水处理过滤系统的制作方法

1.本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种水处理过滤系统。


背景技术：

2.在污水处理领域，膜生物反应器得到了广泛应用，优点：1 高浓度微生物具有更高效率的处理效果；2省略了污水处理通用的二沉池，减少了工艺过程；3 将超滤膜（精度0.1微米）浸泡在污水中，通过抽吸可以直接出达标清水；4 比大多数传统的污水处理工艺减少了80%左右的污泥量，从而减少了污泥处理费用，减少了污泥填埋场地。
3.但是，超滤膜浸泡在高浓度泥浆中容易堵塞，必须定期进行化学清洗，会产生化学废水，不符合绿色技术理念，即使化学清洗流量也逐渐衰减，平均5年左右更换膜组件，产生二次投资和多次投资，使得总体运行费用较高，限制了大规模普及。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种水处理过滤系统，以缓解了现有技术中存在的超滤膜必须定期进行化学清洗，会产生化学废水，且超滤膜长时间使用后流量也逐渐衰减，需要更换膜组件，产生二次投资和多次投资，使得总体运行费用较高的技术问题。
5.第一方面，本发明提供的水处理过滤系统，包括：滤芯组件和二级微滤组件；所述滤芯组件内具有不锈钢滤网，所述二级微滤组件内具有陶瓷滤料，所述滤芯组件与所述二级微滤组件连通，待处理污水依次经过所述不锈钢滤网和所述陶瓷滤料；所述滤芯组件的底部设置有反洗气管，所述反洗气管伸入到所述滤芯组件内，所述反洗气管配置为能够将反洗气体输送到所述滤芯组件内。
6.在可选的实施方式中，所述滤芯组件包括外套筒、不锈钢多孔板支撑和通扣螺杆；所述不锈钢滤网套设于所述不锈钢多孔板支撑，所述通扣螺杆的一端通过螺母与所述外套筒连接，所述通扣螺杆的另一端伸入到所述不锈钢多孔板支撑内，与所述不锈钢多孔板支撑连接。
7.在可选的实施方式中，所述通扣螺杆设置为空心结构，且所述通扣螺杆均布有多个通孔。
8.在可选的实施方式中，所述滤芯组件还包括进气管；所述进气管绕设于所述不锈钢多孔板支撑的底部，所述进气管均布有气孔，所述进气管配置为能够使所述外套筒和所述不锈钢滤网之间形成大量气泡。
9.在可选的实施方式中，所述滤芯组件还包括固定挡板；所述固定挡板设置于所述外套筒内，且所述固定挡板与所述不锈钢多孔板支撑连接。
10.在可选的实施方式中，所述水处理过滤系统还包括框架组件；所述框架组件具有容置空间，所述滤芯组件设置有多个，多个所述滤芯组件均设置于所述容置空间中。
11.在可选的实施方式中，所述框架组件包括多层多孔不锈钢板、角钢框架和底座支撑；所述多层多孔不锈钢板设置于所述角钢框架的侧面，所述底座支撑安装于所述角钢框架的底部，所述多层多孔不锈钢板与所述角钢框架围设形成所述容置空间。
12.在可选的实施方式中，所述水处理过滤系统还包括供气组件；所述供气组件分别与多个所述滤芯组件连接，所述供气组件配置为能够向多个所述滤芯组件输送反洗气体。
13.在可选的实施方式中，所述二级微滤组件包括微滤罐体、不锈钢网和斜向支撑管；所述微滤罐体内设置有不锈钢网，所述陶瓷滤料位于所述不锈钢网上方，所述斜向支撑管的一端与所述微滤罐体的内壁连接，所述斜向支撑管的另一端与所述不锈钢网连接。
14.在可选的实施方式中，所述陶瓷滤料比重1.1
‑
1.2g/cm
³
，孔隙率不小于35%；所述陶瓷滤料的粒径为0.5
‑
3mm，滤层深度为2
‑
3m。
15.在可选的实施方式中，所述水处理过滤系统还包括出水总管、排污总管、进水总管和反冲气总管；所述二级微滤组件设置为多个，多个所述二级微滤组件依次连通；所述出水总管均与多个所述二级微滤组件连通；所述排污总管均与多个所述二级微滤组件连通；所述进水总管分别与所述滤芯组件和所述二级微滤组件连通；所述反冲气总管分别与所述滤芯组件和所述二级微滤组件连通。
16.本发明提供的一种水处理过滤系统，包括：滤芯组件和二级微滤组件；滤芯组件内具有不锈钢滤网，二级微滤组件内具有陶瓷滤料，滤芯组件与二级微滤组件连通，待处理污水依次经过不锈钢滤网和陶瓷滤料；滤芯组件的底部设置有反洗气管，反洗气管伸入到滤芯组件内，反洗气管配置为能够将反洗气体输送到滤芯组件内。通过采用不锈钢滤网作为一级过滤，采用陶瓷滤料作为二级过滤，以此形成组合式过滤系统，出水效果与超滤膜相同，延长了使用寿命，避免了定期更换膜组件的二次投资，并且，利用反洗气管输送反洗气体对滤芯组件进行反洗，不使用化学清洗工艺，属于绿色技术路线，缓解了现有技术中存在的超滤膜必须定期进行化学清洗，会产生化学废水，且超滤膜长时间使用后流量也逐渐衰减，需要更换膜组件，产生二次投资和多次投资，使得总体运行费用较高的技术问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
18.图1为本发明实施例提供的水处理过滤系统的整体结构示意图；图2为本发明实施例提供的水处理过滤系统中滤芯组件的结构示意图；图3为本发明实施例提供的水处理过滤系统中框架组件的结构示意图；图4为本发明实施例提供的水处理过滤系统中二级微滤组件的结构示意图；图5为本发明实施例提供的水处理过滤系统模拟实验的结构示意图。
19.图标：100
‑
滤芯组件；110
‑
不锈钢滤网；120
‑
反洗气管；130
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外套筒；131
‑
排气孔；132
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进水孔；140
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不锈钢多孔板支撑；150
‑
通扣螺杆；151
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螺母；160
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进气管；170
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固定挡板；200
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二级微滤组件；210
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陶瓷滤料；220
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微滤罐体；230
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不锈钢网；240
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斜向支撑管；300
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框架组件；310
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多层多孔不锈钢板；320
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角钢框架；330
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底座支撑；400
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供气组件；500
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出水总管；600
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排污总管；700
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进水总管；800
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反冲气总管；1
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污水区；2
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净水区；3
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过滤网支撑；4
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过滤网；5
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液面；6
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水容器；7
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污水进口；8
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污水排污口；9
‑
净水排污口；10
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净水出口；11
‑
多孔充气管。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
21.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
25.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“设置”、“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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.膜生物反应器（mbr）是将超滤膜浸泡在污水中，污水中的悬浮物可高达20000mg/l,是悬浮物很高的泥浆，本发明从最基础原理和现象进行分析，从而引导出本发明的具体内容，试验情况如下：如图5所示，做一个模拟mbr污水池的小容器，为了和现场情况保持一致，试验就在污水池旁边进行，常温常压，取水样立即进行试验观察并做详细记录。污水悬浮物浓度20000mg/l，试验开始前水容器6清空。中间二分之一处垂直放一个框架，过滤网支撑加紧放置一张过滤网4，规格四百目。
28.从污水进口7自流进入污水区1，污水自污水区1经过过滤网4进入到净水区2，此时发现没有任何过滤效果，也就是当污水区1没有液体时，过滤网4没有效果。
29.静止沉淀可以得到上清水，从污水排污口8和净水排污口9分别排污使得水位降低，此时二侧水位相同而且都是清水。
30.继续从进水口注入污水，使得净水区2液面5缓慢上升，此时发现污水区1清水区也缓慢上升，直至上升到净水出口10，清水从净水出口10流出，这样就发现了一个现象，既当净水区2有清水进行阻挡时，过滤网4可以起到作用，出水悬浮物下降到10
‑‑
20mg/l,相当于99%的去除率。
31.持续进行上述过程，清水流速逐渐下降，表明滤网起到了作用，污泥在滤网一侧大量堆积影响了流速，同时不断引导出的清水，使得进水端的净水区2已经不是20000mg/l的浓度，而是成倍提高进行了浓缩。
32.继续注入污水并打开净水排污口9适当排污，打开多孔充气管11，上升的气泡对过滤网4截留的污泥进行擦洗，由于污水中的悬浮物微观下成絮状，表面积大而比重轻，因而比较容易的离开过滤网4，实践证明：只有不锈钢过滤网4才有这样的脱附特性。此后过滤可以继续进行，反复多次可以维持连续工作，但是时间长了流量还是有所衰减。
33.停止污水注入，从净水出口10反向注入过滤后的水，由于清水在过滤网4另一侧的推动作用，再加上气泡上升的擦洗作用，可以使截留的污物完全脱离滤网，此后流量恢复如初，如此反复可以持续工作。
34.上述实验发现了不锈钢过滤网4的独特性能，对于截留的污水悬浮物可以不用化学清洗，只采用反向净水和气泡擦洗即可恢复初始流量，而其他材质的过滤网4没有这个性能。由于这个实验结果，在此基础上有理由可以设计出工业产品。而且不需要化学清洗既可以脱附，这比mbr一定要采用化学清洗更为绿色节能，减少环境污染。
35.在过滤网4二侧都有液体时，过滤网4可以截留微生物絮体，为了既有截留作用又有一定的水通量，过滤网4的规格一般为300—500目，最佳400目。由于这个原因，工业产品设计为浸泡在污水中工作，这与mbr形式形同，容易推广与替代。
36.如图1、图2所示，本实施例提供的水处理过滤系统，包括：滤芯组件100和二级微滤组件200；滤芯组件100内具有不锈钢滤网110，二级微滤组件200内具有陶瓷滤料210，滤芯组件100与二级微滤组件200连通，待处理污水依次经过不锈钢滤网110和陶瓷滤料210；滤
芯组件100的底部设置有反洗气管120，反洗气管120伸入到滤芯组件100内，反洗气管120配置为能够将反洗气体输送到滤芯组件100内。
37.具体的，滤芯组件100与二级微滤组件200连通，待处理污水先进入到滤芯组件100内，不锈钢滤网110对待处理污水进行过滤，过滤后的污水进入到二级微滤组件200中，二级微滤组件200中的陶瓷滤料210进一步过滤，过滤精度与膜生物反应器的过滤精度相同，但使用寿命更长。
38.并且，在滤芯组件100的底部设置反洗气管120，反洗时，反洗气体进入到滤芯组件100内，吹向不锈钢滤网110，吹脱过滤网4上的截留物。
39.本实施例提供的一种水处理过滤系统，包括：滤芯组件100和二级微滤组件200；滤芯组件100内具有不锈钢滤网110，二级微滤组件200内具有陶瓷滤料210，滤芯组件100与二级微滤组件200连通，待处理污水依次经过不锈钢滤网110和陶瓷滤料210；滤芯组件100的底部设置有反洗气管120，反洗气管120伸入到滤芯组件100内，反洗气管120配置为能够将反洗气体输送到滤芯组件100内。通过采用不锈钢滤网110作为一级过滤，采用陶瓷滤料210作为二级过滤，以此形成组合式过滤系统，出水效果与超滤膜相同，延长了使用寿命，避免了定期更换膜组件的二次投资，并且，利用反洗气管120输送反洗气体对滤芯组件100进行反洗，不使用化学清洗工艺，属于绿色技术路线，缓解了现有技术中存在的超滤膜必须定期进行化学清洗，会产生化学废水，且超滤膜长时间使用后流量也逐渐衰减，需要更换膜组件，产生二次投资和多次投资，使得总体运行费用较高的技术问题。
40.在上述实施例的基础上，在可选的实施方式中，本实施例提供的水处理过滤系统中的滤芯组件100包括外套筒130、不锈钢多孔板支撑140和通扣螺杆150；不锈钢滤网110套设于不锈钢多孔板支撑140，通扣螺杆150的一端通过螺母151与外套筒130连接，通扣螺杆150的另一端伸入到不锈钢多孔板支撑140内，与不锈钢多孔板支撑140连接。
41.具体的，为了便于规模化生产与应用，滤芯组件100设计为圆柱形，这与市场上通用的不锈钢滤芯外形相同，便于委托加工生产，不锈钢滤网110和不锈钢多孔板支撑140构成滤芯，在外套筒130中安装不锈钢多孔板支撑140，在外套筒130的顶部设置排气孔131，通扣螺杆150为外表面具有全螺纹的螺杆，并且在通扣螺杆150的上端设置螺母151，利用螺母151将通扣螺杆150与外套筒130连接固定，并且，通扣螺杆150与不锈钢多孔板支撑140之间也可通过螺母151固定。
42.另外，为了使反洗气体横向水平吹向不锈钢滤网110，设计了阻尼器，在通扣螺杆150上布置了几个小圆盘，其直径为滤芯直径的50—80%，最佳50%，瞬间打开外部的通气阀门，气体受到滤芯内部水和阻尼器的阻力，推动水流向上和横向排出，从而起到对过滤网4反向清洗作用，气体沿着阻尼器与滤芯内壁的缝隙继续向上，会重复上述现象，从而完成对整根滤芯的反冲洗。
43.在可选的实施方式中，通扣螺杆150设置为空心结构，且通扣螺杆150均布有多个通孔。
44.具体的，通扣螺杆150也可设置为pvc或不锈钢管，空心管的长度高于滤芯，并从滤芯的上下端口伸出，滤芯的上下端口与空心管密封，空心管在滤芯长度范围内打孔，孔的数量根据流量而定，一般为直径2mm，数量80—100个。
45.另外，空心管上端连接反洗气管120，下端连接出水管，采用这样的方式使得所有
出水都来自空心管的小孔，而小孔则在布置在这个滤芯的长度范围之内，从而使得滤芯在长度方向的过滤负荷均匀而稳定。
46.在可选的实施方式中，滤芯组件100还包括进气管160；进气管160绕设于不锈钢多孔板支撑140的底部，进气管160均布有气孔，进气管160配置为能够使外套筒130和不锈钢滤网110之间形成大量气泡。
47.具体的，为了延续对过不锈钢滤网110表面进行气泡擦洗，围绕不锈钢多孔板支撑140的下部设计了圆形多孔进气管160，进气管160的直径8—12mm，最佳10mm，气孔的直径0.2—2mm，最佳0.5mm。
48.为了最大效果利用气泡的擦洗效果，在不锈钢多孔板支撑140的外部设计了一个外套筒130，与不锈钢滤网110形成一定的间隙，间隙5—20mm,最佳10mm，这样将气泡可以有效集中的较窄的间隙内，最大发挥作用。
49.在可选的实施方式中，滤芯组件100还包括固定挡板170；固定挡板170设置于外套筒130内，且固定挡板170与不锈钢多孔板支撑140连接。
50.具体的，在外套筒130内底部位置安装固定挡板170，固定挡板170用于保持固定不锈钢滤网110和不锈钢多孔板支撑140。
51.本实施例提供的水处理过滤组件，滤芯的主体结构是不锈钢多孔板支撑140卷成的圆筒作为不锈钢滤网110的支撑，在不锈钢多孔板支撑140圆筒的外面包裹一层不锈钢滤网110，中心有一根全螺纹的通扣螺杆150，用于上端的固定和对反洗气流起到调整作用，滤芯的下部有一根盘旋成圆圈，周边均布气孔的进气管160，起到向上喷出气泡的作用，过滤后的水流经过出水管导出，在滤芯的下部中心位置，还有一个反冲气管，用锁母与滤芯下部的管帽固定，用于强力反冲洗，以恢复设计流量，由于不断从出水管导出水流，由进水孔132不断进入的污水补充，外套筒130除了保护滤芯以外，还能够对上升的气泡起到导流作用，由于外套筒130和不锈钢滤网110的间距很小，因此可以将最多气泡能量用于冲刷截留的污垢。
52.在上述实施例的基础上，如图3所示，在可选的实施方式中，本实施例提供的水处理过滤系统还包括框架组件300；框架组件300具有容置空间，滤芯组件100设置有多个，多个滤芯组件100均设置于容置空间中。
53.具体的，进一步的根据研究实验的现象，过滤后污泥会在狭小容器中浓缩，从而造成流量下降，因此，将多个滤芯组件100放置在框架组件300内，框架组件300浸泡在待处理污水中，池内的污水有进有出，容量比滤芯体积大得多，因此不存在滤芯表面附近的污水逐渐浓缩现象。
54.在可选的实施方式中，框架组件300包括多层多孔不锈钢板310、角钢框架320和底座支撑330；多层多孔不锈钢板310设置于角钢框架320的侧面，底座支撑330安装于角钢框架320的底部，多层多孔不锈钢板310与角钢框架320围设形成容置空间。
55.具体的，多层多孔不锈钢板310包裹在角钢框架320的四周，将滤芯组件100包裹在内，跟根据需要垂直并列多个滤芯组件100，滤芯组件100出水通过提升泵进入二级微滤组件200中，二级微滤组件200有颗粒状的陶瓷过滤材料，过滤精度可以达到0.1微米，流速15～20米，具有很高的过滤效率。是替代mbr超滤膜的主要设备，解决了截留微生物必须用化学清洗的难题，通过压缩空气和产出水反洗，可以恢复设计流量，因此，长期使用流量不衰
减，二级微滤组件200也可以多台并列使用，以此提高处理规模，二级微滤组件200优选在一级不锈钢滤污水池之上，以减少占地面积。
56.在可选的实施方式中，水处理过滤系统还包括供气组件400；供气组件400分别与多个滤芯组件100连接，供气组件400配置为能够向多个滤芯组件100输送反洗气体。
57.具体的，供气组件400包括空压机和储气罐，空压机将外部空气压缩进入到储气罐中，储气罐中的压缩空气输送到各个滤芯组件100中，起到反洗作用。
58.在可选的实施方式中，二级微滤组件200包括微滤罐体220、不锈钢网230和斜向支撑管240；微滤罐体220内设置有不锈钢网230，陶瓷滤料210位于不锈钢网230上方，斜向支撑管240的一端与微滤罐体220的内壁连接，斜向支撑管240的另一端与不锈钢网230连接。
59.具体的，微滤罐体220内安装不锈钢网230和斜向支撑管240，并且在不锈钢网230的下方具有反冲喷管，反冲喷管通过不锈钢网230而冲洗滤料，不锈钢网230即受到过滤材料的压力，也受到反冲气体向上的冲击力，有可能形成上下振动，而振动则破坏不锈钢网230的固有间距，进而逐渐造成损坏，为此增加了不锈钢网230上面的压板，进一步的为了防止压板上下振动，因此设置了斜向支撑管240，与水平面呈60度角，上端固定在微滤罐体220的内壁，下端与不锈钢网230连接，此时稳定性最好。
60.在可选的实施方式中，陶瓷滤料210比重1.1
‑
1.2g/cm
³
，孔隙率不小于35%；陶瓷滤料210的粒径为0.5
‑
3mm，滤层深度为2
‑
3m。
61.具体的，过滤材料优选天然火山石或人工烧结微孔陶瓷颗粒，最佳为后者，主要技术参数为：比重1.1—1.2 g/cm
³
，孔隙率≥35%，机械强度满足反冲洗不破碎，过滤材料的粒径范围0.5—3mm，最佳0.6—1.4mm。
62.如图4所示，在可选的实施方式中，水处理过滤系统还包括出水总管500、排污总管600、进水总管700和反冲气总管800；二级微滤组件200设置为多个，多个二级微滤组件200依次连通；出水总管500均与多个二级微滤组件200连通；排污总管600均与多个二级微滤组件200连通；进水总管700分别与滤芯组件100和二级微滤组件200连通；反冲气总管800分别与滤芯组件100和二级微滤组件200连通。
63.具体的，滤芯组件100、二级微滤组件200、出水总管500、排污总管600、进水总管700和反冲气总管800构成整体系统，反洗过程为：关闭进出水阀门，打开排污阀，使二级微滤组件200内的水位降低，打开阀门进行气体反冲洗，由于水位距离顶部的排污阀有一定的空间高度，因此滤料不会排除流失，反冲气到达预定时间后，关闭气阀，打开反洗阀，此时过滤罐反向进水，将污物通过顶部的排污阀外排，重复上述过程可以强化反洗效果。
64.反洗完毕在恢复过滤状态之前，关闭所有阀门，然后打开进水阀门和正洗阀门，经过设定时间后再恢复到过滤状态，其目的在于将反洗过程中的残余污垢通过正洗阀门排出，避免影响正常的出水品质。
65.需要指出的是：采用一级不锈钢网230和二级过滤罐组成系统，替代mbr的超滤装置，要达到出水悬浮物≤5mg/l，最低≤1mg/l指标，过滤罐必须满足下列技术条件：1可以采用市售的砂滤罐或微滤罐。其中应设置气体反冲方式。
66.2 过滤材料优选天然火山石或人工烧结微孔陶瓷颗粒，最佳为后者，主要技术参数为：比重1.1—1.2 g/cm
³
，孔隙率≥35%，机械强度满足反冲洗不破碎。
67.3 过滤材料的粒径范围0.5—3mm，最佳0.6—1.4mm
4 设计流速10—20m/h，最佳15m/h5 滤层深度2—3m，最佳2.6m。
68.6 滤层高度的膨胀空间50%。
69.7 反冲洗流速30—50m/h，最佳40 m/h8 反冲气压力：0.4—0.6mpa，最佳0.5mpa上述过滤参数配置的过滤系统，出水指标达到了超滤膜同样指标范围，其中悬浮物指标：≤1g/l，浊度：≤0.35tu ,污染指数：≤3.2。
70.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。