一种原位反洗的上向流小型过滤池，包括过滤层、空气管、进水管、排水管、出水管、初排水管、气囊和池体；过滤层设置在池体的中部，将池体划分为清水区和配水区；正常运行时，污水从进水管流入配水区，并向上流入清水区，被过滤成清水；反洗时，打开排水管阀门或放空气囊内的气体，使得清水区的清水快速回落到配水区，冲刷过滤层。本发明专利技术实现了原位反洗，无需设置反冲洗用的清水池，直接利用滤料上部的清水区作为反洗水源，减少了占地面积；在条件允许的情况下，无需动力反冲洗，节省设备投资；明确了清水池容积需求、排水管径以及气囊排空时间等要求；可以根据现场条件灵活调整，进一步提供了方法的可行性。了方法的可行性。了方法的可行性。
【技术实现步骤摘要】
一种原位反洗的上向流小型过滤池
[0001]本专利技术属于污水处理
，尤其是涉及一种原位反洗的上向流小型过滤池。
技术介绍
[0002]农村生态建设离不开农村污水的处理，随着对农村环境保护要求的提高，农村污水排放标准也有所提高，尤其是处于敏感区域的农村，其出水要求达到城镇污水处理厂综合排放标准一级A及以上。一般来说，当污水排放标准SS要求低于20mg/L后，单纯的重力沉淀池已经难以满足要求，需要采用过滤等技术，如MBR、传统砂滤等。这些过滤技术虽然都可以获得预期效果，但是对运行管理有一定要求，如MBR需要复杂的操作系统，需要定期的清洗等，而传统砂滤则通常需要额外的清水池和反冲洗系统以确保滤池的正常运行，如专利《一种过滤器的反洗方法及过滤器》(201410704261.1)需要泵和鼓风机作为反洗动力。而专利《过滤器及污水处理设备》(201721526310.2)虽然利用了清水在重力作用下反洗滤料，节省了动力，但该专利在实施过程中并没有明确规定滤料所需反洗时间，也就没有明确反洗水管和排气管管径要求，也缺少反洗排水液面对反洗的影响及应对措施，从而影响该专利的实施；而且，为了为确保过滤效果，该专利仍然增加了包括振动器和旋刮机构等反洗装置，使得反洗变得复杂。这些都限制了该技术在农村污水处理领域的应用。
[0003]因此，有必要专利技术一种能达到出水要求且运行管理方便适用的低动力过滤反洗技术，并充分考虑排水液面的影响及措施，使得过滤这一技术能得以应用，从而满足农村污水处理排放标准提高的需求。
技术实现思路
<br/>[0004]针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种原位反洗的上向流小型过滤池，以拓展过滤技术在小型农村污水处理的应用，满足农村污水处理排放标准提高的需求。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种原位反洗的上向流小型过滤池，包括池体，还包括过滤层、空气管、进水管、出水管、初排水管；
[0007]所述过滤层设置在池体的中部，将池体划分为两个区域：位于过滤层上方的清水区和位于过滤层下方的配水区；
[0008]所述过滤层从上到下依次包括：滤料层、衬托层、隔板；所述滤料层由石英砂组成；所述衬托层由砂砾或鹅卵石组成；
[0009]所述空气管设置在隔板上，被衬托层覆盖，用于执行空气反洗的操作；空气管上设置有若干个出气孔，空气从出气孔中排出并冲刷衬托层的污泥；
[0010]所述进水管设置在配水区，用于将污水引入配水区；
[0011]所述出水管设置在清水区，用于排出清水区的清水；
[0012]所述初排水管设置在清水区，位置处于滤料层的上方并且紧挨着滤料层，用于完成空气反洗的操作之后排出清水区的清水。
[0013]进一步的，所述排水管设置在配水区，用于排出配水区的污水；
[0014]如果所述排水管的出口高度与现场所用调节池最高液面的高差≤0.2m，就在配水区的底部安装气囊，此时配水区容积除满足常规配水需求时应考虑气囊充气后的容积。
[0015]进一步的，对所述过滤层进行反洗时，技术要求是：在2min之内将清水区的清水排放完全。
[0016]进一步的，所述气囊充气后容积符合以下要求：
[0017](1)充气后气囊容积＝清水区(6)的清水体积；
[0018](2)气体排空时间≤2min。
[0019]进一步的，所述排水管的管径按照清水区的清水体积计算，要求2min之内将清水区的清水排放完全，依据贝努利方程，具体公式如下：
[0020][0021]其中：
[0022]A为按照过滤速度4
‑
8m/h计算的过滤层水平横截面的面积，单位是m2；
[0023]当排水管的出口淹没于水下时，H为过滤池液面与排水口液面之间的高度差，否则H为过滤池液面与排水管中心之间的高度差；H的单位是m；
[0024]μ为管口出流系数，一般为0.35
‑
0.8；
[0025]g为重力加速度，单位是m/s2；
[0026]r为排水管的半径，单位是m。
[0027]进一步的，所述空气管的材料包括但不限于：DN25
‑
40的不锈钢或PVC；
[0028]所述空气管的敷设间距为0.5m；
[0029]每根空气管上设置两排出气孔，孔口向下且与地平线呈45
°
角；所述出气孔的孔径为3～5mm，间距为100～150mm。
[0030]进一步的，所述池体的材料包括但不限于：钢板、玻璃钢；
[0031]所述池体的水平横截面为矩形，尺寸不大于2m
×
2m；
[0032]所述配水区的高度为0.3～0.5m；
[0033]如果高度条件允许，那么所述清水区的水深≥1.2m，否则将清水区做成下窄上宽的、符合以下条件的梯形台体：
[0034](1)梯形台体的侧面与水平面的角度≥30
°
；
[0035](2)梯形台体的容积≥过滤层(1)的横截面积
×
1.2m。
[0036]进一步的，所述隔板采用不锈钢制作；隔板上开有若干个孔，孔径为4.5mm，孔的总面积与隔板的总面积的比值约为50％。
[0037]进一步的，所述滤料层的厚度为400mm，石英砂的规格为0.5
‑
1.0mm；
[0038]所述衬托层分为3层，每层的厚度均为100mm，材料为砂砾或鹅卵石；第1层材料的规格为1.0
‑
2.0mm，第2层材料的规格为2.0
‑
5.0mm，第3层材料的规格为5.0
‑
15.0mm。
[0039]进一步的，反洗方法如下：
[0040]反洗方法一：重力反洗；具体操作是：开启排水管的阀门，排出配水区的污水；
[0041]反洗方法二：气囊反洗；具体操作是：打开气囊的放气阀门，放空气囊内的气体；
[0042]反洗方法三：空气反洗；具体操作是：先打开空气管的阀门，再利用风机往空气管
内吹气，持续2～3min；最后打开初排水管的阀门，排出清水区的清水。
[0043]本专利技术有益的技术效果在于：
[0044](1)实现原位反洗，无需设置反冲洗用的清水池，直接利用滤料上部的清水区作为反洗水源，从而减少占地面积；
[0045](2)在条件允许的情况下，无需动力反冲洗，节省设备投资。条件不允许时可以充分利用好氧生物处理所必需的鼓风机气源作为解决排水液面过低的措施，节省动力，也减少维护成本；
[0046](3)明确了清水池容积需求、排水管径以及气囊排空时间等要求，使得该方法便于实施，解决了专利《过滤器及污水处理设备》(201721526310.2)存在的问题；
[0047](4)可以根据现场条件灵活调整，进一步提供了方法的可行性。
附图说明
[0048]图1是本专利技术的结构示意图；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种原位反洗的上向流小型过滤池，包括池体，其特征在于：还包括过滤层(1)、空气管(2)、进水管(3)、出水管(4)、初排水管(5)；所述过滤层(1)设置在池体的中部，将池体划分为两个区域：位于过滤层(1)上方的清水区(6)和位于过滤层下方的配水区(7)；所述过滤层(1)从上到下依次包括：滤料层(8)、衬托层(9)、隔板(10)；所述滤料层(8)由石英砂组成；所述衬托层(9)由砂砾或鹅卵石组成；所述空气管(2)设置在隔板(10)上，被衬托层(9)覆盖，用于执行空气反洗的操作；空气管(2)上设置有若干个出气孔，空气从出气孔中排出并冲刷衬托层(9)的污泥；所述进水管(3)设置在配水区(7)，用于将污水引入配水区(7)；所述出水管(4)设置在清水区(6)，用于排出清水区(6)的清水；所述初排水管(5)设置在清水区(6)，位置处于滤料层(8)的上方并且紧挨着滤料层(8)，用于完成空气反洗的操作之后排出清水区(6)的清水。2.根据权利要求1所述的一种原位反洗的上向流小型过滤池，其特征在于：所述排水管(11)设置在配水区(7)，用于排出配水区(7)的污水；如果所述排水管(11)的出口高度与现场所用调节池最高液面的高差≤0.2m，就在配水区(7)的底部安装气囊(12)，此时配水区容积除满足常规配水需求时应考虑气囊充气后的容积。3.根据权利要求2所述的一种原位反洗的上向流小型过滤池，其特征在于：对所述过滤层(1)进行反洗时，技术要求是：在2min之内将清水区(6)的清水排放完全。4.根据权利要求3所述的一种原位反洗的上向流小型过滤池，其特征在于：所述气囊(12)充气后容积符合以下要求：(1)充气后气囊容积＝清水区(6)的清水体积；(2)气体排空时间≤2min。5.根据权利要求3所述的一种原位反洗的上向流小型过滤池，其特征在于：所述排水管(11)的管径按照清水区(6)的清水体积计算，要求2min之内将清水区(6)的清水排放完全，依据贝努利方程，具体公式如下：其中：A为按照过滤速度4
‑
8m/h计算的过滤层(1)水平横截面的面积，单位是m2；当排水管(11)的出口淹没于水下时，H为过滤池液面与排水口液面之间的高度差，否则H为过滤池液面与排水管(11)中心之间的高度差；H的单位是m；μ为管口出流系数，一般为0.35
‑
0.8；g为...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜珺秋，王淑恬，王广智，陈超凡，王昭霞，丁杰，赵庆良，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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