一种滤池驱气系统及驱气方法与流程

1.本发明涉及污水处理设备技术领域，尤其是涉及一种滤池驱气系统及驱气方法。


背景技术：

2.目前，给水、排水等化学工程中常采用滤池去除水中的悬浮物质，特别是一些细小悬浮颗粒及胶体物质，结合了生物法及物理、化学法的滤池还可以去除水中的bod、cod、tn、tp、酸、碱等等。由于物化、生化反应的作用，某些滤池过滤过程中会产生特定的气体，如厌氧生物滤池产生的沼气、反硝化滤池产生的氮气、固定床过程中和产生的二氧化碳等等，一般将其收集利用或者直接排放入大气。产气时大部分气泡由于浮力作用溢出滤池，部分气泡由于滤料的阻挡作用会积存在滤料间隙内并不断合并成大气泡，气泡在滤料(填料)间的累积会形成气阻，尤其是对于一些下向流的滤池，气泡本身更不易从滤料中自动脱除。气体累积将导致过滤阻力增大，使水头损失增大，影响了过滤、反应效果及运行工序。
3.本申请人发现现有技术中至少存在以下技术问题：采用滤池的水或气
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水反冲洗过程可以将积存在滤料间的气体排出，但是滤池反冲洗的控制因素
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过滤阻力，除了由气阻产生外，更多的是由滤池截留或产生的污染物引起，而且气体累积的速度要远大于滤料截污能力饱和的速度，也即利用气阻作为滤池反冲洗控制因素的话滤料的截污作用发挥不完全，非常不经济，而仅仅靠反冲洗过程来驱气的话对驱气来说又为时已晚，因此对此类滤池常需在反冲洗间隙时间内增加驱气工序。目前常规使用的滤池驱气方法是采用水泵输送一定强度的上向清水水流，将气泡从滤料间携带向上冲出系统，而这一过程需要将过滤过程停止，且需要相应的水反冲设备、控制等条件，极大的提高了系统的运行复杂性和运行成本。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种滤池驱气系统及驱气方法，以解决现有技术中存在的滤池驱气方法需要使过滤过程停止，导致系统的运行复杂性和运行成本增高的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
5.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
6.本发明提供的一种滤池驱气系统，包括滤池和超声发生装置，所述超声发生装置包括多个超声振动棒以及与多个所述超声振动棒相连接的超声控制器，在所述滤池的滤料层的上方设置固定支架，所述超声振动棒的固定端与固定支架相连接，所述超声振动棒的振动端延伸至所述滤池的滤料层内。
7.根据一种优选实施方式，所述超声振动棒包括固定部和振动头，其中，所述振动头的长度与滤料层厚度相一致。
8.根据一种优选实施方式，多个所述固定支架相平行且等间隔的设置在所述滤池相对的两个内壁上，所述超声振动棒的固定部固定至所述固定支架上以使所述超声振动棒沿横竖排列布置，且相邻两个超声振动棒之间的距离与相邻两个固定支架之间的距离相等。
9.根据一种优选实施方式，靠近所述滤池池壁的所述超声振动棒与池壁之间的距离为相邻两个所述超声振动棒之间的距离的1/2。
10.根据一种优选实施方式，在所述振动头的外侧套设有格栅，所述格栅的底部固定至位于所述滤料层底部的滤料承托层上，所述格栅与所述振动头之间的间距为5
‑
10mm。
11.根据一种优选实施方式，所述格栅上相邻栅条间的净间距小于滤料粒径。
12.根据一种优选实施方式，还包括plc控制器，所述plc控制器与所述超声控制器相连接，所述plc控制器能够基于滤料层内的气体浓度或气体阻力或预设过滤时间控制所述超声控制器的启停。
13.根据一种优选实施方式，在所述滤池的外侧设有气体信息监测装置，所述气体信息监测装置与所述滤料层相连通，用于监测所述滤料层内的气体浓度和气体阻力。
14.根据一种优选实施方式，所述plc控制器与所述气体信息监测装置相连接，所述气体信息监测装置将所监测的气体浓度和气体阻力信息发送至所述plc控制器。
15.本发明还提供了一种滤池驱气方法，所述方法采用前述的滤池驱气系统来实现，所述方法包括如下步骤：
16.实时监测滤料层内的气体浓度和气体阻力以及过滤时间；
17.基于所接收到的气体浓度和气体阻力是否达到预设气体浓度值或预设气体阻力值，以及过滤时间是否达到预设过滤时间以控制超声发生装置启停。
18.基于上述技术方案，本发明的滤池驱气系统及其驱气方法至少具有如下技术效果：
19.本发明通过在滤池内设置超声发生装置，超声发生装置包括多个超声振动棒以及与多个超声振动棒相连接的超声控制器，超声控制器用于控制超声振动棒的振动，在滤池的滤料层的上方设置固定支架，超声振动棒的固定端与固定支架相连接，超声振动棒的振动端延伸至滤池的滤料层内。通过超声控制器控制超声振动棒振动依靠超声波的振动作用将积存在滤料中的气体破碎并使其由水中向上溢出，降低了气阻和过滤阻力。而且本发明的滤池驱气系统无需停止过滤过程，无需用清水水流进行上向冲气的过程，极大地简化了运行工序，降低了运行成本。
20.另一方面，本发明实施例的滤池驱气系统能够基于滤料层的气体浓度、气体阻力和过滤时间等因素，控制超声发生装置的启停，实现了过滤驱气工序的精确控制，提升了驱气效率，降低了运行成本。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本发明的滤池驱气系统的结构示意图。
23.图中：1
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滤池；2
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超声发生装置；3
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超声振动棒；4
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超声控制器；5
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振动头；6
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plc控制器；7
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气体信息监测装置；8
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固定支架；9
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格栅；10
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滤料承托层；11
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固定部；12
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滤料层。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.下面结合说明书附图对本发明的技术方案进行详细说明。
28.实施例1
29.如图1所示，本发明提供了一种滤池驱气系统，包括滤池1和超声发生装置2，超声发生装置2包括多个超声振动棒3以及与多个超声振动棒3相连接的超声控制器4，在滤池1的滤料层12的上方设置固定支架8，超声振动棒3的固定端与固定支架8相连接，超声振动棒3的振动端延伸至滤池1的滤料层12内。通过超声控制器控制超声振动棒振动依靠超声波的振动作用将积存在滤料中的气体破碎并使其由水中向上溢出，降低了气阻和过滤阻力。而且本发明的滤池驱气系统无需停止过滤过程，无需用清水水流进行上向冲气的过程，极大地简化了运行工序，降低了运行成本。
30.优选的，超声振动棒3包括固定部11和振动头5，其中，振动头5的长度与滤料层12厚度相一致。优选的，超声振动棒为不锈钢材质，将超声振动棒竖直插入滤料层中，在振动头振动时，超声波的振动作用能够将滤料层中的气体破碎。优选的，本发明的超声发生装置的工作频率为20
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40khz，超声发生装置的功率密度为0.1
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0.4w/cm2。优选的，超声发生装置的工作频率为28khz，功率密度为0.2w/cm2。
31.优选的，多个固定支架8相平行且等间隔的设置在滤池1相对的两个内壁上，如图1所示。优选的，固定支架采用不锈钢钢架制作而成。超声振动棒3的固定部11固定至固定支架8上以使超声振动棒3沿横竖排列布置，且相邻两个超声振动棒3之间的距离与相邻两个固定支架8之间的距离相等。以使前后左右相邻的两个超声振动棒之间的距离相等，以便充分全面的振动滤料层以将滤料层内积存的气体排出。优选的，相邻两个超声振动棒之间的距离为0.4
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0.6m。优选的，靠近滤池1池壁的超声振动棒3与池壁之间的距离为相邻两个超声振动棒3之间的距离的1/2。
32.优选的，滤池1长4m，宽1.5m。优选的，滤料层12的厚度为3m。在滤池内设置3行8列共24个超声振动棒，并由8列固定支架8固定。优选的，超声振动棒的行与列之间的间距为0.5m。靠近滤池池壁的超声振动棒与池壁之间的距离为0.25m。超声振动棒的振动头5的长
度与滤料层的厚度相等为3m。
33.优选的，在振动头5的外侧套设有格栅9，格栅用于隔离滤料与振动头。格栅9的底部固定至位于滤料层12底部的滤料承托层10上，格栅9与振动头5之间的间距为5
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10mm。优选的，格栅栅条的宽度为1mm。优选的，格栅9上相邻栅条间的净间距小于滤料粒径。以便起到隔离滤料的作用，防止滤料附着在振动头上。
34.优选的，本发明的滤池还包括plc控制器6，plc控制器6与超声控制器4相连接，plc控制器6基于滤料层内的气体浓度或气体阻力或预设过滤时间控制超声控制器4的启停。
35.优选的，在滤池1的外侧设有气体信息监测装置7，气体信息监测装置7与滤料层12相连通，用于监测滤料层12内的气体浓度和气体阻力。plc控制器6与气体信息监测装置7相连接，气体信息监测装置7将所监测的气体浓度和气体阻力信息发送至plc控制器6。例如：过滤周期开始后，气体信息监测装置监测到过滤层中的气体浓度达到气体浓度达到0.25～0.35m3/m3时，反馈信号到plc控制器6，plc控制器控制启动超声控制器4，超声震动对滤池进行驱气，待气体浓度降低到0～0.05m3/m3时，plc控制器控制超声控制器停止运行。或者过滤周期开始后，气体信息监测装置监测到过滤层中的气体阻力达到0.20m时，反馈信号到plc控制器6，plc控制器控制启动超声控制器4，超声震动对滤池进行驱气，待气体阻力降低到0.02m时，plc控制器控制超声控制器停止运行。或者过滤周期开始4h后，plc控制器6启动超声控制器4，运行3min后停止，再每隔4.0h，启动超声控制器4，运行3min。
36.因此，气体信息监测装置7能够实时监测滤料层内的气体浓度和气体阻力，并发送至plc控制器，plc控制器根据所接收到的气体浓度、气体阻力以及过滤时间是否达到预设气体浓度、预设气体阻力和预设过滤时间来控制超声发生装置的启动或停止，从而及时将滤料中的气体排出。而且无需停止过滤工序，无需用清水水流进行上向冲气的过程，极大地简化了运行工序，降低了运行成本。
37.实施例2
38.本实施例还提供了一种滤池驱气方法，所述方法采用实施例1所述的滤池驱气系统来实现，所述方法包括如下步骤：
39.实时监测滤料层内的气体浓度和气体阻力以及过滤时间；
40.基于所接收到的气体浓度和气体阻力是否达到预设气体浓度值或预设气体阻力值，以及过滤时间是否达到预设过滤时间以控制超声发生装置2启停，以通过超声发生装置的超声振动作用，将积聚在滤料层间隙内的空气破碎成小气泡从而溢出系统外，降低了气阻和过滤。
41.通过将滤料层的气体浓度、气体阻力以及过滤时间等因素进行联动，控制超声发生装置的启停，实现了过滤驱气工序的精确控制，提升了驱气效率，降低了运行成本。
42.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。