用于使用暗渠的水或污水過濾器的氣-液分配技術(shù)的制作方法
【專利說明】用于使用暗渠的水或污水過濾器的氣-液分配技術(shù)
相關(guān)串請(qǐng)的交叉引用
[0001]本申請(qǐng)要求2012年12月17日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)第61/738，319號(hào)的權(quán)益，其全文通過引用并入本文。
發(fā)明背景
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及使用暗渠的水或污水過濾器，并且具體地，涉及通過這種暗渠分配氣體和液體的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]重力過濾器被用于從水分離懸浮固體。重力過濾器的主要組件是過濾介質(zhì)和暗渠構(gòu)件。暗渠構(gòu)件一般具有方形、矩形或三角形橫截面并有與它們的橫截面相比長的縱向軸線。它們末端對(duì)末端連接以形成稱為支管(lateral)的長部分，或壓制成定長，或制作成定長。過濾器暗渠支管一個(gè)挨一個(gè)平行成排鋪設(shè)在過濾器罐的板上，以將氣體和液體流動(dòng)管道限定在過濾介質(zhì)床下方。過濾介質(zhì)被用于在液體經(jīng)過介質(zhì)時(shí)從有待過濾的液體捕獲污垢或污染物顆粒。過濾器介質(zhì)由介質(zhì)保持器支撐以使得它不會(huì)進(jìn)入暗渠構(gòu)件或收集系統(tǒng)。
[0004]氣體和液體的流動(dòng)管道使得可以在氣體和液體的過濾和分配其間收集過濾的液體以便反沖洗。通常，共同的主管道(稱為“液槽”)緊接過濾器罐或在過濾器罐下方定位以在過濾期間從暗渠支管收集過濾的液體以及在氣體(通常為空氣)或液體(通常是水)反沖洗期間將氣體和/或液體分配至暗渠支管。共同的主管道在反沖洗期間也將氣體和液體分別分配至暗渠支管中的每一個(gè)。通常情況下，為了制備用于水反沖洗的顆粒介質(zhì)，浸沒的顆粒介質(zhì)首先用只有氣體的反沖洗沖刷，其中將氣體向上栗送通過暗渠構(gòu)件。只有氣體的反沖洗松散污垢和其他雜質(zhì)，以使得它們會(huì)更容易被隨后的液體和/或當(dāng)前的氣體和液體反沖洗相帶走。
[0005]有時(shí)需要在低于常規(guī)氣體速度的速度下沖刷過濾器介質(zhì)，但同時(shí)也能夠在其他步驟和過程中以慣用速度分配氣體。然而，支管式過濾器暗渠通常不能以這些低速度將空氣充分均勻地分配在整個(gè)過濾器區(qū)域上。因此，存在對(duì)于在低沖刷速度將氣體均勻并高效地在整個(gè)過濾器系統(tǒng)區(qū)域分配，同時(shí)還能夠以慣用速度分配氣體的方法的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，經(jīng)由暗渠系統(tǒng)分配氣體和液體的方法包括:a)將暗渠系統(tǒng)設(shè)置于過濾器板上，所述暗渠系統(tǒng)包括至少一個(gè)暗渠構(gòu)件和設(shè)置在所述暗渠構(gòu)件頂部的過濾器介質(zhì)；b)通過以低于2gpm/ft2的速度將液體與氣體同時(shí)分配來經(jīng)由暗渠系統(tǒng)以低于2scfm/ft2的速度充分均勻地分配氣體；c)增加液體的分配速度，或者增加液體的分配速度和氣體的分配速度；d)停止氣體的分配；e)進(jìn)一步增加液體的分配速度；和f)減少液體的分配速度。在某些實(shí)施方案中，在步驟b)中氣體可以經(jīng)由暗渠系統(tǒng)以低于lscfm/ft2的速度分配，且在步驟b)中液體可以經(jīng)由暗渠系統(tǒng)以0.25至2gpm/ft2的速度分配。在步驟c)中液體的分配速度可以增加至4至8gpm/ft2的速度，并且在步驟e)中進(jìn)一步增加至15至30gpm/ft2的速度。
[0007]在一些實(shí)施方案中，氣體和液體在反沖洗過程期間經(jīng)由暗渠系統(tǒng)分配。在這種實(shí)施方案中，液體可以首先經(jīng)由暗渠系統(tǒng)過濾，以使得雜質(zhì)陷于過濾器介質(zhì)中。這些雜質(zhì)可以在步驟e)期間從過濾器介質(zhì)去除。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，在上流式過濾過程期間經(jīng)由暗渠系統(tǒng)分配氣體和液體的方法包括:將暗渠系統(tǒng)設(shè)置在過濾器板上，所述暗渠系統(tǒng)包括至少一個(gè)暗渠構(gòu)件和設(shè)置在所述暗渠構(gòu)件頂部上的過濾器介質(zhì)；在過濾生產(chǎn)周期期間通過以低于5gpm/ft2的速度將液體與氣體同時(shí)分配，來經(jīng)由暗渠系統(tǒng)以低于2scfm/ft2的速度充分均勻分配氣體；
[0009]本發(fā)明還涉及用于經(jīng)由過濾器介質(zhì)分配液體和氣體的過濾系統(tǒng)。過濾系統(tǒng)包括:暗渠構(gòu)件，具有頂壁、底壁和將頂壁連接至底壁的兩個(gè)側(cè)壁以界定暗渠構(gòu)件內(nèi)部；氣體入口，用于在壓力下向暗渠構(gòu)件提供氣體；和液體入口，用于在壓力下向暗渠構(gòu)件提供液體。過濾系統(tǒng)適用于通過以低于2gpm/ft2的速度將液體與氣體同時(shí)分配，來以低于2scfm/ft2的速度橫穿暗渠構(gòu)件充分均勻地分配氣體。過濾系統(tǒng)還適用于以2scfm/ft2或更高的速度橫穿暗渠構(gòu)件均勻分配氣體。
【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的過濾器系統(tǒng)的透視圖；
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的暗渠構(gòu)件的前視圖；
[0012]圖3是經(jīng)由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的經(jīng)由過濾器系統(tǒng)分配氣體和液體的一般過程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了下文描述的目的，術(shù)語“上方”、“下方”、“右側(cè)”、“左側(cè)”、“垂直”、“平行”、“頂部”、“底部”、“橫向”、“縱向”及其衍生詞應(yīng)當(dāng)在如它們?cè)诟綀D中的指向與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，除了明確相反說明的之外，本發(fā)明可以假定可替換的變化和步驟順序。還應(yīng)當(dāng)理解的是附圖中示例性說明并且在之后的說明書中描述的具體設(shè)備和過程僅是本發(fā)明的示例性實(shí)施方案。因此，與本文描述的實(shí)施方案相關(guān)聯(lián)的具體尺寸和其他物理表征并不認(rèn)為是限制性的。
[0014]同樣，應(yīng)當(dāng)理解本文所用的任何數(shù)字范圍預(yù)期包括其中歸入的所有子范圍。例如，“I至10”的范圍語氣包括所用的最小值I和所用的最大值10之間(并且包括)所有子范圍，也就是說具有等于或大于I的最小值和等于或小于10的最大值的子范圍。
[0015]在本申請(qǐng)中，除了明確相反說明的之外，單數(shù)的使用包括復(fù)數(shù)并且復(fù)數(shù)涵蓋單數(shù)。另外，在本申請(qǐng)中，除非另外特別說明，“或”的使用意味著“和/或”，盡管“和/或”可能會(huì)明確用于某些例子中
[0016]參照?qǐng)D1，可用于本發(fā)明的過濾器暗渠系統(tǒng)10的實(shí)例可包括底壁12和兩個(gè)側(cè)壁14。多個(gè)暗渠構(gòu)件16可橫穿底壁12末端接末端平行成排設(shè)置?？捎糜诒景l(fā)明的暗渠構(gòu)件16的類型并不限于具體類型。在一個(gè)實(shí)施方案中，參照?qǐng)D2，暗渠構(gòu)件16每個(gè)包括頂壁28、底壁30和在頂壁28和底壁30之間延伸的一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁32。多個(gè)內(nèi)部壁將構(gòu)件16的內(nèi)部分成一級(jí)水平管道36和設(shè)置在一級(jí)水平管道36的相對(duì)側(cè)面上的兩個(gè)二級(jí)平行管道38。槽42可以位于頂壁28中央。一級(jí)管道36連接至收集液槽66，其反過來將過濾的液體輸送至清水池(未示出)以便分配給消耗物。
[0017]參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明，介質(zhì)保持器18可以固定在每個(gè)暗渠構(gòu)件16頂部。過濾器介質(zhì)層20，諸如砂、無煙煤或例如顆?；钚蕴?“GAC”)，直接放置在介質(zhì)保持器18的頂部。過濾器介質(zhì)20起到從流經(jīng)過濾器暗渠系統(tǒng)10的受污染的液體去除和/或捕獲不期望的顆粒的作用。暗渠構(gòu)件16進(jìn)一步的細(xì)節(jié)及其在重力過濾器10中的設(shè)置可在Farabaugh的美國專利第4，065, 391號(hào)和Brown的美國專利第5，639，384號(hào)中找到，其通過引用并入本文。
[0018]為了確保最大的過濾器性能，顆粒過濾器介質(zhì)必須定期清洗以從過濾器介質(zhì)20去除顆粒。這通過經(jīng)由暗渠系統(tǒng)10分配氣體和液體并向上經(jīng)過顆粒介質(zhì)將外來顆粒從顆粒介質(zhì)移走來完成。參照?qǐng)D1，氣體經(jīng)由氣體入口 68引入而液體經(jīng)由液體入口 70引入。通常情況下，在液體和氣體同時(shí)反沖洗或僅有液體的反沖洗方式之前，過濾器介質(zhì)2首先采用僅有氣體的反沖洗沖刷。氣體沖刷使過濾器介質(zhì)20中的污垢和雜質(zhì)松散，以便于隨后的僅有液體和/或氣/液同時(shí)反沖洗周期。有時(shí)需要在氣體沖刷反沖洗期間使用低于常規(guī)的氣體分配速度，同時(shí)在相同或不同的反沖洗過程期間仍然能夠使用慣用氣體沖刷速度。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，氣體可以經(jīng)由暗渠系統(tǒng)10以慣用沖刷速度以及低于2或I標(biāo)準(zhǔn)立方英尺每分鐘每平方英尺過濾器面積(scfm/ft2)的沖刷速度充分均勻分配。充分均勻分配是指反沖洗期間過濾器所有區(qū)域都被清潔的過程。因此，氣體經(jīng)由暗渠系統(tǒng)10充分均勻分配意味著氣體能夠被分配到過濾器的所有區(qū)域。相反，不均勻分配會(huì)使過濾器一些區(qū)域被污垢和/或其他物質(zhì)污染，并且將需要對(duì)暗渠系統(tǒng)10的進(jìn)一步清洗。另夕卜，本文所使用的，“慣用氣體沖刷速度”包括但不限于高于2scfm/ft2的沖刷速度，諸如從2至6scfm/ft2。因此，在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，過濾器介質(zhì)20首先用氣體沖刷。當(dāng)如上文所述氣體經(jīng)由暗渠系統(tǒng)10栗送以使過濾器介質(zhì)20內(nèi)的雜質(zhì)松散時(shí)，少量的液體也經(jīng)由暗渠系統(tǒng)10分配。通過在初始?xì)怏w沖刷期間使用少量液體，氣體可經(jīng)由暗渠系統(tǒng)10以小于2scfm/ft2或小于lscfm/ft2的沖刷速度均勾分配。在這些實(shí)施方案中的某些中，氣體分配經(jīng)由暗渠系統(tǒng)10以0.25至0.75scfm/ft2的沖刷速度分布。另外，當(dāng)氣體以小于2或lscfm/ft2的沖刷速度經(jīng)由暗渠系統(tǒng)10栗送時(shí)，