专利名称：一种水处理装置滤料分区高强度清洗方法
技术领域：
本发明涉及水处理装置，特别是水处理装置的一种滤料清洗方法。
背景技术：
滤料是水处理中重要的过滤介质，起到截流杂质、去除有害物质、调节硬度的作 用。滤料使用一段时间后，滤料会被滤出物质淤积和堵塞，导致滤料逐渐失去水处理效能， 其清洗再生是水处理中一个重要环节。现有技术主要是采用反冲洗的办法，对滤料进行清洗、再生。冲洗流经与工作流经 相同，冲洗方向与工作水流方向相同或相反。但是受到管径、水压等因素限制，冲洗水流量 一般只能再工作流量2倍以内，冲洗流速只能达到过滤流速的2倍以下，满足不了大多数滤 料的清洗要求，冲洗效果较差。特别是对石英砂、矿物滤料、金属滤料等较重滤料难以流化， 不能得到有效清洗，最终使滤料板结失效。现有技术解决这个问题的方法包括搅拌、移出滤池、水泵加压、压力气流冲击等， 清洗效果大大提高。但存在以下问题1、自动化程度低、装置复杂、成本高、运行维护工作量大、噪声大等问题；2、应用场合限制大，在家用、商用及其它终端水处理装置难以采用；3、对滤料强度要求高，不适于易碎滤料的清洗。清洗再生难题，大大限制了滤料的使用，kdf等高级滤料在终端水处理中难以发挥
重要作用。
发明内容
针对现有技术在水处理装置滤料清洗中存在的问题，本发明改变现有技术冲洗流 径与工作流经相同的传统思路，以改变冲洗流径为突破口，减小冲洗水的过流断面，每次只 冲洗部分区域，对滤料逐流径分别冲洗，从而在既定冲洗流量下，使冲洗水与滤料颗粒的接 触速度数倍提高，达到滤料规定的清洗流速，得到流化，实现滤料的彻底清洗再生。本发明的原理和技术方法是在滤床工作水流的入口或出口断面，借助该断面上分隔滤床与其他功能区的必备 结构物，将该断面分割为η个子区域。其中η由滤床断面面积、滤料清洗所要求的水流速(一般是流化速度)、供水管路 能够达到的正常冲洗水流量确定η =滤床断面面积X滤料的最佳清洗流速/冲洗水流量根据水处理容器、滤床和上述分隔结构物的结构形态，确定适当的挡水板结构形 态、工作方式和驱动控制方式。挡水板的作用相当于上述子区域的水路阀门。水处理装置 的结构不同，与之相适宜的挡水板形态、驱动方式、控制方式不同。在水处理器工作状态下，全部η个子区域的挡水板均处于打开状态，工作水流在 整个滤床正常通过。
当进行反冲洗时，步骤如下1、打开反冲洗进水阀，通过控制装置，按下列步骤进行冲洗2、控制和驱动挡板，保持第1子区域打开状态，关闭其他全部n-1个子区域，持 续到预定时间；然后，若控制方式需要，则关闭反冲洗进水阀一定时间，否则直接进入下一
止
少； 3、控制和驱动挡板，关闭第1子区域，打开第2子区域打开状态，其他子区域保持 关闭状态，持续到预定时间；然后，若控制方式需要，则关闭反冲洗进水阀一定时间，否则直 接进入下一步；4、控制和驱动挡板，关闭第2子区域，打开第3子区域打开状态，其他子区域保持 关闭状态，持续到预定时间；然后，若控制方式需要，则关闭反冲洗进水阀一定时间，否则直 接进入下一步；5、如是重复上一步骤n-1次，直到完成全部η个子区域的冲洗。当进行正冲洗时，除了流向与反冲洗相反，其步骤与反冲洗类同。如果要求的正反洗流速不同，可以通过控制正反洗水流量实现，也可以通过改变 一次开闭的子区域数来实现。比如在反冲洗时，每次只打开一个子区域；在正冲洗时，每次 打开两个子区域。但可能会大大增加机构的复杂性。与现有技术相比，在冲洗水流量相同的条件下，本发明提出的方法使冲洗流速放 大到常规冲洗流速的η倍。通过确定适当的断面分割数η，可以有效满足前述水处理中滤料 的流化需要，实现较低冲洗流量下对各种滤料的有效清洗。适合在限制条件较大的家用、商 用等终端水处理装置中采用，适合所有用水清洗、再生的滤料。
图1、实例1示意2、实例1的承托板仰视3、实例1的挡水板仰视4、实例2示意5、实例2的承托板仰视图
具体实施例方式本发明提出的滤料冲洗方法，在不同结构的水处理装置实施方式不同。影响实施方式的主要因素是滤床/滤池的过流断面，过流断面一般均较规则，主 要有中心对称形，如圆形、正方形、其他正多棱形，可按圆形处理；条形，如长方形，其他条形 可按长方形处理。正方形即可按圆形实施也可按长方形处理；与上述断面接近的断面形状 可按最接近的形状处理。由于采用滤料作过滤介质的水处理装置，其过流方向无论向上还是向下都是垂直 的。水平或其他方向过流会导致水流绕过滤料使过滤路径短路，也不利于滤出物的排放，很 不科学，难以采用。因此，本发明不给出专门对应的实施例，但本发明给出的实施例经变换 后，完全适应非垂直过流的情形。下面给出两个最具一般性的实施例。根据本发明的方法，可设计出各种实施方案，这里给出的实施方式是示意性的、可行的，从最一般性的角度说明本发明的方法，不是本发 明的全部实施方式，不能用来限制本发明的范围。关于采用本发明方法的罐式、矩形滤床的 更佳实施方案，发明人将在外的发明专利中公布。各实例中滤床冲洗分区数η根据滤床断面面积、滤料清洗所要求的水流速、进水 管路能够达到的正常冲洗水流量确定。η =滤床断面面积X滤料的最佳清洗流速/冲洗水流量。实施例1 六角形断面旋转挡板实施如图1、图2、图3所示，水处理装置包括六角形断面罐体1、滤床2、滤料21、滤网 3、承托板4、挡水板5、集水室6、布水器7、控制机构8。滤床2内可装填一种或多种滤料，多种滤料分层防置，先重后轻。承托板4下侧面为平面结构。在承托板4上以一定内、外半径沿圆周方向均勻布 设η个形状相同、由若干呈扇形分布通水孔洞组成的通水区域41，两通水区域间由不通水 的辐板42分隔，呈轮辐形状。辐板圆心角小于等于通水区域圆心角。每一通水扇区、及相 邻两个辐板的各一半，构成一个冲洗子区域，对应一个冲洗相位。冲洗子区域圆心角=360/ η。在既定结构限制下，所说内径应尽可能小，所说外径应尽可能大。挡水板5上侧面为平面，表面材料为塑胶，位于承托板下方，与承托板类似，亦均 勻设置有通水区域51和辐板52，其内、外径与承托板上的通水区域相应的内、外径相一致。 通水区域51的圆心角小于承托板辐板42的圆心角，辐板52的圆心角大于承托板通水区域 41的圆心角，其中一个辐板改成通孔与相邻两个通水区域相连通，为冲洗通道53。该挡水 板5通过连接机构与挡水板控制机构相连，可绕中心轴转动，可上下直线运动。水处理装置处于工作状态时，挡水板5位于最低位置，工作水流从其通水区域通 过，并协助布水器均勻布水。冲洗时打开冲洗进、排水路，在控制机构8的驱动和控制下，驱动挡水板5转动，周 向定位到冲洗通道53与承托板4上一通水区域正对的位置；然后驱动挡水板5上升与承托 板4贴合并压紧，此时只开放承托板4上的第1个通水区域，关闭其他全部通水区域；此时 开始对该对应冲洗子区域进行冲洗。达到预定冲洗时间后，控制机构8驱动挡水板5下降一段距离，与承托板4脱离， 并向前转动360/η度，使挡水板5定位到冲洗通道53与承托板4上下一通水区域正对的位 置；然后驱动挡水板5上升与承托板4贴合并压紧，此时开放承托板4上的第2个通水区 域，关闭其他全部通水区域，开始对该对应的冲洗子区域进行冲洗。重复上一步骤η-1次，即完成整个滤床的冲洗。正洗、反洗除水流方向相反外，其他完全相同。实施例2 长条椭圆断面翻板实施如图4、图5所示，水处理装置包括长条椭圆断面水处理容器1、滤床2、滤料21、 滤网3、承托板4、挡水板5、集水室6、布水器7、控制机构8，凸轮轴9。滤池1下方的集水室6断面为与椭圆长轴等长、宽度略大于或小于椭圆短周轴的 长方形。承托板4下侧面为平面结构、与集水室断面相同的长方形。将承托板4沿长度方 向分为η个通水区域41，其间用一定宽度的不通水条带42分隔。各通水区域宽度相等，长
5度可不同，以使各通水区域过流面积相同。通水区域与相邻两分隔条带的各一半构成一个 冲洗子区域。承托板4的下方为与承托板各通水区域分别对应、可分别绕集水室6侧壁上的水 平轴转动的η个挡水板5，挡水板5上侧面为平面，表面材料为塑胶。挡水板5下侧面靠近 转轴一定距离铰接一支撑杆91，支撑杆91套装在固连在集水室6侧壁上的套筒93内，下端 头为滚轮结构，滚轮顶在全长凸轮轴9的凸轮92上。凸轮轴9共分η+1个相位，固连η个凸轮92。凸轮92外廓为两个同心圆相互过 渡形成的曲线，第1凸轮的第0、第1相位极径为小圆半径，其他相位极径为大圆半径；第2 凸轮的第0、第2相位极径为小圆半径，其他相位极径为大圆半径；依此类推，第η凸轮的第 0、第η相位极径为小圆半径，其他相位极径为大圆半径。内外圆半径的差和凸轮轴与侧壁 距离决定了挡水板下降的最低位置。水处理装置处于工作状态时，凸轮轴9处于第0相位，使全部支撑杆处于最低的位 置上，全部挡水板5垂落到最低位置，承托板4上的全部通水区域被打开，水流自由通过。冲洗时打开冲洗进、排水路，在控制机构8的控制和驱动下，凸轮轴9转到第1相 位，凸轮轴9上除第1个外的所有凸轮92推动支撑杆91上移，进而推动除第1块挡水板5 之外的所有挡水板5向上转动到最高位置。此时，只有第1通水区域处于开放状态，其他全 部通水区域被关闭，开始对第1冲洗子区域进行冲洗。达到预定冲洗时间后，在控制机构8的控制和驱动下，凸轮轴9转到第2相位，凸 轮轴9上的凸轮92推动支撑杆91，进而推动第1挡水板5向上转动到最高位置，并使第2 块挡水板5垂落，保持其他挡水板5处于到最高位置。此时，只有第2通水区域处于开放状 态，其他全部通水区域被关闭，开始对第2冲洗子区域进行冲洗。重复上一步骤η-1次，即完成整个滤床的冲洗。冲洗完成后，在控制机构8的控制和驱动下，凸轮轴9转到第0相位，全部支撑杆 91回落到最低位置，全部挡水板5垂落到最低位置，承托板4上的全部通水区域被打开，水 流自由通过。正洗、反洗除水流方向相反外，其他完全相同。上述实例中，在滤床较高时，可用η或η-1个分隔板11沿承托板辐板或分隔条带 42中线，垂直放置，将滤床2分割为与冲洗子区域对应的η个实体区域，分隔板周边不要求 严格密封。分隔板11高度以小于滤床高度为宜，以便在有效防止冲洗水流扩散的同时，减 少滤料流化阻力和防止冲洗后各区域滤料高度不均。
权利要求
一种水处理装置滤料的清洗方法，通过改变冲洗流径，每次只冲洗部分区域，从而在既定的冲洗水流量下，减小过流断面，增加滤料的冲洗流速，逐流径完成全部滤料的冲洗。其特征是A、在滤床工作水流的入口或出口断面，借助该段面上分隔滤床与其他功能区的必备结构物如承托板，将该断面分割为n个区域，各区域内为过水结构，区域间用不过水分隔条带分隔，与之相对应滤床被分割为n个逻辑区域，n＝滤床断面面积×滤料清洗流速/冲洗水流量；B、根据水处理容器和滤床的结构，确定适当的挡水板结构形态、工作方式和驱动控制方式，挡水板的作用相当于上述区域的水路阀门；C、在工作状态下，全部n个区域的挡水板均处于打开状态，工作水流正常通过；D、当进行反冲洗时，打开反冲洗进水阀和排污阀，在控制装置控制下，按下列步骤进行冲洗a、驱动挡水板，保持第1号区域打开状态，关闭其他全部n-1个区域，持续到预定时间；然后，若控制方式需要，则关闭反冲洗进水阀一定时间，否则直接进入下一步；b、驱动挡水板，关闭1号区域，打开2号区域，其他区域保持关闭状态，持续到预定时间；然后，若控制方式需要，则关闭反冲洗进水阀一定时间，否则直接进入下一步；c、构驱动挡水板，关闭2号区域，打开3号区域，其他区域保持关闭状态，持续到预定时间；然后，若控制方式需要，则关闭反冲洗进水阀一定时间，否则直接进入下一步；............d、构驱动挡水板，关闭n-1号区域，打开n号区域，其他区域保持关闭状态，持续到预定时间，至此，完成全部n个区域的冲洗。E、当进行正冲洗时，打开正冲洗进水阀和排污阀，除了流向与反冲洗相反外，其步骤与反冲洗相同。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于如果要求的正反洗流速不同，可以通过控制 正反洗水流量实现，也可以通过改变一次开闭的区域数来实现。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于在滤床较高时，可用n或n-1个小于等于滤 床高度的分隔板沿分隔条带中线，平行于水流方向放置，在滤床内对n个区域进行实体分 隔，分隔板周边不要求严格密封。
全文摘要
一种水处理装置滤料分区高强度清洗方法。针对现有技术在水处理装置滤料清洗中存在的问题，本发明改变现有技术冲洗流径与工作流经相同的传统思路，以改变冲洗流径为突破口，引入“挡水板”作为流径控制机构，减小冲洗水的过流断面，每次只冲洗部分区域，对滤料逐流径分别冲洗。从而在既定冲洗流量下，使冲洗水与滤料颗粒的接触速度数倍提高，达到滤料的最佳清洗流速，实现滤料的彻底清洗再生。分区借助于滤床工作水流的入口或出口断面上分隔滤床与其他功能区的必备结构物来实现，分区数＝滤床断面面积×滤料的最佳清洗流速/冲洗水流量。在分析了过滤容器各种可能的形状和结构因素后，给出了与之相应的各种挡水板结构形式。
文档编号B01D24/46GK101869785SQ20091013562
公开日2010年10月27日 申请日期2009年4月23日 优先权日2009年4月23日
发明者朱凤翔 申请人:朱凤翔