一种延长滤料使用寿命的高效承托层结构的制作方法

本发明涉及水处理滤池和水处理滤罐的滤料承托层结构的技术领域，特别是一种延长滤料使用寿命的高效承托层结构。

背景技术：

现有的水处理滤池和水处理滤罐，其滤料承托层结构排列为自上而下粒径逐渐加大，且材料单一。这种滤料承托层的缺点是承托层只起到对上部滤料承托作用，且反冲洗强度不能太高，一般只能达到正常滤速的2～4倍，无法对滤料进行彻底清洗。使用过程中为保证滤料冲洗效果，只能加大冲洗时间和频率，致使浪费了大量水源和能源。随着使用时间的增加，滤料内部沉积物质不断累加，形成板结块或填满滤料空隙，致使滤料失效。因此，现有水处理滤池和水处理滤罐的滤料经过长时间使用后需要定期更换，滤料的使用寿命短，水资源消耗大，处理能耗高，且不利于降低运行成本。

通过长时间的实验研究与实际应用优化，对滤料的承托层进行重新设计：在保证均匀布水、布气、且不发生混料的基础上，可以实现以正常滤速10倍以上的强度进行反冲洗，从而最大程度的保护滤料，极大的提高了反冲洗效果，有效的延长了滤料的使用寿命，减小了冲洗水的使用量和冲洗能耗，并且降低了运行成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种延长滤料使用寿命的高效承托层结构，并能降低运行成本，以解决现有技术中存在的缺陷和不足。

为达到以上目的，提供以下技术方案：

一种延长滤料使用寿命的高效承托层结构，其排布结构自下而上包括四层，依次为：第一层大粒径滤料层，第二层中大粒径滤料层，第三层中小粒径滤料层，第四层小粒径滤料层

优选地，所述第一层大粒径滤料层：第二层中大粒径滤料层：第三层中小粒径滤料层：第四层小粒径滤料层的厚度比为2:1:1:1，且这四层滤料的厚度总和不大于1000mm。

优选地，所述第四层小粒径滤料层的厚度可根据水处理滤池和水处理滤罐的高度确定，且其最终高度不小于第三层中小粒径滤料层的厚度。

优选地，以第一层大粒径滤料层的粒径范围上限为基准1，所述第一层大粒径滤料层的粒径大小为0.67～1，第二层中大粒径滤料层的粒径大小为0.25～0.417，第三层中小粒径滤料层的粒径大小为0.17～0.33，第四层小粒径滤料层的粒径大小为0.067～0.1。

优选地，第一层大粒径滤料层的材料为鹅卵石，第二层中大粒径滤料层、第三层中小粒径滤料层和第四层小粒径滤料层的材料可根据处理水的水质情况选择石英砂或锰砂。

本发明的有益效果为：

1.本发明通过对滤料的承托层进行重新设计计算，并进行大量试验优化，在保证均匀布水、布气，且不发生混料的基础上，可以实现以正常滤速10倍以上的强度进行反冲洗，从而最大程度的保护滤料，极大的提高了反冲洗效果，有效的延长了滤料的使用寿命，降低了运行成本，并且降低了冲洗的能耗。

2.经过实践证明，在水处理滤池和水处理滤罐中利用本发明设计的滤料承托层，使得滤料使用寿命均超过5年，并且过滤效果仍然良好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的实际使用效果示意图；

图中所示附图标记为：1-布水、布气层，201-第一层大粒径滤料层，202-第二层中大粒径滤料层，203-第三层中小粒径滤料层，204-第四层小粒径滤料层，3-上部专效滤料层。

具体实施方式

以下结合附图对本设计方案进行详细说明。

如图1所示，一种延长滤料使用寿命的高效承托层结构，其排布结构自下而上包括四层，依次为：第一层大粒径滤料层201，第二层中大粒径滤料层202，第三层中小粒径滤料层203，第四层小粒径滤料层204。

其中，第一层大粒径滤料层201：第二层中大粒径滤料层202：第三层中小粒径滤料层203：第四层小粒径滤料层204的厚度比为2:1:1:1，且这四层滤料的厚度总和不大于1000mm。

其中，第四层小粒径滤料层204的厚度可根据水处理滤池和水处理滤罐的高度确定，且其最终高度不小于第三层中小粒径滤料层的厚度。

其中，以第一层大粒径滤料层201的粒径范围上限为基准1，所述第一层大粒径滤料层201的粒径大小为0.67～1，第二层中大粒径滤料层202的粒径大小为0.25～0.417，第三层中小粒径滤料层203的粒径大小为0.17～0.33，第四层小粒径滤料层204的粒径大小为0.067～0.1。

其中，第一层大粒径滤料层201的材料为鹅卵石，第二层中大粒径滤料层202、第三层中小粒径滤料层203和第四层小粒径滤料层204的材料可根据处理水的水质情况选择石英砂或锰砂。

实施例一

如图2所示，水处理滤池的底部先安装布水、布气装置构成布水、布气层1，然后顺次填充高效承托层的四层滤料，以第一层大粒径滤料层201的粒径范围上限为基准1，其中第一层大粒径滤料层201的粒径大小为0.67～1，厚度为400mm，材料为鹅卵石，第二层中大粒径滤料层202的粒径大小为0.25～0.417，厚度为200mm,材料为石英砂，第三层中小粒径滤料层203的粒径大小为0.17～0.33，厚度为200mm,材料为石英砂，第四层小粒径滤料层204的粒径大小为0.067～0.1，厚度为200mm,材料为石英砂，高效承托层上方为上部专效滤料层3。(应用场景：城市污水处理厂中的普通快滤池)

实施例二

如图2所示，水处理滤池的底部先安装布水、布气装置构成布水、布气层1，然后顺次填充高效承托层的四层滤料，以第一层大粒径滤料层201的粒径范围上限为基准1，其中第一层大粒径滤料层201的粒径大小为0.67～1，厚度为300mm，材料为鹅卵石，第二层中大粒径滤料层202的粒径大小为0.25～0.417，厚度为150mm,材料为石英砂，第三层中小粒径滤料层203的粒径大小为0.17～0.33，厚度为150mm,材料为石英砂，第四层小粒径滤料层204的粒径大小为0.067～0.1，厚度为200mm,材料为石英砂，高效承托层上方为上部专效滤料层3。(应用场景：城市自来水厂中的普通快滤池)

实施例三

如图2所示，水处理滤罐的底部先安装布水、布气承托装置构成布水、布气层1，然后顺次填充高效承托层的四层滤料，以第一层大粒径滤料层201的粒径范围上限为基准1，其中第一层大粒径滤料层201的粒径大小为0.67～1，厚度为200mm，材料为鹅卵石，第二层中大粒径滤料层202的粒径大小为0.25～0.417，厚度为100mm,材料为锰砂，第三层中小粒径滤料层203的粒径大小为0.17～0.33，厚度为100mm,材料为锰砂，第四层小粒径滤料层204的粒径大小为0.067～0.1，厚度为150mm,材料为锰砂，高效承托层上方为上部专效滤料层3。(应用场景：井水净化滤罐)

技术特征：

1.一种延长滤料使用寿命的高效承托层结构，其特征在于，其排布结构自下而上包括四层，依次为：第一层大粒径滤料层，第二层中大粒径滤料层，第三层中小粒径滤料层，第四层小粒径滤料层。

2.根据权利要求1所述的一种延长滤料使用寿命的高效承托层结构，其特征在于，所述第一层大粒径滤料层：第二层中大粒径滤料层：第三层中小粒径滤料层：第四层小粒径滤料层的厚度比为2:1:1:1，且这四层滤料的厚度总和不大于1000mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种延长滤料使用寿命的高效承托层结构，其特征在于，所述第四层小粒径滤料层的厚度根据水处理滤池和水处理滤罐的高度确定，且其最终高度不小于第三层中小粒径滤料层的厚度。

4.根据权利要求1所述的一种延长滤料使用寿命的高效承托层结构，其特征在于，以第一层大粒径滤料层的粒径范围上限为基准1，所述第一层大粒径滤料层的粒径大小为0.67～1，第二层中大粒径滤料层的粒径大小为0.25～0.417，第三层中小粒径滤料层的粒径大小为0.17～0.33，第四层小粒径滤料层的粒径大小为0.067～0.1。

5.根据权利要求1所述的一种延长滤料使用寿命的高效承托层结构，其特征在于，第一层大粒径滤料层的材料为鹅卵石，第二层中大粒径滤料层、第三层中小粒径滤料层和第四层小粒径滤料层的材料，根据处理水的水质情况选择石英砂和锰砂中的一种。

技术总结
本发明是一种延长滤料使用寿命的高效承托层结构，其排布结构自下而上包括四层，依次为：第一层大粒径滤料层，第二层中大粒径滤料层，第三层中小粒径滤料层，第四层小粒径滤料层。本发明通过对滤料的承托层进行重新设计计算，并进行大量试验优化，在保证均匀布水、布气，且不发生混料的基础上，可以实现以正常滤速10倍以上的强度进行反冲洗，从而最大程度的保护滤料，极大的提高了反冲洗效果，有效的延长了滤料的使用寿命，降低了运行成本，并且降低了冲洗的能耗。经过实践证明，在水处理滤池和水处理滤罐中利用本发明设计的滤料承托层，使得滤料使用寿命均超过5年，并且过滤效果仍然良好。

技术研发人员：张海燕;郑晗;张帅;汪云飞
受保护的技术使用者：吉林嘉德蓝天环境技术有限公司
技术研发日：2019.06.24
技术公布日：2020.12.25