專利名稱：用于污水處理的活性炭粉末涂層深度凈化吸附過濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及污水處理設(shè)備，進(jìn)一步是指活性炭粉末涂層深度凈化吸附過濾裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的污水處理成套設(shè)備中的活性炭顆粒吸附濾床如圖4所示，它包括頂部有進(jìn)水口11而底部有出水口12(該進(jìn)水口11和出水口12在反沖洗時分別為出水口和進(jìn)水口)的濾罐體10，該濾罐體10下部有活性炭支撐網(wǎng)架13，活性炭顆粒層14位于所述網(wǎng)架13上部。該裝置被廣泛地應(yīng)用于給排水處理工程中的最后一個工藝單元，但只在大型給水處理工程中發(fā)現(xiàn)有數(shù)座裝置在正常運(yùn)行，其余的全處于停廢狀態(tài)。
對于排水處理工程，各種化工廢水經(jīng)過物化加生化工藝處理后，水中殘余的難于再降解或難于物化去除的某些有機(jī)污染物、某些金屬離子、一些致毒性物質(zhì)、一些致生物突變性物質(zhì)、水中易揮發(fā)的毒氣等等，活性炭顆粒濾床一般能有效吸附并加以去除，具有尚佳的效果。
但對于中、小容量的水處理卻不能適用，這是因?yàn)榛钚蕴款w粒濾料，使用周期短，簡單的酸浸、堿洗、蒸汽洗和真空洗脫附再生，恢復(fù)活性小，操作繁雜，運(yùn)行費(fèi)用高，設(shè)備投資大，反復(fù)再生幾十次，一月兩月就要更換活性炭顆料濾料，耗費(fèi)太大，它只在驗(yàn)收時運(yùn)行幾天，可深度凈化去除CODcr，也能去除色度，以后就當(dāng)砂濾床使用，只去除水中的懸浮物而已；對于大型水處理工程，可以采用活性炭特種再生爐再生技術(shù)，但投資特大，運(yùn)行費(fèi)用仍然太高，中小規(guī)格技術(shù)也未過關(guān)。
活性炭顆料濾床對水中殘余的污染物的吸附選擇太強(qiáng)，對水中某些污染物質(zhì)幾乎完全沒有吸附能力，或去除率太低，這是因?yàn)槠漕w粒表面層的微孔形態(tài)不夠豐富多樣化，不能適應(yīng)千變?nèi)f化的吸附劑與吸附質(zhì)、吸附介質(zhì)組成的微觀特性。
活性炭顆料濾床的微孔總?cè)莘e雖然極大，但很快容易飽和，并且一旦飽和，就立即“反吐”，使出水水質(zhì)更壞。這是因?yàn)榛钚蕴款w粒和水的傳熱系數(shù)不夠大，不能極快地(瞬間)吸收和轉(zhuǎn)移污染物質(zhì)被微孔吸附瞬間所釋放的熱能，吸附質(zhì)由“毛細(xì)管”，獲得的吸引力不能完全克服自身對“微孔”的“布朗推斥力”，造成吸附質(zhì)即污染物質(zhì)只停留在微孔入口處，并堵塞“交通”使有效微孔總?cè)莘e大打折扣，許多被吸附的污染物質(zhì)并沒有完全脫穩(wěn)，只是處于已被吸附或?qū)⒈晃蕉形幢晃街g，即處于假吸附“飽和”狀態(tài)，實(shí)際并未飽和，僅是污染物質(zhì)包裹了活性炭顆粒，使其吸附積累的熱能(吸附熱)不能轉(zhuǎn)移傳遞出系統(tǒng)外面；反而被處于“假吸附飽和狀態(tài)”污染物質(zhì)重新收回?zé)崮?，它就獲得一定的“布朗能”后，又重新溶于水中，更加污染水體。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種用于污水處理的活性炭粉末涂層深度凈化吸附過濾裝置，利用活性炭粉末的特性，改善過濾裝置的工作性能，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，所述用于污水處理的活性炭粉末涂層深度凈化吸附過濾裝置包括有頂部接口和底部接口的濾罐，該濾罐內(nèi)腔下部設(shè)有支撐網(wǎng)格架，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述支撐網(wǎng)格架上是粗砂石層，而該粗砂石層上是吸附活性炭粉末的濾砂層，活性炭粉末漿料攪拌裝置的出口經(jīng)水泵及連通管道與安裝在所述濾罐中并位于所述粗砂石層上方的布水管相連通。
以下做出進(jìn)一步說明。
參見圖1和圖2，本實(shí)用新型包括有頂部接4和底部接口5的濾罐1，該濾罐1內(nèi)腔下部設(shè)有支撐網(wǎng)格架7，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述網(wǎng)格架7上是粗砂石層8，而該粗砂石層8上是吸附活性炭粉末的濾砂層9；參見圖1，活性炭粉末漿料攪拌裝置2的出口經(jīng)水泵3及連通管道與安裝在所述濾罐1中并位于所述粗砂石層8上方的布水管6相連通。所述布水管6為管壁上沿軸向開有若干出水孔的已有技術(shù)結(jié)構(gòu)；所述活性炭粉末漿料攪拌裝置中安裝由電動機(jī)帶動的攪拌槳，能將活性炭粉末加水?dāng)嚢铻榭捎伤幂斔偷臐{料；所述粗砂石層8的砂石平均粒度可以是5-20mm，采用天然砂石即可；所述吸附活性炭粉末的濾砂層的砂子平均粒度范圍可以是1-8mm，可采用燒結(jié)礦、天然磁石、導(dǎo)磁濾料、人造陶瓷等及其它適宜的砂粒。
參見圖1，本實(shí)用新型在實(shí)際使用時，濾罐1的頂部接口4和底部接口5在吸附過濾工作過程中分別為原水進(jìn)口和濾清水出口，而在反沖洗過程中該接4、5分別為沖洗水出口和沖洗水進(jìn)口，即所述濾罐1的頂部接口4和底部接口5同外部系統(tǒng)的連接方式(連接結(jié)構(gòu))及其水過濾過程和反沖洗過程與常規(guī)的氣水反沖洗濾床是一致的。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理是，活性炭粉末的比表面積是活性炭顆粒的數(shù)千倍，微孔容積是后者的數(shù)百倍，其吸附總“勢能”就有1kg活性炭粉相當(dāng)于數(shù)噸活性炭顆粒。活性炭粉末便宜，使用一次當(dāng)其吸附速率下降時，還遠(yuǎn)未飽和就“淘汰”，再重新涂布活性炭粉末。
活性炭粉末還可以作為某些種生物酶的載體并可以進(jìn)行各種改性。
活性炭粉末還可以為某些離子型纖維素的載體形成立體過濾膜。
本實(shí)用新型工作過程是，對于每一個運(yùn)行周期，在反沖水結(jié)束后，過濾開始前，啟動水泵3將所述攪拌裝置中已攪拌好的活性炭粉末漿料由布水管6送出，涂布于濾砂層9的砂粒表面，該過程可于3-15分鐘內(nèi)完成。然后開始水過濾過程。
濾床截污能力飽和后(微孔吸附能力還未飽和)，壓差信號或時間信號反應(yīng)，自動或者人工操作，進(jìn)入氣水反沖洗。
尚未接近飽和地吸附了污染物質(zhì)的活性炭粉末，隨反沖洗水淘出濾床回流到原水預(yù)沉調(diào)節(jié)池，由其他工藝段達(dá)到固液分離。
之后另一工作周期開始，如此周而復(fù)始。
水過濾過程和反沖洗過程與常規(guī)氣水反沖洗濾床一樣。
本實(shí)用新型利用了這樣的基本參數(shù)1kg活性炭粉末(直徑1～3μm)和表面積相當(dāng)于2.5～3噸活性炭顆粒(直徑3mm，長5～8mm)的表面積；1kg活性炭粉末的有效吸附微孔總?cè)莘e相當(dāng)于0.5噸活性炭顆粒的有效吸附總?cè)莘e。雖然該技術(shù)處理每100噸水只消耗了0.5～0.8kg活性炭粉末，但其有效性與消耗了0.4～0.6噸活性炭顆粒相同。
原水通過本濾罐1時，首先被去除水中懸浮物質(zhì)，SS由40mg/L降至2mg/L～mg/L，然后再除掉水中溶解性污染物質(zhì)，CODcr去除相對值約100mg/L～120mg/L，去除率可達(dá)到60～80％，出水SS≤1mg/L。
由以上可知，本實(shí)用新型為一種用于污水處理的活性炭粉末涂層深度凈化吸附過濾裝置，它具有同時去除懸浮物SS及溶解性和半溶解性有機(jī)物及各種染色物質(zhì)的功能、殺菌滅菌的功能，適應(yīng)于各種工業(yè)有機(jī)廢水和綜合污水經(jīng)過各種生化加物化或單獨(dú)經(jīng)過綜合物化或生化處理后，再進(jìn)行高水質(zhì)要求的深度處理，以期達(dá)到一般性工業(yè)自來水回用和中水回用的目的，或達(dá)到高質(zhì)量的排放目的。
該裝置也適應(yīng)于給水微污染處理工藝。


圖1是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中所示濾罐1的一種實(shí)施例縱向剖視結(jié)構(gòu)；圖3是圖2所示裝置的一種實(shí)施例橫向截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)活性炭顆粒吸附過濾床的結(jié)構(gòu)示意圖。
在所述圖中1-濾罐，2-活性炭粉末漿料攪拌裝置，3-水泵，4-頂部接口，5-底部接口，6-布水管，7-支撐網(wǎng)格架， 8-粗砂石層，9-吸附活性炭粉末的濾砂層，10-濾罐體，11-進(jìn)水口， 12-出水口，13-支撐網(wǎng)架， 14-活性炭顆粒層。
具體實(shí)施方式
按照圖1至圖3及上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型裝置，設(shè)計(jì)處理污水量為0.5噸/小時，濾罐體1直徑為400mm，高為2400mm，粗砂石層8厚度450mm，濾砂層9厚度1800mm，布水管6設(shè)置在濾砂層9中上部，支撐網(wǎng)格架7離底部200mm、頂部為進(jìn)水口、底部為出水口及反沖洗進(jìn)水口，攪拌裝置2向罐1內(nèi)涂活性炭粉末，活性炭末粒度1-3μm，反沖洗裝置定期啟動反沖洗。過濾工作壓力0.05～0.15Mpa，每周期活性炭粉末或改性活性炭粉末投加量為100～200克。運(yùn)行周期≥24小時，反沖洗時間7～10min，反沖洗用水率3～4％。
權(quán)利要求1.一種用于污水處理的活性炭粉末涂層深度凈化吸附過濾裝置，有頂部接口4和底部接口5的濾罐1，該濾罐1內(nèi)腔下部設(shè)有支撐網(wǎng)格架7，其特征是，所述網(wǎng)格架7上是粗砂石層8，而該粗砂石層8上是吸附活性炭粉末的濾砂層9，活性炭粉末漿料攪拌裝置2的出口經(jīng)水泵3及連通管道與安裝在所述濾罐1中并位于所述粗砂石層8上方的布水管6相連通。
專利摘要一種用于污水處理的活性炭粉末涂層深度凈化吸附過濾裝置，包括有頂部接口4和底部接口5的濾罐1，該濾罐1內(nèi)腔下部設(shè)有支撐網(wǎng)格架7，所述網(wǎng)格架7上是粗砂石層8，而該粗砂石層8上是吸附活性炭粉末的濾砂層9；活性炭粉末漿料攪拌裝置2的出口經(jīng)水泵3及連通管道與安裝在所述濾罐1中并位于所述粗砂石層8上方的布水管6相連通。本裝置可同時去除懸浮物及溶解和半溶解有機(jī)物、各種染色物，能滅菌，適于各種工業(yè)有機(jī)廢水和綜合污水的后續(xù)深度處理，還適于給水微處理工藝。
文檔編號C02F1/28GK2641024SQ03248708
公開日2004年9月15日 申請日期2003年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月8日
發(fā)明者鄭德明 申請人:鄭德明