一種自來水廠濾池的輔助氣衝洗系統的製作方法

2023-05-22 12:26:51

本發明涉及水處理技術領域，涉及一種用於清洗的衝洗裝置，特別涉及一種用於清洗濾池的反衝洗裝置。

背景技術：

濾池是自來水廠過濾工藝中的重要構築物，而濾池穩定高效運行的關鍵是濾層過濾能力的再生。濾池經過一個過濾周期，濾層內特別是上部截留了大量泥渣和其他雜質，要對濾層進行周期性的反向衝洗，將雜質衝洗乾淨恢復到過濾前的狀態是過濾能夠持續進行的重要條件。衝洗質量的好壞，直接影響濾後水質、衝洗周期和使用壽命。

濾池反衝洗是為恢復濾池正常工作所採用的反向衝洗濾層的操作過程。濾池工作一段時間後，由於被截留的汙染物穿透濾層，使水質急劇變差，或由於濾層過濾阻力增大至超過最大允許的阻力，需要利用反向水流(自下而上)對過濾層進行衝洗，從而使濾層再生，濾池重新開始正常工作。目前，濾池衝洗方法主要有以下3種：1)高速水流反衝洗；2)氣、水反衝洗；3)表面助衝加高速水流反衝洗。

高速水流反衝洗是利用流速較大的反向水流衝洗濾層，使整個濾層達到流態化狀態，且具有一定的膨脹度。截留於濾層中的汙物，在水流剪力和濾料顆粒碰撞摩擦雙重作用下，從濾料表面脫落下來，然後被衝洗水帶出濾池。衝洗效果決定於衝洗流速。然而衝洗過程中水流流速過大或過小，衝洗效果均會降低。雖然高速水流反衝洗操作方便，池子和設備較簡單，但衝洗耗水量大，衝洗結束後，濾料上細下粗分層明顯。如虹吸濾池反衝洗衝洗水頭由集水槽水位與衝洗排水槽的槽頂高差決定，所需衝洗水來自本組其它數格濾池的過濾水，因此其餘格濾池過濾總水量必須滿足該格濾池衝洗強度要求，衝洗強度受其餘幾格濾池的過濾水量影響，故衝洗效果不穩定。

採用氣、水反衝洗方法是利用上升空氣氣泡的振動將附著於濾料表面汙物擦洗下來使之懸浮於水中，然後再用水反衝把汙物排出池外。因為氣泡能有效地使濾料表面汙物破碎、脫落，故水衝強度可降低，即可採用所謂「低速反衝」。氣、水反衝洗操作方式有以下幾種：a)先用空氣反衝，然後再用水反衝；b)先用氣-水同時反衝，然後再用水反衝；c)先用空氣反衝，然後用氣-水同時反衝，最後再用水反衝(或漂洗)。雖然氣、水反衝洗方法可以提高衝洗效果，節省衝洗水量，而且，衝洗時濾層不一定需要膨脹或僅有輕微膨脹，衝洗結束後，濾層不產生或不明顯產生上細下粗分層現象，即保持原來濾層結構，從而提高濾層含汙能力，但是氣、水反衝洗需增加氣衝設備(鼓風機或空氣壓縮機和儲氣罐)，池子結構及衝洗操作也較複雜。如現有濾池設計之初未設計氣衝環節，後期進行氣衝改造工程量大，整體結構上需進行較大改動，不易實現，且改造投入較高。

表面助衝加高速水流反衝洗方法是在濾床表面以上增加表面水助衝裝置，反洗開始後先進行表面助衝，利用高速水流衝刷濾床表面，再配合高速水流反向衝洗共同完成衝洗步驟。表面水助衝方式清潔範圍有限，衝刷半徑的覆蓋面依賴衝洗濾頭布置密度，存在清潔死角；清潔深度有限，只能針對濾床表層濾料進行衝刷；若操作方式不當等原因經常會導致濾頭堵塞，失去表衝作用。

綜上所述，三種衝洗方式中以氣、水反衝洗的效率最高，是較為理想的反衝洗方式。對於一部分在用濾池而言，在設計建造之初未設計氣衝環節(如虹吸濾池等)，若想要實現氣-水反衝，按設計要求需要在濾板下重新鋪設氣衝管，因此涉及到騰空濾池濾料，拆除現有濾板，在濾板以下重新布置配氣系統和氣衝管路，而原有孔眼濾板無法實現均勻配氣，因此需要為濾板增配長柄濾頭用於均勻布氣，將原有孔眼濾板更換為濾板+長柄濾頭的配水方式，不僅濾池在結構上改動較大，工程量方面實現起來存在較大困難，而且改造費用高。

如自來水廠的虹吸濾池未設計氣衝洗裝置，其在反衝洗過程中採用表面衝洗和高速水反衝洗進行，反衝洗效果依賴濾池過濾水量的大小，原有的表衝裝置存在清潔死角、清潔深度不夠，濾池過濾水量發生波動時反衝洗膨脹率不足，造成濾料過濾床清洗不徹底，濾床的截汙能力不能得到徹底恢復，濾層的含泥量較高，濾池水頭損失上漲較快，過濾周期縮短，反衝洗頻繁或濾床表層濾料出現截泥板結，甚至導致濾池不能正常使用，影響居民生活用水；如果增加氣衝洗裝置，則需在設計建造之初即在其底部鋪設氣衝洗裝置，改造工程量較大。

本發明針對目前濾池衝洗環節中存在的技術缺陷，進行了衝洗手段上的技術創新，彌補了單一高速水衝方式依賴衝洗流速的技術缺陷；大大簡化了現有濾池(在用)改造為氣、水反衝方式時在結構上的較大改動；彌補了表面助衝方式清潔能力有限且易堵塞的技術缺陷。

本發明氣衝的衝洗區域位於濾板以上，針對濾池濾料的局部易結泥部位(濾床表層至濾料40cm處)，可隨意升降，有針對性選擇衝洗部位。水衝開始後，濾床開始膨脹，氣衝裝置下降啟動輔助氣衝，水衝結束前升起結束氣衝，氣衝管不會發生堵塞。以最小改造量的方式，為傳統濾池增加氣衝洗步驟，不需要濾池主體施工，單獨加工該氣衝裝置，進行現場安裝即可。

技術實現要素：

本發明針對現有濾池反衝洗環節中存在的技術缺陷，提供一種濾池的輔助反衝洗系統，本發明的輔助反衝洗系統針對濾池濾料的局部易結泥部位進行重點清洗，有針對性地選擇衝洗部位，對難以清洗的部位著重衝洗，使得濾池清洗徹底，濾層的截汙能力恢復，濾料過濾能力恢復完全，濾池過濾水質提高，濾池濾料工作周期延長，產水量提高。

為實現本發明的目的，本發明一方面提供一種自來水廠濾池的輔助氣衝洗系統，包括升降裝置、載氣裝置和曝氣裝置，所述升降裝置與所述載氣裝置固定連接，曝氣裝置固定安裝在所述載氣裝置的下部，其中，所述升降裝置用於降低或提升載氣裝置，將載氣裝置伸入到濾池的濾床中或將載氣裝置從濾池的濾床中提起；所述載氣裝置用於將外源氣體輸送至濾池的濾床內部；所述曝氣裝置，用於將載氣裝置輸送的外源氣體曝氣傳遞至濾床的各部位，使得濾料上的汙染物在外源氣體的作用下脫落，達到清洗濾料的目的。

其中，所述自來水廠濾池選擇濾料濾池，優選為虹吸濾池、普通快濾池和其他單一水流反衝洗濾池，進一步優選為虹吸濾池、普通快濾池。

其中，所述升降裝置選擇絲杆升降機。

特別是，所述絲杆升降機選擇螺旋絲杆升降機、蝸輪絲杆升降機、蝸輪蝸杆升降機。

其中，所述升降裝置包括支撐架、螺旋絲杆和輪盤，螺旋絲杆垂直穿過支撐架；輪盤固定安裝在螺旋絲杆上且位於支撐架的上部。

特別是，所述支撐架為平板狀，可拆卸地設置在濾池的上部。

尤其是，所述支撐架沿著濾池的長度方向或寬度方向設置。

特別是，所述支撐架可拆卸的固定在濾池外壁的中部。所述支撐架設置在濾池的長度方向或寬度方向的中間位置。

其中，所述螺旋絲杆從所述支撐架的中心垂直穿過支撐架。

特別是，所述螺旋絲杆的底端與所述載氣裝置固定連接。

尤其是，所述升降裝置可以為手動、自動升降。

本發明中的升降裝置可以是任何可以上下提升的升降設備，例如絲杆升降設備、蝸輪蝸杆升降設備等。

其中，所述曝氣裝置由多根曝氣管組成。

其中，所述載氣裝置包括彈簧氣管、載氣總管和多根載氣支管，其中，所述載氣總管一端與所述彈簧氣管連接，另一端封閉；沿著載氣總管的長度方向，在所述載氣總管的下部設置多根載氣支管。

彈簧氣管、載氣總管、載氣支管內部相互連通，構成氣源流通通道。

特別是，所述彈簧氣管沿著濾池的深度方向從上至下設置，沿著濾池深度方向延伸。

尤其是，所述彈簧氣管沿著濾池池壁從上向下延伸，並靠近濾池池壁。

特別是，所述彈簧氣管的一端與外部氣源相連接，另一端與載氣總管相連接。

本發明中濾池的長度方向稱為縱向；寬度方向稱為橫向；深度方向稱為豎直方向。

尤其是，所述載氣總管縱向設置，即載氣支管沿著濾池的長度方向設置，其長度與濾池長度相適應。

特別是，所述載氣總管的上部與所述升降裝置的螺旋絲杆的下端固定連接，使得載氣總管隨著螺旋絲杆的升降而上升或下降。

尤其是，所述載氣總管的上部中間位置與所述升降裝置的螺旋絲杆的下端固定連接，使得載氣總管隨著螺旋絲杆的升降而上升或下降，即所述螺旋絲杆的下端與所述載氣總管的上部固定連接的位點位於所述載氣總管上部的中間。

特別是，沿著所述載氣總管的長度方向，在其下部設置若干個彼此分離的載氣支管。

尤其是，相鄰兩根載氣支管之間間隔距離與濾池布水槽的寬度相適應。

特別是，相鄰兩個載氣支管之間的間隔距離大於濾池的布水槽的寬度。

所述輔助氣衝洗系統下降至濾池濾料中時，所述載氣支管與濾池的布水槽間隔排列，並且布水槽位於相鄰兩根載氣支管的中間位置；靠近濾池的橫向池壁(即濾池寬度方向)的布水槽與橫向池壁之間分別設置有1根載氣支管，且載氣支管設置在靠近濾池池壁的布水槽與池壁的中間位置。

特別是，當所述輔助氣衝洗系統進行衝洗處理過程中，載氣裝置下沉至濾池濾床中時，載氣支管與濾池的布水槽間隔排列，並且布水槽位於相鄰兩根載氣支管的中間位置，相鄰兩根載氣支管之間間隔一個濾池的布水槽。

特別是，所述載氣支管沿著載氣總管的長度方向設置在載氣總管的下部。

尤其是，所述載氣支管的個數為濾池內布水槽的個數+1，即如果濾池的布水槽有3個，則載氣支管的個數為4個；如果布水槽的個數為6個，則載氣支管的個數為7，載氣支管的個數以此類推。

特別是，靠近濾池池壁的載氣支管設置在靠近濾池池壁的布水槽與池壁之間間距的中間位置上。

其中，所述載氣支管整體呈倒t字形，包括垂直部、水平部和曝氣管連接部三部分，垂直部與載氣總管連接，水平部位於垂直部的下端，與垂直部固定連接且相互垂直；曝氣管連接部位於水平部的兩端且向下延伸，相互平行，並且在曝氣管連接部相對的一側上分別設置有至少1個固定件，用於固定和安裝所述曝氣管；並且相對的兩個固定件位於同一水平面內。

特別是，所述垂直部、水平部和曝氣管連接部在同一平面內，且內部相連通。

尤其是，所述垂直部、水平部和曝氣管連接部形成的平面與濾池的橫向和豎直方向形成的平面相平行。

特別是，所述輔助氣衝洗系統下降至濾池濾料中時，所述載氣支管的垂直部與濾池的布水槽間隔排列，且布水槽位於相鄰兩根載氣支管垂直部的中間位置；靠近濾池橫向池壁設置的載氣支管垂直部設置在靠近濾池橫向池壁的布水槽與橫向池壁的中間位置。

特別是，當所述輔助氣衝洗系統進行衝洗處理過程中，載氣裝置下沉至濾池濾床中時，載氣支管的垂直部與濾池的布水槽間隔排列，並且布水槽位於相鄰兩根載氣支管的垂直部的中間位置。

尤其是，相鄰兩根載氣支管的垂直部之間間隔一個布水槽，並且布水槽位於相鄰兩根載氣支管的垂直部的中間位置。

特別是，靠近濾池池壁的載氣支管的垂直部設置在靠近濾池池壁的布水槽與池壁之間間距的中間位置上。

特別是，所述垂直部沿著濾池的深度方向延伸，從上向下延伸，其上端與載氣總管固定連接且與載氣總管內部相連通，將載氣總管內的外源氣體向下引入位於其下端的水平部；所述水平部橫向延伸，其上部的中間位置與垂直部固定連接相互連通，即每根所述載氣支管的垂直部固定連接於水平部對稱中心處。

其中，所述載氣支管的垂直部的高度大於布水槽高度、布水槽底距離濾料層表面的高度和濾床清洗深度之和；所述水平部的長度與濾池的寬度相適應。

特別是，所述載氣支管的垂直部的高度為(布水槽高度、布水槽底距離濾料層表面的高度和濾床清洗深度之和)+(5-10cm)，即布水槽高度、布水槽底距離濾料層表面的高度和濾床清洗深度之和再加上5-10cm。

尤其是，所述濾床清洗深度為濾床高度的35％-65％。

特別是，所述濾床清洗深度為從濾池濾床表層至表層以下30-50cm；，例如濾床深度為80cm，則所需清洗的濾床深度為濾床表層向下30-50cm。

特別是，所述曝氣管連接部設置在水平部的兩端，且向下彎曲，曝氣管連接部之間間隔一定距離。

尤其是，每一根載氣支管的位於水平部兩端的彎頭間的間距與曝氣管的長度相適應。

特別是，所述曝氣管與載氣支管的兩個曝氣管連接部固定連接，構成完整的載氣閉合迴路。

尤其是，所述曝氣管的根數與載氣裝置的載氣支管的根數相一致。

特別是，所述載氣支管整體呈倒t字形，包括垂直部、水平部和曝氣管連接部三部分，垂直部與載氣總管連接，水平部位於垂直部的下端，與垂直部固定連接且相互垂直；曝氣管連接部位於水平部的兩端且向下延伸，相互平行，並且在曝氣管連接部相對的一側上分別設置有多個固定件，用於固定和安裝所述曝氣管；並且相對的兩個固定件位於同一水平面內。

其中，所述垂直部、水平部和曝氣管連接部在同一平面內，且內部相連通。

特別是，所述垂直部、水平部和曝氣管連接部形成的平面與濾池的橫向和豎直方向形成的平面相平行。

尤其是，所述在曝氣管連接部相對的一側上分別設置有多個固定件，通常指至少2個或2個以上。

其中，所述載氣裝置包括彈簧氣管、載氣總管和多組載氣支管組件，其中，所述載氣總管一端與所述彈簧氣管連接，另一端封閉；沿著載氣總管的長度方向，在所述載氣總管的下部設置多組載氣支管組件，每組載氣支管組件由至少1根載氣支管組成。

特別是，相鄰兩組載氣支管組件之間的間隔距離與濾池布水槽的寬度相適應。

尤其是，相鄰兩組載氣支管組件之間的間隔距離大於濾池的布水槽的寬度。

當輔助氣衝洗系統下降至濾池濾料中進行氣衝洗時，載氣支管組件組與濾池的布水槽間隔排列，且布水槽位於相鄰兩組載氣支管組件的中間位置。靠近濾池橫向池壁的布水槽與橫向池壁之間分別設置有1組載氣支管組件，且載氣支管組件均勻設置在靠近濾池橫向池壁布水槽與橫向池壁之間的位置。

特別是，當所述輔助氣衝洗系統進行衝洗處理過程中，載氣裝置下沉至濾池濾床中時，載氣支管組件與濾池的布水槽間隔排列，並且布水槽位於相鄰兩組載氣支管組件的中間位置，相鄰兩組載氣支管組件之間間隔一個濾池的布水槽。

其中，靠近濾池橫向池壁的一組載氣支管組件包括1根載氣支管；遠離濾池橫向池壁的載氣支管組件包括至少2根載氣支管。

特別是，相鄰兩個布水槽之間的載氣支管組件包括至少2根載氣支管。

尤其是，相鄰兩個布水槽之間的載氣支管組件的載氣支管均勻分布在相鄰兩個布水槽之間的位置上。

尤其是，所述載氣支管組件的數量為濾池內布水槽的個數+1，即如果濾池的布水槽有3個，則載氣支管組件的數量為4個；如果布水槽的個數為6個，則載氣支管組件的數量為7，載氣支管組件的數量以此類推。

特別是，靠近濾池池壁的載氣支管設置在靠近濾池池壁的布水槽與池壁之間間距的中間位置上。

尤其是，設置在相鄰兩個布水槽之間載氣支管組件的多根載氣支管均勻分布在相鄰兩個布水槽之間的位置中。

本發明另一方面提供一種自來水廠濾池的輔助氣衝洗系統，包括載氣裝置、曝氣裝置和多個相互平行設置的升降裝置，所述升降裝置與所述載氣裝置固定連接，曝氣裝置固定安裝在所述載氣裝置的下部，其中，所述升降裝置用於降低或提升載氣裝置，將載氣裝置伸入到濾池的濾床中或將載氣裝置從濾池的濾床中提起；所述載氣裝置用於將外源氣體輸送至濾池的濾床內部；所述曝氣裝置，用於將載氣裝置輸送的外源氣體分布至濾池濾床的各部位，使得濾池濾料上的汙染物在外源氣體的作用下脫落，達到清洗濾料的目的。

其中，所述升降裝置均勻設置在所述載氣裝置上，且與載氣裝置固定連接；所述多個升降裝置為至少2個升降裝置。

特別是，每個所述的升降裝置包括支撐架、螺旋絲杆和輪盤，螺旋絲杆垂直穿過支撐架；輪盤固定安裝在螺旋絲杆上且位於支撐架的上部。

特別是，所述支撐架為平板狀，可拆卸地設置在濾池的上部。

尤其是，所述支撐架沿著濾池的長度方向或寬度方向設置。

特別是，所述升降裝置的支撐架沿著濾池的長度或寬度方向，可拆卸的固定在濾池的外壁上。

其中，所述螺旋絲杆從所述支撐架的中心垂直穿過支撐架。

特別是，所述螺旋絲杆的底端與所述載氣裝置固定連接。

特別是，所述多個升降裝置的多根螺旋絲槓的底端與所述載氣裝置固定連接的位點均勻分布在所述載氣裝置上。

尤其是，所述多個升降裝置的多根螺旋絲槓的底端與所述載氣裝置的載氣總管固定連接的位點均勻分布在所述載氣裝置的載氣總管的上部。

其中，所述載氣裝置包括順序連接的彈簧氣管、載氣總管、載氣支管，且彈簧氣管、載氣總管、載氣支管內部相互連通，構成氣源流通通道。

特別是，所述彈簧氣管的一端與外部氣源相連接，另一端與載氣總管相連接。

尤其是，所述彈簧氣管沿著濾池的深度方向從上至下設置，沿著濾池深度方向延伸。

特別是，所述彈簧氣管的上端與外部氣源相連接，其下端與載氣總管相連接。

尤其是，所述彈簧氣管沿著濾池池壁從上向下延伸，並靠近濾池池壁。

特別是，所述載氣總管的一端與彈簧氣管固定連接，另一端封閉。

尤其是，所述彈簧氣管的一端與外部氣源相連接，另一端與一端封閉的載氣總管的另一端相連通。

尤其是，所述載氣總管沿著濾池的長度方向設置，其長度與濾池長度相適應。

特別是，所述載氣總管的上部與所述多個升降裝置的多根螺旋絲槓底端固定連接，且固定連接位點均勻分布在所述載氣總管的上部。

升降裝置的多根螺旋絲杆的下端與所述載氣總管固定連接，使得載氣總管隨著螺旋絲杆的升降而上升或下降，即多個升降裝置的螺旋絲杆的下端與所述載氣總管的上部固定連接的位點均勻分布在所述載氣總管上部，提高使用過程中輔助衝洗裝置的穩定性。

其中，所述載氣裝置包括彈簧氣管、載氣總管和多根載氣支管，其中，所述載氣總管一端與所述彈簧氣管連接，另一端封閉；沿著載氣總管的長度方向，在所述載氣總管的下部設置多根載氣支管。

沿著所述載氣總管的長度方向，在其下部設置若干個彼此分離的載氣支管。

特別是，相鄰兩根載氣支管之間間隔距離與濾池布水槽的寬度相適應。

尤其是，相鄰兩個載氣支管之間的間隔距離大於濾池的布水槽的寬度。

其中，所述載氣裝置包括彈簧氣管、載氣總管和多組載氣支管組件，其中，所述載氣總管一端與所述彈簧氣管連接，另一端封閉；沿著載氣總管的長度方向，在所述載氣總管的下部設置多組載氣支管組件，每組載氣支管組件由至少1根載氣支管組成。

特別是，相鄰兩組載氣支管組件之間的間隔距離與濾池布水槽的寬度相適應。

尤其是，相鄰兩組載氣支管組件之間的間隔距離大於濾池的布水槽的寬度。

其中，靠近濾池橫向池壁的一組載氣支管組件包括1根載氣支管；遠離濾池橫向池壁的載氣支管組件包括至少2根載氣支管。

特別是，相鄰兩個布水槽之間的載氣支管組件包括至少2根載氣支管。

尤其是，相鄰兩個布水槽之間的載氣支管組件的載氣支管均勻分布在相鄰兩個布水槽之間的位置上。

特別是，靠近濾池池壁的載氣支管設置在靠近濾池池壁的布水槽與池壁之間間距的中間位置上。

尤其是，設置在相鄰兩個布水槽之間載氣支管組件的多根載氣支管均勻分布在相鄰兩個布水槽之間的位置中。

本發明的輔助氣衝洗系統實際上為濾池在單一水反衝洗的基礎上增加了氣衝環節，選擇性地針對濾床最易積泥的部位(即濾床表層以下至40cm處濾料含泥量最大)進行有針對性的輔助氣衝洗，利用空氣氣泡振動將附著於濾料表面的汙物擦洗下來懸浮於水中，再配合水衝排出池外。因為氣泡能有效的使濾料表面汙物破碎、脫落，故水衝強度可以降低，有效的彌補了單一水衝強度不足的缺陷。

本發明採用的技術手段包括：氣衝裝置升降過程的實現(手動、自動均可設計)；淺層氣衝裝置的設計(相較於現有的氣-水反衝洗裝置的配氣系統位於濾床濾料底部而言，氣-水反衝洗過程中氣體從濾床底部深層進行)；氣路伸縮與裝置升降過程同步。

與現有技術相比，本發明的輔助衝洗裝置具有如下優點：

1、本發明的輔助氣衝洗系統的衝洗位點位於濾板以上，針對局部容易結泥部位(即汙泥容易積累的位置，通常是從濾床的表層至表層以下約40cm處)進行清洗，氣衝和水衝結合，對濾料清洗徹底。

採用本發明的濾池輔助氣衝洗系統結合水衝洗處理後，濾池濾料含泥量很低，幾乎為0，清洗效果不依賴水衝強度，實現了通過反衝洗步驟，恢復濾料截汙能力的目的。而不採用本發明的輔助氣衝洗系統僅僅進行水衝洗，濾料含泥率恢復程度依賴於水衝強度，當水衝強度不穩定時(例如濾池處理水量發生波動時)，濾料恢復效果不理想，含泥率依然大於30％。

2、與傳統的在濾板以下的氣、水反衝洗方式相比，採用本發明的輔助氣衝洗系統衝洗過程中，用氣量少，達到同樣清洗效果，消耗的氣體量少，節約氣量和成本，本發明的氣衝洗位點位於濾池濾板以上決定了其曝氣量小於濾板以下曝氣方式的曝氣量；另外，針對現有的、未設置氣衝洗系統的濾料濾池，為了進行氣衝洗，不需要進行在其底部添加氣衝洗系統的工程改造，使用本發明的氣衝洗系統進行反衝洗即可達到添加氣衝洗系統改造的衝洗效果，而且還可以節約用氣量。

3、本發明的輔助氣衝洗系統可以沿著濾池的深度方向任意升降，有針對性地選擇衝洗部位，氣衝位置更有針對性且更靈活，對水洗過程中難以清洗的部位重點清洗。

4、使用本發明的輔助氣衝洗系統，在水衝洗之後，濾床開始膨脹，輔助氣衝系統下降至濾池中，啟動輔助氣衝，水衝結束前升起輔助氣衝系統，結束氣衝洗出來，清除濾層中濾料所截留的汙物，使濾池恢復過濾能力。

5、為傳統濾池(如虹吸濾池)尤其是在用濾池增加氣衝洗步驟，實現了最小工作量的改造，不需進行濾池主體施工，僅單獨使用本發明輔助氣衝系統，為在用且未設計氣衝洗環節的濾池改造增加氣衝洗裝置，快速恢復濾料截汙能力，工程改造量少，節約生產成本。

6、本發明的輔助衝洗裝置的用氣量少，氣衝強度低於傳統的氣衝方式，節約了成本。本發明的輔助可升降式衝洗裝置衝洗位置位於濾料層以下30-50cm處，相比於傳統位於濾板以下的布氣方式(此時氣衝需要穿過承託層、濾頭以及完整的濾料層)，需要克服的阻力小，所需的衝洗強度小。

現有具有氣、水反衝洗的濾池，其氣衝裝置布設在濾池濾床的濾板的下部，設備設計、安裝成本高，氣衝過程中使用的氣量大，自來水生產成本高，而本發明的氣衝裝置可以任意移動，且氣衝過程中氣衝位點在濾床濾板的上部，用氣量少。

7、本發明裝置為濾池增加了氣衝環節，擺脫了對水衝強度的依賴，在沒有恆流水衝泵，僅依靠衝洗水頭決定反衝強度的濾池改造中(如虹吸濾池)，可進行廣泛推廣。

附圖說明

圖1為本發明實施例1輔助反衝洗系統放置於濾池中的俯視圖；

圖2為本發明實施例1輔助反衝洗系統放置於濾池中並伸入到濾料中的主視圖(濾池的布水槽未示出)；

圖3為本發明實施例1輔助反衝洗系統放置於濾池中並伸入到濾料中的側視圖；

圖4為本發明實施例1輔助反衝洗系統的載氣裝置示意圖；

圖5為本發明實施例1輔助反衝洗系統放置於濾池中未伸入到濾料中的側視圖；

圖6為本發明實施例2輔助反衝洗系統的載氣裝置示意圖；

圖7為本發明實施例3輔助反衝洗系統放置於濾池中的俯視圖；

圖8為本發明實施例3輔助反衝洗系統放置於濾池中並伸入到濾料中的側視圖；

圖9為本發明實施例4輔助反衝洗系統放置於濾池中的俯視圖；

圖10為本發明實施例4輔助反衝洗系統放置於濾池中並伸入到濾料中的側視圖。附圖標記說明

1、升降裝置；11、支撐架；12、螺旋絲杆；13、輪盤；2、載氣裝置；21、彈簧氣管；22、載氣總管；23、載氣支管；231、垂直部；232、水平部；233、曝氣管連接部；234、固定件；3、曝氣裝置；31、曝氣管；4、濾池；5、布水槽。

具體實施方式

下面通過具體實施方式來進一步描述本發明的有益效果，這些實施方式僅是範例性的，並不對本發明的範圍構成任何限制。本領域技術人員應該理解的是，在不偏離本發明的結構思路、使用範圍下可以對本發明技術方案的細節和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發明的保護範圍內。

如圖1、2、3所示，本發明的用於自來水廠濾料濾池濾料的輔助衝洗裝置包括：升降裝置1、載氣裝置2和曝氣裝置3，其中：

升降裝置1：用於提升或降低載氣裝置，將載氣裝置下降並放置到濾池的濾料內部或在反衝洗結束後，將載氣裝置從濾池濾料中提升上來，移出淨水濾池；

載氣裝置2，用於將衝洗濾池的外源氣體輸送至濾池的濾料內部；

曝氣裝置3，用於將載氣裝置輸送的外源氣體分布至濾池濾料的各部位，使得濾池濾料上的汙染物在外源氣體的作用下脫落，達到清洗濾料的目的；其中：

所述升降裝置與所述載氣裝置固定連接(例如螺紋連接、焊接、鉚接等，本領域中現有已知的固定連接方式均適用於本發明)，曝氣裝置固定安裝在所述載氣裝置的下部。

其中，所述升降裝置1為絲槓升降機，包括支撐架11、螺旋絲槓12和輪盤13，螺旋絲杆垂直穿過支撐架的中心，其底端與載氣裝置固定連接；輪盤固定安裝在螺旋杆上且位於支撐架的上部，通過轉動輪盤，使得垂直穿過支撐架的螺旋絲槓上下移動，從而帶動載氣裝置上下移動。

支撐架為平板狀，選用不鏽鋼材料製成，可拆卸的設置在濾池4的上部。使用時將支撐架固定在濾池頂部的邊緣上，通常使用螺栓固定於濾池頂部邊緣，反衝洗結束後，拆除、移走即可。

輪盤套裝在螺旋杆上，並穿過螺旋絲杆，且位於支撐架的上部，轉動輪盤，螺旋絲杆隨著輪盤的轉動上升或下降，帶動載氣裝置、曝氣裝置的上升或下降。

本發明實施例中的升降裝置選擇絲槓升降裝置，例如梯形絲杆升降機、螺旋絲槓升降機、蝸輪絲槓上降級、螺杆升降機等均適用於本發明。本發明的升降裝置除了選用絲槓升降機之外，本領域中其他可提升和降低物體的升降裝置均適用於本發明，其他如蝸輪蝸杆升降設備等也適用於本發明。。

如圖4所示，所述載氣裝置2包括順序連接且相互連通的彈簧氣管21、載氣總管22、載氣支管23，其中彈簧氣管與外部氣源(附圖中未示出)相連接，將外源氣體引入本發明的輔助氣衝洗系統。

彈簧氣管用於連接外部氣源與載氣總管。除連接、導氣作用外，主要應用了它的彈性、伸縮功能，在本發明裝置上升、下降過程中具有伸縮性，自由伸長或壓縮，不影響載氣裝置的導氣作用。氣衝裝置上下移動，氣管必然也伴隨上下移動，彈簧氣管自帶的伸縮功能可以實現這一目的，伸縮的同時不影響導氣、不額外佔用空間。

彈簧氣管沿著濾池的深度方向設置，從上至下，沿著濾池深度方向延伸，其上端與外部氣源相連接，其下端與載氣總管相連接；通常彈簧氣管設置在靠近濾池池壁的附近，如圖1、3所示。

載氣總管的一端與彈簧氣管固定連接，另一端封閉；載氣總管沿著濾池的長度方法(即縱向)延伸設置，位於濾池的橫向的中間位置，其長度與濾池的長度相適應。載氣總管的上部中間位置與升降裝置的螺旋絲杆的下端固定連接。

載氣總管、載氣支管均採用不鏽鋼材料製成。升降裝置的螺旋絲杆與載氣總管間通常是通過焊接，螺栓連接等連接方式固定連成一體。使得載氣裝置和曝氣裝置懸吊於濾池內部空間中，通過操縱升降裝置的輪盤上下移動曝氣裝置至濾池濾料(附圖中未示出)的任何深度位置。

載氣總管的下部設置若干個沿著濾池的深度方向向下延伸的彼此間隔的載氣支管，相鄰兩根載氣支管之間間隔距離與濾池的布水槽寬度相適應，通常間隔距離大於濾池的布水槽的寬度，即當輔助氣衝洗系統下降至濾池濾料中進行氣衝洗時，所述載氣支管與濾池的布水槽5間隔排列(如圖1、3)，並且布水槽位於相鄰兩根載氣支管的中間位置，也就是說，相鄰兩個布水槽之間設置2根載氣支管；相鄰兩根載氣支管之間有一個布水槽。

濾池寬度方向的池壁與靠近濾池寬度方向的池壁的布水槽之間設置有一根載氣支管，即靠近濾池寬度方向的兩側的池壁的布水槽與寬度方向的池壁之間分別設置有載氣支管，且載氣支管位於靠近濾池池壁的布水槽與池壁的中間位置。

如圖2、3、4，所述載氣支管整體呈倒t字形(如)由垂直部231、水平部232和曝氣管連接部233三部分組成，且同一載氣支管的垂直部、水平部和曝氣管連接部位於同一平面內。垂直部與載氣總管連接，與載氣總管相垂直，沿著濾池深度方向延伸；水平部位於垂直部的下端，與垂直部固定連接且相互垂直，沿著濾池寬度方向延伸，即沿著濾池的橫向延伸；水平部與載氣總管相垂直，即水平部與濾池的寬度方向相平行，與濾池的長度方向相垂直；曝氣管連接部位於水平部的兩端，且與水平部呈一體連接，曝氣管連接部沿著濾池的深度方向向下延伸，並且在兩根曝氣管連接部相對的一側上分別設置有1個固定件234，並且相對的兩個固定件位於同一水平面內，用於固定和安裝所述曝氣管，如圖4。

垂直部沿著濾池的深度方向延伸，從上向下延伸，其上端與載氣總管固定連接且與載氣總管內部相連通，將載氣總管內的外源氣體向下引入位於其下端的水平部。所述載氣支管的垂直部的高度大於濾池布水槽高度、布水槽底距離濾料層表面的高度和濾床清洗深度之和，通常載氣支管的垂直部的高度為(布水槽高度、布水槽底距離濾料層表面的高度和濾床清洗深度之和)+(5-10cm)，濾床清洗深度為從濾池濾床表層至表層以下30-50cm；

本發明的濾床清洗深度通常為濾池濾料高度的35-65％。

水平部沿著濾池的寬度方向延伸，其上部的中間位置與垂直部固定連接且內部相互連通；所述水平部的長度與濾池的寬度相適應。所述水平部與垂直部形成的平面與濾池的寬度和深度方向形成的平面相平行；與濾池的寬度和長度方向形成的平面相垂直。

設置在水平部兩端的曝氣管連接部沿著濾池深度方向向下延伸，內部與水平部相連通。相互平行的兩根曝氣管連接部相對的一側上分別設置1個固定件234，形成1對固定曝氣管的固定件，固定和安裝所述曝氣管；並且相對的兩個固定件位於同一水平面內。曝氣管連接部的在同一水平面內的相對的兩個固定件之間間隔一定距離，該距離與曝氣管的長度相適應。所述水平部與曝氣管連接部形成的平面與濾池的寬度方向和深度方向形成的平面相平行；與濾池的寬度方向和長度方向形成的平面相垂直。

所述曝氣裝置由多根曝氣管31組成，每根曝氣管沿著濾池寬度方向布置，即與濾池的橫向相平行。曝氣管與載氣支管的曝氣管連接部固定連接。

在載氣支管的曝氣管連接部上固定安裝的曝氣管，其數量與載氣裝置的載氣支管的根數相一致。曝氣管與載氣支管的兩個曝氣管連接部固定連接，構成完整的載氣閉合迴路，將外源氣體輸送至濾池中，通過曝氣管進行曝氣，大量的氣泡使得濾料表面的汙物破碎，脫落，將附著於濾料上的汙物衝洗下來，清洗濾料。

曝氣管連接部的固定件與曝氣管的連接通常是螺紋連接，便於將曝氣管從載氣支管上拆卸下來。

本發明的輔助氣衝洗系統的工作原理如上：

在未設置氣衝洗裝置的虹吸濾池過濾一段時間後，需要進行反衝洗，停止過濾時，在濾池長度方向的中間位置且沿著濾池的寬度方向放置升降裝置的支撐架，然後在濾池的長度方向的池壁外側採用螺栓固定的方式將支撐架固定於濾池的池壁外側，通過轉動輪盤將本發明的服裝反衝洗裝置緩慢置於濾池內，輔助反衝洗裝置安裝、固定於濾池的上部，如圖5。

待濾池內的濾液位降低並達到反衝洗標準時，進行單獨的水反衝洗處理，反洗廢水通過排水槽流出，在水反衝形成後濾料層開始膨脹，與此同時，啟動氣源，外源氣體依次通過載氣裝置的彈簧氣管、載氣總管、載氣支管輸送至曝氣裝置的各個曝氣管，曝氣管開始曝氣，曝氣管曝氣後啟動升降裝置，轉動輪盤，螺旋絲杆下降帶動載氣裝置下降沉入水中，直至曝氣管沉入濾床清洗深度位置(即預定位置，如圖2、3所示)，曝氣管伸入濾料中的預定位置通常選擇為濾床靜止時距濾床表面深度為30-50cm處停止下降，開始氣、水同時衝洗步驟(3-6min)。

預定位置為濾料層需要增加氣衝洗的位置，通常為濾床高度的35-65％，優選為濾床表面向下的30-50cm處，

待氣衝洗(3-6min)結束後，再次開啟升降裝置，反向轉動輪盤，螺旋絲杆上升帶動載氣裝置上升，離開濾料層，直至曝氣管提升至與濾池排水槽上沿齊平的位置(如圖5)，然後關閉氣源，停止曝氣。氣衝環節結束，繼續單獨水衝洗(4-7min)。水衝洗結束後，整個衝洗過程結束，開始下次過濾。

實施例1

輔助氣衝洗系統含有1個升降裝置、載氣支管的曝氣管連接部相對的一側上設置有1個固定件，如圖1、2、3、4。

實施例2

輔助氣衝洗系統含有1個升降裝置、載氣支管的曝氣管連接部相對的一側上分別設置有3個固定件(如圖6)。

載氣支管的曝氣管連接部設置在水平部的兩端，且沿著濾池深度方向向下延伸，內部與水平部相連通。相互平行的兩根曝氣管連接部相對的一側上分別設置有3個固定件234，從上至下依次排列，形成3對固定曝氣管的固定件，固定和安裝所述曝氣管；並且相對的兩個固定件位於同一水平面內。曝氣管連接部的在同一水平面內的相對的兩個固定件之間間隔一定距離，該距離與曝氣管的長度相適應。所述水平部與曝氣管連接部形成的平面與濾池的寬度方向和深度方向形成的平面相平行；與濾池的寬度方向和長度方向形成的平面相垂直。

所述曝氣裝置由多根曝氣管31組成，曝氣管安裝在位於同一水平面內的相對的兩個固定件之間(通常為螺紋固定連接)，曝氣管與載氣支管的兩個曝氣管連接部固定連接，構成完整的載氣閉合迴路，將外源氣體輸送至濾池中，通過曝氣管進行曝氣，大量的氣泡使得濾料表面的汙物破碎，脫落，將附著於濾料上的汙物衝洗下來，清洗濾料。

固定件與曝氣管的連接通常是螺紋連接，便於將曝氣管從載氣支管上拆卸下來。

設置在載氣支管水平部兩端的曝氣管連接部沿著濾池深度方向向下延伸，相互平行的兩根曝氣管連接部相對的一側上從上至下依次分別設置多個固定件，固定和安裝所述曝氣管。曝氣管沿著濾池的寬度方向設置，與濾池的橫向相平行。

除了載氣支管的曝氣管連接部與實施例1不同之外，其餘與實施例1相同。

本發明實施例中以載氣支管的曝氣管連接部相對的一側上分別設置有3個固定件為例進行說明，在載氣支管的曝氣管連接部相對的一側上可以分別設置多個固定件，例如2個、4個、5個等。

實施例3

輔助氣衝洗系統含有3個平行設置升降裝置、載氣支管的曝氣管連接部相對的一側上設置有1個固定件，如圖7、8。

如圖7、8所示，輔助氣衝洗系統包括3個升降裝置，每個升降裝置包括支撐架、螺旋絲杆和輪盤，螺旋絲杆垂直穿過支撐架；輪盤固定安裝在螺旋絲杆上且位於支撐架的上部。3個升降裝置的3根螺旋絲槓與載氣總管的上部固定連接，且固定連接位點均勻分布於載氣總管的上部，如圖7、8所示。

除了升降裝置的數量和升降裝置的螺旋絲槓與載氣總管的固定連接位點與實施例1不同之外，其餘與實施例1相同。

本發明中升降裝置可以有多個，1個或1個以上均適用於本發明，1個以上的升降裝置的螺旋絲槓與載氣總管固定連接位點均勻分布在載氣總管的上部。例如，2個升降裝置，則其2個升降裝置的2根螺旋絲槓與載氣總管固定連接位點均勻分布在載氣總管的上部；如果為4個升降裝置，則其4個升降裝置的4根螺旋絲槓與載氣總管固定連接位點均勻分布在載氣總管的上部。

本實施例中載氣支管的曝氣管連接部相對的一側上可以分別設置多個固定件，用於固定和安裝多個曝氣管。

實施例4

輔助氣衝洗系統含有1個升降裝置、載氣裝置由彈簧氣管、載氣總管和多組載氣支管組件組成，相鄰兩組載氣支管組件之間的間隔距離與濾池布水槽寬度相適應。靠近濾池橫向池壁的布水槽與橫向池壁之間分別設置有1組載氣支管組件，靠近濾池橫向池壁的一組載氣支管組件包括1根載氣支管；遠離濾池橫向池壁的載氣支管組件包括2根載氣支管；每根載氣支管的曝氣管連接部相對的一側上設置有1個固定件，如圖9、10。

如圖9、10所示，載氣總管的下部設置若干個沿著濾池的深度方向向下延伸的彼此間隔的多組載氣支管組件，相鄰兩組載氣支管組件之間間隔距離大於濾池的布水槽的寬度，每組載氣支管組件包括至少1根載氣支管。

當輔助氣衝洗系統下降至濾池濾料中進行氣衝洗時，所述每組載氣支管組件與濾池的布水槽5間隔排列(如圖9、10)，並且布水槽位於相鄰兩組載氣支管組件的中間位置，也就是說，相鄰兩個布水槽之間設置1組載氣支管組件；相鄰兩組載氣支管組件之間有一個布水槽。

濾池寬度方向的池壁與靠近濾池寬度方向的池壁的布水槽之間設置有一組載氣支管組件，即靠近濾池寬度方向的兩側的池壁的布水槽與寬度方向的池壁之間分別設置有載氣支管組件，且載氣支管組件位於靠近濾池池壁的布水槽與池壁的中間位置。

本實施例中位於濾池池壁和靠近濾池池壁的布水槽之間的1組載氣支管組件含有1根載氣支管；位於相鄰兩個布水槽之間的每組載氣支管組件含有2根載氣支管，如圖9、10。位於濾池池壁和靠近濾池池壁的布水槽之間的1組載氣支管組件還可以含有1根以上的載氣支管；相鄰兩個布水槽之間的每組載氣支管組件可以含有2根以上載氣支管；位於濾池池壁和靠近濾池池壁的布水槽之間的載氣支管組件和位於相鄰兩個布水槽之間的每組載氣支管組件含有的載氣支管的數量可以相同也可以不同。

本發明實施例中設置在相鄰兩個布水槽之間的每組載氣支管組件由2根載氣支管組成，橫向池壁與靠近橫向池壁的布水槽之間的一組載氣支管組件由1根載氣支管組成。

本發明中設置在相鄰兩個布水槽之間的每組載氣支管組件除了由2根載氣支管組成之外，其他2根以上也適用於本發明；池壁與靠近池壁的布水槽之間的一組載氣支管組件除了由1根載氣支管組成，其他1根以上也適用於本發明。

除了載氣裝置與實施例1不同之外，其餘與實施例1相同。

本實施例中升降裝置還可以設置多個相互平行的升降裝置，升降裝置的聯繫絲杆與載氣總管固定連接的位點均勻分布在載氣總管的上部。