一种固定床过滤单元及水处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种固定床过滤单元和水处理装置，涉及固定床过滤技术领域，该固定床过滤单元包括用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒固定床层、支撑层和湍流促进层，固定床层固定在支撑层上，湍流促进层覆在固定床层表面上并且和用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒接触，本发明专利技术的水处理装置包括前述的固定床过滤单元和串联连通的膜分离单元，具有传质、传递和扩散速度快，抗污染能力强，正冲洗和反冲洗效果好等优点。

A fixed bed filter unit and water treatment device

The invention discloses a fixed bed filter unit and a water treatment device. The fixed bed filter unit comprises a filter medium particle fixed bed layer, a supporting layer and a turbulence promotion layer used to filter solid or gas in the fluid, fixed bed layer on the supporting layer, and a turbulence promotion layer cladding to the fixed bed. The surface of the bed is in contact with the filter medium particles used to filter the solid or gas in the fluid. The water treatment device of the invention includes the previous fixed bed filter unit and the series connected membrane separation unit, which has the advantages of high mass transfer, fast transfer and diffusion speed, strong anti pollution ability, good effect of positive flushing and backwashing.

【技术实现步骤摘要】
一种固定床过滤单元及水处理装置
本专利技术涉及固定床过滤
，尤其涉及一种固定床过滤单元及水处理装置。
技术介绍
通常，固定床砂滤、固定床电化学反应器和固定床气体净化装置中的过滤介质的形态为颗粒，固定床层中的过滤介质颗粒呈自然堆积状态，固定床层中有些过滤介质颗粒具有3个平动自由度，受流体的临界流化速度的制约明显，固定床层选用的过滤介质颗粒较粗，截留悬浮物能力不强，吸附速度或离子交换速度或电化学反应速度慢。例如，固定床电化学水处理中的铜锌合金在脱除水中的余氯时，一般选用10-60目的铜锌合金颗粒，水流速度一般不高于0.5cm/s，水中的传质、传递和扩散速度慢，液体流道容易堵塞，反冲洗频率高，同时，铜锌合金固定床层体积大，一次构建固定床所用铜锌合金的用量多、成本高。铜锌合金固定床电化学法反应器通常和膜法水处理、活性炭、离子交换等水处理工艺结合在一起，不同的水处理介质设置在不同的壳体内，所用壳体数量多，体积大、制造成本高，漏水点多，给安装、使用和维护带来不便。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种固定床过滤单元及水处理装置，以克服现有技术的不足，。本专利技术的技术方案是：一种固定床过滤单元，所述的固定床过滤单元包括用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒固定床层、支撑层和湍流促进层，固定床层固定在支撑层上，湍流促进层覆在固定床层表面上并和用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒接触。进一步地，所述的支撑层为刚性的具有空腔的管状体或筒状体，用以过滤流体中固体或气体的固定床层设在支撑层的空腔外壁或内壁上。进一步地，所述的固定床过滤单元是可卷绕的板状柔性体，用以过滤流体中固体或气体的固定床层固定在板状柔性体的表面上。进一步地，所述的支撑层是具有空腔的管状体，用以过滤流体中固体或气体的固定床层和湍流促进层设在支撑层的空腔内。进一步地，所述的固定床过滤单元还包括芯轴，用以分离流体中固体或气体的固定床层、支撑层和湍流促进层螺旋卷绕在芯轴外部。进一步地，所述的芯轴为具有空腔的管状体或筒状体，芯轴的空腔壁上设有导流孔，导流孔把支撑层的空腔和芯轴的空腔连通，垂直于芯轴的截面上的水流方向和芯轴相切。进一步地，所述的用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒固定床层中包括活性炭颗粒，活性炭颗粒和用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒的比重按质量分数比为0-100:0-100。进一步地，所述的用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒组成的固定床层中包括能够和水中的余氯发生电化学反应的合金颗粒，合金颗粒和用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒的比重按质量分数比为1-10:90-99。进一步地，所述的合金颗粒为铜锌合金颗粒，铜锌合金颗粒中的铜和锌的比重按质量分数比为30-90:10-70。进一步地，所述的铜锌合金为Cu-Zn二元合金，其中的铜和锌的比重按质量分数比为85:15或50:50。进一步地，所述铜锌合金为Cu-Si-Zn三元合金或Cu-Ni-Zn-Sn四元合金。进一步地，所述铜锌合金复合在含有三氧化二铝和/或二氧化硅的多孔氧化物载体上。一种水处理装置，所述的水处理装置包括壳体和前述的任意一项固定床过滤单元，固定床过滤单元设在壳体内，壳体上设有流体导入口和流体导出口，所述的水处理装置还包括膜分离单元，膜分离单元和固定床过滤单元串联连通。进一步地，所述的膜分离单元设在固定床过滤单元的上游或下游并且设在芯轴的外部或内腔。进一步地，所述的膜分离单元设在固定床过滤单元的支撑层的内腔。进一步地，所述的膜分离单元具有封装体，封装体具有空腔，固定床过滤单元设在封装体的空腔内。进一步地，所述的膜分离单元为螺旋卷式膜分离单元，螺旋卷式膜分离单元的渗透液流道中设有所述固定床固定单元。进一步地，所述的螺旋卷式膜分离单元具有带空腔的集水管，集水管的空腔设有固定床过滤单元。进一步地，所述的螺旋卷式膜分离单元包括膜袋，膜袋中设有固定床过滤单元。进一步地，所述的水处理装置还包括螺旋卷式反渗透膜或纳滤膜分离单元，螺旋卷式反渗透或纳滤膜分离单元包括集水管，螺旋卷式反渗透膜或纳滤膜分离单元的集水管内腔中设有固定床过滤单元和超滤或微滤膜分离单元。与现有技术比较，本专利技术的上述技术方案具有以下有益效果：本专利技术的固定床过滤单元和水处理装置的固定床层中的过滤介质颗粒固定在支撑层上形成薄层结构的固定床层，突破了现有自然堆积而成的固定床层中的过滤介质颗粒受临界流化速度的技术制约。例如，铜锌合金水处理介质颗粒用于脱除余氯时的粒度可以提高到300目以上，水流速度可以提高到10cm/s以上，明显提高了电化学反应速度，而且有利于防止水中的悬浮物在铜锌合金介质层表面的沉积，相同水处理能力的水处理装置一次构建固定床层所用水处理介质可以减少90%以上。本专利技术的固定床过滤单元和水处理装置设有湍流促进层，流体低速流经固定床层时，过滤介质颗粒截留悬浮物能力强，液体高速流经固定床时，在湍流促进作用下，固定床过滤单元具有较强的正冲洗和反冲洗效果，流体在主体为层流的情况下，固定床层表面仍然可以产生一定强度的湍流，克服了现有固定床层传质、传递和扩散速度慢的技术缺陷，一定程度提高了电化学反应速度或微孔吸附速度。本专利技术的水处理装置可以把具有不同形态和功能的水处理介质集成为一体，整体性好，过滤介质填装密度高，结构简单，实现将两种及两种以上不同功能和形态的过滤介质集成在一个固定床过滤单元或同一个壳体内，体积小，制作成本低。附图说明图1是一种水处理装置的结构示意图。图2是另一种水处理装置的结构示意图。图3是另一种水处理装置的结构示意图。图4是另一种水处理装置的结构示意图。图5是另一种水处理装置的结构示意图。图6是另一种水处理装置的结构示意图。图7是另一种水处理装置的结构示意图。图8是另一种水处理装置的结构示意图。图9是另一种水处理装置的结构示意图。图10是一种固定床过滤单元的展开结构示意图。图11是另一种固定床过滤单元的展开结构示意图。图12是另一种水处理装置的结构示意图。图13是另一种固定床过滤单元的结构示意图。图14是另一种固定床过滤单元的结构示意图。图15是另一种固定床过滤单元的结构示意图。图16是另一种固定床过滤单元的结构示意图。图17是另一种固定床过滤单元的结构示意图。图18是另一种固定床过滤单元的结构示意图。图19是另一种固定床过滤单元的结构示意图。图20是另一种固定床过滤单元的结构示意图。图21是另一种固定床过滤单元的结构示意图。图22是另一种固定床过滤单元的结构示意图。图23是另一种固定床过滤单元的结构示意图。附图标记说明100-固定床过滤单元；101-壳体；102-固定床层；103-过滤介质颗粒；104-湍流促进层；105-支撑层；106-A空腔；107-封装体；108-褶皱部；110-芯轴；111-C空腔；112-A导流孔；113-B导流孔；114-进水端；115-出水端；116-导流部；117-D导流孔；118-E导流孔；119-F导流孔；130-密封圈；200-膜分离单元；201-集水管；202-D空腔；203-G导流孔；204-H导流孔；205-I导流孔；300-膜分离单元；301-E空腔。具体实施方式在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右、前、后”通常是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固定床过滤单元，其特征在于：所述的固定床过滤单元包括固定床层、支撑层和湍流促进层, 固定床层为用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒，所述固定床层固定在所述支撑层上，所述湍流促进层覆在所述固定床层表面上并且和所述用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒接触。

【技术特征摘要】
1.一种固定床过滤单元，其特征在于：所述的固定床过滤单元包括固定床层、支撑层和湍流促进层,固定床层为用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒，所述固定床层固定在所述支撑层上，所述湍流促进层覆在所述固定床层表面上并且和所述用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒接触。2.根据权利要求1所述的固定床过滤单元，其特征在于：所述的支撑层为刚性的具有空腔的管状体或筒状体，所述固定床层设在所述支撑层的空腔外壁或内壁上。3.根据权利要求1所述的固定床过滤单元，其特征在于：所述的支撑层为是能卷绕的板状柔性体。4.根据权利要求3所述的固定床过滤单元，其特征在于：所述的支撑层是具有空腔的管状体，所述固定床层和所述湍流促进层设在所述支撑层的空腔内。5.根据权利要求3或4所述的固定床过滤单元，其特征在于：所述的固定床过滤单元还包括芯轴，所述固定床层、支撑层和湍流促进层螺旋卷绕在所述芯轴外部。6.根据权利要求5所述的固定床过滤单元，其特征在于：所述的芯轴为具有空腔的管状体或筒状体，所述芯轴的空腔壁上设有导流孔，所述导流孔把所述支撑层的空腔和所述芯轴的空腔连通，垂直于所述芯轴的截面上的水流方向和所述芯轴相切。7.根据权利要求1、2、3、4或6所述的固定床过滤单元，其特征在于：所述的用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒固定床层中包括活性炭颗粒，所述活性炭颗粒和所述用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒的比重按质量分数比为0-100:0-100。8.根据权利要求1、2、3、4或6所述的固定床过滤单元，其特征在于：所述的用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒组成的固定床层中包括能够和水中的余氯发生电化学反应的合金颗粒，所述合金颗粒和所述用以过滤流体中固体或气体的过滤介质颗粒的比重按质量分数比为1-10:90-99。9.根据权利要求8所述的固定床过滤单元，其特征在于：所述的合金颗粒为铜锌合金颗粒，所述铜锌合金颗粒中的铜和锌的比重按质量分数比为30-90:10-70。10.根据权利要求9所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雄军，陈刚，
申请(专利权)人：王雄军，陈刚，
类型：发明
国别省市：贵州,52