本实用新型涉及水体净化技术领域，更具体地说，涉及一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器。
背景技术：
浅层砂过滤器作为介质过滤器的一种，它由多个标准高速砂缸单元组成，通过内部设有的过滤介质去除水中各种悬浮物、微生物、以及其他微细颗粒，最终达到降低水浊度、净化水质的目的。现有技术中常用的过滤介质有石英砂、活性炭、无烟煤、锰砂等。
现有技术中的浅层砂过滤器主要针对的对象是工业循环水、生活饮用水和小区雨水回收等，且主要过滤处理废水中的悬浮物等杂质，但是对于废水中含有离子型污染因子如重金属的处理效果并不理想，即对于废水中的杂质处理有限，导致浅层砂过滤器处理的水质范围较窄。需要进一步改进。
经检索，中国专利号zl201721852867.5，发明创造名称为：浅层过滤器，该申请案包括所述球形筒壳体内设有连通进液口的布水器，布水器下方设有第一过滤层，所述第一过滤层为孔隙过滤层；所述第一滤层下方设有第二过滤层，所述第二过滤层为设有集水器的石英砂过滤层，所述集水器连通布水器；所述第二过滤层下方为第三过滤层，所述第三过滤层为设有集水器的活性炭过滤层，所述集水器连通出液口；所述第一过滤层，为若干个正方角锥台连成一片的凹凸过滤层，所述正方锥台内设有过滤孔。
中国专利申请号201720801923.6，发明创造名称为：一种浅层砂过滤器，该申请案包括球形滤筒，所述球形滤筒内由上至下依次设有进水口、布水器、滤料层、集水系统和出水口，所述进水口与加压水管的连接处设有密封装置，所述布水器位于球形滤筒内的顶部，所述滤料层由上至下依次为石榴石层、pp棉层、除菌膜层、活性炭层和支持层，所述集水系统包括多个均匀分布的集水器。
上述两件对比专利通过在过滤器中设有多个过滤层，通过多个过滤层对水体进行过滤，虽然多个过滤层能够有效提高水体的净化效果，但是其过滤层主要针对的是水体中的悬浮物等杂质，对于含有离子型污染因子的水体中净化效果较差，需要进一步改进。
技术实现要素：
1、实用新型要解决的技术问题
本实用新型的目的在于克服现有技术中浅层砂过滤器对含有离子型污染因子的水体净化效果较差的问题，提供了一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器；本实用新型通过在浅层砂过滤器的中部设有一离子交换纤维夹层，在该离子交换纤维夹层内部设有离子交换纤维，用于对水体中的离子型污染因子进行净化，提高水体的净化效果。
2、技术方案
为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，包括罐体，所述罐体内部填充有填料层，所述填料层分为上填料层和下填料层，该上填料层和下填料层之间设有离子交换纤维夹层，所述离子交换纤维夹层包括离子交换纤维、上固定网和下固定网，所述离子交换纤维位于上固定网和下固定网之间。
作为本实用新型的更进一步改进，所述离子交换纤维与上固定网之间设有活性碳纤维。
作为本实用新型的更进一步改进，所述上固定网的孔径小于上填料层中填料的粒径。
作为本实用新型的更进一步改进，所述罐体内部设有一支撑网，所述支撑网的侧边与罐体内壁固定相连，且支撑网位于上填料层与上固定网之间。
作为本实用新型的更进一步改进，所述罐体上方外部设有进水口，该进水口通过一进水管与罐体内部的进水横管相连通，所述进水横管与布水管相连通，所述布水管上设有布水器。
作为本实用新型的更进一步改进，所述布水管至少设有2根，且每根布水管上设有多个布水器，多个布水器在对应的布水管上等间隔设置。
作为本实用新型的更进一步改进，所述罐体下方外部设有反冲洗进水口，该反冲洗进水口通过一反冲洗进水横管与罐体内部的反冲洗管相连通，所述反冲洗管与反冲洗支管相连通，所述反冲洗支管上设有进水孔。
作为本实用新型的更进一步改进，所述反冲洗管至少设有2根，且每根反冲洗管上设有多个反冲洗支管，位于同一根反冲洗管上的反冲洗支管关于该反冲洗管对称分布。
作为本实用新型的更进一步改进，所述罐体上部设有一反冲洗出水管，该反冲洗出水管与罐体内部相连通，且位于罐体外部的反冲洗出水管上安装有一控制阀。
作为本实用新型的更进一步改进，所述离子交换纤维夹层还包括装填口，该装填口设在罐体的侧壁上，用于更换离子交换纤维。
3、有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
(1)本实用新型的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，通过在罐体内部的上填料层与下填料层之间安装有一离子交换纤维夹层，该离子交换纤维夹层内部设有离子交换纤维，待净化水体在罐体内部进行净化时，经过上填料层主要将水体中的大颗粒物、悬浮物等杂质除去，再由离子交换纤维对水体中的离子型污染因子进行净化，提高水体的整体净化效果，同时，使得浅层砂过滤器的应用领域更加广泛。
(2)本实用新型的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，通过控制上固定网和上填料层中填料的粒径，以及在离子交换纤维与上固定网之间设有活性碳纤维层，避免上填料层中的填料或者水体中的悬浮物进入到离子交换纤维夹层中而影响离子交换纤维对水体的净化效果。
(3)本实用新型的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，为了保证浅层砂过滤器的净化效果更佳，在罐体的内部设有多个布水管，且每根布水管上间隔设有多个布水器，由布水器将待净化水体均匀输送至罐体内部，并均匀的喷洒于上填料层上，提高填料和离子交换纤维的净化效果。
(4)本实用新型的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，通过在罐体底部设有反冲洗进水管路，并对管路的布局进行设计，使得浅层砂过滤器在进行反冲洗时，其反冲洗液均匀的进入到罐体内部，将罐体内部位于填料中的大颗粒物、悬浮物等杂质从反冲洗出水管送出，使得填料循环使用，提高浅层砂过滤器的利用效率。
附图说明
图1为本实用新型的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器的结构示意图；
图2为本实用新型中离子交换纤维夹层的结构示意图；
图3为本实用新型中进水管路的结构示意图；
图4为本实用新型中反冲洗进水管路的结构示意图。
示意图中的标号说明：
10、罐体；11、上填料口；12、下填料口；21、进水口；22、进水横管；23、布水管；24、布水器；31、上填料层；32、下填料层；41、装填口；42、离子交换纤维；43、上固定网；44、下固定网；50、出水口；61、反冲洗进水口；62、反冲洗进水横管；63、反冲洗管；64、反冲洗支管；65、反冲洗出水口；66、控制阀。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。
实施例1
本实施例的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，包括罐体10，该罐体10内部填充有填料，用于对待净化水体进行过滤净化。现有技术中的浅层砂过滤器其罐体10内部的填料采用的是石英砂或活性炭，从而对水体中的大颗粒物、悬浮物等杂质进行去除，对于水体中离子型污染因子的净化效果差，如水体中的重金属离子、钙离子、镁离子等，导致现有技术中的浅层砂过滤器的应用领域较小，有待进一步改进。
如图1所示，本实施例为了解决这一问题，其罐体10内部填充的填料层分为上填料层31和下填料层32，且填料层中的填料为陶粒、石英砂、活性炭、无烟煤或锰砂中的一种或多种。此外，结合图2，本实施例在上填料层31和下填料层32之间设有离子交换纤维夹层，该离子交换纤维夹层包括装填口41、离子交换纤维42、上固定网43和下固定网44，本实施例中的离子交换纤维42位于上固定网43和下固定网44之间，且装填口41设置在罐体10的侧壁上，该装填口41与上固定网43和下固定网44之间的空腔相连通，从而便于对离子交换纤维42进行更换。值得说明的是，本实施例中可以采用夹取工具将离子交换纤维42从装填口41装填或取出。
优选的，本实施例中上填料层31中的填料采用陶粒和活性炭，且陶粒位于上填料层31的上部，活性炭位于上填料层31的下部；本实施例中下填料层32采用石英砂作为填料。结合图1，本实施例在罐体10的侧壁上设有上填料口11和下填料口12，其中，上填料口11与上填料层31的内部空间相连通，用于将陶粒和活性炭填充进上填料层31的内部；下填料口12与下填料层32的内部空间相连通，用于将石英砂填充进下填料层32的内部。
此外，本实施例中在罐体10内部设有一支撑网，该支撑网并未在附图中体现，用于对上填料层31中的填料进行支撑，避免上填料层31中的填料在重力的作用下对离子交换纤维夹层挤压而导致离子交换纤维夹层变形。本实施例中的支撑网的侧边与罐体10内壁固定相连，即支撑网的边缘与罐体10内壁固定相连，优选的，可以采用焊接的方式将支撑网与罐体10内壁相连。本实施例中在罐体10内壁周向开设有两个卡槽，分别用于固定上固定网43和下固定网44。
值得说明的是，本实施例中的上固定网43的孔径设成小于上填料层31中填料的粒径，从而能够有效避免上填料层31中填料或水体中的悬浮物等进入到离子交换纤维夹层中，对离子交换纤维42造成损伤而影响离子交换纤维42对水体的净化效果；同时在整个过程中支撑网也起到阻碍的作用。此外，本实施例中的浅层砂过滤器主要是针对于卧式浅层砂过滤器。
本实施例的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，待净化水体在罐体10内部首先经过上填料层31，由上填料层31中的陶粒和活性炭对水体进行初步净化，将水体中的大颗粒物、悬浮物等杂质除去，经过初步净化的水体渗透到离子交换纤维夹层中由夹层中的离子交换纤维42对水体中的离子型污染因子进行深度净化，再由下填料口12中的石英砂对水体进行净化，经过净化后的水体经过罐体10底部的出水管的出水口50输出，整个净化过程能够有效提高水体的整体净化效果，扩大浅层砂过滤器的应用领域。同时，整个浅层砂过滤器装置安装简单，维修方便。
值得说明的是，本实施例中的离子交换纤维42是利用天然的纤维材料经过化学合成、螯合等方式，在聚丙烯腈纤维上引入一种或多种对污染型离子有很强吸附能力的络合基团，如羧基和氨基等制备而成的，从而达到快速高效去除污染型离子的目的，且制备方法简单，成本低廉。本实施例中的离子交换纤维42根据待净化水体中的离子型污染因子的种类采用阳离子交换纤维、阴离子交换纤维或两性离子交换纤维，使得离子交换纤维42更加具有针对性，提高净化效果。
实施例2
本实施例的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，基本同实施例1，更进一步的：本实施例中在离子交换纤维42与上固定网43之间设有活性碳纤维，进一步提高水体的净化效果。
本实施例中为了保证浅层砂过滤器的净化效果更佳，结合图1和图3，在罐体10上方外部设有进水口21，该进水口21通过一进水管与罐体10内部的进水横管22相连通，且该进水横管22与布水管23相连通，并在布水管23上设有布水器24，该结构设计组成一进水管路，用于将待净化水体输送至罐体10内部进行净化。
更具体的，布水管23至少设有2根，可以为2根、3根、5根……如图3所示，本实施例中的布水管23设有2根，且本实施例中的进水横管22与布水管23相垂直，并位于布水管23的中部，同时，每根布水管23上设有多个布水器24，多个布水器24在对应的布水管23上等间隔设置。通过进水横管22向布水管23均匀输送待净化水体，再由多个布水器24将待净化水体均匀的输送至罐体10内部，从而有效提高填料和离子交换纤维42的净化效果。
实施例3
本实施例的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，基本同实施例2，更进一步的：本实施例中的布水管23设有3根，且通过一进水横管22与各布水管23相连通。
此外，结合图1和图4，本实施例在罐体10下方外部设有反冲洗进水口61，该反冲洗进水口61通过一反冲洗进水横管62与罐体10内部的反冲洗管63相连通，所述反冲洗管63与反冲洗支管64相连通，所述反冲洗支管64上设有进水孔，在罐体10下方各反冲洗管组成一反冲洗进水管路，用于将反冲洗液输送至罐体10内部，使填料再生，提高浅层砂过滤器的利用率。
更具体的，反冲洗管63至少设有2根，可以为2根、3根、5根……且每根反冲洗管63上设有多个反冲洗支管64，位于同一根反冲洗管63上的反冲洗支管64关于该反冲洗管63对称分布，且位于同一根反冲洗管63上的反冲洗支管64位于同一平面内，该平面与水平面相平行。
优选的，本实施例中的反冲洗管63设有2根，如图4所示。
本实施例中在罐体10上部设有一反冲洗出水管，该反冲洗出水管与罐体10内部相连通，且位于罐体10外部的反冲洗出水管上安装有一控制阀66。
当浅层砂过滤器对水体净化达到一定程度后，将离子交换纤维42从装填口41取出，打开控制阀66，同时反冲洗液从反冲洗进水口61进入，由反冲洗进水管路将反冲洗液均匀的输送至罐体10内部，反冲洗液由下往上运动将填料层中的大颗粒物、悬浮物等杂质输送至反冲洗出水管处，由从反冲洗出水管的反冲洗出水口65将其送出，从而达到填料再生的目的，使得填料循环使用，提高浅层砂过滤器的利用效率。填料再生结束后，从装填口41中装填新的离子交换纤维42，便于浅层砂过滤器的下一次净化。
值得说明的是，本实施例中取出的离子交换纤维42可以集中处理，对其中的离子进行回收，提高资源利用率，同时离子交换纤维42可以进行再生活化，提高利用率降低生产成本。此外，本实施例中的反冲洗出水管路与进水管分开设置，相对于现有技术中共用一个管路而言，避免反冲洗液带出的杂质残留在管道内，在进行下一次水体净化时，杂质重新进入到罐体10内部，从而造成浅层砂过滤器出水二次污染的问题。
更进一步的，本实施例的浅层砂过滤器在不考虑成本的条件下，其控制阀66可以设置成自动控制阀，且反冲洗液采用离子交换纤维再生液，反冲洗的具体过程如下：
当反冲洗液从反冲洗进水管的反冲洗进水口61由下往上分别通过反冲洗进水横管62和反冲洗管63，再通过反冲洗支管64进入过滤器中，从而慢慢充满整个过滤器，当过滤器内的压力达到一定值域后控制阀66自动打开，反冲洗液由反冲洗出水管自动排出；当完成再生后，停止进反冲洗液，当过滤器内的压力下降后，控制阀66将自动关闭并停止出水。
本实施例采用离子交换纤维42与传统浅层砂过滤器相结合，在不改变原有浅层砂过滤器各项优势性能和应用范围下，结合离子交换纤维42在离子污染领域的高效率和强稳定表现，使处理后的水体实现无害化的同时，也能回收贵重金属，并且整个装置机械和化学稳定性好，使用方法简单，进一步提高了使用吸附剂的经济性和环保性，也拓展浅层砂过滤器成为多样化和细致化的水质过滤系统。
以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
1.一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，包括罐体(10)，所述罐体(10)内部填充有填料层，其特征在于：所述填料层分为上填料层(31)和下填料层(32)，该上填料层(31)和下填料层(32)之间设有离子交换纤维夹层，所述离子交换纤维夹层包括离子交换纤维(42)、上固定网(43)和下固定网(44)，所述离子交换纤维(42)位于上固定网(43)和下固定网(44)之间。
2.根据权利要求1所述的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，其特征在于：所述离子交换纤维(42)与上固定网(43)之间设有活性碳纤维。
3.根据权利要求1所述的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，其特征在于：所述上固定网(43)的孔径小于上填料层(31)中填料的粒径。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，其特征在于：所述罐体(10)内部设有一支撑网，所述支撑网的侧边与罐体(10)内壁固定相连，且支撑网位于上填料层(31)与上固定网(43)之间。
5.根据权利要求4所述的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，其特征在于：所述罐体(10)上方外部设有进水口(21)，该进水口(21)通过一进水管与罐体(10)内部的进水横管(22)相连通，所述进水横管(22)与布水管(23)相连通，所述布水管(23)上设有布水器(24)。
6.根据权利要求5所述的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，其特征在于：所述布水管(23)至少设有2根，且每根布水管(23)上设有多个布水器(24)，多个布水器(24)在对应的布水管(23)上等间隔设置。
7.根据权利要求4所述的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，其特征在于：所述罐体(10)下方外部设有反冲洗进水口(61)，该反冲洗进水口(61)通过一反冲洗进水横管(62)与罐体(10)内部的反冲洗管(63)相连通，所述反冲洗管(63)与反冲洗支管(64)相连通，所述反冲洗支管(64)上设有进水孔。
8.根据权利要求7所述的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，其特征在于：所述反冲洗管(63)至少设有2根，且每根反冲洗管(63)上设有多个反冲洗支管(64)，位于同一根反冲洗管(63)上的反冲洗支管(64)关于该反冲洗管(63)对称分布。
9.根据权利要求8所述的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，其特征在于：所述罐体(10)上部设有一反冲洗出水管，该反冲洗出水管与罐体(10)内部相连通，且位于罐体(10)外部的反冲洗出水管上安装有一控制阀(66)。
10.根据权利要求1所述的一种附带离子交换纤维层式的浅层砂过滤器，其特征在于：所述离子交换纤维夹层还包括装填口(41)，该装填口(41)设在罐体(10)的侧壁上，用于更换离子交换纤维(42)。
技术总结