專利名稱：水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理系統(tǒng)，尤其是涉及一種使被處理水中所含的磷與去磷過濾材料接觸，以除去所述被處理水中所含的磷的水處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
例如污水或廢水等的排出基準(zhǔn)值，由防止污濁排出法或條例而定。為了保護(hù)環(huán)境，排出基準(zhǔn)有變嚴(yán)格的趨勢(shì)，作為富營養(yǎng)化原因之一的磷也不例外。著眼國外，也有強(qiáng)化磷的排出基準(zhǔn)的趨勢(shì)，例如，在韓國，預(yù)定總磷(T-P)濃度降低至0. 2mg/l。作為具有去磷能力的過濾材料，例如已知有煉鋼廠等副產(chǎn)的礦渣(例如專利文獻(xiàn)1-4)。但是，現(xiàn)有方法的去磷效率不好，排出基準(zhǔn)值被設(shè)得嚴(yán)格時(shí)，有時(shí)不能實(shí)施?！?br> 而且，現(xiàn)有技術(shù)的方法，為了提高爐渣的去磷活性，連續(xù)向被處理水中添加堿溶液。從保護(hù)環(huán)境的觀點(diǎn)考慮，希望省略上述向被處理水中添加藥液。但是，在現(xiàn)有技術(shù)的去磷過濾材料中，不添加堿，就不能充分除去磷。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :特開2005-262044號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :特開2006-341226號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :特開平9-242217號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 :特開2002-86139號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于上述情況而完成，其目的在于，提供一種在利用含有礦渣的去磷過濾材料除去被處理水中所含的磷時(shí)，去磷效率高的水處理裝置。另外，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種即使省略向被處理水中添加藥液，也能夠穩(wěn)定地除去磷的水處理裝置。本發(fā)明的水處理系統(tǒng)使被處理水中所含的磷與去磷過濾材料接觸，以除去所述被處理水中所含的磷，其中，所述去磷過濾材料通過將平均粒徑為0. Imm以下的礦渣與粘土質(zhì)類粘合劑混合，造粒成平均粒徑為0. 3mm以下的粒狀并煅燒而成；所述水處理系統(tǒng)包括攪拌槽，其將所述去磷過濾材料添加到被處理水中并攪拌；過濾材料添加裝置，其將所述去磷過濾材料添加到所述攪拌槽中；沉降分離槽或固液分離裝置，其將從所述攪拌槽排出的含有去磷過濾材料的被處理水固液分離，以從除去了磷的被處理水中分離去磷過濾材料；以及過濾材料添加裝置，其將通過所述沉降分離槽或固液分離裝置從被處理水中分離的去磷過濾材料、或從分離的去磷過濾材料中取出一部分進(jìn)行再活化處理后的去磷過濾材料，再添加到供給了新的被處理水的攪拌槽中。此外，所謂“被處理水中所含的磷”，是指水中溶解的磷的化合物，包括利用去磷過濾材料除去，使總磷濃度(T-P)下降的磷。
為了得到高去磷活性,優(yōu)選所述礦洛中的Fe2O3的含量為10質(zhì)量°/0"40質(zhì)量％的范圍內(nèi)。去磷過濾材料持續(xù)除去磷時(shí)，活性逐漸降低。因此，優(yōu)選水處理系統(tǒng)包括供給用于洗滌除去了規(guī)定時(shí)間或規(guī)定量的磷的去磷過濾材料的表面的酸性溶液的單元；以及供給用于使酸洗滌后的去磷過濾材料活化的堿溶液的單元。本發(fā)明的水處理方法的一個(gè)特征為，在使被處理水與含有礦渣的去磷過濾材料接觸以除去磷的水處理方法中，所述礦渣的平均粒徑為0. Imm以下。去磷過濾材料持續(xù)除去磷時(shí)，活性逐漸降低。因此，優(yōu)選將酸性溶液供給到除去了規(guī)定時(shí)間或規(guī)定量的磷的去磷過濾材料中，洗滌去磷過濾材料的表面，使酸洗滌后的去磷過濾材料浸潰于堿溶液中，或進(jìn)行熱處理使過濾材料活化。為了有助于環(huán)境保護(hù)并除去磷，優(yōu)選在不將用于提高去磷過濾材料的去磷活性的堿溶液持續(xù)添加到被處理水中的條件下除去磷。 根據(jù)本發(fā)明，在使被處理水中所含的磷與含有礦渣的去磷過濾材料接觸，以除去所述被處理水中所含的磷中，通過使用平均粒徑為0. Imm以下的礦渣，使得礦渣具有高去磷活性。因此，即使降低排出基準(zhǔn)值(例如，總磷濃度為0. 2mg/l),也能夠除去磷至低于排出基準(zhǔn)值的濃度。根據(jù)本發(fā)明，由于使用具有高去磷活性的過濾材料，因此，即使不像現(xiàn)有技術(shù)的方法那樣向被處理水中持續(xù)添加用于提高礦渣的活性的堿溶液，也能夠穩(wěn)定地除去磷。


圖I表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的水處理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)；圖2是表示礦渣的平均粒徑與去磷效率的相互關(guān)系的圖表；圖3表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的水處理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)；圖4表示為了確認(rèn)本發(fā)明的效果而進(jìn)行的試驗(yàn)的結(jié)果。附圖標(biāo)記說明I水處理系統(tǒng)2原水槽3第一過濾裝置4第二過濾裝置42A, 42B 過濾塔45A, 45B去磷過濾材料層5酸性溶液(洗滌液)槽51酸性溶液泵52堿溶液(再活化溶液)槽53堿溶液泵
具體實(shí)施例方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式的水處理系統(tǒng)及水處理方法進(jìn)行詳細(xì)說明。但是，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不因以下說明的實(shí)施方式被限定性解釋。(第一實(shí)施方式)
關(guān)于第一實(shí)施方式的水處理系統(tǒng)，參照?qǐng)DI進(jìn)行說明。如圖I所示，水處理系統(tǒng)I包括儲(chǔ)存被處理水的原水的原水槽2 ;除去被處理水中所含的固體成分(尤其是膠體)的第一過濾裝置3 ;將原水槽中的被處理水供給到第一過濾裝置3中的第一供給泵31 ;儲(chǔ)存利用第一過濾裝置3過濾的被處理水(一次處理水)的一次處理水槽32 ;除去被處理水中所含的磷的第二過濾裝置4 ;將一次處理水槽32中的被處理水供給到第二過濾裝置4中的第二供給泵33 ；以及儲(chǔ)存利用第二過濾裝置4過濾的被處理水(二次處理水)的二次處理水槽41。各裝置例如通過配管等流路進(jìn)行連接，通過閥門V1-V15的開閉來切換通水流路。利用水處理系統(tǒng)I處理的原水，例如為在本系統(tǒng)I的上游的處理工序中進(jìn)行了生物處理的污水或廢水等。一般，進(jìn)行了生物處理的原水的總磷濃度為3 10mg/l或高于該范圍的濃度。但是，對(duì)原水的種類沒有限定，可以以所有含磷的水為處理對(duì)象，而且對(duì)原水中的總磷濃度也沒有限制。但是，優(yōu)選原水的PH為5. 8 8. 6左右的中性區(qū)域。第一過濾裝置3，例如可以使用在上下連接有配管的過濾塔34的內(nèi)部填充有過濾砂的裝置。在過濾塔34內(nèi)，例如在面內(nèi)具有多個(gè)通水孔的支撐部件(例如防氣閥)35上填 充過濾沙礫等,形成支撐層36 ;在該支撐層36上填充過濾砂，形成過濾砂層37。來自原水槽2的被處理水從過濾塔34的上部供給，通過過濾砂層37和支撐層36，從過濾塔34的下部排出。另外，進(jìn)行后述的反洗時(shí)，中斷被處理水的供給，從過濾塔34的下部供給洗滌液，從上部排出。此外，還可以為在過濾砂層37上填充無煙煤，成為過濾砂層37和無煙煤層的雙層過濾方式。第二過濾裝置4，例如可以使用在上下連接有配管的過濾塔42A (42B)的內(nèi)部填充有去磷過濾材料的裝置。在過濾塔42A( 42B )內(nèi)，例如在面內(nèi)具有多個(gè)通水孔的支撐部件(例如防氣閥)43A (43B)上填充過濾沙礫等，形成支撐層44A (44B);在該支撐層44A (44B)上填充去磷過濾材料，形成去磷過濾材料層45A (45B)。被處理水(一次處理水)從過濾塔42A(42B)的上部供給，通過去磷過濾層45A (45B)和支撐層44A (44B)，從過濾塔42A (42B)的下部排出。第二過濾裝置4為將這樣的相同結(jié)構(gòu)的2個(gè)過濾塔42A (42B)并列配置的結(jié)構(gòu)。另外，可以通過閥門V12-V15的開閉來切換通水的過濾塔42A (42B)。因此，需要連續(xù)工作時(shí)，例如可以在每次經(jīng)過預(yù)定的通水時(shí)間時(shí)，切換通水的過濾塔42A( 42B )，對(duì)停止的過濾塔42A (42B)進(jìn)行后述的過濾材料的再活化處理。此外，也可以是I個(gè)塔或3個(gè)塔以上的方式，而不是2個(gè)塔的方式。去磷過濾材料優(yōu)選通過將平均粒徑為0. Imm以下、優(yōu)選平均粒徑為0. 04、. 08mm的范圍內(nèi)的礦渣(Slag)與粘土質(zhì)類粘合劑混合，例如造粒成平均粒徑為0. ri. 5mm的范圍內(nèi)的粒狀而成。更優(yōu)選造粒后，例如在60(T900°C下煅燒2小時(shí)左右。進(jìn)一步優(yōu)選礦渣的平均粒徑為0. Imm以下，最大粒徑為0. ro. 12_。粘土質(zhì)類粘合劑例如可以使用膨潤土、蒙脫石等。礦渣與粘合劑的比例例如可以為礦渣粘合劑=5(T90% :10 50%。另外，優(yōu)選決定去磷過濾材料的填充量，使得空速(SV)為3 IOhr'在此，對(duì)使用平均粒徑為0. Imm以下的礦渣的理由進(jìn)行說明。如在背景技術(shù)中所述，現(xiàn)有技術(shù)中研究了以礦渣為去磷過濾材料，但是，擔(dān)心設(shè)定嚴(yán)格的排水基準(zhǔn)時(shí)的可適用性。本發(fā)明人深入研究的結(jié)果表明，如圖2的試驗(yàn)結(jié)果所示，通過選擇性使用平均粒徑為0. Imm以下的礦渣，大幅提高了去磷效率，其結(jié)果，提供了能夠除去磷至總磷(T-P)濃度為0. 2mg/l以下的去磷過濾材料。圖2分別表示使用平均粒徑不同的礦渣，利用上述方法制備去磷過濾材料，實(shí)際通入被處理水時(shí)的去磷率。專利文獻(xiàn)1-4等的現(xiàn)有技術(shù)，以平均粒徑較大的礦渣為主體，在專利文獻(xiàn)I中通過篩操作預(yù)先除去平均粒徑為0. 15mm以下的礦渣。因此，通過選擇性地使用平均粒徑為0. Imm以下的礦渣，意料之外地大幅提高了去磷效率。構(gòu)成礦渣的各成分的比例優(yōu)選為以下表示的成分表的范圍內(nèi)。尤其是由于含有大量的Fe2O3時(shí)，能夠良好地除去磷，因此，F(xiàn)e2O3的含量優(yōu)選為1(T40質(zhì)量％的范圍內(nèi)。作為這樣的礦渣，優(yōu)選為鋼鐵礦渣，其中，優(yōu)選高爐礦渣。但是，基于上述的理由，例如通過篩操作或粉碎，選擇性地使用平均粒徑為0. Imm以下的礦渣。此外，成分表中的“其它”為雜質(zhì)。表I礦渣成分表單位質(zhì)量％
CaO~IFe2O3 ISiO2~IAl2O3 IMnO~|其它 2CT60 1CT40 10^20 2^10 2^10 f5返回圖I進(jìn)行說明，水處理系統(tǒng)I還包括進(jìn)行去磷過濾材料的再活化的單元。再活化的方法與現(xiàn)有技術(shù)的方法不同，首先，利用酸性溶液進(jìn)行過濾材料表面的洗滌，之后，供給堿溶液，使過濾材料活化。作為用于再活化的單元，有儲(chǔ)存作為洗漆液的酸性溶液的酸性溶液槽5 ;將酸性溶液供給到第二過濾裝置4的酸性溶液泵51 ;儲(chǔ)存作為活性溶液的堿溶液的堿溶液槽52 ；以及將堿溶液供給到第二過濾裝置4的堿溶液泵53。另外，還具有將洗滌去磷過濾材料后的酸性溶液回收的洗滌液回收槽54。酸性溶液例如可以使用0. OriO質(zhì)量％、優(yōu)選為0. 5^2. 0質(zhì)量％的鹽酸。其它，還可以使用H2S04、HN03等。另外,堿溶液例如可以使用NaOH。此外,不一定利用堿溶液進(jìn)行活化,例如還可以從過濾塔42A (42B)取出酸洗滌后的過濾材料，通過煅燒進(jìn)行活化。再活化優(yōu)選在去磷過濾材料的活性不會(huì)過度降低的條件下，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)周期性地進(jìn)行。除了在預(yù)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行再活化的方法以外，還可以在每次除去一定量的磷時(shí)進(jìn)行再活化，或者，在每次二次處理水的總磷濃度達(dá)到預(yù)定的上限值時(shí)進(jìn)行再活化。為了洗滌(反洗)因捕捉固體成分使得過濾阻力逐漸增加的第一過濾裝置3，水處理系統(tǒng)I還具有將一次處理水作為洗滌水供給到第一過濾裝置3中的第一反洗泵38 ;以及回收從第一過濾裝置3排出的含有膠體的洗滌水的反洗排水槽39。另外，具有第二過濾裝置4的通水阻力增加時(shí)，將二次處理水作為洗滌水供給到第二過濾裝置4中的第二反洗泵46，從第二過濾裝置4排出的洗滌水也利用反洗排出槽39進(jìn)行回收。反洗優(yōu)選在通水阻力不會(huì)過度增加的條件下，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)周期性地進(jìn)行。其它，還可以利用壓力傳感器測(cè)定通水阻力，在每次通水阻力達(dá)到預(yù)定的上限值時(shí)進(jìn)行反洗。為了切換各工序的通水路徑，在連接各裝置的流路(例如配管)的途中設(shè)置的閥門V1-V15可以手動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)行開閉控制。閥門V1-V4進(jìn)行將被處理水通入第一過濾裝置3中進(jìn)行過濾的處理(process)工序、與反洗第一過濾裝置3的洗滌工序的切換。閥門V5-V11進(jìn)行將一次處理水通入第二過濾裝置4中進(jìn)行過濾的處理工序、使過濾材料再活化的工序、以及反洗第二過濾裝置4的洗滌工序的切換。閥門V12-V15進(jìn)行過濾塔42A與過濾塔42B的通水的切換。從保護(hù)環(huán)境的觀點(diǎn)考慮，本實(shí)施方式的水處理系統(tǒng)I不以向被處理水中添加藥液為原則。但是，原水的pH為排放基準(zhǔn)值之外時(shí)，在第二過濾裝置4的前面添加酸性溶液或堿溶液進(jìn)行中和。PH的調(diào)節(jié)范圍例如為5. 8 8. 6的中性區(qū)域。作為用于調(diào)節(jié)原水的pH的單元，具有存儲(chǔ)用于中和被處理水的酸性溶液和/或堿溶液的中和液槽6、和將中和液槽6中的中和液添加到被處理水中的中和泵61。另外，從配管的途中或從二次處理水槽41抽取被處理水，測(cè)定PH，基于pH的測(cè)定結(jié)果，添加中和液。此外，為了方便作圖，記載了一組中和液槽6和中和泵61，但是，使用酸性溶液和堿溶液這兩者來調(diào)節(jié)pH時(shí)，分別具有各自的槽和栗。接著，對(duì)利用上述水處理系統(tǒng)I來除去磷的處理方法進(jìn)行說明。首先，在除去磷的處理工序中，通過第一供給泵31將原水槽2中的被處理水供給到第一過濾裝置3中，將固體成分(所謂的SS分)過濾分離，存儲(chǔ)在一次處理水槽32中。通 過第二供給泵33將一次處理水槽32中的被處理水輸送到第二過濾裝置4中，根據(jù)被處理水的pH使中和泵61工作，來調(diào)節(jié)pH。供給到第二過濾裝置4中的被處理水，通過去磷過濾材料層45A (45B)時(shí)，磷被過濾分離，存儲(chǔ)于二次處理水槽41。二次處理水槽41中的被處理水通過泵(未圖示)等被輸送到下游的工序，或者被排放。此外，簡(jiǎn)單說明去磷機(jī)制的話，被處理水中的磷成分與礦渣表面接觸時(shí)，磷成分與礦渣表面反應(yīng)，磷成分被化學(xué)捕捉于礦渣表面。為了進(jìn)行這樣的化學(xué)過濾分離，持續(xù)除去磷時(shí)，礦渣表面被磷的反應(yīng)物覆蓋，伴隨著有效表面積的減少，活性降低。難以通過物理洗滌除去。因此，周期性地進(jìn)行以下的再活化。再活化通過中斷被處理水的供給來進(jìn)行。因此，優(yōu)選使第二過濾裝置4為二塔方式，一邊利用一個(gè)過濾塔42A (42B)來處理被處理水，一邊對(duì)另一個(gè)過濾塔42B (42A)進(jìn)行再活化，不中斷處理工序。再活化，首先通過酸性溶液泵51將作為洗滌液的酸性溶液供給到過濾塔42A (42B)，利用洗滌液回收槽54來回收從過濾塔42A (42B)排出的洗滌液。酸性溶液優(yōu)選以過濾塔42A (42B)內(nèi)的pH為I以下的濃度和流量進(jìn)行供給。另外，利用酸性溶液進(jìn)行洗滌的時(shí)間例如可以為10 30分鐘。這樣，首先通過用酸性溶液進(jìn)行洗滌，能夠除去礦渣表面的磷的反應(yīng)物，通過露出礦渣的有效表面，恢復(fù)活性?？梢栽诨謴?fù)有效表面積后直接再使用，但是，為了更可靠的再活化，進(jìn)行使去磷過濾材料浸潰于堿溶液中的處理。堿溶液在停止酸性溶液的供給后通過堿溶液泵53來供給。另外,通過形成去磷過濾材料浸潰于例如pH為If 14的液體中的狀態(tài)，維持該狀態(tài)例如12小時(shí)以上，來進(jìn)行活化。利用堿溶液進(jìn)行活化有時(shí)需要長時(shí)間。因此，除了利用堿溶液進(jìn)行活化以外，還可以通過煅燒進(jìn)行活化。此時(shí)，從過濾塔42A (42B)取出去磷過濾材料，例如在60(T900°C下煅燒2小時(shí)左右。此外，利用酸性溶液進(jìn)行洗滌，能夠除去礦渣表面的磷的反應(yīng)物，另外，提取出洗滌排水中所含的磷時(shí)，具有能夠有效活用所捕捉的磷的優(yōu)點(diǎn)。與之相反，擔(dān)心通過酸洗滌使礦渣的粒徑逐漸變小。因此，酸洗滌的次數(shù)為多次時(shí)，優(yōu)選更換去磷過濾材料。使用后的去磷過濾材料，可以作為土壤改良劑、農(nóng)業(yè)用肥料等再利用。另外，第一過濾裝置3的通水阻力上升時(shí)，停止第一供給泵31，通過閥門V1-V4的開閉進(jìn)行從處理工序向洗滌工序的切換。通過第一反洗泵38從過濾塔34的下部供給洗滌水，洗滌過濾砂。從過濾塔34的上部排出的洗滌排水被回收于反洗排水槽39。第二過濾裝置4的通水阻力上升時(shí)，也同樣地進(jìn)行反洗。根據(jù)上述實(shí)施方式，通過使用將平均粒徑為0. Imm以下的礦渣與粘土質(zhì)類粘合劑混合、造粒成粒狀的去磷過濾材料，礦渣發(fā)揮出高去磷活性。該活性為即使降低至排出基準(zhǔn)值(例如，總磷濃度為0. 2mg/l)，也能夠除去磷至低于排出基準(zhǔn)值程度的高活性。根據(jù)上述實(shí)施方式，通過使用具有高去磷活性的去磷過濾材料，能夠有助于保護(hù)環(huán)境且穩(wěn)定地除去磷，而不用象現(xiàn)有技術(shù)的方法那樣將用于提高去磷過濾材料的活性的堿溶液持續(xù)添加到被處理水中。根據(jù)上述實(shí)施方式，在去磷過濾材料的再活化中，首先通過利用酸性溶液進(jìn)行洗滌，能夠除去礦渣表面的磷的反應(yīng)物，通過露出礦渣的有效表面，能夠恢復(fù)活性。提取出酸洗滌的洗滌排水中所含的磷時(shí)，還能夠有效活用所捕捉的磷。(第二實(shí)施方式) 下面參照?qǐng)D3對(duì)第二實(shí)施方式的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明。上述的第一實(shí)施方式為通入了被處理水的過濾塔方式的裝置結(jié)構(gòu)，本實(shí)施方式的水處理系統(tǒng)為將去磷過濾材料添加到被處理水中并進(jìn)行攪拌的攪拌槽方式的裝置結(jié)構(gòu)。水處理系統(tǒng)100包括一端側(cè)具有被處理水的供給口 71、另一端側(cè)具有排出口 72的攪拌槽7。攪拌槽7被隔壁73劃分為多個(gè)區(qū)域，從一端側(cè)依次形成兼具過濾材料添加區(qū)域的第一攪拌區(qū)域74、第二攪拌區(qū)域75、過濾材料回收區(qū)域76。原水槽2中的被處理水通過供給泵31被連續(xù)供給到供給口 71，通過各區(qū)域(74 — 75 — 76)從排出口 72被排出。此夕卜，也可以不通過隔壁73形成各區(qū)域74 76，而是利用各個(gè)獨(dú)立的槽形成各區(qū)域74 76。兼具過濾材料添加區(qū)域的第一攪拌區(qū)域74為將去磷過濾材料添加到被處理水中的區(qū)域，并且為攪拌添加有去磷過濾材料的被處理水的區(qū)域，例如，設(shè)置有具有通過驅(qū)動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的攪拌葉片的攪拌裝置74a。第二攪拌區(qū)域75也是攪拌添加有去磷過濾材料的被處理水的區(qū)域，例如，設(shè)置有具有通過驅(qū)動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的攪拌葉片的攪拌裝置75a。第一和第二攪拌區(qū)域74、75實(shí)質(zhì)上為除去磷的區(qū)域，通過在該區(qū)域內(nèi)使去磷過濾材料均勻分散，促進(jìn)磷成分與礦渣表面的反應(yīng)。因此，第一和第二攪拌區(qū)域74、75的容積和被處理水的供給流量等設(shè)計(jì)為，使磷能夠分解到一定的目標(biāo)值以下的滯留時(shí)間。供給流量根據(jù)流量計(jì)31a的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，只要磷能夠分解到一定的目標(biāo)值以下，可以只有第一攪拌區(qū)域75，反之，也可以增加攪拌區(qū)域的數(shù)量。過濾材料回收區(qū)域76為用于從被處理水分離去磷過濾材料的區(qū)域。圖3作為一個(gè)例子表示利用被處理水與過濾材料的比重差進(jìn)行固液分離的沉降分離槽。沉降分離槽的底部連接有用于從底部提取出含有去磷過濾材料的漿液的過濾材料回收泵8。另一方面，在沉降分離槽的上部側(cè)連接有排出口 72，不含去磷過濾材料的澄清水上溢排出。其中，過濾回收區(qū)域76能夠從被處理水中分離回收去磷過濾材料即可，也可以與其它固液分離裝置置換。作為其它固液分離裝置，例如，作為一個(gè)例子，有潷析器等離心分離裝置或過濾裝置等。過濾材料回收泵8通過配管等流路與旋風(fēng)分離器81連接，將含有去磷過濾材料的漿液供給到旋風(fēng)分離器81。為了控制過濾材料回收區(qū)域76的液面，過濾材料回收泵8例如根據(jù)液面計(jì)76a的檢測(cè)結(jié)果來控制開關(guān)。旋風(fēng)分離器81從漿液中分離去磷過濾材料，供給到回收槽82中，并且通過配管等流路使分離水返回到兼具過濾材料添加區(qū)域的第一攪拌區(qū)域74?；厥詹?2內(nèi)的去磷過濾材料被再次添加到兼具過濾材料添加區(qū)域的第一攪拌區(qū)域74，由此循環(huán)使用去磷過濾材料。即，旋風(fēng)分離器81以及根據(jù)需要設(shè)置的回收槽82，構(gòu)成再添加去磷過濾材料的過濾材料添加裝置。但是，并不限定于該結(jié)構(gòu)。閥門8a在過濾材料堆積到第一攪拌區(qū)域74和第二攪拌區(qū)域75的底部時(shí)開閉，用于利用過濾材料回收泵8的液流使堆積的過濾材料飛揚(yáng)。但是，通過除去磷，去磷過濾材料的活性逐漸降低，因此，周期性地或連續(xù)地取出回收槽82內(nèi)的一部分去磷過濾材料，進(jìn)行再活化處理。如上所述，再活化，首先利用酸性溶液洗滌去磷過濾材料，然后浸潰于堿溶液中，或者進(jìn)行煅燒。再活化后的去磷過濾材料，例如通過加料斗等過濾材料添加裝置83再添加到兼具過濾材料添加區(qū)域的第一攪拌區(qū)域74。去磷過濾材料的重新補(bǔ)充也通過該過濾材料添加裝置83進(jìn)行。過濾材料添加裝置83例如為，以通過除去水分的空氣干燥單元84供給的壓縮空氣為驅(qū)動(dòng)力來供給過濾材料的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中使用的去磷過濾材料，例如優(yōu)選使用造粒后的平均粒徑為0. I、. 3_的范圍內(nèi)的粒狀的去磷過濾材料。但是，并不限定于此，可以使用與第一實(shí)施方 式相同的去磷過濾材料，也可以不造粒，直接使用平均粒徑為0. Imm以下的礦渣。直接使用平均粒徑為0. Imm以下的礦渣時(shí)，煅燒后去磷效率穩(wěn)定。在上述實(shí)施方式中，也可以得到與第一實(shí)施方式相同的效果。而且，與過濾塔方式相比較，本實(shí)施方式具有通過增加接觸面積來提高反應(yīng)速度和反應(yīng)效率的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例(實(shí)施例I)對(duì)為了確認(rèn)本發(fā)明的效果而進(jìn)行的實(shí)施例I進(jìn)行說明。本例為對(duì)應(yīng)第一實(shí)施方式的過濾塔方式，向過濾柱(4 75mm,高度1000mm)中填充去磷過濾材料,通入原水，除去磷的實(shí)施例I。更詳細(xì)地，將去磷過濾材料填充到過濾柱內(nèi)，使層厚為700mm，通入總磷濃度為IOmg/1 的原水，使 SV=IOhr'實(shí)施例I的結(jié)果如表2所示。從表2的結(jié)果可以清楚地確認(rèn)，達(dá)到了 95%以上的高除去率，能夠除去磷至目標(biāo)值(0. 2mg/l)以下。表2
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通水速度(SV=hr<)10
原水中的磷濃度(mg/1)TO
處理水中的磷濃度(mg/1)05
去磷率95%以上
單位量的過濾材料的去磷量(p_mg/過濾材料_g)10. 0(實(shí)施例2)本例為使用了小規(guī)模試驗(yàn)廠(pilot plant)的規(guī)模擴(kuò)大(scaleup)的試驗(yàn)。在過濾塔(4 850mm,高度2500mm)內(nèi)填充去磷過濾材料,使層厚為800mm,通入總磷濃度為3mg/I的被處理水，使SV=Shr'實(shí)施例2的結(jié)果如表3所示。從表3的結(jié)果可以看出，達(dá)到了 97%以上的高除去率，能夠除去磷至目標(biāo)值(0. 2mg/l)以下。表 3 pi
通水速度(SV=hr<)5
原水中的磷濃度(mg/1)Fo
處理水中的磷濃度(mg/1)oTT
去磷率97%以上
單位量的過濾材料的去磷量(P_mg/過濾材料_g)6. 0(實(shí)施例3)本例為對(duì)應(yīng)第二實(shí)施方式的攪拌槽方式，使用尺寸為L1580mmXD1440mmXH3080mm的攪拌槽7，經(jīng)時(shí)測(cè)定磷的濃度，計(jì)算出除去率。試驗(yàn)1-3將過濾材料相對(duì)于原水的比例設(shè)定為約0. 7質(zhì)量％。試驗(yàn)4-5將過濾材料相對(duì)于原水的比例設(shè)定為約0. 3質(zhì)量％。其它的詳細(xì)的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。如圖4的試驗(yàn)結(jié)果明確所示，在所有的試驗(yàn)中，均達(dá)到了超過90%的除去率，能夠除去磷至目標(biāo)值(0.2mg/l)以下。在這次的試驗(yàn)中，將原水中的磷濃度設(shè)定為約3mg/l，但是，對(duì)于其以上或以下的濃度的原水，可以通過調(diào)節(jié)通水速度、過濾材料的添加量或在攪拌槽內(nèi)的過濾材料與原水的接觸時(shí)間來應(yīng)對(duì)。另外，根據(jù)試驗(yàn)4-5的結(jié)果可以確認(rèn)，即使過濾材料相對(duì)于原水的比例為約0. 3質(zhì)量％，也能夠達(dá)到高除去率，具有可以節(jié)約過濾材料的用量的優(yōu)點(diǎn)。以上，通過具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員明白，在不脫離權(quán)利要求書的記載的本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可以對(duì)形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種置換、變形、變更。本發(fā)明的范圍并不限定于上述的實(shí)施方式和附圖，應(yīng)該由權(quán)利要求書的記載及其等同替代而定。
權(quán)利要求
1.一種水處理系統(tǒng)，其使被處理水中所含的磷與去磷過濾材料接觸，以除去所述被處 理水中所含的磷，其特征在于，所述去磷過濾材料通過將平均粒徑為0. 1mm以下的礦洛與粘土質(zhì)類粘合劑混合，造粒 成平均粒徑為0. 3mm以下的粒狀并煅燒而成；所述水處理系統(tǒng)包括攪拌槽，其將所述去磷過濾材料添加到被處理水中并攪拌；過濾材料添加裝置，其將所述去磷過濾材料添加到所述攪拌槽中；沉降分離槽或固液分離裝置，其將從所述攪拌槽排出的含有去磷過濾材料的被處理水 固液分離，以從除去了磷的被處理水中分離去磷過濾材料；以及過濾材料添加裝置，其將通過所述沉降分離槽或固液分離裝置從被處理水中分離的去 磷過濾材料、或從分離的去磷過濾材料中取出一部分進(jìn)行再活化處理后的去磷過濾材料， 再添加到供給了新的被處理水的攪拌槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述礦渣中的Fe203的含量為10質(zhì) 量％ 40質(zhì)量％的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述水處理系統(tǒng)包括供給用于洗滌除去了規(guī)定時(shí)間或規(guī)定量的磷的去磷過濾材料的表面的酸性溶液的單元；以及供給用于使酸洗滌后的去磷過濾材料活化的堿溶液的單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高了去磷效率的水處理裝置和水處理方法。本發(fā)明提供的水處理系統(tǒng)，使被處理水中所含的磷與去磷過濾材料接觸，以除去所述被處理水中所含的磷，其中，所述去磷過濾材料通過將平均粒徑為0.1mm以下的礦渣與粘土質(zhì)類粘合劑混合，造粒成平均粒徑為0.3mm以下的粒狀并煅燒而成；所述水處理系統(tǒng)包括攪拌槽，其將所述去磷過濾材料添加到被處理水中并攪拌；過濾材料添加裝置，其將所述去磷過濾材料添加到所述攪拌槽中；沉降分離槽或固液分離裝置，其將從所述攪拌槽排出的含有去磷過濾材料的被處理水固液分離，以從除去了磷的被處理水中分離去磷過濾材料；以及過濾材料添加裝置，其將通過所述沉降分離槽或固液分離裝置從被處理水中分離的去磷過濾材料、或從分離的去磷過濾材料中取出一部分進(jìn)行再活化處理后的去磷過濾材料，再添加到供給了新的被處理水的攪拌槽中。
文檔編號(hào)C02F1/58GK102958849SQ20128000177
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者木山龍均 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安積理研