且其之间安装有第二阀门3-22；第四布集水管3-14与进水总管5相连通且其之间安装有第三阀门3-23，第四布集水管3-14与滤后出水总管6相连通且其之间安装第四阀门3-24；上层布水管4与进水总管5相连通且其之间安装有第一阀门3-21，上层布水管4与滤后出水总管6相连通且其之间安装有第六阀门3-26、第五阀门3-25和第四阀门3-24，臭氧气水混合管7连接于第一阀门3-21和上层布水管4之间，反冲洗及正洗排水管8连接于第六阀门3-26和第五阀门3-25之间。

上述多层布集水结构颗粒介质过滤装置用于过滤的方法：打开第一阀门3-21、第二阀门3-22、第四阀门3-24和第七阀门3-27，关闭第三阀门3-23、第五阀门3-25和第六阀门3-26，打开水泵9，待滤水通过进水总管5汇入罐体1，一部分通过第三布集水管3-13的滤棒3-3进入过滤空间，经颗粒滤料2过滤的滤后水通过第四布集水管3-14汇入滤后出水总管6并排出；其余部分通过上层布水管4进入反冲洗膨胀空间，经反冲洗膨胀空间进入过滤空间，经颗粒滤料2过滤的滤后水通过第二布集水管3-12汇入滤后出水总管6并排出。

实施例2

如图1、2、6、7所示的一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置，布集水管3包括有三层，且从上往下依次设为第二布集水管3-12，第三布集水管3-13和第四布集水管3-14，第二布集水管3-12与滤后出水总管6相连通且其之间安装有第四阀门3-24和第七阀门3-27；第三布集水管3-13与进水总管5相连通且其之间安装有第二阀门3-22；第四布集水管3-14与进水总管5相连通且其之间安装有第三阀门3-23，第四布集水管3-14与滤后出水总管6相连通且其之间安装第四阀门3-24；上层布水管4与进水总管5相连通且其之间安装有第一阀门3-21，上层布水管4与滤后出水总管6相连通且其之间安装有第六阀门3-26、第五阀门3-25和第四阀门3-24，臭氧气水混合管7连接于第一阀门3-21和上层布水管4之间，反冲洗及正洗排水管8连接于第六阀门3-26和第五阀门3-25之间。

上述多层布集水结构颗粒介质过滤装置用于反冲洗的方法：打开第三阀门3-23和第六阀门3-26，关闭第一阀门3-21、第二阀门3-22、第四阀门3-24、第五阀门3-25和第七阀门3-27，打开水泵9，反冲洗水通过进水总管5汇入罐体1，并通过第四布集水管3-14的滤棒3-3进入过滤空间，并使颗粒滤料2形成的滤层膨胀，将附着在颗粒滤料2上的杂质冲刷进入反冲洗膨胀空间，反冲洗水及杂质经布水口4-1流入上层布水管4，并通过反冲洗及正洗排水管8排出。

实施例3

如图1、2、8、9、10所示的一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置，布集水管3包括有三层，且从上往下依次设为第二布集水管3-12，第三布集水管3-13和第四布集水管3-14，第二布集水管3-12与滤后出水总管6相连通且其之间安装有第四阀门3-24和第七阀门3-27；第三布集水管3-13与进水总管5相连通且其之间安装有第二阀门3-22；第四布集水管3-14与进水总管5相连通且其之间安装有第三阀门3-23，第四布集水管3-14与滤后出水总管6相连通且其之间安装第四阀门3-24；上层布水管4与进水总管5相连通且其之间安装有第一阀门3-21，上层布水管4与滤后出水总管6相连通且其之间安装有第六阀门3-26、第五阀门3-25和第四阀门3-24，臭氧气水混合管7连接于第一阀门3-21和上层布水管4之间，反冲洗及正洗排水管8连接于第六阀门3-26和第五阀门3-25之间。

上述多层布集水结构颗粒介质过滤装置用做活性炭吸附罐的方法：打开第一阀门3-21、第五阀门3-25和第七阀门3-27，关闭第二阀门3-22、第三阀门3-23、第四阀门3-24和第六阀门3-26，进水总管5连接活性炭粉泥浆输送管，打开水泵9，进水总管5吸入粉末活性炭浆料，经上层布水管4输送至过滤空间上方形成活性炭层10，之后进入过滤阶段，此时打开打开第一阀门3-21、第四阀门3-24和第七阀门3-27，关闭第二阀门3-22、第三阀门3-23、第五阀门3-25和第六阀门3-26，进水总管5再与待滤水输送管连接，待滤水通过进水总管5汇入罐体1，并经上层布水管4输送至反冲洗膨胀空间，待滤水经活性炭层10进行有机物吸附和颗粒滤料2过滤，滤后水通过第二布集水管3-12汇入滤后出水总管6并排出。

实施例4

如图1、2、11、12所示的一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置，布集水管3包括有三层，且从上往下依次设为第二布集水管3-12，第三布集水管3-13和第四布集水管3-14，第二布集水管3-12与滤后出水总管6相连通且其之间安装有第四阀门3-24和第七阀门3-27；第三布集水管3-13与进水总管5相连通且其之间安装有第二阀门3-22；第四布集水管3-14与进水总管5相连通且其之间安装有第三阀门3-23，第四布集水管3-14与滤后出水总管6相连通且其之间安装第四阀门3-24；上层布水管4与进水总管5相连通且其之间安装有第一阀门3-21，上层布水管4与滤后出水总管6相连通且其之间安装有第六阀门3-26、第五阀门3-25和第四阀门3-24，臭氧气水混合管7连接于第一阀门3-21和上层布水管4之间，反冲洗及正洗排水管8连接于第六阀门3-26和第五阀门3-25之间。

上述多层布集水结构颗粒介质过滤装置用于过滤/臭氧反应的方法：打开第一阀门3-21、第四阀门3-24和第七阀门3-27，关闭第二阀门3-22、第三阀门3-23、第五阀门3-25和第六阀门3-26，臭氧水经臭氧气水混合管7进入罐体1，进水总管5与待滤水输送管连接，待滤水通过进水总管5汇入罐体1，并经上层布水管4输送至反冲洗膨胀空间与臭氧反应，臭氧气水混合液中的气体和未溶解臭氧从水中溢出，经罐体1顶部的自动排气阀排出进入尾气分解器，融入水中的臭氧在氧化分解水中物质的同时对水体进行消毒，滤后水经第二布集水管3-12和第四布集水管3-14汇入滤后出水总管6排出。

实施例5

如图1、2、13、14、15所示的一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置，布集水管3包括有三层，且从上往下依次设为第二布集水管3-12，第三布集水管3-13和第四布集水管3-14，第二布集水管3-12与滤后出水总管6相连通且其之间安装有第四阀门3-24和第七阀门3-27；第三布集水管3-13与进水总管5相连通且其之间安装有第二阀门3-22；第四布集水管3-14与进水总管5相连通且其之间安装有第三阀门3-23，第四布集水管3-14与滤后出水总管6相连通且其之间安装第四阀门3-24；上层布水管4与进水总管5相连通且其之间安装有第一阀门3-21，上层布水管4与滤后出水总管6相连通且其之间安装有第六阀门3-26、第五阀门3-25和第四阀门3-24，臭氧气水混合管7连接于第一阀门3-21和上层布水管4之间，反冲洗及正洗排水管8连接于第六阀门3-26和第五阀门3-25之间。

上述多层布集水结构颗粒介质过滤装置用做过滤/臭氧反应/活性炭吸附/羟基生成的方法：打开第一阀门3-21、第五阀门3-25和第七阀门3-27，关闭第二阀门3-22、第三阀门3-23、第四阀门3-24和第六阀门3-26，进水总管5连接活性炭粉泥浆输送管，打开水泵9，进水总管5吸入粉末活性炭浆料，经上层布水管4输送至过滤空间上方形成活性炭层10，打开第一阀门3-21、第四阀门3-24和第七阀门3-27，关闭第二阀门3-22、第三阀门3-23、第五阀门3-25和第六阀门3-26，臭氧水经臭氧气水混合管7进入罐体1，进水总管5与待滤水输送管连接，待滤水经上层布水管4输送至反冲洗膨胀空间与臭氧反应，臭氧气水混合液中的气体和未溶解臭氧从水中溢出，经罐体1顶部的自动排气阀排出进入尾气分解器，臭氧水通过活性炭层10时，活性炭催化分解臭氧，生成强氧化剂羟基，对待滤水进行氧化消毒，滤后水经第二布集水管和第四布集水管汇入滤后出水总管6并排出。

实施例6

如图3所示的一种多层布集水结构颗粒介质过滤装置，布集水管3包括有五层，且从上往下依次设为第二布集水管3-12，第三布集水管3-13、第四布集水管3-14、第五布集水管3-15、第六布集水管3-16，第二布集水管3-12与滤后出水总管6相连通且其之间安装有第四阀门3-24和第七阀门3-27；第三布集水管3-13与进水总管5相连通且其之间安装有第二阀门3-22；第四布集水管3-14与进水总管5相连通且其之间安装有第三阀门3-23，第四布集水管3-14与滤后出水总管6相连通且其之间安装第四阀门3-24；第五布集水管3-15与进水总管5相连通且其之间安装有第二阀门3-22；第六布集水管3-16与进水总管5相连通且其之间安装有第三阀门3-23，第六布集水管3-16与滤后出水总管6相连通且其之间安装第四阀门3-24；上层布水管4与进水总管5相连通且其之间安装有第一阀门3-21，上层布水管4与滤后出水总管6相连通且其之间安装有第六阀门3-26、第五阀门3-25和第四阀门3-24，臭氧气水混合管7连接于第一阀门3-21和上层布水管4之间，反冲洗及正洗排水管8连接于第六阀门3-26和第五阀门3-25之间。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。