1.本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种双向流过滤滤池及其处理工艺。
背景技术：2.过滤是指水中的悬浮颗粒经过具有孔隙的介质或滤网而被分离出来的过程，悬浮颗粒被截留在滤料层中或滤网表面，从而使浑水得以澄清。过滤过程中，水体中附着在悬浮颗粒物之上的部分有机物、细菌、病毒等也会随之同时去除。因此，过滤是提升水质的一种重要的水处理工艺。
3.滤池是现实中广泛应用的一种过滤工艺水处理构筑物，池内填充一定厚度的过滤介质，诸如石英砂、无烟煤、陶粒等粒状滤料。过滤初期，水中的杂质颗粒最初粘附在洁净滤料层表面，随着颗粒物的不断积累，滤料层间的孔隙率不断减小，孔隙中水流速度逐渐增大，表层被截留的颗粒物被高速水流冲刷脱落并随水流不断迁移至更深层滤料之中，下层滤料的截留作用渐次得到发挥，显然滤料层中截留污染物的分布并不均匀。
4.目前，滤池已经由最初的单层均质滤料滤池，逐步发展为双层滤料滤池、三层滤料滤池等，并已取得广泛应用，滤层含污能力得到一定程度的提升，但滤层纳污潜力并未从根本上得到开发。本发明涉及一种一种双向流过滤滤池及其处理工艺，可从根本上提升滤层含污能力，提升滤池过滤效率。
技术实现要素：5.针对上述存在的问题，本发明目的在于提供一种进一步开发利用滤池滤层含污潜力，提升滤池过滤效率的双向流过滤滤池及其处理工艺。
6.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种双向流过滤滤池，包括第一过滤室、第二过滤室、过滤配套管阀和反冲洗配套管阀，所述的第二过滤室包覆在第一过滤室的外侧，所述的第一过滤室自下而上依次设有第一过滤室底部区域、第一配水底板、第一承托层、第一滤料层、第一过滤室上部区域和溢流堰，第二过滤室自下而上依次设有第二过滤室底部区域、第二配水底板、第二承托层、第二滤料层、第二过滤室上部区域和反冲洗排水槽，第一过滤室的顶部连通第二过滤室的顶部；第一滤料层的横截面面积自下而上是逐步扩大的，第二滤料层的横截面面积自下而上是逐步缩小的。
7.本发明所述的过滤生产配套管阀包含进水管、进水阀门、出水阀门以及出水管；所述反冲洗配套管阀包含反冲洗进水管、第二过滤室反冲洗进水阀门、第一过滤室反冲洗进水阀门、反冲洗排水管和反冲洗排水管阀门。
8.本发明所述的进水管连通在第一过滤室的底部，出水管连通在第二过滤室的底部。
9.本发明所述的反冲洗进水管通过第一过滤室反冲洗进水阀门和第二过滤室反冲洗进水阀门分别连通第一过滤室和第二过滤室；所述的反冲洗排水管设置在第二过滤室的顶部。
10.本发明所述第一过滤室和第二过滤室平均横截面面积之比为1/2~1/4；通过该结构设计，当第一过滤室截面积占比取低值时，可形成悬浮填料层，强化污染物去除。
11.本发明所述第一过滤室或第二过滤室的滤料层渐扩角α的角度优选为10
°
~15
°
；滤料层渐扩角的主要目的引导水流由大变小，提升滤层含污能力。
12.本发明第一滤料层中的填料可选择常规滤料或生物膜填料。
13.本发明所述的溢流堰堰顶标高高于反冲洗排水槽槽顶标高。
14.本发明提供的一种双向流过滤滤池的过滤处理工艺，所述的过滤处理工艺如下：进水阀门和出水阀门开启，原水沿进水管道进入第一过滤室底部区域，依次经过第一配水底板、第一承托层以及第一滤料层，随后进入第一过滤室上部区域，随着水位的不断上升，最终经溢流堰溢流进入第二过滤室，原水继续依次经过第二过滤室的上部区域、第二滤料层、第二承托层、第二配水底板及第二过滤室底部区域，最终经出水管排出滤池。
15.本发明提供的一种双向流过滤滤池的反冲洗处理工艺，所述的反冲洗处理工艺包括：同时反冲洗工艺、第一过滤室单独反冲洗工艺和第二过滤室单独反冲洗工艺；1）同时反冲洗工艺：第一过滤室反冲洗进水阀门、第二过滤室反冲洗进水阀门以及反冲洗排水管阀门同时打开，反冲洗水经反冲洗进水管分别进入第二过滤室和第一过滤室，反冲洗水分别经两座过滤室各自的底部区域、配水底板、承托层、滤料层和上部区域，一同汇入反冲洗排水槽，最终经反冲洗排水管排出滤池；2）第一过滤室单独反冲洗工艺：第二过滤室反冲洗进水阀门关闭，第一过滤室反冲洗进水阀门以及反冲洗排水管阀门同时打开，反冲洗水经反冲洗进水管进入第一过滤室，反冲洗水经第一过滤室底部区域、第一配水底板、第一承托层、第一滤料层、第一过滤室上部区域和溢流堰，排入第二过滤室上部区域和反冲洗排水槽，最终经反冲洗排水管排出滤池；3）第二过滤室单独反冲洗工艺：第一过滤室反冲洗进水阀门关闭，第二过滤室反冲洗进水阀门以及反冲洗排水管阀门同时打开，反冲洗水经反冲洗进水管进入第二过滤室，反冲洗水经第二过滤室底部区域、第二配水底板、第二承托层、第二滤料层和第二过滤室上部区域，排入反冲洗排水槽，最终经反冲洗排水管排出滤池。
16.本发明的优点在于：本发明通过组合在一起的第一过滤室和第二过滤室结构；第一过滤室和第二过滤室水流流向相反，第一过滤室水流上向流有助于松动滤层，提升滤层含污能力；在同样外部条件下，使得滤层含污量显著增大，反冲洗耗水量明显减少，过滤效率显著提升；于此同时，第一过滤室和第二过滤室横断面均随水流方向由小变大（扩散角10
°
~15
°
），可引导水流由大变小，提升滤层含污能力；本装置可实现两座过滤室同时或单独反冲洗，进一步可提升滤层含污能力，降低反冲洗耗水量。
附图说明
17.图1是本发明的整体平面示意图；图2是本发明的1-1剖面示意图；图3是本发明的2-2剖面示意图。
18.其中，1 第一过滤室，2 第二过滤室，3 第一过滤室底部区域，4 第一配水底板，5 第一承托层，6 第一滤料层，7 第一过滤室上部区域，8 第二过滤室上部区域，9 第二滤料
层，10 第二承托层，11 第二配水底板，12 第二过滤室底部区域，13 进水管，14 进水阀门，15 出水管，16 出水阀门，17 反冲洗进水管，18第二过滤室反冲洗进水阀门，19第二反冲洗配水口，20第一反冲洗配水口，21 反冲洗排水槽，22 反冲洗排水管，23 反冲洗排水管阀门，24 溢流堰，25第一过滤室反冲洗进水阀门；α为滤料层渐扩角。
具体实施方式
19.下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
20.实施例1：本发明提供的一种双向流过滤滤池，包括第一过滤室1、第二过滤室2、过滤配套管阀和反冲洗配套管阀，所述的第二过滤室2包覆在第一过滤室1的外侧，所述的第一过滤室1自下而上依次设有第一过滤室底部区域3、第一配水底板4、第一承托层5、第一滤料层6、第一过滤室上部区域7和溢流堰24，第二过滤室2自下而上依次设有第二过滤室底部区域12、第二配水底板11、第二承托层10、第二滤料层9、第二过滤室上部区域8和反冲洗排水槽21，第一过滤室1的顶部连通第二过滤室2的顶部；第一滤料层6的横截面面积自下而上是逐步扩大的，第二滤料层9的横截面面积自下而上是逐步缩小的。
21.如图2和图3所示，第一过滤室1或第二过滤室2的滤料层渐扩角α的角度优选为10
°
~15
°
；滤料层渐扩角的主要目的引导水流由大变小，提升滤层含污能力；当渐扩角过小时，则引流效果不明显，实用效果较差；当渐扩角过大时，会改变水流在滤料层内部的整体流向，造成滤料过滤不充分。
22.实施例2：过滤生产配套管阀包含进水管13、进水阀门14、出水阀门16以及出水管15；所述反冲洗配套管阀包含反冲洗进水管17、第二过滤室反冲洗进水阀门18、第一过滤室反冲洗进水阀门25、反冲洗排水管22和反冲洗排水管阀门23。进水管13连通在第一过滤室1的底部，出水管15连通在第二过滤室2的底部。反冲洗进水管17通过第一过滤室反冲洗进水阀门25和第二过滤室反冲洗进水阀门18分别连通第一过滤室1和第二过滤室2；所述的反冲洗排水管22设置在第二过滤室2的顶部。
23.实施例3：本发明的第一过滤室1和第二过滤室2横截面的平均面积之比为1/2~1/4；通过该结构设计，当第一过滤室截面积占比取低值时，可形成悬浮填料层，强化污染物去除。
24.第一过滤室1中的第一填料层6可换填常规轻质滤料或生物膜填料，在进水上向流的作用下，形成流态化的悬浮填料层，具有一定的拦截过滤功能，经过一定时间的运行，轻质滤料或生物膜填料表面形成一定厚度的生物膜，可发挥生物膜水处理工艺的功效，进一步强化水中污染物的去除；第二过滤室2中的第二滤料层9中的填料则选用常规的过滤工艺滤料，继续发挥过滤功能。
25.实施例4：溢流堰24堰顶标高高于反冲洗排水槽21槽顶标高；通过适当高度的溢流堰24，使得正常工作时第一过滤室1的滤液通过溢流的方式直接输入第二过滤室2，满足整体工艺的正常运行。
26.实施例5：本发明提及的一种双向流过滤滤池的过滤处理工艺，其工艺如下：进水阀门14和出水阀门16开启，原水沿进水管道进入第一过滤室底部区域3，依次经过第一配水底板4、第一承托层5以及第一滤料层6，随后进入第一过滤室上部区域7，随着水位的不断上升，最终经溢流堰24溢流进入第二过滤室2，原水继续依次经过第二过滤室的
上部区域8、第二滤料层9、第二承托层10、第二配水底板11及第二过滤室底部区域12，最终经出水管15排出滤池。
27.实施例6：本发明提及的一种双向流过滤滤池的反冲洗处理工艺，其同时反冲洗工艺如下：第一过滤室反冲洗进水阀门25、第二过滤室反冲洗进水阀门18以及反冲洗排水管阀门23同时打开，反冲洗水经反冲洗进水管17和第二过滤室反冲洗配水口19、第一过滤室反冲洗配水口20分别进入第二过滤室2和第一过滤室1，反冲洗水分别经两座过滤室1或2各自的底部区域3或12、配水底板4或11、承托层5或10、滤料层6或9和上部区域7或8，一同汇入反冲洗排水槽21，最终经反冲洗排水管22排出滤池；实施例7：本发明提及的一种双向流过滤滤池的反冲洗处理工艺，其第一过滤室单独反冲洗工艺如下：第二过滤室反冲洗进水阀门18关闭，第一过滤室反冲洗进水阀门25以及反冲洗排水管阀门23同时打开，反冲洗水经反冲洗进水管17和第一过滤室反冲洗配水口20进入第一过滤室1，反冲洗水经第一过滤室底部区域3、第一配水底板4、第一承托层5、第一滤料层6、第一过滤室上部区域7和溢流堰24，排入第二过滤室上部区域8和反冲洗排水槽21，最终经反冲洗排水管22排出滤池；实施例8：本发明提及的一种双向流过滤滤池的反冲洗处理工艺，其第二过滤室单独反冲洗工艺如下：第一过滤室反冲洗进水阀门25关闭，第二过滤室反冲洗进水阀门18以及反冲洗排水管阀门23同时打开，反冲洗水经反冲洗进水管17和第二过滤室反冲洗配水口19进入第二过滤室2，反冲洗水经第二过滤室底部区域12、第二配水底板11、第二承托层10、第二滤料层9和第二过滤室8上部区域，排入反冲洗排水槽21，最终经反冲洗排水管22排出滤池。
28.实施例9：将本发明的设备和工艺应用于某城镇给水处理厂（应用例1）经测定，相较于常规单向流单层均质滤料过滤滤池，本发明的双向流过滤滤池，滤层平均含污能力由2.5kg/m3提升至约3.0 kg/m3，过滤周期由16h延长至20h，单日反冲洗耗水量节约15%左右。本发明在实际应用中取得了较好的效果。
29.实施例10：将本发明的设备和工艺其应用于某城镇污水处理厂（应用例2）进行二沉池出水的深度处理；经测定，相较于常规单向流单层均质滤料过滤滤池，其滤层平均含污能力由3.2 kg/m3提升至约3.8 kg/m3，过滤周期由24h延长至30h，单日反冲洗耗水量节约20%左右。本发明在实际应用中取得了较好的效果。
30.实施例11：将本发明的设备和工艺其应用于某城镇污水处理厂（应用例3）进行二沉池出水的深度处理；其中第一过滤室中填充生物膜填料，第二过滤室填充均质石英砂滤料。第一过滤室平均截面面积为第二过滤室1/3时，经测定，本发明稳定运行时，第一过滤室中生物量达到13g/l左右，第二过滤室中滤层平均含污能力达到约3.7 kg/m3，过滤周期约30h。此外，本发明对污染物的去除能力有显著的提升，相较于传统的污水处理厂深度处理工艺中的滤池过滤工艺，cod的去除率由25%提升至38%左右，取得了良好的处理效果。
31.需要说明的是，上述仅仅是本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述实施例的基础上所做出的任意组合或等同变换均属于本发明的保护范围。
技术特征：1.一种双向流过滤滤池，包括第一过滤室、第二过滤室、过滤配套管阀和反冲洗配套管阀，其特征在于，所述的第二过滤室包覆在第一过滤室的外侧，所述的第一过滤室自下而上依次设有第一过滤室底部区域、第一配水底板、第一承托层、第一滤料层、第一过滤室上部区域和溢流堰，第二过滤室自下而上依次设有第二过滤室底部区域、第二配水底板、第二承托层、第二滤料层、第二过滤室上部区域和反冲洗排水槽，第一过滤室的顶部连通第二过滤室的顶部；第一滤料层的横截面面积自下而上逐步扩大，第二滤料层的横截面面积自下而上逐步缩小。2.如权利要求1所述的双向流过滤滤池，其特征在于，所述的过滤生产配套管阀包含进水管、进水阀门、出水阀门以及出水管；所述反冲洗配套管阀包含反冲洗进水管、第二过滤室反冲洗进水阀门、第一过滤室反冲洗进水阀门、反冲洗排水管和反冲洗排水管阀门。3.如权利要求2所述的双向流过滤滤池，其特征在于，所述的进水管连通在第一过滤室的底部，出水管连通在第二过滤室的底部。4.如权利要求2所述的双向流过滤滤池，其特征在于，所述的反冲洗进水管通过第一过滤室反冲洗进水阀门和第二过滤室反冲洗进水阀门分别连通第一过滤室和第二过滤室；所述的反冲洗排水管设置在第二过滤室的顶部。5.如权利要求1所述的双向流过滤滤池，其特征在于，所述第一过滤室和第二过滤室平均横截面的面积之比为1/2~1/4。6.如权利要求1所述的双向流过滤滤池，其特征在于，所述第一过滤室或第二过滤室的滤料层渐扩角α的角度优选为10
°
~15
°
。7.如权利要求1所述的双向流过滤滤池，其特征在于，所述的溢流堰堰顶标高高于反冲洗排水槽槽顶标高。8.如权利要求1所述的双向流过滤滤池，其特征在于，所述第一滤料层中的填料为常规滤料或生物膜填料。9.一种如权利要求2所述的双向流过滤滤池的过滤处理工艺，其特征在于，所述的过滤处理工艺如下：进水阀门和出水阀门开启，原水沿进水管道进入第一过滤室底部区域，依次经过第一配水底板、第一承托层以及第一滤料层，随后进入第一过滤室上部区域，随着水位的不断上升，最终经溢流堰溢流进入第二过滤室，原水继续依次经过第二过滤室的上部区域、第二滤料层、第二承托层、第二配水底板及第二过滤室底部区域，最终经出水管排出滤池。10.一种如权利要求2所述的双向流过滤滤池的反冲洗处理工艺，其特征在于，所述的反冲洗处理工艺包括：同时反冲洗工艺、第一过滤室单独反冲洗工艺和第二过滤室单独反冲洗工艺；（1）同时反冲洗工艺：第一过滤室反冲洗进水阀门、第二过滤室反冲洗进水阀门以及反冲洗排水管阀门同时打开，反冲洗水经反冲洗进水管分别进入第二过滤室和第一过滤室，反冲洗水分别经两座过滤室各自的底部区域、配水底板、承托层、滤料层和上部区域，一同汇入反冲洗排水槽，最终经反冲洗排水管排出滤池；（2）第一过滤室单独反冲洗工艺：第二过滤室反冲洗进水阀门关闭，第一过滤室反冲洗进水阀门以及反冲洗排水管阀门同时打开，反冲洗水经反冲洗进水管进入第一过滤室，反冲洗水经第一过滤室底部区域、第一配水底板、第一承托层、第一滤料层、第一过滤室上部
区域和溢流堰，排入第二过滤室上部区域和反冲洗排水槽，最终经反冲洗排水管排出滤池；（3）第二过滤室单独反冲洗工艺：第一过滤室反冲洗进水阀门关闭，第二过滤室反冲洗进水阀门以及反冲洗排水管阀门同时打开，反冲洗水经反冲洗进水管进入第二过滤室，反冲洗水经第二过滤室底部区域、第二配水底板、第二承托层、第二滤料层和第二过滤室上部区域，排入反冲洗排水槽，最终经反冲洗排水管排出滤池。
技术总结本发明公开了一种双向流过滤滤池及其过滤处理工艺、反冲洗处理工艺；滤池包括第一过滤室、第二过滤室、过滤配套管阀和反冲洗配套管阀，第二过滤室包覆在第一过滤室的外侧，第一过滤室的顶部与第二过滤室的顶部连通；第一过滤室中的第一滤料层的横截面面积自下而上逐步扩大，第二过滤室中的第二滤料层的横截面面积自下而上逐步缩小；第一滤料层和第二滤料层中滤速均由大变小；本发明的第一过滤室和第二过滤室水流流向相反，第一过滤室水流上向流有助于松动滤层，提升滤层含污能力；本发明可实现第一过滤室和第二过滤室同时反冲洗、单独反冲洗；在同样外部条件下，本发明可提升滤层含污能力，延长过滤周期，减少反冲洗耗水量，过滤效率显著提升。滤效率显著提升。滤效率显著提升。
技术研发人员：王峰 徐海波 刘广兵 喻学敏 黄纯凯
受保护的技术使用者：江苏省环境科学研究院
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
