专利名称：一种用于优选净水过滤材料的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于环境保护的水处理技术领域，尤其涉及一种用于优选净水过滤材料的装置。
背景技术：
水处理的过滤环节中，滤料的性能直接影响着滤池的过滤效率和滤后水的水质。 目前，国内水处理过程中滤池滤料的选择通常依靠经验，实际操作中容易出现滤池出水达不到预期目标等现象，由于难以更换滤料，只有通过调整其他运行参数来优化调整，无法满足优质出水的需要。新建水厂的滤池铺设过滤材料或已建水厂需要更换滤料时，所选的滤料性能是否达到设计要求需要验证，由于缺乏有效的滤料优选方法和装置而无法开展定量实验。本实用新型将颗粒物和浊度联用于过滤环节的滤料优选。长期以来，浊度一直作为滤后水质监测的重要参数，它反映了水体的总体清浊程度，包括各种颗粒物和胶体状成分，当水质较清澈时或水的浊度很低(如低于0. 1NTU)等情况下，水中的微颗状成分难以由浊度值来体现。2007年新版的《生活饮用水卫生标准》增加了微米级的“两虫”(隐孢子虫和贾第鞭毛虫)等生物学指标，常规的浊度指标已无法满足新标准对水质的要求。此外，随着水源水的日渐变差，单细胞或多细胞微型动物越来越多地在水厂的某些环节检测出来， 甚至在出厂水中也有发现，对滤池的过滤性能和过滤参数等评价需要借助更多的仪器来评价。颗粒物计数方法通过测定水中的颗粒物数量和粒径分布，再与浊度结合共同评价滤后水的水质，可以克服浊度的不确定性，准确表征滤池的过滤效果和滤后水颗粒物分布规律， 其结果具有无滞后性和准确度高的特点。将浊度与颗粒物计数方法联合用于过滤环节的滤料优选，一方面可把握待过滤水的过滤性能，另一方面可实现最佳的滤后水水质，确保水质安全。

实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种用于优选净水过滤材料的装置，利用颗粒计数仪和浊度仪实时监测不同滤料过滤前后的浊度和颗粒物去除规律，根据出水的颗粒数和浊度联合判定滤料的性能，解决滤池滤料优选的问题。采用本实用新型的用于优选净水过滤材料的装置对滤料进行优选适用于水厂的新建和改建工程中滤池滤料的选择，也适用于污水再生领域的过滤材料优选。操作方法简单易行，结果可靠，具有很强的可操作性。本实用新型的用于优选净水过滤材料的装置，包括并联的两根滤柱、与每根滤柱配套的水质实时监测器和与每根滤柱配套的滤柱反冲洗器。所述滤柱底部设有底座，所述滤柱的顶部侧壁上由上而下依次设有进水口和溢流口，所述滤柱的底部侧壁上设有总出水口和反冲洗口，所述滤柱内由下而上依次设有滤板、 粗砂承托层和滤料层，设有滤料层的滤柱侧壁上自上而下设有多个取样管，设有滤料层的滤柱侧壁的底端设有用于更换滤料的取砂口 ；所述进水口经管道依次与流量计、控制流量的阀门和总进水口连接；所述总进水口处设有取样管。本实用新型的滤柱由有机玻璃、塑料材质或不锈钢材质加工而成，滤柱中的取砂口用于更换滤料。较佳的，所述总进水口、总出水口和各取样管处均设有阀门。所述水质实时监测器包括颗粒计数仪和浊度仪，所述颗粒计数仪和浊度仪均与滤柱的总进水口、进水口、各取样管、总出水口、反冲洗口以及溢流口可拆卸式连接。所述滤柱反冲洗器包括经管道连接的清水桶和反冲洗泵，所述反冲洗泵的另一端连接三通管道的第一端口，三通管道的第二端口经管道与一根滤柱的反冲洗口连接，三通管道的第三端口经管道与另一根滤柱的反冲洗口连接，所述每根滤柱的总出水口均经管道与清水桶连接。本实用新型的反冲洗强度可通过反冲洗泵调节。较佳的，所述反冲洗口处设有反冲洗阀门。本实用新型的颗粒计数仪和浊度仪可根据需要选择在线仪器或便携式仪器，颗粒计数仪的进水端和浊度仪的进水端可自由与滤柱的进水取样口、各取样管口、出水管口、反冲洗口以及溢流口的反冲洗水相连，根据需要监测不同位置的水质变化。根据监测需求，颗粒计数仪和浊度仪可直接与滤柱的各进出水口或各取样管或取样口相连，仪器显示的读数分别为实时颗粒数和浊度。采用上述用于优选净水过滤材料的装置可以对过滤材料进行优选，利用颗粒物计数器和浊度仪监测过滤前后的浊度和颗粒物数量，衡量滤料的过滤性能，优化选择过滤材料。采用上述用于优选净水过滤材料的装置对过滤材料进行优选，包括水的滤柱过滤、水质的实时监测和滤柱的反冲洗三个步骤。所述水的滤柱过滤在滤柱中进行，过滤时，先将待选滤料铺设到滤柱内的粗砂承托层之上，混凝沉后水由总进水口进入，依次经控制流量计的阀门、流量计后，由滤柱的进水口自上往下依次经过滤料、承托层和滤板进行过滤，并由滤柱的总出水口流出，滤出水最终进入清水桶。所述滤柱的反冲洗时，先打开蓄水桶阀门，再采用反冲洗水泵将收集在清水桶内的滤出水对滤柱进行反冲洗。所述水的滤柱过滤过程和滤柱的反冲洗过程中分别采用水质实时监测器进行水质的实时监测，水质的实时监测时，通过颗粒计数仪和浊度仪测定总进水口、进水口、各取样管、总出水口、反冲洗口和溢流口处的水质状况，根据实时颗粒数、浊度变化规律以及滤料的粒径分布来比较两根滤柱中滤料的过滤性能，确定最佳粒径的滤料和滤料的铺设高度。采用本实用新型的用于优选净水过滤材料的装置对过滤材料进行优选时，滤料过滤在模拟滤柱中进行，两根滤柱并联连接，每根滤柱均勻设置数个取样管和一个取砂口，混凝沉淀后的出水分别由流量计调节流量后进入两个过滤柱，然后自上而下通过滤料层，滤柱设总出水口，由阀门控制。取样管用于收集滤层不同位置的出水，颗粒物计数仪和浊度仪用于检测滤柱的进水以及各个滤层出水颗粒数和浊度，取砂口用于更换滤料时移除滤柱中原有的滤料。滤柱内设有粗砂承托层和滤板，防止待检测滤料流失。本实用新型的监测仪器为颗粒计数仪和浊度仪，各仪器显示的读数即为实时颗粒数和实时浊度。
4[0019]采用本实用新型的用于优选净水过滤材料的装置对过滤材料进行优选时，反冲洗为水冲，设有反冲洗泵，根据需要也可设置气冲。设置反冲洗装置一方面便于清洗滤料，另一方面可通过颗粒计数仪和浊度仪监测反冲洗水的水质来确定最佳的反冲洗参数。反冲洗水来自清水桶。滤柱底部设反冲洗口，由反冲洗阀门控制，清水桶和反冲洗阀门通过PVC管连接。采用本实用新型的用于优选净水过滤材料的装置对过滤材料进行优选，发明的效果是积极和明显的，解决了水厂选择滤料的问题，具有实用性。该滤料优选系统操作简单， 性能可靠，可广泛应用于自来水厂和污水再生工程的新建和扩建工程中滤池滤料的优选。

图1是本实用新型的一种用于优选净水过滤材料的装置示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。实施例1本实施例的一种用于优选净水过滤材料的装置，如图1所示，包括并联的两根滤柱1、与每根滤柱配套的水质实时监测器2和与每根滤柱配套的滤柱反冲洗器3。所述滤柱1底部设有底座11，所述滤柱的顶部侧壁上由上而下依次设有进水口 18 和溢流口 19，所述滤柱的底部侧壁上设有总出水口 13和反冲洗口 12，所述滤柱内由下而上依次设有滤板14、粗砂承托层15和滤料层17，设有滤料层的滤柱侧壁上自上而下设有多个取样管171，设有滤料层的滤柱侧壁的底端设有用于更换滤料的取砂口 16 ；所述进水口 18 经管道依次与流量计111、控制流量的阀门112和总进水口 113连接；所述总进水口 113处设有取样管110。上述滤柱由有机玻璃、塑料材质或不锈钢材质加工而成，滤柱中的取砂口用于更换滤料。较佳的，所述总进水口 113、总出水口 13和各取样管171、110处均设有配套的阀门。所述水质实时监测器2包括颗粒计数仪21和浊度仪22，所述颗粒计数仪21和浊度仪22均与滤柱的总进水口 113、进水口 16、各取样管171、110、总出水口 13、反冲洗口 12 以及溢流口 19可拆卸式连接。所述滤柱反冲洗器3包括经管道连接的清水桶31和反冲洗泵32，所述反冲洗泵 32的另一端连接一三通管道的第一端口，三通管道的第二端口经管道与一根滤柱的反冲洗口连接，三通管道的第三端口经管道与另一根滤柱的反冲洗口连接，所述每根滤柱的总出水口 13均经管道与清水桶31连接。本实施例的反冲洗强度可通过反冲洗泵调节。较佳的，所述反冲洗口 12处设有反冲洗阀门。本实施例的颗粒计数仪21和浊度仪22可根据需要选择在线仪器或便携式仪器， 颗粒计数仪的进水端和浊度仪的进水端可自由与滤柱的进水取样口、各取样管口、出水管口、反冲洗口以及溢流口的反冲洗水相连，根据需要监测不同位置的水质变化。根据监测需求，颗粒计数仪和浊度仪可直接与滤柱的各进出水口或各取样管或取样口相连，仪器显示的读数分别为实时颗粒数和浊度。采用本实施例的用于优选净水过滤材料的装置对过滤材料进行优选时，包括水的滤柱过滤、水质的实时监测和滤柱的反冲洗三个步骤。所述水的滤柱过滤在滤柱1中进行，过滤时，先将待选滤料铺设到滤柱内的粗砂承托层15之上，混凝沉后水由总进水口 113进入，依次经控制流量计的阀门112、流量计 111后，由滤柱的进水口 18自上往下依次经过滤料17、承托层15和滤板14进行过滤，并由滤柱的总出水口 13流出，滤出水最终进入清水桶31。所述滤柱的反冲洗时，先打开蓄水桶阀门，再采用反冲洗水泵32将收集在清水桶 31内的滤出水对滤柱1进行反冲洗。所述水的滤柱过滤过程和滤柱的反冲洗过程中分别采用水质实时监测器2进行水质的实时监测，水质的实时监测时，通过颗粒计数仪21和浊度仪22测定总进水口、进水口、各取样管、总出水口、反冲洗口和溢流口处的水质状况，根据实时颗粒数、浊度变化规律以及滤料的粒径分布来比较两根滤柱中滤料的过滤性能，确定最佳粒径的滤料和滤料的铺
设高度。混凝沉淀后的出水经过流量计111确定流量后分别由进水口 18进入两根滤柱，可根据需要打开或关闭阀门使用某一根滤柱或同时使用两根滤柱，如两种滤料优选可将两种滤料分别放入两根滤柱同时过滤，进行性能比较；一种滤料运行参数的优化则可在一根或两根滤柱中完成。两根滤柱的进水流量可通过流量计调节。总进水管设取样管110，取样管 110可与实时监测仪器2相连，监测进水水质参数。进水自上而下依次通过滤料层17、承托层15和滤板14，滤柱的滤料层段均勻设数个取样管口 171，取样口可直接与实时监测仪器相连，监测不同厚度的滤层的出水浊度和颗粒物数量，根据不同厚度的出水浊度和颗粒数确定滤料的铺设厚度。两滤柱的总出水口 13 均可直接与监测仪器相连，监测各个滤柱出水颗粒数和浊度，进而优选滤料种类、粒径等。采用本实施例的用于优选净水过滤材料的装置对过滤材料进行优选时，反冲洗为水冲，设有反冲洗泵32，根据需要也可设置气冲。设置反冲洗装置一方面便于清洗滤料，另一方面反冲洗出水由溢流口 19流出，溢流口 19可直接与监测仪器相连，可通过颗粒仪和浊度仪监测反冲洗水的水质来确定最佳的反冲洗参数，包括反冲洗强度，反冲洗时间等。反冲洗水来自清水桶31，清水桶31和反冲洗口 12处的反冲洗阀门通过管道连接。本方法中监测仪器为颗粒计数仪21和浊度仪22，颗粒计数仪和浊度仪为便携式或在线仪器，在连接方式上可采用一个装置的前后串联，根据浊度和颗粒物的去除规律用于工艺参数优化，也可以并联同步判断两种滤料材质、粒径和外形(如均勻程度等)的优选。根据监测需求，颗粒仪和浊度仪可直接与滤柱的总进水口的取样管110、总出水管口 13 和各个取样管口 171、溢流管口 19相连，仪器显示的读数即为实时颗粒数和浊度。实施例2滤料优选的过程采用实施例1的用于优选净水过滤材料的装置并根据实施例1的优选过滤材料的使用方法对1#和2#滤料进行优选。为考察两种滤料的过滤性能差异，在相同工况条件下比较两种滤料的过滤效果， 1#为细砂，粒径为0. 7 0. 9mm，2#为粗砂，粒径为0. 9 1. 1mm。滤柱进水为某自来水厂
6混凝沉淀池的出水，进水浊度在1. 0 2. ONTU,进水大于2 μ m的颗粒数在4000 8000个 /mL。两种滤料的滤柱过滤速度相同，范围为8 12m/h，对两滤柱的进出水颗粒物总数、粒径分布和浊度进行了对比分析。滤料优选的结果1#细砂的出水颗粒物数量和浊度比2#均低10 30%，水质更稳定，波动性更小。 但是1#细砂的水头损失增加比2#快，运行周期短，反冲洗频繁。虽然粗砂的过滤效果不如细砂，但粗砂的出水水质仍能满足水厂滤池出水要求，且运行周期长，气水冲洗时不易跑砂。根据水厂的实际需要等角度考虑，最终选择了姊粗砂作为水厂过滤用滤料。
权利要求1.一种用于优选净水过滤材料的装置，其特征在于，包括并联的两根滤柱、与每根滤柱配套的水质实时监测器和与每根滤柱配套的滤柱反冲洗器。
2.如权利要求1所述的用于优选净水过滤材料的装置，其特征在于，所述滤柱底部设有底座，所述滤柱的顶部侧壁上由上而下依次设有进水口和溢流口，所述滤柱的底部侧壁上设有总出水口和反冲洗口，所述滤柱内由下而上依次设有滤板、粗砂承托层和滤料层，设有滤料层的滤柱侧壁上自上而下设有多个取样管，设有滤料层的滤柱侧壁的底端设有用于更换滤料的取砂口 ；所述进水口经管道依次与流量计、控制流量的阀门和总进水口连接； 所述总进水口处设有取样管。
3.如权利要求2所述的用于优选净水过滤材料的装置，其特征在于，所述总进水口、总出水口、各取样管和反冲洗口处均设有配套的阀门。
4.如权利要求1所述的用于优选净水过滤材料的装置，其特征在于，所述水质实时监测器包括颗粒计数仪和浊度仪，所述颗粒计数仪和浊度仪均与滤柱的总进水口、进水口、各取样管、总出水口、反冲洗口以及溢流口可拆卸式连接。
5.如权利要求1所述的用于优选净水过滤材料的装置，其特征在于，所述滤柱反冲洗器包括经管道连接的清水桶和反冲洗泵，所述反冲洗泵的另一端连接一三通管道的第一端口，三通管道的第二端口经管道与一根滤柱的反冲洗口连接，三通管道的第三端口经管道与另一根滤柱的反冲洗口连接，所述每根滤柱的总出水口均经管道与清水桶连接。
专利摘要本实用新型属于环境保护的水处理技术领域，尤其涉及一种用于优选净水过滤材料的装置。本实用新型的用于优选净水过滤材料的装置包括并联的两根滤柱、与每根滤柱配套的水质实时监测器和与每根滤柱配套的滤柱反冲洗器；采用上述装置水处理优选滤料时包括水的滤柱过滤、水质的实时监测和滤柱的反冲洗三个步骤。本实用新型利用颗粒计数仪和浊度仪实时监测不同滤料过滤前后的浊度和颗粒物去除规律，根据出水的颗粒数和浊度联合判定滤料的性能，解决滤池滤料优选的问题。本实用新型适用于水厂的新建和改建工程中滤池滤料的选择，也适用于污水深度再生领域的过滤料优选。该装置操作简单易行，结果可靠，具有很强的可操作性。
文档编号G01N15/08GK202267642SQ201120375509
公开日2012年6月6日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者何群彪, 唐贤春, 张东, 戴晓虎, 朱洁, 陈洪斌 申请人:上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司, 同济大学