天然滤床滤料气水反洗表面扫洗的方法及其扫洗控制系统
专利汇可以提供天然滤床滤料气水反洗表面扫洗的方法及其扫洗控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且天然滤床滤料气 水 反洗表面扫洗的方法和扫洗控制系统，利用压缩空体产生的气举、水 力 产生的管涌以及气水混合产生的分选将 覆盖 于天然滤床上紧密的滤料和淤塞层冲散开，使得滤料重新组合，同时伴随江水的流动， 质量 轻的淤塞物及泥沙随之排出滤床外，增加含水层的渗透系数和地表水向地下垂直入渗速度。该控制系统包括天然滤床渗流井、产生气举的配气系统，产生管涌的配水系统及控制系统。本 发明 将水厂搬迁到地下，投资省、占地少，运行成本低，符合环保工程的条件；产水量增加、水质得到改善。，下面是天然滤床滤料气水反洗表面扫洗的方法及其扫洗控制系统专利的具体信息内容。
1.天然滤床滤料气水反洗表面扫洗的方法，其特征在于：向原天然滤床渗 流井的导流管中反向注入压缩空气、或水、或气水混合体，压缩空气、水或其 混合体沿导流管及连接于导流管上的渗滤孔和过滤器向外喷射出，利用压缩空 体产生的气举、水力产生的管涌以及气水混合产生的分选将覆盖于天然滤床上 紧密的天然滤床非均质滤料和淤塞层冲散开，夹杂在滤料中的淤塞物、泥沙在 气举、管涌、分选的作用下向上移动，比淤塞物质量重的滤料先行回落在滤床 中，使得滤料重新组合，同时伴随江水的流动，质量轻的淤塞物及泥沙随之排 出滤床外，增加含水层的渗透系数——K值和地表水向地下垂直入渗速——V 值。
2.实现天然滤床滤料气水反洗表面扫洗方法的扫洗控制系统，包括天然滤 床渗流井，天然滤床渗流井主要由相互连通的竖井(2.2)、平巷(2.3)和硐室 (5)构成，数个上端开有渗滤孔(4.2)的导流管(4.1)设置于硐室(5)的顶 部，导流管(4.1)贯穿基岩(7)伸入到天然滤床非均质滤料(8)中，导流管 (4.1)的上端连接有过滤器(4.3)，其特征在于还包括：
一配气系统，用于提供并存储产生气举的压缩空气；
一配水系统，用于提供产生管涌的蓄水池；
一控制系统，用于控制将配气系统中的压缩空气以及配水系统中的水注入 导流管中。
3.根据权利要求2所述的扫洗控制系统，其特征在于：配气系统主要包括 由管线连接的空气压缩机(1.1)、增压储气罐(1.2)、配气转阀(1.4)及气压表 (1.7)；
及设置于天然滤床渗流井中的输气管(1.3)，输气管(1.3)铺设于竖井(2.2)、 平巷(2.3)和硐室(5)中，置于硐室(5)中的输气管(1.3)一端连接在气水 混和器(1.6)上，另一端与配气转阀(1.4)连接，各导流管(4.1)并接在气水 混和器(1.6)上。
4.根据权利要求3所述的扫洗控制系统，其特征在于：气水混和器(1.6) 上与配气转阀(1.4)连接的一端设有控制输气管通断的单向阀(1.5)。
5.根据权利要求2所述的扫洗控制系统，其特征在于：配水系统主要包括 设置于岸边的反洗水池(2.1)，反洗水池(2.1)与竖井(2.2)之间连接有电动 控制蝶阀，将反洗水池(2.1)中的蓄水排入竖井(2.2)中，排水量至与竖井(2.1) 上预置压力水位线(6)的位置，双作用水泵(3.1)、电磁二位三通阀(3.3)、 二路转动分配阀(3.4)、水压表(3.6)及溢流阀(3.7)之间通过管线连接，二 路转动分配阀(3.4)通过输水管(3.2)与气水混和器(1.6)连接。
6.根据权利要求5所述的扫洗控制系统，其特征在于：气水混和器(1.6) 上与二路转动分配阀(3.4)连接的一端设有控制输液管通断的液控阀(2.4)及 组合阀(2.5)。
7.根据权利要求2所述的扫洗控制系统，其特征在于：控制系统主要包括 一控制台(3.5)，控制台(3.5)通过线路与配气系统中的配气转阀(1.4)和配 水系统中的二路转动分配阀(3.4)、电磁二位三通阀(3.3)连接，用以控制所 连接阀门的通断。
8.根据权利要求2所述的扫洗控制系统，其特征在于：平巷(2.3)中放置 有活性炭或具有增加水中微量元素、去处有机物提高水品质的矿物质。
技术领域
本发明属于水处理技术领域中关于天然滤床渗流井的清淤技术，具体来讲 涉及一种天然滤床滤料气水反洗表面扫洗的方法及其扫洗控制系统。
背景技术
发明内容
为能达到上述发明目的，所采用的技术方案是：天然滤床滤料气水反洗表 面扫洗的方法，向原天然滤床渗流井的导流管中反向注入压缩空气、或水、或 气水混合体，压缩空气、水或其混合体沿导流管及连接于导流管上的渗滤孔和 过滤器向外喷射出，利用压缩空体产生的气举、水力产生的管涌以及气水混合 产生的分选将覆盖于天然滤床上紧密的天然滤床非均质滤料和淤塞层冲散开， 夹杂在滤料中的淤塞物、泥沙在气举、管涌、分选的作用下向上移动，比淤塞 物质量重的滤料先行回落在滤床中，使得滤料重新组合，同时伴随江水的流动， 质量轻的淤塞物及泥沙随之排出滤床外，增加含水层的渗透系数——K值和地 表水向地下垂直入渗速度——V值。
实现天然滤床滤料气水反洗表面扫洗方法的扫洗控制系统，包括天然滤床 渗流井，天然滤床渗流井主要由相互连通的竖井、平巷和硐室构成，数个上端 开有渗滤孔的导流管设置于硐室的顶部，导流管贯穿基岩伸入到天然滤床非均 质滤料中，导流管的上端连接有过滤器，还包括：
一配气系统，用于提供并存储产生气举的压缩空气；
一配水系统，用于提供产生管涌的蓄水池；
一控制系统，用于控制将配气系统中的压缩空气以及配水系统中的水注入 导流管中。
配气系统主要包括由管线连接的空气压缩机、增压储气罐、配气转阀及气 压表；及设置于天然滤床渗流井中的输气管，输气管铺设于竖井、平巷和硐室 中，置于硐室中的输气管一端连接在气水混和器上，另一端与配气转阀连接， 各导流管并接在气水混和器上。气水混和器上与配气转阀连接的一端设有控制 输气管通断的单向阀。
配水系统主要包括设置于岸边的反洗水池，反洗水池与竖井之间连接有电 动控制蝶阀，将反洗水池中的蓄水排入竖井中，排水量至与竖井上预置压力水 位线的位置，利用水位落差形成的水压将竖井中的蓄水由导流管排出进行对滤 床的反洗，或者将蓄水注入到输气管中并由输气管排出进行反洗；双作用水泵、 电磁二位三通阀、二路转动分配阀、水压表及溢流阀之间通过管线连接，二路 转动分配阀通过输水管与气水混和器连接。气水混和器上与二路转动分配阀连 接的一端设有控制输液管通断的液控阀及组合阀。
控制系统主要包括一控制台，控制台通过线路与配气系统中的配气转阀和 配水系统中的二路转动分配阀、电磁二位三通阀连接，用以控制所连接阀门的 通断。
平巷或水中放置有活性炭或具有增加水中微量元素、去处有机物提高水品 质的矿物质，如氨氮药品反洗、二氧化碳反洗等。
综上所述，本发明具有以下的有益效果：
一、产水量增加：①表面泥膜变薄，入渗速度增大将达5m/d以上，目前采 用的是1-2m/d计算，其产水量将增加一倍以上；②天然滤床滤料中含有泥质从 未被清洗过，经过气水反洗泥质排除，滤料重新组合，则K值增大，侧向补水 速度增大，设计需要的取水面积则缩小；③V值和K值增大后，证明淤塞解除， 三维补给形成，滤速增加，故而水量必然增加；④天然滤床面积大，是水厂滤 池的十倍以上，例如一座产水能力五万吨水厂其滤池面积是246m2，相当于天然 滤床反洗法的一个单元，水厂246m2滤池，分八个单格反洗，相当于一个天然 滤床的一个渗滤孔的反洗，天然滤床反洗面积是1000-1200m2，其产水量增加呈 倍数关系。
二、水质得到改善：①含氧水输入滤料中氧化水中的铁锰离子，空气在滤 层中有少部分以慢速在滤层内游移，进一步氧化铁锰离子，使其迁移，达到地 层除锰除铁的目的，增强了滤床的净化功能；②将高科技的银纳米利用反洗设 备输入地层中附着于沙卵砾石上长期对水消毒；③平巷中加入有用矿物质、活 性炭，增加水中的微量元素去除有机物，提高水的品质。
三、将水厂搬迁到地下，投资省、占地少，运行成本低，符合环保工程的 条件。
附图说明
图1是本发明天然滤床滤料气水反洗表面扫洗原理图；
图2是本发明扫洗系统控制原理图；
图中：1.1-空气压缩机、1.2-增压储气罐、1.3-输气管、1.4-配气转阀、1.5- 单向阀、1.6-气水混合器、1.7-气压表、2.1-反洗水池、2.2-竖井、2.3-平巷、2.4- 液控阀、2.5-组合阀、3.1-双作用水泵、3.2-输水管、3.3-电磁二位三通阀、3.4- 二路转动分配阀、3.5-控制台、3.6-水压表、3.7-溢流阀、4.1-导流管、4.2-渗滤孔、 4.3-过滤器、5-硐室、6-预置压力水位线、7-基岩、8-天然滤床非均质滤料、9- 淤塞层、9.1-淤泥、10-冲吸式挖泥船、箭头表示气流或水流流向。
具体实施方式
如图1所示，天然滤床滤料气水反洗表面扫洗的方法，向原天然滤床渗流 井的导流管4.1中反向注入压缩空气、或水、或气水混合体，压缩空气、水或其 混合体沿导流管4.1及连接于导流管4.1上的渗滤孔4.2和过滤器4.3向外喷射 出，利用压缩空体产生的气举、水力产生的管涌以及气水混合产生的分选将覆 盖于天然滤床上紧密的天然滤床非均质滤料8和淤塞层9冲散开，夹杂在滤料 中的淤塞物、泥沙9.1在气举、管涌、分选的作用下向上移动，比淤塞物质量重 的滤料先行回落在滤床中，使得滤料重新组合，同时伴随江水的流动，质量轻 的淤塞物及泥沙随之排出滤床外，增加含水层的渗透系数——K值和地表水向 地下垂直入渗速度——V值。
如图1、2所示，实现天然滤床滤料气水反洗表面扫洗方法的扫洗控制系统， 包括天然滤床渗流井，天然滤床渗流井主要由相互连通的竖井2.2、平巷2.3和 硐室5构成，数个上端开有渗滤孔4.2的导流管4.1设置于硐室5的顶部，导流 管4.1贯穿基岩7伸入到天然滤床非均质滤料8中，导流管4.1的上端连接有过 滤器4.3，还包括：
一配气系统，用于提供并存储产生气举的压缩空气；
一配水系统，用于提供产生管涌的蓄水池；
一控制系统，用于控制将配气系统中的压缩空气以及配水系统中的水注入 导流管中。
如图2所示，配气系统主要包括由管线连接的空气压缩机1.1、增压储气罐 1.2、配气转阀1.4及气压表1.7；及设置于天然滤床渗流井中的输气管1.3，输 气管1.3铺设于竖井2.2、平巷2.3和硐室5中，置于硐室5中的输气管1.3一端 连接在气水混和器1.6上，另一端与配气转阀1.4连接，各导流管4.1并接在气 水混和器1.6上。气水混和器1.6上与配气转阀1.4连接的一端设有控制输气管 通断的单向阀1.5。
如图2所示，配水系统主要包括设置于岸边的反洗水池2.1，反洗水池2.1 与竖井2.2之间连接有电动控制蝶阀，将反洗水池2.1中的蓄水排入竖井2.2中， 排水量至与竖井2.1上预置压力水位线6的位置；双作用水泵3.1、电磁二位三 通阀3.3、二路转动分配阀3.4、水压表3.6及溢流阀3.7之间通过管线连接，二 路转动分配阀3.4通过输水管3.2与气水混和器1.6连接。气水混和器1.6上与 二路转动分配阀3.4连接的一端设有控制输液管通断的液控阀2.4及组合阀2.5。
如图2所示，控制系统主要包括一控制台3.5，控制台3.5通过线路与配气 系统中的配气转阀1.4和配水系统中的二路转动分配阀3.4、电磁二位三通阀3.3 连接，用以控制所连接阀门的通断。
平巷2.3中放置有活性炭或具有增加水中微量元素、去处有机物提高水品质 的矿物质。
具体实施时配以冲吸式挖泥船或其它机械，可以改变水流方向，或用提高 水力坡度的方法在滤床表面增加流速，加大冲刷力来实现。
实施时的技术指标参照：
①、反洗面积1000-1200m2，把滤床分成若干个单元，以每个硐室的渗滤孔 所控制的滤床面积为一个单元，以一个渗滤孔所控制的面积为一格(约40m2) 按格计算反洗面积；
②、冲洗强度：空气和水的冲洗强度为7-9L/S，m2；
③、冲洗时间：10-20min/次；(可根据实际情况调整)
④、消耗空气量10m3/min，水量120m3/次；
⑤、配气干管为Φ80mm，支管Φ60mm；配水干管是Φ4m的竖井，支管是 Φ100mm的渗滤孔导流管；
⑥、配气干管和支管可作配水管用；
⑦、反洗的配水配气设备，控制设备、传导设备大部分是没在水中，受压 范围在0.3-0.5MPa。
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