一种用于水利工程环保净化过滤设备

技术领域

本发明涉及水利工程设备技术领域，具体涉及一种用于水利工程环保净化过滤设备。

背景技术

水利工程是为了控制、利用和保护地表及地下的水资源与环境而修建的各项工程建设的总称。水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要。只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配，才能满足人民生活和生产对水资源的需要。

近几年，随着科技、工农业生产的发展以及旅游业的发展等，河流污染愈来愈严重，河流污染指未经处理的工业废水、生活污水、农田排水以及其他有害物质直接或间接进入河流，超过河流的自净能力，引起水质恶化和生物群落变化的现象。我国河水主要来源于冰雪融水和大气降水，使得河流具有稀释自净能力，利于污染物扩散、降解，但由于目前许多大工业区和城市都建立在滨河地区，大量排放废水入河，致使大多数河流受到不同程度的污染。日趋加剧的水污染，已对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。

与此同时，随着当今城市和工业发展对水质水量的要求不断提高，污染的河流水源无法直接用于农业灌溉、水产养殖或工业生产等领域。因此需要对污染的河水进行净化过滤处理，而河水的处理量太大，如果直接对河水进行预处理，那么工程量庞大且耗资巨大。因此需要对排入河流的污染水水源头进行处理，包括对排入河流的生活用水、城市道路收集的雨水、工业用水等进行相应的预处理才能排入河流。

随着现代生物学和物理学的快速发展，膜分离技术应运而生，这是一种具有选择透过性的，由无机材料或有机高分子材料制作而成的多孔薄膜，其原理是在外力作用下，小分子物质通过薄膜，大分子物质被截留在膜的另一侧，从而达到物质分离的效果。在水处理方面，膜分离技术可以使分子量较小的水分子顺利通过，而将水中的盐类、无机物等分离出来，从而达到水提纯、净化的要求。膜分离技术相对传统的水处理技术来说，整体处理结构较为简单，占地面积小、运行过程高效、便捷，缺点在于成本偏高，但随着制造业技术的不断提高，很多材料都可以用于过滤膜的生产，这也使得膜分离技术的成本得以降低，推动了膜分离技术的广泛应用。目前现有技术中的膜过滤技术都是通过过滤膜阻挡污水的流动，过滤膜的核心受力区域在水流较大的冲击作用下局部张力较大易破损。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种用于水利工程环保净化过滤设备。

本发明提供了一种用于水利工程环保净化过滤设备，至少包括一组过滤单元，所述过滤单元包括：

筒体；

筛网，设于筒体内；

膜过滤器，包括进水口、空心柱和柔性过滤膜，所述进水口设于筛网下方且与筒体的内壁密封连接，所述空心柱底部封闭，所述柔性过滤膜折叠设置在所述空心柱外部，空心柱侧壁开设有若干透水孔；

活塞组件，数量为多个，均布在筒体的外侧壁上，各活塞组件均包括活塞筒，弧形限位板、活塞和活塞杆；所述活塞筒设置在筒体外侧壁上；所述弧形限位板设于所述柔性过滤膜的外侧，且弧口朝向柔性过滤膜，活塞位于活塞筒内，所述活塞通过活塞杆与弧形限位板连接；所述活塞筒远离弧形限位板的端部与活塞之间还设有弹簧。

较佳地，所述筛网以中心点为圆心，沿半径方向布设有多条导向通孔，各导向通孔内还均设有推板，所述推板的背侧连接有推杆，所述推杆的一端与推板连接，推杆的另一端从远离弧形限位板的活塞筒端部穿入活塞筒内与活塞连接。

较佳地，还包括杂物挤压装置，所述杂物挤压装置包括挤压筒、挤压板、滤网和杂物收集装置，所述挤压筒设于筛网的下方，且筛网的中心设有与挤压筒连通的杂物出口，所述挤压板沿竖直方向设置在挤压筒内，挤压板还通过连接杆与推杆连接，所述滤网设于挤压筒底部，所述杂物收集装置与挤压筒通过杂物排出通道连通且杂物排出通道的入口位于所述滤网的上方。

较佳地，挤压筒的顶部设有挡板，所述挡板包括第一板体和第二板体，所述第一板体和第二板体分别通过两个换向组件与相对设置的两个连接杆连接，用于在两个挤压板反向移动时盖合在挤压筒的上开口处，并在两个挤压板相对移动时打开上开口。

较佳地，换向组件包括第一驱动齿条、齿轮以及与连接杆连接的第二驱动齿条，所述第一驱动齿条与第一板体或第二板体连接，齿轮与第一驱动齿条和第二驱动齿条啮合，所述齿轮与第一驱动齿条和第二驱动齿条还均置于壳体内，且齿轮与壳体转动连接，第一驱动齿条和第二驱动齿条与壳体滑动连接，所述壳体固定于筒体的外壁。

较佳地，两个连接杆上还连接有能够进入挤压筒或从挤压筒拉出的第一封口板和第二封口板，所述第一封口板和第二封口板上设有若干透水孔，所述第一封口板和第二封口板能够在两个挤压板相对移动时对接并封闭挤压筒挤压筒内部通道，在两个挤压板反向移动时打开挤压筒内部通道，且所述第一封口板和第二封口板位于杂物排出通道的上方。

较佳地，弧形限位板上设有波浪形支撑体。

较佳地，还包括过滤柱，所述过滤柱设置于膜过滤器的进水口的上方，且位于挤压筒的下方。

较佳地，各导向通孔内沿其长度方向还设有弹性封口膜，所述推板的周侧与弹性封口膜连接，所述弹性密封膜的外周与导向通孔的侧壁连接。

较佳地，所述活塞筒的底部还设有排水管，所述排水管与位于膜过滤器下方的筒体连通，所述活塞筒与筒体之间还设有进水管，所述筒体顶部还设有加药装置，所述加药装置的底部连接有加药管，所述加药管的出药端位于所述进水管的进水口处，所述空心柱的底部与筒体的内壁连接，用于使柔性过滤膜过滤后的水通过与活塞连通的排水管进入筒体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明用于水利工程环保净化过滤设备的筛网能够对较大的杂质进行过滤筛除，膜过滤器用于进一步的净化处理，本发明的柔性过滤膜折叠设置，能够在受到水流冲击后扩大，增加水流与膜的接触面积，提高过滤效率；

本发明弧形限位板能够作为柔性过滤膜的外部刚性防护，能够避免在水流量过大或因流速过大造成冲击力过大导致膜张力过大时，弧形限位板在弹簧的推力下能够作为外部防护避免膜张力过大，延长了膜的使用寿命；本发明通过增加膜与污水的接触面积提高了净化效果，同时由于膜为折叠状态因此能够根据水流量及冲击力进行适应性的调整因此受到水流冲力小且面积广，降低了长期水处理设备的运行造成膜的寿命降低，降低过滤净化成本。

本发明利用活塞的移动带动位于筛网上的推杆动作，通过推杆的往复移动实现对筛网上杂物的清理并将杂物集中至筛网中部，在水流冲击和重力作用下进入杂物挤压装置被挤压收集，实现过滤净化过程的连续化进行；

本发明还设计了用于对膜处理后的水进一步化学处理的加药装置，加药管的出口设计在活塞与膜之间的水流中，由于在膜过滤过程中膜的扩张及收缩配合活塞的移动使得该区域的水流运动激烈，利于药剂的快速分散与混匀，同时，混合后的水还可以通过进水管进入与活塞连通的排水管导流至膜处理器下方的筒体内，由于本发明的筒体周边布设多个活塞筒及排水管，因此药水混合物会在以多股水流的形式在膜处理器下方的筒体中射流并汇聚形成再混合，本发明的该设计适用于对水处理要求更高净化处理需求，通过将初步过滤、膜过滤以及化学处理等集中至同一个设备内，减少设备的占地面积，降低设备成本；且本发明的初步过滤、膜过滤以及化学处理能够配合工作，提高了净化效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的结构示意图；

图4为本发明实施例3局部放大图；

图5为本发明筛网的结构示意图；

图6为本发明换向组件的结构示意图；

图7为本发明弧形限位板的结构示意图。

附图标记说明：

1.筒体，2.筛网，21.导向通孔，22.推杆，24.杂物出口，25.推板，3.膜过滤器，31.进水口，32.空心柱，33.柔性过滤膜，4.活塞组件，41.活塞筒，42.弧形限位板，43.活塞，44.活塞杆，45.排水管，46.进水管，47.弹簧，5.杂物挤压装置，51.挤压筒，52.挤压板，53.滤网，54.杂物收集装置，55.杂物排出通道，56.连接杆，6.挡板，7.第一驱动齿条，8.齿轮，9.第二驱动齿条，10.壳体，11.波浪形支撑体，12.过滤柱，13.加药装置，14.加药管。

具体实施方式

下面结合附图1-6，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本发明提供的一种用于水利工程环保净化过滤设备，至少包括一组过滤单元，所述过滤单元包括：

筒体1，作为净化设备的外壳体，筒体1可以是圆形或方形，本实施例优选为圆形；筛网2，设于筒体1内，筛网2也优选圆形；膜过滤器3，用于处理经筛网2过滤后的水，其包括进水口31、空心柱32和柔性过滤膜33，所述进水口31设于筛网2下方且与筒体1的内壁密封连接，所述空心柱32底部封闭，所述柔性过滤膜33折叠设置在所述空心柱32外部，空心柱32侧壁开设有若干透水孔，空心柱32的底部还通过支撑组件与筒体1内壁连接，经柔性过滤膜33过滤后的水通过膜外侧流到膜过滤器3下方的筒体1内；柔性过滤膜33的上端与空心柱32的上端固定连接，柔性过滤膜33的下端与空心柱32的下端固定连接；空心柱32的外周壁还可以均匀布设多个长度可调的连接件，长度可调的连接件为能够随柔性过滤膜33的扩大或收缩而配合动作的连接件，满足不影响柔性过滤膜33扩张收缩即可。作为可选方式，长度可调的连接件可以是弹性膜、弹簧、长度可调的伸缩板等；当然伸缩板内部也可以设计缓冲弹簧，用于提供一定的缓冲力，以及在柔性过滤膜33在受到压力变小后的复位；作为更优选的方式，沿空心柱32周向设置的伸缩板可以具有不同的长度，以便于在空心柱32外周形成长度错位，使得柔性过滤膜33形成波浪形、花瓣形或锯齿形的分布状态，在柔性过滤膜33扩张后依然具有波浪形、花瓣形或锯齿形的分布状态能够在确保柔性过滤膜33扩张面积的同时减小筒体1的尺寸。

本实施例活塞组件4，数量为多个，均布在筒体1的外侧壁上，各活塞组件4均包括活塞筒41，弧形限位板42、活塞43和活塞杆44；所述活塞筒41设置在筒体1外侧壁上；所述弧形限位板42设于所述柔性过滤膜33的外侧，活塞43位于活塞筒41内，所述活塞43通过活塞杆44与弧形限位板42连接，所述活塞筒41远离弧形限位板42的端部与活塞43还设有弹簧47；本实施例中，当进水口31进水后，由于其底部封闭，因此水量持续增加的过程中会促使柔性过滤膜33不断的扩张，提高柔性过滤膜33与水的接触面积，满足大量水的净化需求，当然柔性过滤膜33的扩张程度与进水量及水施加给柔性过滤膜33的压力相关，在本实施例中水在中部向四周扩散，柔性过滤膜33受到的冲击力相对均衡，相对于平面过滤膜，本实施例的方式避免了柔性过滤膜33因局部持续张力过大造成的损伤；同时在柔性过滤膜33扩张的过程中，弧形限位板42作为外部防护件，能够避免其快速扩张引起的柔性过滤膜33张力迅速增大而造成的柔性过滤膜33损伤；同时活塞筒41内的弹簧47还将提供移动的缓冲作用，避免膜因瞬间受到较大的冲击力后产生破裂，实现对柔性过滤膜33的柔性防护。而当柔性过滤膜33内部压力变小后，弹簧47复位会使得弧形限位板42复位，也会在弧形限位板42复位过程中推动柔性过滤膜33复位；因此柔性过滤膜33一直处于动态变化的过程不仅能使柔性过滤膜的面积与待处理的污水量相匹配还能因柔性过滤膜33的动态变化降低水流的冲击，并且在移动过程中避免其上附着杂质或将以附着的杂质抖掉，而且在柔性过滤膜收缩过程中柔性过滤膜之间可能产生摩擦，再次清理其上的过滤物，通过柔性过滤膜的动态变化使得柔性过滤膜具有一定的自净能力，因此提高了柔性过滤膜的过滤效率和使用寿命，降低水净化成本。

实施例2

如图2所示，由于筛网2主要用于过滤大的杂质，因此筛网2很容易随着过滤量的增加，过滤杂质增加会堵塞筛网2，降低膜处理器3的进水量；因此本实施例在所述筛网2以中心点为圆心，沿半径方向布设有多条导向通孔21，各导向通孔21内还均设有推板25，所述推板25的背侧连接有推杆22，所述推杆22的一端与推板25连接，推杆22的另一端从远离弧形限位板42的活塞筒41端部穿入活塞筒41内与活塞43连接。

本实施例通过多个周向分布的推板25从外边缘向圆点移动过程中清理筛网2上的杂物，提高通水量，实现净水过程的连续化进行，本实施例的推杆22一端与推板25连接，另一端与活塞43连接，因此活塞43的移动会推动推杆22的移动；具体的是在初始进水阶段，因筛网2通透性好，水流量大，柔性过滤膜33向外扩张，活塞43外移，使得推板25处于筛网2外边缘；当筛网2堵塞后，进水量变小，柔性过滤膜33和活塞43都在弹簧47的作用下向筒体1的中心移动，因此推板25也随之向中心移动，因此会将筛网2上的堵塞杂物聚拢至筛网2的中部；杂物清除后的筛网2水流量增大，柔性过滤膜因水量增加继续扩张，推板25也将向远离中心的位置移动，再次堵塞后重复上述动作清理筛网2。

实施例3

如图3所示，在上述实施例2的基础上，因筛网2中部的杂物过多的堆积在中部并向外扩散，导致筛网2的有效过水面积减少，会影响膜处理器的进水量，因此本实施例还包括杂物挤压装置5，所述杂物挤压装置5包括挤压筒51、挤压板52、滤网53和杂物收集装置54，所述挤压筒51设于筛网2的下方，且筛网2的中心设有与挤压筒51连通的杂物出口24，所述挤压板52沿竖直方向设置在挤压筒51内，挤压板52还通过连接杆56与推杆22连接，所述滤网53设于挤压筒51底部，所述杂物收集装置54与挤压筒51通过杂物排出通道55连通且杂物排出通道55的入口位于所述滤网53的上方。

本实施例中当杂物聚拢在筛网2中部并在重力作用及水冲击作用下掉落在挤压筒51内之后，两个相对设置的挤压板52对向挤压，对杂物中的水分挤压排除，同时使得杂物体积减小后通过杂物排出通道55收集至杂物收集装置54；滤网53用于使排出来的水进入膜过滤器3的入口继续进行净化处理，因此本实施例能够对筛网2上的杂物进行清除，避免了筛网2上杂物越来越多影响通水量，其次，本实施例筛网2的清理不需要停止净水设备，实现了净水作业的连续进行，提高了水处理效率。

如图4所示，在上述基础上，本实施例的挤压筒51的顶部设有挡板6，所述挡板6包括第一板体和第二板体，所述第一板体和第二板体分别通过两个换向组件与相对设置的两个连接杆56连接，用于在两个挤压板52反向移动时盖合在挤压筒51的上开口处，并在两个挤压板52相对移动时打开上开口。

如图6所示，优选地，换向组件包括第一驱动齿条7、齿轮8以及与连接杆56连接的第二驱动齿条9，所述第一驱动齿条7与第一板体或第二板体连接，齿轮8与第一驱动齿条7和第二驱动齿条9啮合，所述齿轮8与第一驱动齿条7和第二驱动齿条9还均置于壳体10内，且齿轮8与壳体10转动连接，第一驱动齿条7和第二驱动齿条9与壳体10滑动连接，所述壳体10固定于筒体1的外壁。挡板6以及连接杆56可以与壳体10的侧壁滑动连接以限定挡板6和连接杆56的运动轨迹固定，当然第一驱动齿条7和第二驱动齿条9与壳体10内壁也是滑动连接，而齿轮8转动的设置与壳体10的侧壁。

作为优选方式，两个连接杆56上还连接有能够进入挤压筒51或从挤压筒51拉出的第一封口板和第二封口板，所述第一封口板和第二封口板上设有若干透水孔，所述第一封口板和第二封口板能够在两个挤压板52相对移动时对接并封闭挤压筒51挤压筒51内部通道，在两个挤压板52反向移动时打开挤压筒51内部通道，且所述第一封口板和第二封口板位于杂物排出通道55的上方。用于在两个挤压板52挤压杂物时位于挤压筒51内，能阻挡杂物直接进入杂物排出通道55，同时还能够在挤压后的杂物能够掉落至杂物排出通道55并收集在杂物收集装置54。

本实施例能够实现在挤压杂物过程中避免杂物进入杂物排出通道55，同时还通过挡板6实现在非挤压状态下封闭挤压筒51的上开口，避免杂物直接进入挤压筒51并进入杂物排出通道55。

优选地，还包括过滤柱12，所述过滤柱12设置于膜过滤器3的进水口31的上方，且位于挤压筒51的下方。通过多种过滤净化方式的耦合实现更好的水净化效果。

优选地，作为优选方式，所述活塞筒41的底部还设有排水管45，所述排水管45与位于膜过滤器3下方的筒体1连通，所述活塞筒41与筒体1之间还设有进水管46，所述筒体1顶部还设有加药装置13，所述加药装置13的底部连接有加药管14，所述加药管14的出药端位于所述进水管46的进水口处，所述空心柱32的底部与筒体1的内壁连接，用于使柔性过滤膜33过滤后的水通过与活塞43连通的排水管45进入筒体1。用于对于膜处理过的水进一步化学处理，通过加药装置13加入化学药剂，比如杀菌剂或消毒剂等，并通过加药管14将药剂输送至进水管46附近，加药管14的出口设计在活塞43与膜之间的水流中，本实施例中将膜处理器与其下部的筒体1封闭，使得膜处理器的膜外侧与筒体以及活塞共同形成独立的药剂混合区，由于在膜过滤过程中膜的扩张及收缩配合活塞的移动使得该区域的水流运动激烈，利于药剂的快速分散与混匀，同时，混合后的水还可以通过进水管进入与活塞连通的排水管导流至膜处理器下方的筒体内，由于本发明的筒体周边布设多个活塞筒及排水管，因此药水混合物会在以多股水流的形式在膜处理器3下方的筒体1中射流并汇聚形成再混合，本实施例的该设计适用于对水处理要求更高净化处理需求，通过将初步过滤、膜过滤以及化学处理等集中至同一个设备内，减少设备的占地面积，降低设备成本；且本发明的初步过滤、膜过滤以及化学处理能够配合工作，提高了净化效率。作为另一种实施例，同一活塞筒41上的排水管45的数量可以是多个，且沿活塞筒41的筒长方向设计，用于根据内部水量调节出水量，混药区域内部水量越大，活塞43的位移量越大，则相应的与进水管46连通的排水管45增多，能够加快排水。

如图7所示，作为优选方式，所述弧形限位板42上设有波浪形支撑体11，能够作为支撑件避免弧形限位板42与柔性过滤膜33完全贴合影响水的流通。

作为优选方式，各导向通孔21内沿其长度方向还设有弹性封口膜，所述推板25的周侧与弹性封口膜连接，所述弹性密封膜的外周与导向通孔21的侧壁连接。目的在于避免大的杂质通过导向通孔21进入膜过滤器，当然除此之外也可以是其他能实现本实施例发明目的的方式，比如在导向通孔21内推板25前后设计能够伸缩的滤条，能够跟随推板25的前进而前进，后退而后退。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。