逆向串联炭砂滤池及水过滤方法与流程

1.本发明涉及给水处理技术领域，特别涉及一种逆向串联炭砂滤池及水过滤方法。


背景技术：

2.目前，自来水厂的深度处理、污水厂处理和特种水处理中较多采用臭氧生物活性炭工艺和砂滤池工艺，臭氧生物活性炭工艺对于原水中的天然有机物和氨氮有较佳的去除率，砂滤池工艺对水中颗粒状物质有较佳的去除率。臭氧生物活性炭工艺中生物活性炭吸附池的形式有下向流固定床与上向流流化床两种方式。比较常见的是采用下向流固定床的生物活性炭吸附池，但近年来，上向流流化床的生物活性炭吸附池逐步推广使用。上向流流化床的生物活性炭吸附池与传统的下向流固定床的生物活性炭吸附池相比，具有较多优点：一是上向流活性炭吸附池膨胀率好，上向流活性炭吸附池的膨胀率可以达到30％～50％，较高的膨胀率可以保证活性炭充分发挥作用，提高有机物的去除率；二是上向流活性炭吸附池的使用效率高，流速快，占地面积小；三是上向流活性炭吸附池水头损失比较小，约为1.0m～1.2m。
3.专利号为cn202022468558.6的专利公开了一种带中央渠的炭砂双拼滤池，其方案是将炭池与砂池通过隔墙的开孔连通，待处理水从进水渠先进入炭池后进入砂池，进水总渠设置在最左侧，炭池设置在中间，砂池设置在最右侧的顺向串联的布置方式。但是，这种顺向串联的炭砂滤池布局方式没有考虑超越炭池向砂池直接进水的需求，如果增设该功能需增加超越渠道且增加占地，在水厂实际使用时受限较多。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是为了克服炭砂滤池采用顺向串联的布局方式时未设置超越渠道即使设置也比较麻烦且增加占地，提供一种逆向串联炭砂滤池及水过滤方法。
5.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.一种逆向串联炭砂滤池，包括炭池单元、砂池单元和出水单元，所述逆向串联炭砂滤池还包括多功能进水排水渠单元，所述多功能进水排水渠单元设置在所述炭池单元和所述砂池单元之间，所述多功能进水排水渠单元连通所述炭池单元和所述砂池单元，所述多功能进水排水渠单元包括：
7.进水总渠，所述进水总渠与所述炭池单元相连通。
8.炭池排水总渠，所述炭池排水总渠设于所述进水总渠的下端，所述炭池排水总渠与所述炭池单元可连通设置；所述逆向串联炭砂滤池被配置为待过滤水从所述进水总渠流出，由下至上流经所述炭池单元，流回并穿过所述炭池排水总渠进入砂池，然后再由上至下流经所述砂池单元，最终经所述出水单元排出至所述逆向串联炭砂滤池外。
9.在本方案中，多功能进水排水渠单元居中、炭池单元，砂池单元分列左右的布置，可以充分利用多功能进水排水渠单元的空间，可以在该空间内建造进水总渠和炭池排水总渠，特别是进水总渠的砂池侧的顶部可以设置超越炭池的砂池进水措施，无需另外占地，从
而使得布置更合理更紧凑，占地会更小。炭池单元出水排水渠排水管设置在出水管下部，即便炭池“跑炭”进入出水排水渠后会沉降在渠底部并由排水管排除，减少进入砂池。
10.优选地，所述多功能进水排水渠单元还包括砂池排水总渠，所述砂池排水总渠设于所述炭池排水总渠的下端并与所述砂池单元可连通设置，所述砂池排水总渠与所述砂池单元构成砂池排水通路。
11.在本方案中，在所述多功能进水排水渠单元的空间内分别设置有炭池排水总渠和砂池排水总渠，不但能使1炭池、砂池的排水分开，还能够进一步节省空间。
12.优选地，所述多功能进水排水渠单元还包括：
13.竖向进水通道，所述竖向进水通道与所述进水总渠相连通，所述竖向进水通道设置在所述进水总渠和所述炭池单元之间。
14.进水阀，所述进水阀设于所述进水总渠靠近所述炭池单元的一侧壁上。
15.进水堰，所述进水堰位于所述竖向进水通道并设于所述进水阀靠近所述炭池单元方向的一侧并与所述进水阀保持间隔。
16.其中，所述进水总渠，所述进水阀，所述进水堰，所述竖向进水通道依次设置构成炭池进水通路。
17.优选地，所述多功能进水排水渠单元还包括：
18.炭池出水排水渠，所述炭池出水排水渠设于所述炭池单元靠近所述多功能进水排水渠单元的外侧壁，所述外侧壁上半部设有炭池过水孔，所述炭池过水孔连通所述炭池出水排水渠和所述炭池单元，所述炭池出水排水渠与所述炭池排水管相连通。
19.炭池出水管，所述炭池出水管连通所述炭池出水排水渠并穿过所述炭池排水总渠砂池连通。
20.在本方案中，炭池出水排水渠底部排水上部出水的布置，能够确保实现通过炭池排水阀开启或关闭可以控制炭池排水或者炭池出水进入砂池，“一阀两用”。(本段与后面重复)
21.炭池排水管，所述炭池排水管连通所述炭池排水总渠与所述炭池出水排水渠。
22.炭池排水阀，炭池排水阀设于所述炭池排水管。
23.其中所述炭池排水阀和所述炭池排水管构成炭池排水通路。
24.在本方案中，通过炭池排水阀的开启或关闭可以控制炭池单元排水或者炭池单元出水进入砂池单元，“一阀两用”，能够实现对炭池单元工作模式的灵活控制，炭池单元出水排水渠底部排水上部出水的布置还可以减少炭池“跑炭”进入砂池。
25.优选地，所述炭池单元包括：
26.炭床，在所述外侧壁上高于所述炭床的位置开设通孔，并在所述通孔处设置降液位阀。
27.炭池进水进气渠，所述进水进气渠设于所述炭池的底板之下，与所述炭池进水总渠通过竖向连接；
28.炭池布水布气系统，所述炭池布水布气系统设置再完成底部炭床之下，与所述进水进气渠相连通。
29.炭池集水槽，所述炭池集水槽与所述炭池过水孔的位置相对应并连通，所述炭池集水槽高度高于所述炭池出水排水渠上部。
30.在本方案中，炭池单元采用上述结构形式，能够保证待过滤水能够在炭池单元内由下至上流动，经炭池出水排水渠，并穿过所述炭池排水总渠逆向流回至砂池内。
31.优选地，所述砂池单元包括：
32.砂床，砂池进水配水槽，所述砂池进水配水槽设置在所述砂床的上端。
33.砂池过水孔，所述砂池过水孔通过炭池出水管连通所述炭池出水排水渠和所述砂池。
34.砂池中央出水渠，所述砂池中央出水渠设置在砂池直径的底部与所述出水单元相连通。
35.砂池布水布气系统，所述砂池布水布气系统设于所述述砂池砂床的底部并于中央出水渠侧壁上气下水双层多孔均布连通。
36.砂池中央排水渠，所述砂池中央排水渠设置在中央出水区上层与所述砂池排水总渠可连通设置；
37.砂池排水阀，所述砂池单元与所述述砂池排水总渠之间开设有通孔，所述砂池排水阀安装于所述通孔。
38.在本方案中，砂池单元采用上述结构形式，能够确保待过滤水从所述炭池出水排水渠进入砂池单元，并在砂池单元内自上至下流动，并最终经述出水单元排出至所述逆向串联炭砂滤池外。
39.优选地，所述砂池单元还包括砂池超越进水单元，所述超越进水单元包括：
40.砂池超越进水渠；
41.砂池超越进水阀，所述砂池超越进水阀设于所述砂池超越进水渠远离所述进水总渠的一侧壁上。
42.砂池超越进水堰，所述砂池超越进水堰设于所述砂池超越进水阀(远离所述进水总渠方向的一端并与所述砂池超越进水阀保持间隔设置，所述砂池超越进水堰连通所述砂池单元和所述砂池超越进水渠。
43.砂池超越进水导引管，所述砂池超越进水导引管连通所述砂池超越进水渠和所述砂池单元。
44.在本方案中，如果因为季节性原因，待过滤水的水质不需要或不适合进行深度处理时，即可通过砂池超越进水单元超越炭池，直接进入砂池单元进行过滤，且更容易设置超越炭池功能，在砂池单元顶设置超砂池超越进水渠，利用空间、不占面积。
45.一种水过滤方法，其使用上述的逆向串联炭砂滤池，所述水过滤方法包括执行下述模式中的至少一种：
46.正常运行模式，在所述正常运行模式下，待过滤水从所述多所述进水总渠流出，由下至上流经所述炭池单元，并流回所述炭池排水总渠，然后再由上至下流经所述砂池单元，最终经所述出水单元排出至所述逆向串联炭砂滤池外。
47.部分超越运行模式，在所述部分超越运行模式下，需要过滤的水直接进入所述砂池单元进行过滤，或一部分待过滤的水进入炭池单元进行过滤。
48.砂池单元反冲洗模式，在所述砂池单元反冲洗模式下，所述砂池单元内的水由下至上流经所述砂池单元并流入所述多功能进水排水渠单元。
49.以及炭池单元和砂池单元同时但分开冲洗模式。
50.在本方案中，使用上述的逆向串联炭砂滤池进行水过滤的方法，可以根据需要灵活执行上述模式中的至少一种，从而能够使逆向串联炭砂滤池能够处理各种不同的水质，同时还能够使逆向串联炭砂滤池具有冲洗清洁自身的功能，进而能够极大的提高逆向串联炭砂滤池的适用性。
51.优选地，所述正常运行模式包括以下步骤：
52.s1、连通所述多功能进水排水渠单元、所述炭池单元和所述砂池单元，打开出水单元；
53.s2、关闭炭池单元和砂池单元的排水通路；
54.s3、使待过滤水从所述进水总渠进入炭池单以开始过滤；
55.所述部分超越运行模式包括以下步骤：
56.s10、断开后部分断开所述进水总渠与所述炭池单元的连通，以关闭炭池单元，或部分关闭关闭炭池单元；
57.s20、将待过滤水直接进入砂池单元过滤出水。
58.所述砂池单元反冲洗模式包括以下步骤：
59.s100、停止进水、打开砂池单元的排水通路；
60.s200、使所述砂池单元内的水由下至上流经所述砂池单元并流入所述多功能进水排水渠单元；
61.所述炭池单元和砂池单元同时但分开冲洗模式包括以下步骤：
62.s31、停止进水、降低所述炭池单元和所述多功能进水排水渠单元的水位；
63.s32、单独气洗和水冲洗；
64.s33、关闭所述炭池单元的排水通路，开启进水，所述炭池单元出水。
65.s34、砂池水冲洗排水同时炭池出水砂池进水，由配水槽底部流出侧向推动水面强化排渣；
66.s35、砂池停止冲洗、关闭排水，正常出水。
67.本发明的积极进步效果在于：多功能进水排水渠单元居中、炭池单元，砂池单元分列左右的布置，可以充分利用多功能进水排水渠单元的空间，可以在该空间内建造水总渠和炭池排水总渠，特别可以方便的步骤砂池超越渠，从而使得布置更合理更紧凑，占地会更小。
附图说明
68.图1为本发明优选实施例的本发明实施例的逆向串联炭砂滤池平面图。
69.图2为图1的a-a剖面图。
70.图3为本发明优选实施例的逆向串联炭砂滤池正常运行模式水流路径图。
71.图4本发明优选实施例的逆向串联炭砂滤池部分超越运行模式的水流路径图。
72.图5本发明优选实施例的逆向串联炭砂滤池砂池单元反冲洗模式的水流路径图。
73.图6本发明优选实施例的逆向串联炭砂滤池炭池单元和砂池单元同时但分开冲洗模式的水流路径图。
74.附图标记说明：
75.多功能进水排水渠单元1
76.进水总渠101
77.进水阀102
78.进水堰103
79.竖向进水通道104
80.炭池出水排水渠105
81.炭池排水阀106
82.炭池排水管107
83.炭池出水管108
84.进水排水汇集渠109
85.砂池排水管110
86.砂池排水阀111
87.砂池排水总渠112
88.炭池排水总渠113
89.炭池降水位阀114
90.砂池超越进水渠115
91.砂池超越进水阀116
92.砂池超越进水堰117
93.砂池超越进水导引管118；
94.炭池单元2
95.炭池进水进气渠201
96.炭池布水布气系统202
97.炭床203
98.集水槽204
99.炭池过水孔205
100.砂池单元3
101.砂池排水槽301
102.砂床302
103.砂池布水布气系统303
104.砂池进水进气兼出水渠304。
105.砂池过水孔305
106.砂池中央排水渠306
107.砂池排水阀307
108.出水单元4
109.砂池出水阀401
具体实施方式
110.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
111.如图1-图6所示，本实施例提供一种逆向串联炭砂滤池，包括炭池单元2、砂池单元3和出水单元4，逆向串联炭砂滤池还包括多功能进水排水渠单元1，多功能进水排水渠单元
1设置在炭池单元2和砂池单元3之间，多功能进水排水渠单元1连通炭池单元2和砂池单元3，其中，多功能进水排水渠单元1包括进水总渠101、砂池排水总渠112和炭池排水总渠113，炭池排水总渠设于进水总渠的下端，炭池排水总渠与炭池单元可连通设置。进水总渠101与炭池单元2的底部可连通设置，进水总渠101用于向炭池单元2的底部供水。
112.进水总渠101用于向炭池单元2的底部供水，在进水总渠101的下端设有炭池排水总渠113，砂池排水总渠112设于炭池排水总渠113的下端并与砂池单元2可连通设置，砂池排水总渠与砂池单元构成砂池排水通路。逆向串联炭砂滤池被配置为待过滤水从多功能进水排水渠单元1中进水总渠101的流出，由下至上流经炭池单元2，并流回多功能进水排水渠单元1中的炭池排水总渠113，然后待过滤水再由炭池排水总渠113出发，然后由上至下流经砂池单元3，最终经出水单元4排出至逆向串联炭砂滤池外。
113.在本实施例中，多功能进水排水渠单元1居中、炭池单元2，砂池单元3分列左右的布置，可以充分利用多功能进水排水渠单元1的空间，可以在该空间内建造进水总渠101，砂池排水总渠112和炭池排水总渠113，从而使得布置更合理更紧凑，占地会更小。并且炭池单元2底部进水上部出水的布置，还可以减少炭池“跑炭”进入砂池。
114.进一步的，在本实施例中，多功能进水排水渠单元1还包括竖向进水通道104、进水阀102、进水堰103、炭池排水管107、炭池排水阀106、炭池出水排水渠105和炭池出水管108。
115.竖向进水通道104与进水总渠101相连通，竖向进水通道104设置在进水总渠101和炭池单元2之间；进水阀102设于进水总渠101靠近炭池单元2的一侧壁上。进水堰103位于竖向进水通道104内并设于进水阀102靠近炭池单元2方向的一侧并与进水阀102保持间隔。其中，进水总渠101，进水阀102，进水堰103，竖向进水通道104依次设置构成炭池进水通路。
116.炭池出水排水渠105设于炭池单元2靠近多功能进水排水渠单元1的外侧壁，外侧壁上半部设有炭池过水孔205，炭池过水孔205连通炭池出水排水渠105和炭池单元2，炭池出水排水渠105与炭池排水管107相连通。
117.炭池出水管108连通炭池出水排水渠105与炭池排水总渠113。
118.如图3所示，逆向串联炭砂滤池被配置为待过滤水从多功能进水排水渠单元1中进水总渠101的流出，通过进水阀102流进进水堰103，再流入竖向进水通道104，进入炭池单元2的底部，然后由下至上流经炭池单元2，然后再流入炭池出水排水渠105，再经炭池出水管108流入炭池排水总渠113，然后待过滤水再由炭池排水总渠113出发，然后由上至下流经砂池单元3，最终经出水单元4排出至逆向串联炭砂滤池外。
119.在本实施例中，炭池出水排水渠105底部排水上部出水的布置，能够进一步确保实现通过炭池排水阀106开启或关闭可以控制炭池排水或者炭池出水进入砂池，“一阀两用”。
120.炭池排水管107连通炭池排水总渠113与炭池单元2。炭池排水阀106设于炭池排水管107。其中炭池排水阀106和炭池排水管107构成炭池排水通路。
121.在本实施例中，通过炭池排水阀106的开启或关闭可以控制炭池单元2排水或者炭池单元2出水进入砂池单元3，“一阀两用”，能够实现对炭池单元2工作模式的灵活控制。
122.炭池单元2包括：炭床203、炭池进水进气渠201、炭池布水布气系统202、炭池集水槽204。
123.在外侧壁上高于炭床203的位置开设通孔，并在通孔处设置降液位阀。
124.进水进气渠设于炭池底板之下，炭池进水进气渠201与竖向进水通道104相连通。
125.炭池布水布气系统202设于炭池底部炭床203之下，炭池布水布气系统202与所述进水进气渠201相连通。
126.炭池集水槽204与炭池过水孔205的位置相对应并连通，炭池集水槽204高度高于炭池出水排水渠105上部。
127.在本实施例中，炭池单元2采用上述结构形式，能够保证待过滤水能够在炭池单元2内由下至上流动，即如图3所示，逆向串联炭砂滤池被配置为在炭池单元内部能够依次流经炭池进水进气渠201、炭池布水布气系统202、炭床203、炭池集水槽204，通过炭池过水孔205流入炭池出水排水渠105，并最终流回进水排水汇集渠109内。
128.如图2所示，砂池单元3包括：砂床302、砂池排水槽301、砂池过水孔、砂池进水进气兼出水渠304、砂池布水布气系统303。砂池中央排水渠306和砂池排水阀307。
129.砂池排水槽301设置在砂床302的上端；砂池过水孔连通砂池进水排水汇集渠109和砂池排水槽301。
130.砂池进水进气兼出水渠设置在砂床302的下端并与出水单元4相连通。
131.砂池布水布气系统303设于述砂池进水进气兼出水渠中。
132.砂池中央排水渠306与砂池排水总渠112可连通设置，砂池单元与砂池排水总渠112之间开设有通孔，砂池排水阀307安装于通孔。
133.在本实施例中，如图3所示，逆向串联炭砂滤池被配置为在砂池单元3内待过滤水从进炭池排水总渠113通过砂池过水孔305自上至下依次流经砂池排水槽301、砂床302、砂池布水布气系统303、砂池进水进气兼出水渠304。并最终经述出水单元4排出至逆向串联炭砂滤池外。
134.如图2所示，砂池单元3还包括砂池超越进水单元，超越进水单元包括砂池超越进水渠115、砂池超越进水阀116、砂池超越进水堰117、砂池超越进水导引管。
135.砂池超越进水阀116设于砂池超越进水渠115远离进水总渠101的一侧壁上；砂池超越进水堰117设于砂池超越进水阀116远离进水总渠101方向的一端并与砂池超越进水阀116保持间隔设置，砂池超越进水堰117连通砂池单元3和砂池超越进水渠115；砂池超越进水导引管连通砂池超越进水渠115和砂池单元3。
136.在本实施例中，如果因为季节性原因，待过滤水的水质不需要或不适合进行深度处理时，即可通过砂池超越进水单元超越炭池，直接进入砂池单元3进行过滤，且更容易设置超越炭池功能，在砂池单元3顶设置超砂池超越进水渠115，利用空间、不占面积。
137.本实施例还提供一种水过滤方法，其使用上述的逆向串联炭砂滤池，水过滤方法包括执行下述模式中的至少一种：
138.水流路径如图3中带有箭头的双点划线所示的正常运行模式，在正常运行模式下，待过滤水从进水总渠101流出，由下至上流经炭池单元，并流回炭池排水总渠113，然后再由上至下流经砂池单元，最终经出水单元排出至逆向串联炭砂滤池外。
139.水流路径如图4中带有箭头的双点划线所示的部分超越运行模式，在部分超越运行模式下，需要过滤的水直接进入砂池单元3进行过滤，或一部分待过滤的水进入炭池单元2进行过滤；
140.水流路径如图5中带有箭头的双点划线所示的砂池单元反冲洗模式，在砂池单元3反冲洗模式下，砂池单元3内的水由下至上流经砂池单元3并流入多功能进水排水渠单元1；
141.以及水流路径如图6中带有箭头的双点划线所示的炭池单元和砂池单元同时但分开冲洗模式。
142.在本实施例中，使用上述的逆向串联炭砂滤池进行水过滤的方法，可以根据需要灵活执行上述模式中的至少一种，从而能够使逆向串联炭砂滤池能够处理各种不同的水质，同时还能够使逆向串联炭砂滤池具有冲洗清洁自身的功能，进而能够极大的提高逆向串联炭砂滤池的适用性。
143.如图3所示，正常运行模式包括以下步骤：
144.s1、连通多功能进水排水渠单元1、炭池单元2和砂池单元3，打开出水单元4。
145.s2、关闭炭池单元2和砂池单元3的排水通路；
146.具体地，s1和s2为打开单格进水阀102门、关闭炭池排水阀106门、关闭砂池排水阀111门、关闭炭池降水位阀114门、打开砂池出水阀401门。
147.s3、使待过滤水从进水总渠101进入炭池单元2以开始过滤；
148.具体地，s3为使待处理水从中间进水总渠101进入单格进水阀102、进水堰103、进水竖向通道向下向右进入炭池进水进气渠201、向上经过布水布气系统、经炭床203处理后进入集水槽204，通过过水孔进入炭池出水排水渠105，炭池出水经过出水管进入炭池排水总渠113，通过过水孔经砂池排水槽301翻水、向下经砂床302过滤后向下经布水布气系统进入砂池进水进气兼出水渠进入出水单元4，并经出砂池水阀401接入出水总渠。
149.如图4所示，部分超越运行模式包括以下步骤：
150.s10、断开多功能进水排水渠单元1与炭池单元2的连通，以关闭炭池单元2，或，部分关闭关闭炭池单元2。
151.具体地，s10为开启单格砂池超越进水阀116，待过滤水进入砂池直接过滤出水；也可以小角度开启进水阀102同时小角度开启砂池超越进水阀116混合水过滤，
152.s20、将待过滤水直接进入砂池单元3过滤出水。
153.如图5所示，砂池单元3反冲洗模式包括以下步骤：
154.s100、打开砂池单元3的排水通路；
155.s200、使砂池单元3内的水由下至上流经砂池单元3并流入多功能进水排水渠单元1。
156.具体地，s100和s200为关闭进水阀102、关闭砂池出水阀401、先打开先打开砂池排水阀307，排至砂池排水总渠112，反冲洗停止后关闭砂池排水阀307。打开进水阀102，恢复出水。
157.如图6所示，炭池单元2和砂池单元3同时但分开冲洗模式包括以下步骤：
158.s31、停止进水、降低所述炭池单元和所述多功能进水排水渠单元的水位；
159.s32、单独气洗和水冲洗；
160.s33、关闭所述炭池单元的排水通路，开启进水，所述炭池单元出水。
161.s34、砂池水冲洗排水同时炭池出水砂池进水，由配水槽底部流出侧向推动水面强化排渣；
162.s35、砂池停止冲洗、关闭排水，正常出水。
163.s31、降低炭池单元2和多功能进水排水渠单元1的水位；
164.具体地，s31为关闭进水阀102、关闭砂池出水阀401、打开炭池出水排水渠105底部
炭池排水阀106排空出水排水渠、打开炭池降水位阀114降低炭池池面水位、打开砂池排水阀307。
165.s32、全开进水阀102，单独水冲洗；
166.s33、关闭炭池单元2的排水通路，提高炭池单元2的水位。
167.具体地，s33为关闭炭池排水阀106，炭池出水排水渠105内水位上升至上部炭池出水管108，恢复出水，调整各格进水阀102门的开启度恢复正常。
168.炭池冲洗同时打开砂池气冲阀，气冲若干时间；
169.s33.1打开水冲洗阀小水量气水同冲；排水经砂池排水阀307，排至砂池排水总渠112。
170.s33.2关闭气冲阀，加大水冲洗强度，单独水冲；
171.s33.3关闭水冲阀、打开排气阀排气后关闭，静止等待炭池出水；
172.恢复正常运行步骤
173.s34炭池出水进入砂池，炭砂滤池恢复正常运行。
174.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。