本發(fā)明屬于室外給水的凈水裝置。
以往，有些凈水處理設(shè)備曾采用過(guò)“橡膠夾布臥式泡沫塑料過(guò)濾器”和“木制箱式泡沫塑料過(guò)濾器”（《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第792～795頁(yè)中國(guó)建筑工業(yè)出版社1973年11月出版），但這兩種凈水器的泡沫塑料清洗裝置構(gòu)造比較復(fù)雜、操作不便，前者過(guò)水?dāng)嗝媾菽芰蠈右蚴艿剿ω?fù)荷與截污不均勻而易形成局部空隙阻塞、水流短路，后者存在泡沫塑料層厚度受到建筑物高度的限制等弊病。
本發(fā)明為適應(yīng)以地表水作水源的小型凈水廠（城鎮(zhèn)、農(nóng)村、工礦企業(yè)、建筑工地、港口碼頭、部隊(duì)小型給水工程）的需要提供一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便、效率高、經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用較省的新穎凈水裝置。
本發(fā)明解決上述任務(wù)是通過(guò)以下途徑來(lái)完成的：
1、根據(jù)強(qiáng)化接絮凝機(jī)理，選用立式、多段串聯(lián)或并聯(lián)的泡沫塑料凈水器。
處理水經(jīng)過(guò)濾器勻水板后，水流方向自下而上，垂直于泡沫塑料濾層，同一平面過(guò)濾層所受到的水力負(fù)荷與截污均勻，同時(shí)由于水流的動(dòng)能作用，促使絮凝體在懸浮狀態(tài)下與泡沫塑料接觸絮凝，泡沫塑料層亦處于膨脹狀態(tài)而不易受壓縮。據(jù)實(shí)測(cè)，同樣3米厚的泡沫塑料過(guò)濾層，同等運(yùn)行條件下，臥式裝置運(yùn)行一小時(shí)后水頭損失猛增到35米，本發(fā)明裝置運(yùn)行四小時(shí)后水頭損失才5米。
由于采用了串聯(lián)或并聯(lián)裝置，即將二段或多段過(guò)濾器由管道串聯(lián)起來(lái)，第一段過(guò)濾器可以是單節(jié)，也可以是多節(jié)并聯(lián)，裝置段數(shù)可隨處理原水的濁度增高而增加，不受建筑物高度的限制。
2、泡沫塑料清洗裝置采用水錘發(fā)生器（可以是球閥或蝶閥）。清洗時(shí)，利用水錘發(fā)生器產(chǎn)生的間接水錘，促使泡沫塑料層產(chǎn)生周期性的膨脹與壓縮，有助于泡沫塑料層中的截污有效地排除。
沖洗水進(jìn)水壓力在2～3公斤/厘米2的條件下，間接水錘壓差可達(dá)4～6公斤/厘米2，單位制水量耗水率5%～12%。
水擊壓力變化采用H·E茹可夫斯基水擊公式計(jì)算。
3、本凈水裝置的過(guò)濾器濾料采用聚醚型聚氨脂開孔軟性泡沫塑料，
為確保泡沫塑料層在利用水錘清洗時(shí)不發(fā)生翻卷現(xiàn)象，每層泡沫塑料層之間在周邊處用粘接劑點(diǎn)粘，使所有的泡沫塑料層形成一個(gè)園柱形整體進(jìn)行工作。
4、通過(guò)強(qiáng)化接觸絮凝方程式，水力特性參數(shù)方程式的推導(dǎo)，求出設(shè)計(jì)臨界值，根據(jù)不同使用條件，確定凈水器有關(guān)構(gòu)造尺寸：
（1）強(qiáng)化接觸絮凝方程：
lg(Tt周)/(TO)=-KV實(shí)t
上式中，K值越小，接觸絮凝的綜合效率（濾速與過(guò)濾時(shí)間的積值）就越高，否則反之。如泡沫塑料凈水器的K值只有常規(guī)濾池的35%。
（2）水力特性參數(shù)函數(shù)方程：
Pe=PO-(V×t周（TO-Tt周）)/(H厚×Pf)
上述兩式中：
To-原水濁度（度）;
t-強(qiáng)化接觸絮凝時(shí)間（秒）;
Tt周-接觸絮凝t秒鐘后出水濁度（度）;
K-強(qiáng)化接觸絮凝平均動(dòng)力系數(shù)（1/厘米）;
V實(shí)-微絮凝體隨水流上升平均流速（厘米/秒）;
Pe-泡沫塑料在運(yùn)行周期終點(diǎn)時(shí)的空隙率（%）;
Po-泡沫塑料在開始運(yùn)行時(shí)的空隙率（%）;
V-在運(yùn)行周期內(nèi)平均濾速（米/時(shí)）;
t周-運(yùn)行周期（時(shí)）;
H厚-泡沫塑料層總厚度（米）;
Pf-礬花密度（克/米3）。
（3）水力特性參數(shù)設(shè)計(jì)臨界值：
（4）凈水器筒體直徑尺寸：
D=4QπV]]>
上式中：
Q-要求處理的水量（米3/時(shí)）;
V-選用凈水器過(guò)濾速度（米/時(shí)）。
本發(fā)明的凈水效率，在原水水質(zhì)相同條件下，為常規(guī)沉淀、過(guò)濾處理設(shè)備的5～15倍;制作用鋼量比目前常用的一體化凈水器省1/2～2/3;單位制水量耗水率為5%～12%，與常規(guī)處理設(shè)備相仿;單位制水量耗電比水力加速澄清池加普通快濾池處理工藝省1/4左右，與水平沉淀池加普通快濾池相仿;水廠占地面積比常規(guī)處理設(shè)備節(jié)省1/4～1/3;制水經(jīng)常費(fèi)用（不考慮人工工資、折舊費(fèi)、二泵房電耗）比常規(guī)節(jié)省15～50%。
本發(fā)明適用于規(guī)模在2000米3/日以下小型水廠，原水濁度適用于300度以下。如原水濁度高于300度時(shí)，在凈水裝置前設(shè)水渠或池塘，原水經(jīng)過(guò)自然沉淀后濁度降低到300度以下時(shí)，凈水裝置仍能適用。
實(shí)施例一結(jié)合附圖1進(jìn)行說(shuō)明：
當(dāng)原水濁度在10°～50°時(shí)，要求出水濁度低于3°、處理水量為14米3/時(shí)、運(yùn)行周期不小于4小時(shí)的條件下，選用泡沫塑料層總厚度為3米，濾速選用70米/時(shí)，凈水器筒體（筒體用鋼材制作）直徑：
D=4QπV=4×14π×70=0.5米]]>
每段過(guò)濾器有效高度采用1米，則過(guò)濾器共為三段串聯(lián)。第一段過(guò)濾器（2）內(nèi)裝有濾孔孔徑為φ1.2毫米的泡沫塑料園柱體，第二段過(guò)濾器（6）內(nèi)裝有濾孔孔徑為φ1.0毫米的泡沫塑料園柱體，第三段過(guò)濾器（15）內(nèi)裝有濾孔孔徑為φ0.8毫米的泡沫塑料園柱體。泡沫塑料園柱體上、下端裝有勻水板，每段過(guò)濾器的出口與下一段過(guò)濾器的入口用管道（20）聯(lián)接起來(lái)，每段過(guò)濾器入口端與排污管（17）相連，出口端與清洗水管（5）相連。在排污管（17）末端裝有球閥（16），在清洗水管（5）上裝有水表（10），濾后水出水管（14）上裝有水表（13）。每段過(guò)濾器入口與出口端裝有控制閘閥（21、4;19、7;18、9;）。每段過(guò)濾器入口處裝有壓力表（1），第三段出口處裝有壓力表（8）。每段過(guò)濾器出口處裝有取水樣龍頭（3）。
工作過(guò)程：關(guān)閉閘閥（4、7、9、18、19、11）與球閥（16），打開閘閥（22、21、12），處理原水在泵前吸水管處加氯、礬，經(jīng)水泵和混合管（23）混合后進(jìn)入過(guò)濾器（2、6、15），經(jīng)處理后清水經(jīng)水表（13）與閘閥（12）后流至清水池。
當(dāng)運(yùn)行一階段后，過(guò)濾器泡沫塑料層截污量增加到臨界狀態(tài)時(shí)（可用壓力表測(cè)得水頭差進(jìn)行控制，據(jù)實(shí)測(cè)，P1-P4＝0.4～0.6公斤/厘米2，相當(dāng)4～6米水頭時(shí)為臨界狀態(tài)），泡沫塑料濾層需分段進(jìn)行沖洗。如沖洗第一段過(guò)濾器時(shí)，關(guān)閉閘閥（22、19、18、7、9、12），打開閘閥（21、4、11），而后在短時(shí)間內(nèi)將球閥（16）作周期性開與關(guān)，產(chǎn)生間接水錘。這樣促使第一段過(guò)濾器的泡沫塑料層受到擠壓，產(chǎn)生周期性的壓縮與膨脹，使截污經(jīng)排污管（17）排除。等污水排清后，關(guān)閉閘閥（21、4），第一段過(guò)濾器沖洗完畢。依照同樣方法對(duì)第二段、第三段凈水器進(jìn)行清洗。
清洗全部結(jié)束后，在恢復(fù)正常運(yùn)行前，初濾水需放掉一至三分鐘，而后繼續(xù)投入正常運(yùn)行。
實(shí)施例二
附圖二是本發(fā)明一種并聯(lián)形式的俯視圖：
凈水器共三段5節(jié)。第一段將三節(jié)過(guò)濾器（24、25、26）并聯(lián)，再與第二段過(guò)濾器（27）、第三段過(guò)濾器（28）串聯(lián)。其清洗方式跟實(shí)施例一相同。
1、一種室外給水的凈水裝置，由管道聯(lián)接立式筒形過(guò)濾器而成，過(guò)濾器內(nèi)裝有泡沫塑料園柱體、勻水板，管道中設(shè)有閘閥、壓力表、水表、取水樣龍頭，其特征在于將兩段或多段過(guò)濾器用管道串聯(lián)起來(lái)，第一段過(guò)濾器可以是單節(jié)，也可以是多節(jié)并聯(lián)，在凈水器排污管的尾端裝有水錘發(fā)生器，每段過(guò)濾器中的泡沫塑料園柱體是用多層泡沫塑料粘接成整體來(lái)使用的。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水裝置，其特征是在每一層泡沫塑料層之間的周邊處進(jìn)行點(diǎn)粘，使之形成整體來(lái)使用。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水裝置，其特征在于所述的水錘發(fā)生器可以是球閥或蝶閥。
4、一種凈水裝置的清洗方法，其特征是操縱聯(lián)接在排污管尾端的水錘發(fā)生器，采用其產(chǎn)生的間接水錘來(lái)擠壓過(guò)濾器中的泡沫塑料園柱體，使其產(chǎn)生周期性的壓縮與膨脹，從而將截污有效地從排污管排除。