專利名稱：制造無臭味飲用水的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于從河流、湖泊水制造飲用水的方法和所用的裝置，更詳細(xì)講，是關(guān)于使用氣孔表面是非晶質(zhì)的多孔陶瓷和活性炭使帶臭氣的河流、湖泊水形成無臭味飲用水的制造方法和制造裝置。
多年來，作為飲用水的脫臭處理技術(shù)，例如，特開平11-106209號(hào)公報(bào)中記載了作為以用于飲用水的凈化脫臭的分子篩為目的等的，并且，吸附去除性能優(yōu)良，具有分子篩作用的活性炭及其制造方法，是在碳黑上吸附樹脂后，通過在非氧化性環(huán)境氣下進(jìn)行熱處理，使樹脂碳化形成活性炭，即，以碳黑為主體，該碳黑用碳粘結(jié)或被復(fù)，以此為特征的活性炭，和在碳黑上吸附樹脂后，在非氧化性環(huán)境氣中通過熱處理使樹脂碳化，以此為特征的活性炭制造方法。在特開平7-39888號(hào)公報(bào)中記載了所要解決的問題是將自來水活性化，并去除氯臭，防止配水管道中生銹、腐蝕、結(jié)垢、防止排水口產(chǎn)生水垢、浴垢等，作為具有殺菌力，抑制細(xì)菌產(chǎn)生等效果的活性水的生產(chǎn)方法，是以硅和鋁為主要成分，將由含有堿金屬和/或堿土金屬的氧化物系礦石粉末的球形燒結(jié)體形成的陶瓷顆粒裝入容器中，將被處理水從容器下部送入，由于處理水的水流使陶瓷顆粒在水中流動(dòng)，相互磨擦、撞擊，從而使處理水活性化，將生成的活性水從容器上部取出，以此為特征的活性水的生產(chǎn)方法。
此外，還知道多年來利用多孔(多孔質(zhì))陶瓷處理各種廢水的方法。例如，本發(fā)明者們?cè)谔亻_昭58-205516號(hào)公報(bào)中記載的，在硅石一粘土的混合物中加入長(zhǎng)石和氧化鋁粉末，再加入鋸屑和水，進(jìn)行混練成泥狀物，在1100～1200℃下燒成成型品管型陶瓷系心盤過濾筒，對(duì)于化學(xué)藥品、重金屬具有優(yōu)良的選擇去除性。本發(fā)明者們?cè)谔毓?-60317號(hào)公報(bào)中記載的是在處理槽的底部設(shè)置由砂和砂礫層形成的過濾層，再在其上設(shè)置多孔狀陶瓷顆粒形成積層的處理積層，在該處理層的上面和過濾層的下面配置散氣管，如此構(gòu)成的排放水等廢水處理裝置。本發(fā)明者們?cè)谔亻_昭61-136490號(hào)公報(bào)中記載了在曝氣池內(nèi)廢水流動(dòng)方向的橫斷位置上，設(shè)立由多孔狀陶瓷顆粒形成的過濾材料，將其填充到形成間隔網(wǎng)體的帶孔材料內(nèi)，以此形成曝氣式廢水處理裝置。
本發(fā)明者們?cè)谔毓?-42758號(hào)公報(bào)中記載了一種由處理槽構(gòu)成的曝氣式高度廢水處理裝置，該裝置是由在曝氣池內(nèi)廢水流動(dòng)方向的橫斷位置上，設(shè)立由多孔狀陶瓷顆粒形成的過濾材料，將其填充到形成間隔網(wǎng)體的帶孔材料內(nèi)，以此形成的曝氣池，和用管道與該曝氣池連通的，在其底部設(shè)置由砂和砂礫層形成的過濾層，再在其上設(shè)置由多孔狀陶瓷顆粒形成積層的處理層，在該處理層的上面和該過濾層的下面配置散氣管，以此形成的處理槽構(gòu)成。本發(fā)明者們?cè)谔毓?3-66247號(hào)公報(bào)中記載了將多孔陶瓷和活性炭的混合物作為過濾材料填充到圓筒體中的過濾器裝置的乳化性含油廢水的處理方法。
進(jìn)而，本發(fā)明者們?cè)谔亻_平10-118644號(hào)公報(bào)中記載了一種含磷和氮排水·廢液的處理方法，是將含磷和氮的排水·廢液導(dǎo)入裝有氣孔表面是非晶質(zhì)的多孔陶瓷和活性炭的混合物，上面呈開放狀的滯溜開放式曝氣池內(nèi)，從該滯溜開放式曝氣池的底部進(jìn)行曝氣，使曝氣處理過的排水·廢液通過氣孔表面為非晶質(zhì)的多孔陶瓷和活性炭混合物的填充柱，根據(jù)需要，在任何一道工序中，并用使用絮凝劑的絮凝沉淀處理。然而，關(guān)于使用多孔陶瓷對(duì)在混雜各種成分的河流、湖泊水中所含臭氣成分完全去除的技術(shù)尚未記載。
近年來，伴隨著城市郊區(qū)人口的高度集中，河流湖泊的污染也成為嚴(yán)重問題。特別是來自工廠排水和生活排水中的磷、氮成為一種因素，使得水質(zhì)的富營(yíng)養(yǎng)化越來越顯著，大量產(chǎn)生動(dòng)植性的浮游生物，增加了帶臭氣的河流湖泊。將載帶這種臭氣的河流湖泊之水作為水源制造飲用水時(shí)，即使使用多年來公知的水凈化處理裝置和飲用水制造裝置進(jìn)行處理，臭氣也是不可能完全去除的，這樣的水供給飲用時(shí)，就天天講，帶來的問題是由這種臭氣引起的煩惱持續(xù)不斷。因此本發(fā)明的課題就是提供一種實(shí)用的無臭味飲用水的制造方法和所用的無臭味飲用水的制造裝置，即使是將帶臭氣的河流湖泊之水作為水源制造飲用水時(shí)，對(duì)于使用老處理方法不可能達(dá)到的，河流湖泊水中所含的臭氣都可完全去除，而且也能長(zhǎng)期廉價(jià)地制造無臭味的飲用水。
本發(fā)明者們對(duì)利用多孔陶瓷去除排水·廢液中的各種有害污染物質(zhì)進(jìn)行了長(zhǎng)年開發(fā)研究，結(jié)果開發(fā)出一種能去除廢水中有害污染物質(zhì)的氣孔表面是非晶質(zhì)的多孔陶瓷(特開平10-118644號(hào)公報(bào))。發(fā)現(xiàn)將這種氣孔表面是非晶質(zhì)的多孔陶瓷用在凈化處理帶臭氣河流湖泊水的最終工序中時(shí)，能完全吸附河流、湖泊水中所含的臭氣成分，并進(jìn)行補(bǔ)足，制成無臭味的美味可用的飲用水。并可以確認(rèn)能制作出中等規(guī)模的飲料制造裝置，在實(shí)際用于飲用化處理帶臭氣的河流湖泊水時(shí)，可長(zhǎng)期制造出無臭味的飲用水。并至此完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明是關(guān)于一種無臭味飲用水的制造方法(權(quán)利要求1)，特征是將河流湖泊水與含有氣孔表面是非晶質(zhì)的多孔陶瓷的處理劑相接觸，吸附分解處理河流湖泊水中的臭氣成分。按權(quán)利要求1記載的無臭味飲用水制造方法(權(quán)利要求2)，特征是在吸咐分解處理河流湖泊水中的臭氣成分之前，對(duì)河流湖泊水中的細(xì)微懸浮物進(jìn)行絮凝沉淀處理。按照權(quán)利要求2記載的無臭味飲用水制造方法(權(quán)利要求3)，特征是在對(duì)河流湖泊水中的細(xì)微懸濁物進(jìn)行絮凝沉淀處理之前，對(duì)河流湖泊水中的固體物進(jìn)行過濾處理。按照權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)記載的無臭味飲用水的制造方法(權(quán)利要求4)，特征是吸附分解處理是在曝氣下使河流湖泊水與含氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑進(jìn)行接觸處理。按照權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)記載的無臭味飲用水的制造方法(權(quán)利要求5)，特征是含有氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑是氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷和活性炭的混合物。按照權(quán)利要求5記載的無臭味飲用水制造方法( 6)，特征是氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷和活性炭的混合物，其混合比(重量比)為50∶50。按照權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)記載的無臭味飲用水制造方法(權(quán)利要求7)，特征是氣孔表面為非晶質(zhì)的多孔陶瓷是將粘土、氣孔形成材料和水進(jìn)行混合，成形為適宜形狀后，干燥，對(duì)于該干燥成型品的溫度，可根據(jù)成型體中的氣孔形成材料的自燃性，設(shè)定在5-15小時(shí)內(nèi)，從常溫升溫到600～800℃，在600～800℃下保持3-7小時(shí)，再升溫到1200～1500℃，在1200～1500℃下燒成4～8小時(shí)后，進(jìn)行破碎處理。
本發(fā)明是關(guān)于一種無臭味飲用水的制造裝置(權(quán)利要求8)，特征是具有使河流湖泊水與含有氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑相接觸進(jìn)行吸附分解臭氣成分的處理裝置。按照權(quán)利要求8記載的無臭味飲用水制造裝置(權(quán)利要求9)，特征是具有絮凝沉淀處理裝置和吸附分解臭氣成分的處理裝置。按照權(quán)利要求10)，特征是依次具有河流湖泊水的過濾處理裝置、絮凝沉淀處理裝置和吸附分解臭氣成分的處理裝置。按照權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)記載的無臭味飲用水制造裝置(權(quán)利要求11)，特征是吸附分解臭氣成分的處理裝置是由盛裝河流湖泊水和含有氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑，上部開放，由底部進(jìn)行曝氣的滯溜開放式曝氣池所構(gòu)成。
作為本發(fā)明的無臭味飲用水的制造方法，是使河流湖泊水與含有氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑相接觸，吸附分解河流湖泊水中的臭氣成分的處理方法，但對(duì)此沒有特殊限制，而作為本發(fā)明的無臭味飲用水制造裝置，是用于使河流湖泊水與含有氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑相接觸的，具有盛裝上述處理劑的吸附分解臭氣成分的處理裝置的裝置，對(duì)此也沒有特殊限制。此處所說的「氣孔表面為非晶質(zhì)」，是指在陶瓷內(nèi)部形成的連續(xù)氣孔的表面同時(shí)具有以硅酸鈉為主成分的非晶質(zhì)和硅酸鈉和氧化鈣等結(jié)晶質(zhì)(結(jié)晶性粒子)的表面。結(jié)晶質(zhì)(結(jié)晶性粒子)部分和臭氣成分等進(jìn)行反應(yīng)，但非晶質(zhì)部分不會(huì)進(jìn)行反應(yīng)。
利用株式會(huì)社日立制作所制的射電掃描電子顯微鏡S-4200型觀察[加速電壓10KV(二次電子像)和20KV(反射電子像、攝影倍率3000倍的條件下]在多孔陶瓷中形成的連續(xù)氣孔表面時(shí)，可以認(rèn)為，在氣孔表面不是非晶質(zhì)的老型多孔質(zhì)陶瓷中，如

圖1所示，不僅陶瓷粒子表面1，而且連續(xù)氣孔2的大部分表面被結(jié)晶性粒子3所覆蓋，臭氣成分等物流4到達(dá)陶瓷粒子上，即使能通過連續(xù)氣孔2中，但阻力很大，臭氣成分等不可能充分流入·浸透到氣孔2中，對(duì)和臭氣成分等的反應(yīng)有利的僅限于陶瓷粒子的表面1，與此相反，在本發(fā)明中使用的表面非晶質(zhì)多孔陶瓷中，如圖2所示，在連續(xù)氣孔2的表面上存在平滑的非晶質(zhì)部分5，臭氣成分等的物流4到達(dá)陶瓷粒子時(shí)，通過連續(xù)氣孔2中時(shí)的阻力很小，臭氣成分等能充分地流入·浸透到氣孔2中，這樣，不僅僅陶瓷粒子的表面1，而且在氣孔2中存在的結(jié)晶性粒子3可與臭氣成分等進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)果獲得到優(yōu)良的臭氣成分等的處理效果。
作為本發(fā)明吸附分解處理中使用的含有氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑，如果是含有能吸附分解處理令人討厭的河流湖泊水中臭氣成分的氣孔表面為非晶質(zhì)的多孔陶瓷，對(duì)此沒有特殊限制，作為氣孔表面為非晶質(zhì)的多孔陶瓷，如上所述，也可以是象在多孔陶瓷中形成的連續(xù)氣孔表面上存在平滑非晶質(zhì)部分這樣的，這種氣孔表面為非晶質(zhì)的多孔陶瓷，例如可按如下方法調(diào)制，即，將粘土、氣孔形成材料和水進(jìn)行混合，加工成適宜的形狀后，干燥、對(duì)于該干燥成型體成品溫度，可根據(jù)成型體中氣孔形成材料的自燃溫度，設(shè)定在5～15小時(shí)內(nèi)，從常溫升溫到600～800℃，在600～800℃下保持3-7小時(shí)后，升溫到1200～1500℃，在1200～1500℃下燒成4-8小時(shí)后，進(jìn)行破碎處理。
作為在制造氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷中使用的“粘土”，是當(dāng)加入水分時(shí)呈現(xiàn)粘合性和可塑性，具有變干和變硬的性質(zhì)，其大部分是由以硅酸鹽礦物為主成分的粘土礦物所構(gòu)成的，雖然對(duì)此沒有特殊制定，也可以含有鈣、鎂、鈉、鉀等其他的無機(jī)成分。
作為制造氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷中使用的“氣孔形成材料”是來自植物的，鋸末、木屑、稻殼、麥桿、麥麩、樹皮(木皮)，也可以使用塑料屑、粒狀吸收性高分子、碳酸氫鈉等，只要通過加熱產(chǎn)生氣體的，那種都可以使用，但鋸末、木屑在自燃階段不會(huì)產(chǎn)生劇烈的氣體，就能穩(wěn)定形成氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的結(jié)構(gòu)這一點(diǎn)來說，是很好的。
作為制造氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷中使用的“水”，雖然可使用普通的自來水，但在其他粘土礦物中堿成分很少時(shí)，也可以使用海水。在作為其他原料的粘土、氣孔形成材料中含有水分時(shí)，也可以用這些水分代用。作為使用水中的粘合劑，也可以添加0.5％～2.0％(重量％，以下相同)的聚乙烯、聚丙烯、EVA樹脂、甲基丙烯酸系樹脂、具有醚鍵的聚合物(聚縮醛、纖維素系)及其他植物性淀粉粉體等。
在氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的制造方法中，粘土、氣孔形成材料和水的“混練”，是將這3者以適宜順序，用水泥砂漿攪拌機(jī)等混練機(jī)進(jìn)行混練，直到均勻。這些成分的混合比，只要能獲得本發(fā)明中使用的氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷，以任何比率都可以，雖然如此，但為了在連續(xù)氣孔表面上形成更多的非晶質(zhì)部分，例如在以氣孔形成材料6～7∶水1～3∶粘土2(重量份、以下相同)的比率進(jìn)行混合時(shí)，使水分充分浸入到氣孔形成材料中，接著加入粉狀粘土，進(jìn)行混練。隨后，為了易于燒成，可加工成磚狀、圓盤狀等適宜的形狀。
在氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的制造方法中，成型后的“干燥”是在通常的室溫下靜止存放，使含水率達(dá)到40％，也可以使用燃燒爐等，通過通風(fēng)干燥等，進(jìn)行實(shí)施，并不僅限于上述靜置干燥。
在氣孔表面為晶質(zhì)多孔陶瓷的制造方法中的“升溫”和“燒成”，電爐，用耐火磚砌成的窯爐或窯等只要能將上述干燥后的成型體加溫、燒成，任何一種都可以使用，但從能一次大量生產(chǎn)出均勻的陶瓷制品方面考慮，最好是窯爐或窯。
在氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的制造方法中，燒成后的成型體，雖然可以將它直接作為整塊狀或筒狀的過濾器使用，但最好是進(jìn)行破碎(粉碎)處理。通過進(jìn)行被碎處理，可獲得顆粒狀，細(xì)粉狀的粉體，在顆粒狀表面上擴(kuò)張成很薄的燒成膜，通過利用在多孔質(zhì)斷面和壁面上生成的電位，可更有效地進(jìn)行脫臭處理。在這種破碎處理中可以使用輥?zhàn)有汀D壓型等公知的粉碎機(jī)，作為輥?zhàn)有头鬯闄C(jī)，具體可以舉出將輥?zhàn)雍洼佔(zhàn)又g的狹縫部分調(diào)整為10～30mm的輥?zhàn)有推扑闄C(jī)，作為擠壓型等粉碎機(jī)，具體可以舉出能在成型體上形成2cm四方格狀溝的擠壓型破碎機(jī)。
以下對(duì)制造氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷中最重要的“升溫”和“燒成”工序進(jìn)行詳細(xì)說明。
首先，將成型后干燥的成型體制品的溫度慢慢從常溫升到600～800℃，最好800℃，通過采用這種緩慢升溫過程，可使燒結(jié)后的陶瓷性狀保持和成型體制造時(shí)大致相同的形狀，一邊形成充分的連續(xù)氣孔，一邊形成和處理物具有充分反應(yīng)的部分。另一方面，當(dāng)不采用這種緩慢升溫過程，而使用電爐等，采用急速升溫過程的升溫方法時(shí)，燒結(jié)后的陶瓷在結(jié)晶成分間的結(jié)合是不充分的，同時(shí)，在陶瓷中形成的氣孔表面大部分被結(jié)晶質(zhì)覆蓋，在臭氣成分等通過氣孔中時(shí)，阻力變得很大，形成具有臭氣成分等不能充分浸透到氣孔中這種性質(zhì)、性狀的陶瓷，在將其用于去除臭氣成分等時(shí)，其去除必然不充分，也得不到耐長(zhǎng)期使用的制品。
這種緩慢地從常溫升溫到600～800℃的升溫所需要的時(shí)間，根據(jù)成型物的大小和數(shù)量，通常為5-15小時(shí)左右，大致進(jìn)行10小時(shí)最好。雖然控制這種升溫可通過調(diào)節(jié)電爐、窯爐和窯的加熱加溫來實(shí)施，在氣孔形成材料為鋸末等可燃性物質(zhì)時(shí)，最好是通過將干燥成型體的一個(gè)角點(diǎn)燃，例如用燃燒器等，使成型體中的鋸末等可燃性氣孔形成材料自身燃燒(自燃)進(jìn)行。利用這種自燃形成制品溫度的控制方法是，就調(diào)備多孔陶瓷方面而言，本發(fā)明者們首次發(fā)現(xiàn)的具有畫時(shí)代意義的方法，并且證實(shí)了通過采用這種方法，能獲得氣孔表面為非晶質(zhì)的陶瓷制品。
這樣，在用時(shí)5-15小時(shí)，將干燥成型體的制品溫度在達(dá)到600～800℃階段中，成型體中的鋸末等可燃物完全灰化。在此階段，繼續(xù)保持焚燒等，將600～800℃的溫度保持3-7小時(shí)，最好保持5小時(shí)。就制造氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷講，該工序是非常重要的工序，通過采用該工序，粘土中的堿性成分慢慢溶出，結(jié)果，多孔陶瓷的連續(xù)氣孔表面形成非晶質(zhì)，增大了燒結(jié)后多孔陶瓷的強(qiáng)度。若不采用這種工序，仍按以往的方法進(jìn)行，一次從常溫升溫到1200～1500℃時(shí)，燒成后的陶瓷質(zhì)量，不僅產(chǎn)生偏差，而且去除臭氣成分等的性能也不理想。
在600～800℃下加熱3-7小時(shí)的成型體，再用4小時(shí)升溫到1200～1500℃。如1200～1500℃，其燒成溫度有一定幅度，其理由是對(duì)粘土中的二氧化硅和堿性成分的量進(jìn)行控制，作為燒成結(jié)果，可獲得不同的活性表面，即，粘土中的堿性成分比較多，燒結(jié)容易時(shí)，可采用1200℃，當(dāng)硅成分多，難以燒結(jié)時(shí)，可采用1500℃的燒結(jié)。成型體的成品溫度若達(dá)到1200～1500℃時(shí)，在該溫度下燒成4～8小時(shí)，最好燒成6小時(shí)。在該溫度下的燒成時(shí)間為1小時(shí)時(shí)，形成的連續(xù)氣孔表面的非晶質(zhì)化不充分，得不到和周圍粒子的充分燒結(jié)強(qiáng)度，結(jié)果只能得到具有易損壞缺點(diǎn)的陶瓷。
作為本發(fā)明吸附分解處理中使用的含有氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑，是氣孔表面為非晶質(zhì)的多孔陶瓷和活性炭的混合物，例如30～70∶70～30的混合物，最好是50∶50的混合物。作為這種「活性炭」，如果是木炭、椰殼、煤炭，其他動(dòng)物骨和血液等原料經(jīng)充分炭化制造的，可以是任何一種，如果是具有大比表面積，吸附能力強(qiáng)。由多孔碳質(zhì)形成的物質(zhì)，并不僅限于目前市場(chǎng)銷售的。
在本發(fā)明無臭味飲用水制造方法中的吸附分解處理中可使用吸附分解臭氣成分的處理裝置，作為使用這種臭氣成分吸附分解處理裝置的吸附分解處理，可使河流湖泊水與含有氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑在曝氣下進(jìn)行接觸，最好使用滯溜開放式曝氣池，里面盛裝河流湖泊水和含有氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑，上部開放，從底部進(jìn)行曝氣。作為這種「滯溜開放式曝氣池」，可以是任何一種通常使用的開放型曝氣池，例如有上部呈開放，底部連接空氣導(dǎo)入管，利用空壓機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)導(dǎo)入的空氣，由設(shè)在池內(nèi)底部的孔板或擴(kuò)散器均勻分散在池內(nèi)，進(jìn)行曝氣。曝氣中被處理液最好滯溜在池內(nèi)，曝氣速度，每1分鐘1m3，從50L到200L，最好100L左右。當(dāng)超過200L/分鐘·m3時(shí)，會(huì)激發(fā)起水中陶瓷的移動(dòng)，由于陶瓷之間的彼此沖撞，會(huì)使磨損加劇，當(dāng)?shù)陀?0L/分鐘·m3時(shí)，被處理水容易通過同一處所，使投放的多孔陶瓷不能充分發(fā)揮其功能。
在吸附去除臭氣成分中用過的上述處理劑，例如，對(duì)由氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷和活性炭的混合物形成的處理劑，可進(jìn)行再生。作為再生方法，沒有特殊限定，可采用逆向洗滌的方式，例如，關(guān)閉滯溜開放式曝氣池的排出口，使洗滌水在處理劑層上方漲滿到30～100cm，最好50cm，最大量增加曝氣中的空氣導(dǎo)入量，進(jìn)行逆向洗滌。
在本發(fā)明的無臭味飲用水制造方法中，作為吸附分解處理臭氣成分之前的工序，最好使用絮凝沉淀處理裝置，對(duì)河流湖泊水中的細(xì)微懸濁物進(jìn)行絮凝沉淀處理。作為這種絮凝沉淀處理中使用的「絮凝劑」，只要能將排水中的細(xì)微懸濁物(SS)凝聚形成塊狀(集塊)的就可以，對(duì)此沒有特殊限定，例如可以同時(shí)使用氯化鐵(FeCl3)、硫酸鋁、氫氧化鈣等無機(jī)絮凝劑和由表面活性劑或高分絮凝劑形成的高分子有機(jī)絮凝劑。例如，將被處理水用氯化鐵溶液調(diào)制到酸性PH3.5，放置一定時(shí)間后，再用氫氧化鈉溶液恢復(fù)到接近中性PH7.0，(可以確認(rèn)這時(shí)已產(chǎn)生細(xì)小的凝聚)，接著添加高分子絮凝劑形成大的塊狀物。用氫氧化鈉恢復(fù)到中性，在范德瓦耳氏力再次減小時(shí)，利用高分子絮凝劑形成更大更強(qiáng)的塊狀物，可極大地避免SS成分堵塞下一工序中陶瓷的連續(xù)氣孔，從而可長(zhǎng)期維持陶瓷的功能。作為上述絮凝沉淀處理裝置，具體示例是具有注入氯化鐵溶液和高分子絮凝劑等試劑液桶的絮凝罐和絮凝沉淀池。
在本發(fā)明的無臭飲用水制造方法中，作為上述絮凝沉淀處理的前一道工序，最好使用河流湖泊水的過濾處理裝置，過濾處理河流湖泊水中的固體雜物。作為這種過濾處理裝置，可使用通常水處理中使用的具有砂濾床等的過濾裝置，對(duì)此沒有特殊限定，例如具體可用由粒徑0.3～2.0mm的砂形成的保持60～70cm厚砂層的過濾裝置。
以下列舉實(shí)施例、參考例，更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)施例。實(shí)施例、參考例中的份數(shù)表示重量份。
參考例1氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的制造將2份粘土(日本國(guó)瀨產(chǎn)地方采取)、3.2份水和6.76份鋸末用混練機(jī)充分混練，加工成長(zhǎng)×寬×高分別為250mm×130mm×110mm的磚狀，常溫下干燥3晝夜，使含水率達(dá)到40％。將這種干燥磚狀成型體放入容積10m3的窯爐內(nèi)，用燃燒器將磚狀成型體的一角點(diǎn)燃。約10小時(shí)后，該成型體中的鋸末靠自燃而灰化，成品溫度約達(dá)到800℃。將該成品溫度800℃的灰化成型體加熱(繼續(xù)焚燒)，5小時(shí)之內(nèi)保持該成品溫度為800℃。
接著，用4小時(shí)將成型體的溫度加熱到約1250℃，在此溫度下約燒成約6小時(shí)。將燒成后的成型體冷卻后，從窯爐內(nèi)取出。
此時(shí)，用株式會(huì)社島津制作所制的壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測(cè)定成型體的壓縮強(qiáng)度，得到很高的壓縮強(qiáng)度6.0～9.5kg/cm2。用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，得到如下比率的粉狀物，直徑10mm以上的為20％，6～10mm的為30％，2～6mm的為20％，2mm以下的為30％。
參考例1中得到的多孔陶瓷的物性如下。
毛比重 0.36～0.40氣孔率 86.7％比表面積23m2/g利用KEVEX社制的能量分散型X射線分光機(jī)SIGMA2型，在加速電壓15KV、測(cè)定時(shí)間100秒的條件下，測(cè)定上述多孔陶瓷的組成時(shí)，整個(gè)陶瓷的組成包括氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化鉀、氧化鈉等，粒子表面和氣孔表面活性部分的組成是硅酸鈉、硅酸鈣、氧化鈣、氧化鎂等的結(jié)晶質(zhì)，而氣孔表面的非活性部分組成是硅酸鈉、氧化硅、氧化鋁、氧化鉀、氧化鈉等的非晶質(zhì)?？梢源_認(rèn)本發(fā)明中使用的多孔陶瓷，整個(gè)陶瓷和其外部表面的組成比較，作為氣孔表面的組成，硅系成分多，通過上述電子顯微鏡照片看其表面狀態(tài)，是氣孔表面為非晶質(zhì)的多孔型陶瓷。
比較例1利用老方法制造多孔陶瓷除了采用以下的升溫，燒成工序外，其他操作和參考例1相同。即，將和參考例1同樣制備的干燥磚狀成型體裝入電爐內(nèi)，在4小時(shí)內(nèi)以幾乎直線性地將成品溫度加熱到1250℃，并在1250℃下約燒成1小時(shí)。和參考例1一樣利用株式會(huì)社島津制作所制的壓縮強(qiáng)度測(cè)定機(jī)測(cè)定燒成后成型體的壓縮強(qiáng)度，為2.1～9.6kg/cm2，在壓縮強(qiáng)度范圍內(nèi)看到了偏差，低壓縮強(qiáng)度的占據(jù)比率很高。接著用粉碎機(jī)將其粉碎，得到如下比率的粉狀物，即直徑10mm以上的為5％，6～10mm的為10％，2～6mm的為20％，2mm以下的為65％，與參考例1比較，粉狀的占據(jù)比率非常之高。
比較例1中得到的多孔陶瓷物性如下。
毛比重 0.4～0.52氣孔率 85.6～87.1％比表面積18～38m2/g和參考例1一樣測(cè)定該多孔陶瓷的組成時(shí)，整個(gè)陶瓷的組成、粒子表面和氣孔表面活性部分的組成和氣孔表面非活性部分的組成，沒有太大差異，但通過電子顯微鏡照片觀其氣孔表面狀態(tài)時(shí)，卻與氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的不同，該氣孔表面大部分是由氧化硅、氧化鈣等形成的均勻結(jié)晶質(zhì)，結(jié)晶粒子很大，結(jié)晶粒子間的結(jié)合不穩(wěn)定，與參考例1的比較，沒有形成活性結(jié)晶粒子適量配置的結(jié)構(gòu)(參照?qǐng)D1和圖2)。
實(shí)施例將參考例1中得到的直徑6-10mm的氣孔表面為非晶質(zhì)的多孔陶瓷和活性炭(武田藥品株式會(huì)社制)以50∶50的混合物作為處理劑，利用圖3所示的無臭味飲用水制造裝置處理帶臭氣的河流水(PH7.0左右)。圖3所示無臭味飲用水制造裝置是由以下部分構(gòu)成，即過濾河水中固體物的砂過濾裝置11、上部設(shè)有注入試劑的罐12，安裝有由馬達(dá)等驅(qū)動(dòng)攪拌機(jī)構(gòu)的絮凝罐13和絮凝沉淀池14，上部開放，底部由空壓機(jī)曝氣(通氣)的滯溜開放型曝氣池15，連接這些部分的管道，驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)的泵等，具有200m3/1小時(shí)的處理能力。在滯溜開放型曝氣池15內(nèi)盛裝上述氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷和活性炭為50∶50的混合物16。
從河流取水口將帶臭氣的河水送入具有由平均粒徑1.0mm砂構(gòu)成的70cm砂層的砂過濾裝置11內(nèi)(3400L/分)，進(jìn)行過濾處理。由過濾處理去除雜物的被處理水送入絮凝罐13中。對(duì)于這種處理水，從設(shè)置在絮凝罐13上方的一個(gè)試劑注入罐12加入氯化鐵溶液，充分?jǐn)嚢?，使PH值達(dá)到3.5左右，然后繼續(xù)攪拌20分鐘。隨后從第二試劑注入罐12加入氫氧化鈉溶液，充分?jǐn)嚢瑁瑢H調(diào)整到7.0中性，確認(rèn)已有細(xì)小的凝聚。接著，從第三試劑注入罐12加入三共化成工業(yè)株式會(huì)社制的商品名「サンポリ-A-715」的0.1％溶液制成0.2％濃度的陰離子系高分子絮凝劑溶液，進(jìn)行攪拌，再將該被處理液送入絮凝沉淀池14內(nèi)，浮游粒子等形成大的塊狀物，聚積沉淀。這種絮凝沉淀處理后的上澄清部分呈現(xiàn)出無色透明狀。
將絮凝沉淀池14中的上澄清部分送入第1滯溜開放曝氣池15內(nèi)，進(jìn)行吸附分解處理。在滯溜(存置)下實(shí)施1小時(shí)的曝氣處理(100L/分鐘·m3)，與上述處理劑充分接觸。在第1滯溜開放曝氣池15中結(jié)束吸附分解處理的被處理水。接著送入第2滯溜開放曝氣池15內(nèi)，在同樣的條件下進(jìn)行吸附分解處理，最后結(jié)束無臭味處理。這種結(jié)束無臭味處理的處理水由10名專門的試品人員試飲用，進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，9名完全沒有感到臭味，1名略微感到臭味，但不過分。
實(shí)施例2在1L實(shí)施例1中的絮凝沉淀處理后的上澄清液中，分別加入500g以下各種處理劑，即，由參考例1中得到的氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷和活性炭以50∶50混合物(樣品A)形成的處理劑，由比較例1中得到的在氣孔表面上沒有形成非晶質(zhì)的多孔陶瓷和活性炭以50∶50混合物(樣品B)形成的處理劑，和只由活性炭形成的處理劑(樣品C)，以0.1L/分鐘吹入空氣，實(shí)施1小時(shí)曝氣。將曝氣處理后的處理水由10名專門試品人員試飲，進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果示于表1，從表1可知，樣品B和樣品C沒有太大差異，不能去除河水中的臭氣成分，與使用樣品A的情況比較，脫臭能力明顯低劣。
表1
利用本發(fā)明的無臭味飲用水制造方法，可以長(zhǎng)期內(nèi)以低費(fèi)用對(duì)帶臭氣的河水和湖水實(shí)施無臭味處理。
圖1是氣孔表面沒有形成非晶質(zhì)多孔陶瓷的氣孔表面狀態(tài)示意模式圖。
圖2是氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的氣孔表面狀態(tài)示意模式圖。
圖3是本發(fā)明無臭味飲用水制造裝置的簡(jiǎn)要縱向布置圖。
符號(hào)說明1.多孔陶瓷粒子的表面2.多孔陶瓷粒子的連續(xù)氣孔3.多孔陶瓷粒子中的結(jié)晶性粒子4.處理物流5.多孔陶瓷粒子的氣孔表面非晶質(zhì)部分11.砂過濾裝置12.試劑注入罐13.絮凝罐14.絮凝沉淀池15.滯溜開放式曝氣池16.氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷和活性炭的混合物
權(quán)利要求
1.一種無臭味飲用水的制造方法，特征是使河流、湖泊水與含有氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑進(jìn)行接觸，吸附分解處理河流、湖泊水中的臭氣成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的無臭味飲用水制造方法，特征是在對(duì)河流、湖泊水中的臭氣成分進(jìn)行吸附分解處理之前，對(duì)河流、湖泊水中的細(xì)微懸濁物進(jìn)行絮凝沉淀處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2記載的無臭味飲用水制造方法，特征是在對(duì)河流、湖泊水中的臭氣成分進(jìn)行吸附分解處理之前，對(duì)河流、湖泊水中的固體物進(jìn)行過濾處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)記載的無臭味飲用水制造方法，特別是吸附分解處理是在曝氣下使河流、湖泊水與含有氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑進(jìn)行接觸的處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)記載的無臭味飲用水制造方法，特征是含有氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑是氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷和活性炭的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5記載的無臭味飲用水制造方法，特征是氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷和活性炭的混合物是混合比(重量比)為50∶50的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)記載的無臭味飲用水制造方法，特征是氣孔表面為非晶質(zhì)的多孔陶瓷是將粘土、氣孔形成材料和水進(jìn)行混合，加工成適宜形狀后，干燥，該干燥成型體的成品溫度，是利用成型體中的氣孔形成材料自燃，在5-15小時(shí)內(nèi)，從常溫升溫到600～800℃，在600～800℃下保持3-7小時(shí)后，升溫到1200～1500℃，在1200～1500℃下燒成4-8小時(shí)后，進(jìn)行粉碎處理制成的。
8.一種無臭味飲用水的制造裝置，特征是具有使河流、湖泊水與含有氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑相接觸進(jìn)行吸附分解臭氣成分的處理裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8記載的無臭味飲用水制造裝置，特征是具有絮凝沉淀處理裝置和吸附分解臭氣成分的處理裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8記載的無臭味飲用水制造裝置，特征是依次具有河流、湖泊水的過濾處理裝置、絮凝沉淀處理裝置和吸附分解臭氣成分的處理裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)記載的無臭味飲用水制造裝置，特征是吸附分解臭氣成分的處理裝置是由盛裝河流、湖泊水和含有氣孔表面為非晶質(zhì)多孔陶瓷的處理劑的上部開放可從底部曝氣的滯溜開放式曝氣池構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種從河流、湖泊水制造飲用水的方法和所用的裝置,具體地說,提供了使用氣孔表面是非晶質(zhì)的多孔陶瓷和活性炭使帶臭氣的河流、湖泊水形成無臭味飲用水的制造方法和制造裝置。
文檔編號(hào)C02F9/04GK1345699SQ0012818
公開日2002年4月24日 申請(qǐng)日期2000年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月30日
發(fā)明者隈岡俊一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三和環(huán)境技術(shù)研究所