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一种自来水厂滤池的辅助气冲洗系统

阅读：627发布：2020-05-13

IPRDB可以提供一种自来水厂滤池的辅助气冲洗系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种自来水厂滤池的辅助气冲洗系统，包括升降装置、载气装置和曝气装置，升降装置与载气装置固定连接，曝气装置固定安装在载气装置的下部，升降装置提升/降低载气装置，将载气装置伸入滤池或从滤池中提起；载气装置将外源气体输送至滤池内部；曝气装置将载气装置输送的外源气体传递至滤床的各部位。本发明的辅助反冲洗系统可随意升降，针对滤池局部易结泥部位进行有针对性清洗，利用空气气泡的振动将附着于滤料表面的杂质擦洗下来使之悬浮于水中，再配合水反冲将其排出池外。使得滤料层清洗彻底，滤层的截污能力恢复完全，滤池过滤水质提高，滤池工作周期延长，产水量提高。，下面是一种自来水厂滤池的辅助气冲洗系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种自来水厂滤池的辅助气冲洗系统，包括升降装置、载气装置和曝气装置，其特征是，所述升降装置与所述载气装置固定连接，曝气装置固定安装在所述载气装置的下部，其中，所述升降装置用于提升或降低载气装置，将载气装置伸入到滤池的滤床中或将载气装置从滤池的滤床中提起；所述载气装置用于将外源气体输送至滤池的滤床内部；所述曝气装置，用于将载气装置输送的外源气体传递至滤池滤床的各部位，使得滤池滤料上附着的污染物在外源气体的作用下脱落，达到清洗滤料的目的。

2.如权利要求1所述的辅助气冲洗系统，其特征是，所述升降装置包括支撑架、螺旋丝杆和轮盘，螺旋丝杆垂直穿过支撑架；轮盘固定安装在螺旋丝杆上且位于支撑架的上部。

3.如权利要求1所述的辅助气冲洗系统，其特征是，所述曝气装置由多根曝气管组成。

4.如权利要求1或2所述的辅助气冲洗系统，其特征是，所述载气装置包括相互连通的弹簧气管、载气总管和多根载气支管，其中，所述载气总管一端与所述弹簧气管连接，另一端封闭；沿着载气总管的长度方向，在所述载气总管的下部设置多根载气支管。

5.如权利要求1或2所述的辅助气冲洗系统，其特征是，所述载气装置包括弹簧气管、载气总管和多组载气支管组件，其中，所述载气总管一端与所述弹簧气管连接，另一端封闭；

沿着载气总管的长度方向，在所述载气总管的下部设置多组载气支管组件，每组载气支管组件由至少1根载气支管组成。

6.如权利要求4所述的辅助气冲洗系统，其特征是，所述载气总管的上部与升降装置的螺旋丝杆的下端固定连接。

7.如权利要求4或5所述的辅助气冲洗系统，其特征是，所述载气支管整体呈倒T字形，包括垂直部、水平部和曝气管连接部三部分，垂直部与载气总管连接，水平部位于垂直部的下端，与垂直部固定连接且相互垂直；曝气管连接部位于水平部的两端且向下延伸，相互平行，并且在曝气管连接部相对的一侧上分别设置有至少1个固定件，用于固定和安装所述曝气管；并且相对的两个固定件位于同一水平面内。

8.如权利要求7所述的辅助气冲洗系统，其特征是，所述载气支管的垂直部的高度大于布水槽高度、布水槽底距离滤料层表面的高度和滤床清洗深度之和；所述水平部的长度与滤池的宽度相适应。

9.如权利要求8所述的辅助气冲洗系统，其特征是，所述曝气管与载气支管的曝气管连接部固定连接，构成完整的载气闭合回路。

10.一种自来水厂滤池的辅助气冲洗系统，包括多个相互平行设置的升降装置、载气装置和曝气装置，其特征是，所述升降装置与所述载气装置固定连接，曝气装置固定安装在所述载气装置的下部，其中，所述升降装置用于提升或降低载气装置，将载气装置伸入到滤池的滤床中或将载气装置从滤池的滤床中提起；所述载气装置用于将外源气体输送至滤池的滤床内部；所述曝气装置，用于将载气装置输送的外源气体传递至滤池滤床的各部位，使得滤池滤料上附着的污染物在外源气体的作用下脱落，达到清洗滤料的目的。

说明书全文

一种自来水厂滤池的辅助气冲洗系统

技术领域

[0001] 本发明涉及水处理技术领域，涉及一种用于清洗的冲洗装置，特别涉及一种用于清洗滤池的反冲洗装置。

背景技术

[0002] 滤池是自来水厂过滤工艺中的重要构筑物，而滤池稳定高效运行的关键是滤层过滤能力的再生。滤池经过一个过滤周期，滤层内特别是上部截留了大量泥渣和其他杂质，要对滤层进行周期性的反向冲洗，将杂质冲洗干净恢复到过滤前的状态是过滤能够持续进行的重要条件。冲洗质量的好坏，直接影响滤后水质、冲洗周期和使用寿命。

[0003] 滤池反冲洗是为恢复滤池正常工作所采用的反向冲洗滤层的操作过程。滤池工作一段时间后，由于被截留的污染物穿透滤层，使水质急剧变差，或由于滤层过滤阻力增大至超过最大允许的阻力，需要利用反向水流(自下而上)对过滤层进行冲洗，从而使滤层再生，滤池重新开始正常工作。目前，滤池冲洗方法主要有以下3种：1)高速水流反冲洗；2)气、水反冲洗；3)表面助冲加高速水流反冲洗。

[0004] 高速水流反冲洗是利用流速较大的反向水流冲洗滤层，使整个滤层达到流态化状态，且具有一定的膨胀度。截留于滤层中的污物，在水流剪力和滤料颗粒碰撞摩擦双重作用下，从滤料表面脱落下来，然后被冲洗水带出滤池。冲洗效果决定于冲洗流速。然而冲洗过程中水流流速过大或过小，冲洗效果均会降低。虽然高速水流反冲洗操作方便，池子和设备较简单，但冲洗耗水量大，冲洗结束后，滤料上细下粗分层明显。如虹吸滤池反冲洗冲洗水头由集水槽水位与冲洗排水槽的槽顶高差决定，所需冲洗水来自本组其它数格滤池的过滤水，因此其余格滤池过滤总水量必须满足该格滤池冲洗强度要求，冲洗强度受其余几格滤池的过滤水量影响，故冲洗效果不稳定。

[0005] 采用气、水反冲洗方法是利用上升空气气泡的振动将附着于滤料表面污物擦洗下来使之悬浮于水中，然后再用水反冲把污物排出池外。因为气泡能有效地使滤料表面污物破碎、脱落，故水冲强度可降低，即可采用所谓“低速反冲”。气、水反冲洗操作方式有以下几种：A)先用空气反冲，然后再用水反冲；B)先用气-水同时反冲，然后再用水反冲；C)先用空气反冲，然后用气-水同时反冲，最后再用水反冲(或漂洗)。虽然气、水反冲洗方法可以提高冲洗效果，节省冲洗水量，而且，冲洗时滤层不一定需要膨胀或仅有轻微膨胀，冲洗结束后，滤层不产生或不明显产生上细下粗分层现象，即保持原来滤层结构，从而提高滤层含污能力，但是气、水反冲洗需增加气冲设备(鼓风机或空气压缩机和储气罐)，池子结构及冲洗操作也较复杂。如现有滤池设计之初未设计气冲环节，后期进行气冲改造工程量大，整体结构上需进行较大改动，不易实现，且改造投入较高。

[0006] 表面助冲加高速水流反冲洗方法是在滤床表面以上增加表面水助冲装置，反洗开始后先进行表面助冲，利用高速水流冲刷滤床表面，再配合高速水流反向冲洗共同完成冲洗步骤。表面水助冲方式清洁范围有限，冲刷半径的覆盖面依赖冲洗滤头布置密度，存在清洁死角；清洁深度有限，只能针对滤床表层滤料进行冲刷；若操作方式不当等原因经常会导致滤头堵塞，失去表冲作用。

[0007] 综上所述，三种冲洗方式中以气、水反冲洗的效率最高，是较为理想的反冲洗方式。对于一部分在用滤池而言，在设计建造之初未设计气冲环节(如虹吸滤池等)，若想要实现气-水反冲，按设计要求需要在滤板下重新铺设气冲管，因此涉及到腾空滤池滤料，拆除现有滤板，在滤板以下重新布置配气系统和气冲管路，而原有孔眼滤板无法实现均匀配气，因此需要为滤板增配长柄滤头用于均匀布气，将原有孔眼滤板更换为滤板+长柄滤头的配水方式，不仅滤池在结构上改动较大，工程量方面实现起来存在较大困难，而且改造费用高。

[0008] 如自来水厂的虹吸滤池未设计气冲洗装置，其在反冲洗过程中采用表面冲洗和高速水反冲洗进行，反冲洗效果依赖滤池过滤水量的大小，原有的表冲装置存在清洁死角、清洁深度不够，滤池过滤水量发生波动时反冲洗膨胀率不足，造成滤料过滤床清洗不彻底，滤床的截污能力不能得到彻底恢复，滤层的含泥量较高，滤池水头损失上涨较快，过滤周期缩短，反冲洗频繁或滤床表层滤料出现截泥板结，甚至导致滤池不能正常使用，影响居民生活用水；如果增加气冲洗装置，则需在设计建造之初即在其底部铺设气冲洗装置，改造工程量较大。

[0009] 本发明针对目前滤池冲洗环节中存在的技术缺陷，进行了冲洗手段上的技术创新，弥补了单一高速水冲方式依赖冲洗流速的技术缺陷；大大简化了现有滤池(在用)改造为气、水反冲方式时在结构上的较大改动；弥补了表面助冲方式清洁能力有限且易堵塞的技术缺陷。

[0010] 本发明气冲的冲洗区域位于滤板以上，针对滤池滤料的局部易结泥部位(滤床表层至滤料40cm处)，可随意升降，有针对性选择冲洗部位。水冲开始后，滤床开始膨胀，气冲装置下降启动辅助气冲，水冲结束前升起结束气冲，气冲管不会发生堵塞。以最小改造量的方式，为传统滤池增加气冲洗步骤，不需要滤池主体施工，单独加工该气冲装置，进行现场安装即可。

发明内容

[0011] 本发明针对现有滤池反冲洗环节中存在的技术缺陷，提供一种滤池的辅助反冲洗系统，本发明的辅助反冲洗系统针对滤池滤料的局部易结泥部位进行重点清洗，有针对性地选择冲洗部位，对难以清洗的部位着重冲洗，使得滤池清洗彻底，滤层的截污能力恢复，滤料过滤能力恢复完全，滤池过滤水质提高，滤池滤料工作周期延长，产水量提高。

[0012] 为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种自来水厂滤池的辅助气冲洗系统，包括升降装置、载气装置和曝气装置，所述升降装置与所述载气装置固定连接，曝气装置固定安装在所述载气装置的下部，其中，所述升降装置用于降低或提升载气装置，将载气装置伸入到滤池的滤床中或将载气装置从滤池的滤床中提起；所述载气装置用于将外源气体输送至滤池的滤床内部；所述曝气装置，用于将载气装置输送的外源气体曝气传递至滤床的各部位，使得滤料上的污染物在外源气体的作用下脱落，达到清洗滤料的目的。

[0013] 其中，所述自来水厂滤池选择滤料滤池，优选为虹吸滤池、普通快滤池和其他单一水流反冲洗滤池，进一步优选为虹吸滤池、普通快滤池。

[0014] 其中，所述升降装置选择丝杆升降机。

[0015] 特别是，所述丝杆升降机选择螺旋丝杆升降机、蜗轮丝杆升降机、蜗轮蜗杆升降机。

[0016] 其中，所述升降装置包括支撑架、螺旋丝杆和轮盘，螺旋丝杆垂直穿过支撑架；轮盘固定安装在螺旋丝杆上且位于支撑架的上部。

[0017] 特别是，所述支撑架为平板状，可拆卸地设置在滤池的上部。

[0018] 尤其是，所述支撑架沿着滤池的长度方向或宽度方向设置。

[0019] 特别是，所述支撑架可拆卸的固定在滤池外壁的中部。所述支撑架设置在滤池的长度方向或宽度方向的中间位置。

[0020] 其中，所述螺旋丝杆从所述支撑架的中心垂直穿过支撑架。

[0021] 特别是，所述螺旋丝杆的底端与所述载气装置固定连接。

[0022] 尤其是，所述升降装置可以为手动、自动升降。

[0023] 本发明中的升降装置可以是任何可以上下提升的升降设备，例如丝杆升降设备、蜗轮蜗杆升降设备等。

[0024] 其中，所述曝气装置由多根曝气管组成。

[0025] 其中，所述载气装置包括弹簧气管、载气总管和多根载气支管，其中，所述载气总管一端与所述弹簧气管连接，另一端封闭；沿着载气总管的长度方向，在所述载气总管的下部设置多根载气支管。

[0026] 弹簧气管、载气总管、载气支管内部相互连通，构成气源流通通道。

[0027] 特别是，所述弹簧气管沿着滤池的深度方向从上至下设置，沿着滤池深度方向延伸。

[0028] 尤其是，所述弹簧气管沿着滤池池壁从上向下延伸，并靠近滤池池壁。

[0029] 特别是，所述弹簧气管的一端与外部气源相连接，另一端与载气总管相连接。

[0030] 本发明中滤池的长度方向称为纵向；宽度方向称为横向；深度方向称为竖直方向。

[0031] 尤其是，所述载气总管纵向设置，即载气支管沿着滤池的长度方向设置，其长度与滤池长度相适应。

[0032] 特别是，所述载气总管的上部与所述升降装置的螺旋丝杆的下端固定连接，使得载气总管随着螺旋丝杆的升降而上升或下降。

[0033] 尤其是，所述载气总管的上部中间位置与所述升降装置的螺旋丝杆的下端固定连接，使得载气总管随着螺旋丝杆的升降而上升或下降，即所述螺旋丝杆的下端与所述载气总管的上部固定连接的位点位于所述载气总管上部的中间。

[0034] 特别是，沿着所述载气总管的长度方向，在其下部设置若干个彼此分离的载气支管。

[0035] 尤其是，相邻两根载气支管之间间隔距离与滤池布水槽的宽度相适应。

[0036] 特别是，相邻两个载气支管之间的间隔距离大于滤池的布水槽的宽度。

[0037] 所述辅助气冲洗系统下降至滤池滤料中时，所述载气支管与滤池的布水槽间隔排列，并且布水槽位于相邻两根载气支管的中间位置；靠近滤池的横向池壁(即滤池宽度方向)的布水槽与横向池壁之间分别设置有1根载气支管，且载气支管设置在靠近滤池池壁的布水槽与池壁的中间位置。

[0038] 特别是，当所述辅助气冲洗系统进行冲洗处理过程中，载气装置下沉至滤池滤床中时，载气支管与滤池的布水槽间隔排列，并且布水槽位于相邻两根载气支管的中间位置，相邻两根载气支管之间间隔一个滤池的布水槽。

[0039] 特别是，所述载气支管沿着载气总管的长度方向设置在载气总管的下部。

[0040] 尤其是，所述载气支管的个数为滤池内布水槽的个数+1，即如果滤池的布水槽有3个，则载气支管的个数为4个；如果布水槽的个数为6个，则载气支管的个数为7，载气支管的个数以此类推。

[0041] 特别是，靠近滤池池壁的载气支管设置在靠近滤池池壁的布水槽与池壁之间间距的中间位置上。

[0042] 其中，所述载气支管整体呈倒T字形，包括垂直部、水平部和曝气管连接部三部分，垂直部与载气总管连接，水平部位于垂直部的下端，与垂直部固定连接且相互垂直；曝气管连接部位于水平部的两端且向下延伸，相互平行，并且在曝气管连接部相对的一侧上分别设置有至少1个固定件，用于固定和安装所述曝气管；并且相对的两个固定件位于同一水平面内。

[0043] 特别是，所述垂直部、水平部和曝气管连接部在同一平面内，且内部相连通。

[0044] 尤其是，所述垂直部、水平部和曝气管连接部形成的平面与滤池的横向和竖直方向形成的平面相平行。

[0045] 特别是，所述辅助气冲洗系统下降至滤池滤料中时，所述载气支管的垂直部与滤池的布水槽间隔排列，且布水槽位于相邻两根载气支管垂直部的中间位置；靠近滤池横向池壁设置的载气支管垂直部设置在靠近滤池横向池壁的布水槽与横向池壁的中间位置。

[0046] 特别是，当所述辅助气冲洗系统进行冲洗处理过程中，载气装置下沉至滤池滤床中时，载气支管的垂直部与滤池的布水槽间隔排列，并且布水槽位于相邻两根载气支管的垂直部的中间位置。

[0047] 尤其是，相邻两根载气支管的垂直部之间间隔一个布水槽，并且布水槽位于相邻两根载气支管的垂直部的中间位置。

[0048] 特别是，靠近滤池池壁的载气支管的垂直部设置在靠近滤池池壁的布水槽与池壁之间间距的中间位置上。

[0049] 特别是，所述垂直部沿着滤池的深度方向延伸，从上向下延伸，其上端与载气总管固定连接且与载气总管内部相连通，将载气总管内的外源气体向下引入位于其下端的水平部；所述水平部横向延伸，其上部的中间位置与垂直部固定连接相互连通，即每根所述载气支管的垂直部固定连接于水平部对称中心处。

[0050] 其中，所述载气支管的垂直部的高度大于布水槽高度、布水槽底距离滤料层表面的高度和滤床清洗深度之和；所述水平部的长度与滤池的宽度相适应。

[0051] 特别是，所述载气支管的垂直部的高度为(布水槽高度、布水槽底距离滤料层表面的高度和滤床清洗深度之和)+(5-10cm)，即布水槽高度、布水槽底距离滤料层表面的高度和滤床清洗深度之和再加上5-10cm。

[0052] 尤其是，所述滤床清洗深度为滤床高度的35％-65％。

[0053] 特别是，所述滤床清洗深度为从滤池滤床表层至表层以下30-50cm；，例如滤床深度为80cm，则所需清洗的滤床深度为滤床表层向下30-50cm。

[0054] 特别是，所述曝气管连接部设置在水平部的两端，且向下弯曲，曝气管连接部之间间隔一定距离。

[0055] 尤其是，每一根载气支管的位于水平部两端的弯头间的间距与曝气管的长度相适应。

[0056] 特别是，所述曝气管与载气支管的两个曝气管连接部固定连接，构成完整的载气闭合回路。

[0057] 尤其是，所述曝气管的根数与载气装置的载气支管的根数相一致。

[0058] 特别是，所述载气支管整体呈倒T字形，包括垂直部、水平部和曝气管连接部三部分，垂直部与载气总管连接，水平部位于垂直部的下端，与垂直部固定连接且相互垂直；曝气管连接部位于水平部的两端且向下延伸，相互平行，并且在曝气管连接部相对的一侧上分别设置有多个固定件，用于固定和安装所述曝气管；并且相对的两个固定件位于同一水平面内。

[0059] 其中，所述垂直部、水平部和曝气管连接部在同一平面内，且内部相连通。

[0060] 特别是，所述垂直部、水平部和曝气管连接部形成的平面与滤池的横向和竖直方向形成的平面相平行。

[0061] 尤其是，所述在曝气管连接部相对的一侧上分别设置有多个固定件，通常指至少2个或2个以上。

[0062] 其中，所述载气装置包括弹簧气管、载气总管和多组载气支管组件，其中，所述载气总管一端与所述弹簧气管连接，另一端封闭；沿着载气总管的长度方向，在所述载气总管的下部设置多组载气支管组件，每组载气支管组件由至少1根载气支管组成。

[0063] 特别是，相邻两组载气支管组件之间的间隔距离与滤池布水槽的宽度相适应。

[0064] 尤其是，相邻两组载气支管组件之间的间隔距离大于滤池的布水槽的宽度。

[0065] 当辅助气冲洗系统下降至滤池滤料中进行气冲洗时，载气支管组件组与滤池的布水槽间隔排列，且布水槽位于相邻两组载气支管组件的中间位置。靠近滤池横向池壁的布水槽与横向池壁之间分别设置有1组载气支管组件，且载气支管组件均匀设置在靠近滤池横向池壁布水槽与横向池壁之间的位置。

[0066] 特别是，当所述辅助气冲洗系统进行冲洗处理过程中，载气装置下沉至滤池滤床中时，载气支管组件与滤池的布水槽间隔排列，并且布水槽位于相邻两组载气支管组件的中间位置，相邻两组载气支管组件之间间隔一个滤池的布水槽。

[0067] 其中，靠近滤池横向池壁的一组载气支管组件包括1根载气支管；远离滤池横向池壁的载气支管组件包括至少2根载气支管。

[0068] 特别是，相邻两个布水槽之间的载气支管组件包括至少2根载气支管。

[0069] 尤其是，相邻两个布水槽之间的载气支管组件的载气支管均匀分布在相邻两个布水槽之间的位置上。

[0070] 尤其是，所述载气支管组件的数量为滤池内布水槽的个数+1，即如果滤池的布水槽有3个，则载气支管组件的数量为4个；如果布水槽的个数为6个，则载气支管组件的数量为7，载气支管组件的数量以此类推。

[0071] 特别是，靠近滤池池壁的载气支管设置在靠近滤池池壁的布水槽与池壁之间间距的中间位置上。

[0072] 尤其是，设置在相邻两个布水槽之间载气支管组件的多根载气支管均匀分布在相邻两个布水槽之间的位置中。

[0073] 本发明另一方面提供一种自来水厂滤池的辅助气冲洗系统，包括载气装置、曝气装置和多个相互平行设置的升降装置，所述升降装置与所述载气装置固定连接，曝气装置固定安装在所述载气装置的下部，其中，所述升降装置用于降低或提升载气装置，将载气装置伸入到滤池的滤床中或将载气装置从滤池的滤床中提起；所述载气装置用于将外源气体输送至滤池的滤床内部；所述曝气装置，用于将载气装置输送的外源气体分布至滤池滤床的各部位，使得滤池滤料上的污染物在外源气体的作用下脱落，达到清洗滤料的目的。

[0074] 其中，所述升降装置均匀设置在所述载气装置上，且与载气装置固定连接；所述多个升降装置为至少2个升降装置。

[0075] 特别是，每个所述的升降装置包括支撑架、螺旋丝杆和轮盘，螺旋丝杆垂直穿过支撑架；轮盘固定安装在螺旋丝杆上且位于支撑架的上部。

[0076] 特别是，所述支撑架为平板状，可拆卸地设置在滤池的上部。

[0077] 尤其是，所述支撑架沿着滤池的长度方向或宽度方向设置。

[0078] 特别是，所述升降装置的支撑架沿着滤池的长度或宽度方向，可拆卸的固定在滤池的外壁上。

[0079] 其中，所述螺旋丝杆从所述支撑架的中心垂直穿过支撑架。

[0080] 特别是，所述螺旋丝杆的底端与所述载气装置固定连接。

[0081] 特别是，所述多个升降装置的多根螺旋丝杠的底端与所述载气装置固定连接的位点均匀分布在所述载气装置上。

[0082] 尤其是，所述多个升降装置的多根螺旋丝杠的底端与所述载气装置的载气总管固定连接的位点均匀分布在所述载气装置的载气总管的上部。

[0083] 其中，所述载气装置包括顺序连接的弹簧气管、载气总管、载气支管，且弹簧气管、载气总管、载气支管内部相互连通，构成气源流通通道。

[0084] 特别是，所述弹簧气管的一端与外部气源相连接，另一端与载气总管相连接。

[0085] 尤其是，所述弹簧气管沿着滤池的深度方向从上至下设置，沿着滤池深度方向延伸。

[0086] 特别是，所述弹簧气管的上端与外部气源相连接，其下端与载气总管相连接。

[0087] 尤其是，所述弹簧气管沿着滤池池壁从上向下延伸，并靠近滤池池壁。

[0088] 特别是，所述载气总管的一端与弹簧气管固定连接，另一端封闭。

[0089] 尤其是，所述弹簧气管的一端与外部气源相连接，另一端与一端封闭的载气总管的另一端相连通。

[0090] 尤其是，所述载气总管沿着滤池的长度方向设置，其长度与滤池长度相适应。

[0091] 特别是，所述载气总管的上部与所述多个升降装置的多根螺旋丝杠底端固定连接，且固定连接位点均匀分布在所述载气总管的上部。

[0092] 升降装置的多根螺旋丝杆的下端与所述载气总管固定连接，使得载气总管随着螺旋丝杆的升降而上升或下降，即多个升降装置的螺旋丝杆的下端与所述载气总管的上部固定连接的位点均匀分布在所述载气总管上部，提高使用过程中辅助冲洗装置的稳定性。

[0093] 其中，所述载气装置包括弹簧气管、载气总管和多根载气支管，其中，所述载气总管一端与所述弹簧气管连接，另一端封闭；沿着载气总管的长度方向，在所述载气总管的下部设置多根载气支管。

[0094] 沿着所述载气总管的长度方向，在其下部设置若干个彼此分离的载气支管。

[0095] 特别是，相邻两根载气支管之间间隔距离与滤池布水槽的宽度相适应。

[0096] 尤其是，相邻两个载气支管之间的间隔距离大于滤池的布水槽的宽度。

[0097] 其中，所述载气装置包括弹簧气管、载气总管和多组载气支管组件，其中，所述载气总管一端与所述弹簧气管连接，另一端封闭；沿着载气总管的长度方向，在所述载气总管的下部设置多组载气支管组件，每组载气支管组件由至少1根载气支管组成。

[0098] 特别是，相邻两组载气支管组件之间的间隔距离与滤池布水槽的宽度相适应。

[0099] 尤其是，相邻两组载气支管组件之间的间隔距离大于滤池的布水槽的宽度。

[0100] 其中，靠近滤池横向池壁的一组载气支管组件包括1根载气支管；远离滤池横向池壁的载气支管组件包括至少2根载气支管。

[0101] 特别是，相邻两个布水槽之间的载气支管组件包括至少2根载气支管。

[0102] 尤其是，相邻两个布水槽之间的载气支管组件的载气支管均匀分布在相邻两个布水槽之间的位置上。

[0103] 特别是，靠近滤池池壁的载气支管设置在靠近滤池池壁的布水槽与池壁之间间距的中间位置上。

[0104] 尤其是，设置在相邻两个布水槽之间载气支管组件的多根载气支管均匀分布在相邻两个布水槽之间的位置中。

[0105] 本发明的辅助气冲洗系统实际上为滤池在单一水反冲洗的基础上增加了气冲环节，选择性地针对滤床最易积泥的部位(即滤床表层以下至40cm处滤料含泥量最大)进行有针对性的辅助气冲洗，利用空气气泡振动将附着于滤料表面的污物擦洗下来悬浮于水中，再配合水冲排出池外。因为气泡能有效的使滤料表面污物破碎、脱落，故水冲强度可以降低，有效的弥补了单一水冲强度不足的缺陷。

[0106] 本发明采用的技术手段包括：气冲装置升降过程的实现(手动、自动均可设计)；浅层气冲装置的设计(相较于现有的气-水反冲洗装置的配气系统位于滤床滤料底部而言，气-水反冲洗过程中气体从滤床底部深层进行)；气路伸缩与装置升降过程同步。

[0107] 与现有技术相比，本发明的辅助冲洗装置具有如下优点：

[0108] 1、本发明的辅助气冲洗系统的冲洗位点位于滤板以上，针对局部容易结泥部位(即污泥容易积累的位置，通常是从滤床的表层至表层以下约40cm处)进行清洗，气冲和水冲结合，对滤料清洗彻底。

[0109] 采用本发明的滤池辅助气冲洗系统结合水冲洗处理后，滤池滤料含泥量很低，几乎为0，清洗效果不依赖水冲强度，实现了通过反冲洗步骤，恢复滤料截污能力的目的。而不采用本发明的辅助气冲洗系统仅仅进行水冲洗，滤料含泥率恢复程度依赖于水冲强度，当水冲强度不稳定时(例如滤池处理水量发生波动时)，滤料恢复效果不理想，含泥率依然大于30％。

[0110] 2、与传统的在滤板以下的气、水反冲洗方式相比，采用本发明的辅助气冲洗系统冲洗过程中，用气量少，达到同样清洗效果，消耗的气体量少，节约气量和成本，本发明的气冲洗位点位于滤池滤板以上决定了其曝气量小于滤板以下曝气方式的曝气量；另外，针对现有的、未设置气冲洗系统的滤料滤池，为了进行气冲洗，不需要进行在其底部添加气冲洗系统的工程改造，使用本发明的气冲洗系统进行反冲洗即可达到添加气冲洗系统改造的冲洗效果，而且还可以节约用气量。

[0111] 3、本发明的辅助气冲洗系统可以沿着滤池的深度方向任意升降，有针对性地选择冲洗部位，气冲位置更有针对性且更灵活，对水洗过程中难以清洗的部位重点清洗。

[0112] 4、使用本发明的辅助气冲洗系统，在水冲洗之后，滤床开始膨胀，辅助气冲系统下降至滤池中，启动辅助气冲，水冲结束前升起辅助气冲系统，结束气冲洗出来，清除滤层中滤料所截留的污物，使滤池恢复过滤能力。

[0113] 5、为传统滤池(如虹吸滤池)尤其是在用滤池增加气冲洗步骤，实现了最小工作量的改造，不需进行滤池主体施工，仅单独使用本发明辅助气冲系统，为在用且未设计气冲洗环节的滤池改造增加气冲洗装置，快速恢复滤料截污能力，工程改造量少，节约生产成本。

[0114] 6、本发明的辅助冲洗装置的用气量少，气冲强度低于传统的气冲方式，节约了成本。本发明的辅助可升降式冲洗装置冲洗位置位于滤料层以下30-50cm处，相比于传统位于滤板以下的布气方式(此时气冲需要穿过承托层、滤头以及完整的滤料层)，需要克服的阻力小，所需的冲洗强度小。

[0115] 现有具有气、水反冲洗的滤池，其气冲装置布设在滤池滤床的滤板的下部，设备设计、安装成本高，气冲过程中使用的气量大，自来水生产成本高，而本发明的气冲装置可以任意移动，且气冲过程中气冲位点在滤床滤板的上部，用气量少。

[0116] 7、本发明装置为滤池增加了气冲环节，摆脱了对水冲强度的依赖，在没有恒流水冲泵，仅依靠冲洗水头决定反冲强度的滤池改造中(如虹吸滤池)，可进行广泛推广。

附图说明

[0117] 图1为本发明实施例1辅助反冲洗系统放置于滤池中的俯视图；

[0118] 图2为本发明实施例1辅助反冲洗系统放置于滤池中并伸入到滤料中的主视图(滤池的布水槽未示出)；

[0119] 图3为本发明实施例1辅助反冲洗系统放置于滤池中并伸入到滤料中的侧视图；

[0120] 图4为本发明实施例1辅助反冲洗系统的载气装置示意图；

[0121] 图5为本发明实施例1辅助反冲洗系统放置于滤池中未伸入到滤料中的侧视图；

[0122] 图6为本发明实施例2辅助反冲洗系统的载气装置示意图；

[0123] 图7为本发明实施例3辅助反冲洗系统放置于滤池中的俯视图；

[0124] 图8为本发明实施例3辅助反冲洗系统放置于滤池中并伸入到滤料中的侧视图；

[0125] 图9为本发明实施例4辅助反冲洗系统放置于滤池中的俯视图；

[0126] 图10为本发明实施例4辅助反冲洗系统放置于滤池中并伸入到滤料中的侧视图。附图标记说明

[0127] 1、升降装置；11、支撑架；12、螺旋丝杆；13、轮盘；2、载气装置；21、弹簧气管；22、载气总管；23、载气支管；231、垂直部；232、水平部；233、曝气管连接部；234、固定件；3、曝气装置；31、曝气管；4、滤池；5、布水槽。

具体实施方式

[0128] 下面通过具体实施方式来进一步描述本发明的有益效果，这些实施方式仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的结构思路、使用范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

[0129] 如图1、2、3所示，本发明的用于自来水厂滤料滤池滤料的辅助冲洗装置包括：升降装置1、载气装置2和曝气装置3，其中：

[0130] 升降装置1：用于提升或降低载气装置，将载气装置下降并放置到滤池的滤料内部或在反冲洗结束后，将载气装置从滤池滤料中提升上来，移出净水滤池；

[0131] 载气装置2，用于将冲洗滤池的外源气体输送至滤池的滤料内部；

[0132] 曝气装置3，用于将载气装置输送的外源气体分布至滤池滤料的各部位，使得滤池滤料上的污染物在外源气体的作用下脱落，达到清洗滤料的目的；其中：

[0133] 所述升降装置与所述载气装置固定连接(例如螺纹连接、焊接、铆接等，本领域中现有已知的固定连接方式均适用于本发明)，曝气装置固定安装在所述载气装置的下部。

[0134] 其中，所述升降装置1为丝杠升降机，包括支撑架11、螺旋丝杠12和轮盘13，螺旋丝杆垂直穿过支撑架的中心，其底端与载气装置固定连接；轮盘固定安装在螺旋杆上且位于支撑架的上部，通过转动轮盘，使得垂直穿过支撑架的螺旋丝杠上下移动，从而带动载气装置上下移动。

[0135] 支撑架为平板状，选用不锈钢材料制成，可拆卸的设置在滤池4的上部。使用时将支撑架固定在滤池顶部的边缘上，通常使用螺栓固定于滤池顶部边缘，反冲洗结束后，拆除、移走即可。

[0136] 轮盘套装在螺旋杆上，并穿过螺旋丝杆，且位于支撑架的上部，转动轮盘，螺旋丝杆随着轮盘的转动上升或下降，带动载气装置、曝气装置的上升或下降。

[0137] 本发明实施例中的升降装置选择丝杠升降装置，例如梯形丝杆升降机、螺旋丝杠升降机、蜗轮丝杠上降级、螺杆升降机等均适用于本发明。本发明的升降装置除了选用丝杠升降机之外，本领域中其他可提升和降低物体的升降装置均适用于本发明，其他如蜗轮蜗杆升降设备等也适用于本发明。。

[0138] 如图4所示，所述载气装置2包括顺序连接且相互连通的弹簧气管21、载气总管22、载气支管23，其中弹簧气管与外部气源(附图中未示出)相连接，将外源气体引入本发明的辅助气冲洗系统。

[0139] 弹簧气管用于连接外部气源与载气总管。除连接、导气作用外，主要应用了它的弹性、伸缩功能，在本发明装置上升、下降过程中具有伸缩性，自由伸长或压缩，不影响载气装置的导气作用。气冲装置上下移动，气管必然也伴随上下移动，弹簧气管自带的伸缩功能可以实现这一目的，伸缩的同时不影响导气、不额外占用空间。

[0140] 弹簧气管沿着滤池的深度方向设置，从上至下，沿着滤池深度方向延伸，其上端与外部气源相连接，其下端与载气总管相连接；通常弹簧气管设置在靠近滤池池壁的附近，如图1、3所示。

[0141] 载气总管的一端与弹簧气管固定连接，另一端封闭；载气总管沿着滤池的长度方法(即纵向)延伸设置，位于滤池的横向的中间位置，其长度与滤池的长度相适应。载气总管的上部中间位置与升降装置的螺旋丝杆的下端固定连接。

[0142] 载气总管、载气支管均采用不锈钢材料制成。升降装置的螺旋丝杆与载气总管间通常是通过焊接，螺栓连接等连接方式固定连成一体。使得载气装置和曝气装置悬吊于滤池内部空间中，通过操纵升降装置的轮盘上下移动曝气装置至滤池滤料(附图中未示出)的任何深度位置。

[0143] 载气总管的下部设置若干个沿着滤池的深度方向向下延伸的彼此间隔的载气支管，相邻两根载气支管之间间隔距离与滤池的布水槽宽度相适应，通常间隔距离大于滤池的布水槽的宽度，即当辅助气冲洗系统下降至滤池滤料中进行气冲洗时，所述载气支管与滤池的布水槽5间隔排列(如图1、3)，并且布水槽位于相邻两根载气支管的中间位置，也就是说，相邻两个布水槽之间设置2根载气支管；相邻两根载气支管之间有一个布水槽。

[0144] 滤池宽度方向的池壁与靠近滤池宽度方向的池壁的布水槽之间设置有一根载气支管，即靠近滤池宽度方向的两侧的池壁的布水槽与宽度方向的池壁之间分别设置有载气支管，且载气支管位于靠近滤池池壁的布水槽与池壁的中间位置。

[0145] 如图2、3、4，所述载气支管整体呈倒T字形(如 )由垂直部231、水平部232和曝气管连接部233三部分组成，且同一载气支管的垂直部、水平部和曝气管连接部位于同一平面内。垂直部与载气总管连接，与载气总管相垂直，沿着滤池深度方向延伸；水平部位于垂直部的下端，与垂直部固定连接且相互垂直，沿着滤池宽度方向延伸，即沿着滤池的横向延伸；水平部与载气总管相垂直，即水平部与滤池的宽度方向相平行，与滤池的长度方向相垂直；曝气管连接部位于水平部的两端，且与水平部呈一体连接，曝气管连接部沿着滤池的深度方向向下延伸，并且在两根曝气管连接部相对的一侧上分别设置有1个固定件234，并且相对的两个固定件位于同一水平面内，用于固定和安装所述曝气管，如图4。

[0146] 垂直部沿着滤池的深度方向延伸，从上向下延伸，其上端与载气总管固定连接且与载气总管内部相连通，将载气总管内的外源气体向下引入位于其下端的水平部。所述载气支管的垂直部的高度大于滤池布水槽高度、布水槽底距离滤料层表面的高度和滤床清洗深度之和，通常载气支管的垂直部的高度为(布水槽高度、布水槽底距离滤料层表面的高度和滤床清洗深度之和)+(5-10cm)，滤床清洗深度为从滤池滤床表层至表层以下30-50cm；

[0147] 本发明的滤床清洗深度通常为滤池滤料高度的35-65％。

[0148] 水平部沿着滤池的宽度方向延伸，其上部的中间位置与垂直部固定连接且内部相互连通；所述水平部的长度与滤池的宽度相适应。所述水平部与垂直部形成的平面与滤池的宽度和深度方向形成的平面相平行；与滤池的宽度和长度方向形成的平面相垂直。

[0149] 设置在水平部两端的曝气管连接部沿着滤池深度方向向下延伸，内部与水平部相连通。相互平行的两根曝气管连接部相对的一侧上分别设置1个固定件234，形成1对固定曝气管的固定件，固定和安装所述曝气管；并且相对的两个固定件位于同一水平面内。曝气管连接部的在同一水平面内的相对的两个固定件之间间隔一定距离，该距离与曝气管的长度相适应。所述水平部与曝气管连接部形成的平面与滤池的宽度方向和深度方向形成的平面相平行；与滤池的宽度方向和长度方向形成的平面相垂直。

[0150] 所述曝气装置由多根曝气管31组成，每根曝气管沿着滤池宽度方向布置，即与滤池的横向相平行。曝气管与载气支管的曝气管连接部固定连接。

[0151] 在载气支管的曝气管连接部上固定安装的曝气管，其数量与载气装置的载气支管的根数相一致。曝气管与载气支管的两个曝气管连接部固定连接，构成完整的载气闭合回路，将外源气体输送至滤池中，通过曝气管进行曝气，大量的气泡使得滤料表面的污物破碎，脱落，将附着于滤料上的污物冲洗下来，清洗滤料。

[0152] 曝气管连接部的固定件与曝气管的连接通常是螺纹连接，便于将曝气管从载气支管上拆卸下来。

[0153] 本发明的辅助气冲洗系统的工作原理如上：

[0154] 在未设置气冲洗装置的虹吸滤池过滤一段时间后，需要进行反冲洗，停止过滤时，在滤池长度方向的中间位置且沿着滤池的宽度方向放置升降装置的支撑架，然后在滤池的长度方向的池壁外侧采用螺栓固定的方式将支撑架固定于滤池的池壁外侧，通过转动轮盘将本发明的服装反冲洗装置缓慢置于滤池内，辅助反冲洗装置安装、固定于滤池的上部，如图5。

[0155] 待滤池内的滤液位降低并达到反冲洗标准时，进行单独的水反冲洗处理，反洗废水通过排水槽流出，在水反冲形成后滤料层开始膨胀，与此同时，启动气源，外源气体依次通过载气装置的弹簧气管、载气总管、载气支管输送至曝气装置的各个曝气管，曝气管开始曝气，曝气管曝气后启动升降装置，转动轮盘，螺旋丝杆下降带动载气装置下降沉入水中，直至曝气管沉入滤床清洗深度位置(即预定位置，如图2、3所示)，曝气管伸入滤料中的预定位置通常选择为滤床静止时距滤床表面深度为30-50cm处停止下降，开始气、水同时冲洗步骤(3-6min)。

[0156] 预定位置为滤料层需要增加气冲洗的位置，通常为滤床高度的35-65％，优选为滤床表面向下的30-50cm处，

[0157] 待气冲洗(3-6min)结束后，再次开启升降装置，反向转动轮盘，螺旋丝杆上升带动载气装置上升，离开滤料层，直至曝气管提升至与滤池排水槽上沿齐平的位置(如图5)，然后关闭气源，停止曝气。气冲环节结束，继续单独水冲洗(4-7min)。水冲洗结束后，整个冲洗过程结束，开始下次过滤。

[0158] 实施例1

[0159] 辅助气冲洗系统含有1个升降装置、载气支管的曝气管连接部相对的一侧上设置有1个固定件，如图1、2、3、4。

[0160] 实施例2

[0161] 辅助气冲洗系统含有1个升降装置、载气支管的曝气管连接部相对的一侧上分别设置有3个固定件(如图6)。

[0162] 载气支管的曝气管连接部设置在水平部的两端，且沿着滤池深度方向向下延伸，内部与水平部相连通。相互平行的两根曝气管连接部相对的一侧上分别设置有3个固定件234，从上至下依次排列，形成3对固定曝气管的固定件，固定和安装所述曝气管；并且相对的两个固定件位于同一水平面内。曝气管连接部的在同一水平面内的相对的两个固定件之间间隔一定距离，该距离与曝气管的长度相适应。所述水平部与曝气管连接部形成的平面与滤池的宽度方向和深度方向形成的平面相平行；与滤池的宽度方向和长度方向形成的平面相垂直。

[0163] 所述曝气装置由多根曝气管31组成，曝气管安装在位于同一水平面内的相对的两个固定件之间(通常为螺纹固定连接)，曝气管与载气支管的两个曝气管连接部固定连接，构成完整的载气闭合回路，将外源气体输送至滤池中，通过曝气管进行曝气，大量的气泡使得滤料表面的污物破碎，脱落，将附着于滤料上的污物冲洗下来，清洗滤料。

[0164] 固定件与曝气管的连接通常是螺纹连接，便于将曝气管从载气支管上拆卸下来。

[0165] 设置在载气支管水平部两端的曝气管连接部沿着滤池深度方向向下延伸，相互平行的两根曝气管连接部相对的一侧上从上至下依次分别设置多个固定件，固定和安装所述曝气管。曝气管沿着滤池的宽度方向设置，与滤池的横向相平行。

[0166] 除了载气支管的曝气管连接部与实施例1不同之外，其余与实施例1相同。

[0167] 本发明实施例中以载气支管的曝气管连接部相对的一侧上分别设置有3个固定件为例进行说明，在载气支管的曝气管连接部相对的一侧上可以分别设置多个固定件，例如2个、4个、5个等。

[0168] 实施例3

[0169] 辅助气冲洗系统含有3个平行设置升降装置、载气支管的曝气管连接部相对的一侧上设置有1个固定件，如图7、8。

[0170] 如图7、8所示，辅助气冲洗系统包括3个升降装置，每个升降装置包括支撑架、螺旋丝杆和轮盘，螺旋丝杆垂直穿过支撑架；轮盘固定安装在螺旋丝杆上且位于支撑架的上部。3个升降装置的3根螺旋丝杠与载气总管的上部固定连接，且固定连接位点均匀分布于载气总管的上部，如图7、8所示。

[0171] 除了升降装置的数量和升降装置的螺旋丝杠与载气总管的固定连接位点与实施例1不同之外，其余与实施例1相同。

[0172] 本发明中升降装置可以有多个，1个或1个以上均适用于本发明，1个以上的升降装置的螺旋丝杠与载气总管固定连接位点均匀分布在载气总管的上部。例如，2个升降装置，则其2个升降装置的2根螺旋丝杠与载气总管固定连接位点均匀分布在载气总管的上部；如果为4个升降装置，则其4个升降装置的4根螺旋丝杠与载气总管固定连接位点均匀分布在载气总管的上部。

[0173] 本实施例中载气支管的曝气管连接部相对的一侧上可以分别设置多个固定件，用于固定和安装多个曝气管。

[0174] 实施例4

[0175] 辅助气冲洗系统含有1个升降装置、载气装置由弹簧气管、载气总管和多组载气支管组件组成，相邻两组载气支管组件之间的间隔距离与滤池布水槽宽度相适应。靠近滤池横向池壁的布水槽与横向池壁之间分别设置有1组载气支管组件，靠近滤池横向池壁的一组载气支管组件包括1根载气支管；远离滤池横向池壁的载气支管组件包括2根载气支管；每根载气支管的曝气管连接部相对的一侧上设置有1个固定件，如图9、10。

[0176] 如图9、10所示，载气总管的下部设置若干个沿着滤池的深度方向向下延伸的彼此间隔的多组载气支管组件，相邻两组载气支管组件之间间隔距离大于滤池的布水槽的宽度，每组载气支管组件包括至少1根载气支管。

[0177] 当辅助气冲洗系统下降至滤池滤料中进行气冲洗时，所述每组载气支管组件与滤池的布水槽5间隔排列(如图9、10)，并且布水槽位于相邻两组载气支管组件的中间位置，也就是说，相邻两个布水槽之间设置1组载气支管组件；相邻两组载气支管组件之间有一个布水槽。

[0178] 滤池宽度方向的池壁与靠近滤池宽度方向的池壁的布水槽之间设置有一组载气支管组件，即靠近滤池宽度方向的两侧的池壁的布水槽与宽度方向的池壁之间分别设置有载气支管组件，且载气支管组件位于靠近滤池池壁的布水槽与池壁的中间位置。

[0179] 本实施例中位于滤池池壁和靠近滤池池壁的布水槽之间的1组载气支管组件含有1根载气支管；位于相邻两个布水槽之间的每组载气支管组件含有2根载气支管，如图9、10。
位于滤池池壁和靠近滤池池壁的布水槽之间的1组载气支管组件还可以含有1根以上的载气支管；相邻两个布水槽之间的每组载气支管组件可以含有2根以上载气支管；位于滤池池壁和靠近滤池池壁的布水槽之间的载气支管组件和位于相邻两个布水槽之间的每组载气支管组件含有的载气支管的数量可以相同也可以不同。

[0180] 本发明实施例中设置在相邻两个布水槽之间的每组载气支管组件由2根载气支管组成，横向池壁与靠近横向池壁的布水槽之间的一组载气支管组件由1根载气支管组成。

[0181] 本发明中设置在相邻两个布水槽之间的每组载气支管组件除了由2根载气支管组成之外，其他2根以上也适用于本发明；池壁与靠近池壁的布水槽之间的一组载气支管组件除了由1根载气支管组成，其他1根以上也适用于本发明。

[0182] 除了载气装置与实施例1不同之外，其余与实施例1相同。

[0183] 本实施例中升降装置还可以设置多个相互平行的升降装置，升降装置的联系丝杆与载气总管固定连接的位点均匀分布在载气总管的上部。

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一种自来水厂滤池的辅助气冲洗系统

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