[發明專利]多功能過濾與反沖洗實驗裝置

無效

• 申請號: 200910186725.3
• 申請日: 2009-12-17
• 公開（公告）號: CN101791502A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 陳鵬
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: B01D36/00
• 分類號: B01D36/00;B01D37/03;B01D24/12;B01D24/22;B01D24/46
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

技術領域

本發明涉及一種多功能過濾與反沖洗實驗裝置，屬給水排水工程的教學、 生產及科研技術領域。

背景技術

過濾是水處理或污水深度處理的重要工藝。濾池的許多設計參數或生產運 行參數(如最佳濾速、最佳過濾周期、反沖洗強度、反沖洗歷時等等)，目前還 不能從理論上完全確定，而須靠實驗研究解決。因此，過濾實驗是教學上、生 產上和科研上重要實驗之一。

已有的過濾實驗裝置多半功能不全，例如，只能做沉淀池出水的定速過濾， 而不能做變速過濾，或不能做向原水投藥的接觸過濾；在反沖洗方面只能做水 反沖洗實驗，而不能做氣、水反沖洗或頂多是帶濾頭的氣、水反沖洗實驗。從 而使過濾的實驗研究受到很大限制。

發明內容

本發明的目的是，克服傳統過濾實驗和反沖洗實驗存在的上述缺點，設計 制造出一種多功能過濾實驗裝置，可進行各種定速或變速的過濾實驗、各種反 沖洗實驗等。在教學上能讓學生了解到各種過濾方式和反沖洗方式的機理，在 科研及生產上能根據各種不同水質和環境條件，通過實驗取得所需的設計或生 產運行的數據。

本發明的技術方案是，本發明多功能過濾與反沖洗實驗裝置由原水箱、清 水箱、濾柱、水泵、旋流式網格絮凝箱、定量投藥箱、氣液霧化閃速混合射流 器、水樣采集器、無濾頭氣泡爆裂擾動泥膜器等組成。所述裝置中采用氣液霧 化閃速混合射流器投放混凝劑；采用濾柱過水斷面上的多口水樣采集器來采集 過濾水各層面的水質情況；采用無濾頭的氣泡爆裂擾動泥膜器，提高反沖洗的 效果。

本過濾實驗裝置的構造簡圖如附圖1示。原水箱中裝有一攪拌器進行攪拌， 以保證在實驗過程中原水的濁度均勻不變。啟動水泵，打開閥(21)、(22)、(23)、 (24、)、(25)、(26)、(29)，其余閥關閉。原水經氣液霧化閃速混合射流器(5) 與投藥箱(9)流下的混凝劑混合后進入絮凝箱(10)，形成礬花，流入濾柱(6) 進行定速過濾，濾后水經閥(26)流回清水箱，完成整個過濾過程。

本發明裝置中濾柱濾料的設置如圖7所示：濾柱內徑為Φ100mm，充填卵石 承托層400mm。自下而上各層的卵石粒徑大小依次是：Φ16～32mm，厚100mm； Φ8～16mm，厚100mm；Φ4～8mm，厚100mm；Φ2～4mm，厚100mm。承托層上的 濾料層仍采用過去通用的砂濾料，即d₁₀＝0.55mm，d₈₀＝1.1mm，k₈₀＝2.0mm。采用過 去通用的承托層和砂濾層進行實驗，以便實驗結果可用于舊濾池的改造。

本發明裝置中設置了用于投藥用的氣液霧化閃速混合射流器，氣霧閃速混 合射流投藥器結構如圖2所示。氣液霧化閃速混合射流器的工作原理：利用水 流經一漸縮管出口喉管的環形空間形成射流，該處壓力可降為負壓，在環形空 間鉆一小孔，空氣從小孔吸入與射流混合形成氣霧，同時再向環形空間引入混 凝劑，混凝劑又立即與氣霧混合。其優點是：(a)氣霧與剛剛水解的混凝劑帶 有高正電荷羥基配合物及聚合物[AL₁₃(OH)₃₂]⁷⁺閃速混合，可極大地提高對原水 膠體脫穩的效果。

為了獲得濾層不同層面的水質狀況，本發明裝置中設置了多個水樣采集器。 水樣采集器在濾柱中的設置如圖3所示。其中整個過水斷面上多口水用采集器 安裝在濾層面下5cm位置，在本實驗裝置中，由4根長25mm，內徑6mm的取樣 管，其取樣口均勻分布在半徑為32mm的圓周上及一塊中央取樣盤構成，取樣盤 的中心開孔直徑為5mm，水樣從各取樣管末端開口及取樣盤中心口進入水樣采集 器，自行混合后，由濾柱側面取樣總管流出，這樣采集到的水樣可以代表整個 濾柱過水斷面上的平均水樣。至于濾柱表面150mm以下及其它過水斷面上的水 樣，由于斷面上的水質已較均勻，只在濾中心引出取樣即可。