專利名稱：基于硅藻精土纖維球超濾器的過濾設(shè)備及其過濾流程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過濾設(shè)備，尤其涉及一種基于硅藻精土纖維球超濾器的過濾 設(shè)備及其過濾流程。
背景技術(shù)：
硅藻精土新材料在污水處理中的應(yīng)用已向世人展示了其神奇的效果。近年 來，納米微孔硅藻精土處理污水技術(shù)作為一種特殊而高效的新技術(shù)，不斷被水處 理專家所認可，被市場所接受，業(yè)內(nèi)人士喻之為"國內(nèi)首創(chuàng)，國際領(lǐng)先"的高新 技術(shù)。 一個新興的納米微孔硅藻產(chǎn)業(yè)在全國悄然興起。硅藻精土新材料之所以在污水處理中被廣泛應(yīng)用，正是其本身所具有的特點 決定的。1、 物理絮凝作用硅藻精土由不導(dǎo)電非晶體二氧化硅的硅藻殼體和超導(dǎo)的 硅藻納米微孔組成，可在硅藻表面形成不平衡電位和外場電位；在水處理過程中， 污染物被快速物理絮凝、沉淀。2、 物理吸附作用硅藻60mVg具有很大的比表面積，具有極強的吸附力， 把超細微粒物質(zhì)、色度、有毒有害物質(zhì)和氣味吸附到硅藻表面，下沉并與水體分 離。3、 物理超濾作用在污水處理中，由2 2.5億個/g、形體體積0.6 0.8cm3/g、形體內(nèi)含一千多個納米微孔、孔徑7 125納米，每毫米30萬層形成 的數(shù)公尺渣層中濾出，懸浮物、重金屬離子及細菌等被硅藻納米微孔超濾去除。4、 生物處理作用硅藻60mVg的比表面積，在2%濃度時，比表面積竟能達 到120萬m、用硅藻作載體，微生物在硅藻巨大的比表面積上繁殖，去除污水中 的COD、 BOD和氨氮。5、 硅藻脫水作用硅藻具有自身脫水功能，泥渣經(jīng)脫水、干燥后，易于處理，不會形成二次污染。硅藻精土之特點在污水處理中是否能充分顯示出來，必須具備兩個條件一 是新材料本身必須具備其特點的條件；二是與其配套的設(shè)備能否具備完成上述特點工藝的條件。然而，目前市面上硅藻精土污水處理設(shè)備采用的是傳統(tǒng)的過時的水力循環(huán)澄 清池技術(shù)。顯然，這種落后的設(shè)備技術(shù)與先進的新材料是不能相匹配的，這就大 大地阻礙了硅藻精土新材料的充分利用與發(fā)展。目前市面上硅藻精土污水處理設(shè)備存在的問題，公開號CN 1184082A (用硅 藻精土處理污水的工藝及設(shè)備，ZL: 96122377. 4)是這樣述說的加入的污水處 理劑過低，則處理效果不明顯，過高則造成不必要的浪費，不利于降低成本。污 水的流量過小，不能形成渦流，從而沒有離心作用，影響污物與水的分離；流量 過大，影響污水處理劑對污物的吸附、絮凝作用，無法使之沉降，不能分離污物 和水。澄清處理時間過短，分離不充分；過長影響處理效率，不利于進行工業(yè)處 理。顯而易見，硅藻精土污水處理設(shè)備沿用傳統(tǒng)水力循環(huán)澄清池與新材料是極不 匹配的。雖然傳統(tǒng)水力循環(huán)澄清池能得以改造，效果有所改觀；但硅藻精土污水 處理設(shè)備的起點是不夠高的，這嚴重地阻礙了硅藻精土新材料的應(yīng)用與發(fā)展；如果說硅藻精土在污水處理領(lǐng)域里是一次革命；那么基于硅藻精土纖維球超濾器的污水處理設(shè)備其專業(yè)化、標準化、系列化、成套化、生產(chǎn)規(guī)?；褪俏鬯幚眍I(lǐng)域里的二次革命。本發(fā)明就是在這樣的背景技術(shù)下產(chǎn)生出來的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點和不足，提供一種基于硅 藻精土纖維球超濾器的過濾設(shè)備及其過濾流程。 本發(fā)明的設(shè)計思想利用硅藻精土這種新材料的特點，其設(shè)備的設(shè)計應(yīng)該完全滿足硅藻精土這種 新材料的特點，應(yīng)該將硅藻精土這種新材料的特點完全發(fā)揮出來。1、硅藻精土新材料的特點是絮凝、吸附好，設(shè)備就應(yīng)該將硅藻精土這種新 材料與污水在最短的時間內(nèi)以最快的速度將其混合好。傳統(tǒng)的機械攪拌混合與孔室混合效果較差，很難達到預(yù)期的效果，而對于高濁度水而言，更是收獲不佳。 擴散式和雙螺旋靜態(tài)式管道混合器能滿足快速混合的要求。本發(fā)明設(shè)計時集中了上述兩種管道混合器的優(yōu)點，在污水進入罐體前就將其 與硅藻精土以最短的時間、最快的速度充分混合。2、 硅藻精土新材料的又一特點是具備過濾性能好，設(shè)備就應(yīng)該充分發(fā)揮硅 藻精土這種新材料的過濾性能。硅藻精土形體內(nèi)含一千多個納米微孔、孔徑7 125納米是天然的絕好的過 濾材料。將硅藻精土壓制成圓盤煅燒成陶瓷濾盤，其過濾精度可達微米及納米級。 大家知道凡是高精度的過濾元件都有兩個致命弱點， 一是過濾速度低；二是容 易堵塞。過濾面積是過濾速度的一個重要參數(shù)，過濾面積與過濾速度成正比例； 過濾面積大則過濾速度高， 一般過濾器都是平面過濾，而硅藻精土纖維球超濾器 是立體過濾就非常巧妙地解決了過濾速度低問題。在硅藻精土陶瓷濾盤的上方覆 蓋一層很厚的(lOOOmm)纖維球?qū)ζ溥M行保護就非常巧妙地解決了容易堵塞的問 題，這種將纖維球(初濾)與硅藻精土陶瓷濾盤(精濾)有機地結(jié)合在一臺過濾 器內(nèi)是過濾領(lǐng)域的一個創(chuàng)舉，這兩種過濾介質(zhì)形成過濾床，實現(xiàn)了傳統(tǒng)過濾手段 不能達到的過濾精度和經(jīng)濟效益，同時體現(xiàn)了新的過濾概念。3、 硅藻精土新材料還有一個重要特點是脫水性能好，設(shè)備就應(yīng)該充分發(fā)揮 硅藻精土這種新材料的脫水性能。本發(fā)明在完成過濾程序后(過濾周期24h)，就進入廢渣自動脫水、充分發(fā)揮 了硅藻精土的脫水性能。 具體地說一、基于硅藻精土纖維球超濾器的過濾設(shè)備(簡稱本過濾設(shè)備)的結(jié)構(gòu) 如圖l,本過濾設(shè)備包括罐體(1)、攪拌機構(gòu)(2)、錐帽分水頭(3)、反沖洗出水口 (4)、纖維球(5)、硅藻精土濾盤(6)、沸石(7)、出液口 (8)、支承鋼管架(9);固定在支承鋼管架(9)上的罐體(1)由依次連接的上封頭(1.1)、上篩板 (1.3)、筒體(1.2)和下封頭(1.4)及焊接在下封頭(1.4)之上的下底板(1.6) 組成，在筒體(1.2)上設(shè)置有上人孔(1.5);攪拌機構(gòu)(2)由減速機(2.1)、攪拌軸(2.2)、攪拌漿葉(2.3)組成；減速機(2.1)和攪拌軸(2.2)安裝在上封頭(1.1)上，攪拌軸(2.2)的上端連 接減速機(2.1)的轉(zhuǎn)軸，攪拌軸(2.2)的下端連接攪拌漿葉(2.3)的轉(zhuǎn)軸；在上封頭(1.1)的上部，設(shè)置有錐帽分水頭(3)和反沖洗出口 (4);在下封頭(1.4)上面焊接有下底板(1.6)，硅藻精土濾盤(6)安裝在下底 板(1.6)上，硅藻精土濾盤(6)周圍充滿沸石(7)，在硅藻精土濾盤(6)和 沸石(7)上面鋪蓋有深度為9000 1100mm的纖維球(5)，從而構(gòu)成一種硅藻精 土纖維球超濾器；在下封頭(1.4)底部設(shè)置有出液口 (8)。所述的纖維球(5)是一種Tencel G—IOO (坦塞爾)半透膜纖維濾料； 所述的硅藻精土濾盤(6)是一種將硅藻精土壓制煅燒成的陶瓷濾盤。 二、基于硅藻精土纖維球超濾器的過濾流程(簡稱本過濾流程) 本過濾流程包括下列步驟① 混合將污水加入硅藻精土，經(jīng)泵打入擴散式和雙螺旋靜態(tài)式管道混合器(簡稱混 合器，是一種定型產(chǎn)品)內(nèi)快速混合，再進入沉降罐沉淀3 4h;② 過濾將沉淀后的混合水的上清液從錐帽分水頭(3)泵入罐體(1)內(nèi)，過濾水最后從出液口 (8)流出；該上清液在進入錐帽分水頭(3)的一剎那間經(jīng)過擴散、碰撞、變向進入筒 體(1.2)下部(也稱分離區(qū))，此時帶有壓力的上清液在向下行的過程中首先受 到纖維球(5)的攔截而被強迫剛性過濾得一級過濾水，又經(jīng)下封頭(1.4)上的 若干硅藻精土濾盤(6)再次過濾得二級過濾水，最后從出液口 (8)流出。③ 清洗本設(shè)備運行24h后，需要清洗纖維球(5);首先關(guān)閉錐帽分水頭(3)，打開反沖洗出口 (4);反沖洗水從罐體(1)的 底部出液口 (8)進入，待反沖洗水沖滿罐體(1)后，啟動攪拌機構(gòu)(2)開始 攪拌，反沖洗時間為30min。本發(fā)明具有下列特點1、采用擴散式和雙螺旋靜態(tài)式管道混合器將污水和硅藻精土預(yù)前混合，有利于快速混合、絮凝與吸附，提高過濾效率，減少運行成本。2、采用纖維球(5)和硅藻精土濾盤(6)構(gòu)成一種硅藻精土纖維球超濾器, 有利于提高過濾精度，降低能耗，減少運行成本。本發(fā)明具有下列優(yōu)點和積極效果 1 、過濾精度高以0.45Wn為分界線，在此界線以上的物質(zhì)為懸浮物，透過此界線的物質(zhì)為 可容固體。硅藻精土纖維球超濾器處理污水的物質(zhì)不是懸浮物而是透過此界線 (0.45Mm)的可容固體，如染料、病毒、病菌、容于污水中的乳化油等，故濾 后水含油《0 mg/L，濾后水SS《0 mg/L，濾后水礦化度《1000 mg/L，硫 酸鹽還原菌《2個/mL，濾后水硫酸鹽還原菌《2個/mL。2、 自動化程度高設(shè)備的全部操作都進入程序化，污水的混合、過濾運行、纖維球(5)的清 洗等都無需人工操作。3、 環(huán)保無二次污染本超濾設(shè)備不產(chǎn)生污泥，只產(chǎn)生廢渣。污泥與廢渣是有區(qū)別的，污泥有粘性， 而廢渣沒有粘性。渣極易脫水，此廢渣可自動脫水，干燥后可作能源材料。4、 投資成本及運行成本低目前社會上處理城市污水的投資成本一般為1000 1200元/T,運行成本為 2. 2元/T。本發(fā)明處理污水的投資成本為600元/T，運行成本為1. 2元/T。5、 適用面廣、通用性強不僅可用于城市污水處理及污水回用，也可用于油田含油污水的處理與回 用，還可用于海水淡化的預(yù)處理等。海水淡化至今不能普及的一個重要原因是沒有找到一個好的辦法來解決預(yù) 處理的問題，以至抬高了海水淡化的成本。本發(fā)明由于過濾精度高、抗污性強， 是海水淡化的理想預(yù)處理設(shè)備。


圖l是本過濾設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。其中1— 罐體， l.l一上封頭， 1.4—下封頭，2— 攪拌機構(gòu)， 2. 1—減速機，3— 錐帽分水頭； 4一反洗水出口；5— 纖維球；6— 硅藻精土濾盤；7— 沸石8— 出液口； 9一支承鋼管架。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對有關(guān)部件進一步說明1、 錐帽分水頭(3)錐帽分水頭(3)是由進水管的下端口通過圓鋼和錐體朝上的錐型體連接而成。在進水管的下端口用四根圓鋼將一錐型體(錐體朝上)連接，污水進入后即 碰到錐型體，污水就會向四周分散，污水在運行中水壓處處相等。2、 纖維球(5)纖維球(5)是一種Tencel G—100 (坦塞爾)半透膜纖維濾料。 纖維球(5)或制作成纖維布塊，或制作成纖維球，或制作成纖維束，或制 作成針剌造紙毛毯等。人們一直在尋找一種不怕油、強度高、能耐磨、耐腐蝕、耐酸堿、化學穩(wěn)定 性好、耐熱、不霉、不蛀、能反洗再生，并且在其結(jié)構(gòu)中含有親水性強的羥基， 即尋找一種吸水性特強的濾料。盡管人們尋找了很久很久，也找了很多濾料，但 都不理想。沿用至今的纖維球、纖維束、纖維條、纖維布塊等都采用的是高分子1. 2_筒體， 1. 5—上人孔，2.2—攪拌軸，1. 3—上篩板， 1.6—下底板；2. 3—攪拌漿葉;合成纖維，其最大的優(yōu)點是不怕油，其最大的缺點是其結(jié)構(gòu)中不含親水性羥基。 不親水，故不吸水，這是污水處理的大忌。最近，本發(fā)明人找到了，并研制成功一種新的濾料坦塞爾半透膜纖維濾料, 該半透膜纖維濾元，是一種親水抗污型纖維濾料，這種新的濾料在其結(jié)構(gòu)中含有 親水性強的羥基，特親水并且其自身具有天然的半透膜性質(zhì)。坦塞爾半透膜纖維濾料的特點① 原料具有再生性。纖維素是地球上最豐富的并易于再生的生物聚合物。② 對環(huán)境影響小且可生物降解。(D高強度及可原纖化。該纖維的干、濕強度都很高。它的強度明顯地大于其 它包括棉在內(nèi)的纖維素纖維，并接近聚酯纖維的強度。④ 高吸水性及懸垂性。該纖維對水的親和力使它有廣泛的應(yīng)用。在生產(chǎn)吸水 產(chǎn)品方面，它有比棉還高的膨潤性。當其暴露在水中時，纖維的橫截面積增加了 50%，為棉纖溶漲的2倍多。⑤ 對油有強烈的排斥性，抗污性能強，特不怕油。
權(quán)利要求
1、一種基于硅藻精土纖維球超濾器的過濾設(shè)備，其特征在于包括罐體(1)、攪拌機構(gòu)(2)、錐帽分水頭(3)、反沖洗出水口(4)、纖維球(5)、硅藻精土濾盤(6)、沸石(7)、出液口(8)、支承鋼管架(9)；固定在支承鋼管架(9)上的罐體(1)由依次連接的上封頭(1.1)、上篩板(1.3)、筒體(1.2)和下封頭(1.4)及焊接在下封頭(1.4)之上的下底板(1.6)組成，在筒體(1.2)上設(shè)置有上人孔(1.5)；攪拌機構(gòu)(2)由減速機(2.1)、攪拌軸(2.2)、攪拌漿葉(2.3)組成；減速機(2.1)和攪拌軸(2.2)安裝在上封頭(1.1)上，攪拌軸(2.2)的上端連接減速機(2.1)的轉(zhuǎn)軸，攪拌軸(2.2)的下端連接攪拌漿葉(2.3)的轉(zhuǎn)軸；在上封頭(1.1)的上部，設(shè)置有錐帽分水頭(3)和反沖洗出口(4)；在下封頭(1.4)上面焊接有下底板(1.6)，硅藻精土濾盤(6)安裝在下底板(1.6)上，硅藻精土濾盤(6)周圍充滿沸石(7)，在硅藻精土濾盤(6)和沸石(7)上面鋪蓋有深度為9000～1100mm的纖維球(5)，從而構(gòu)成一種硅藻精土纖維球超濾器；在下封頭(1.4)底部設(shè)置有出液口(8)；所述的纖維球(5)是一種坦塞爾半透膜纖維濾料；所述的硅藻精土濾盤(6)是一種將硅藻精土壓制煅燒成的陶瓷濾盤。
2、 按權(quán)利要求1所述的過濾設(shè)備，其特征在于纖維球(5)或制作成纖維布塊，或制作成纖維球，或制作成纖維束，或制 作成針刺造紙毛毯。
3、 一種基于硅藻精土纖維球超濾器的過濾流程，其特征在于包括下列步驟-① 混合將污水加入硅藻精土，經(jīng)泵打入擴散式和雙螺旋靜態(tài)式管道混合器內(nèi)快速混合，再進入沉降罐沉淀3 4h;② 過濾將沉淀后的混合水的上清液從錐帽分水頭(3)泵入罐體(1)內(nèi)，過濾水最后從出液口 (8)流出； ③清洗本設(shè)備運行24h后，需要清洗纖維球(5)和反沖洗硅藻精土濾盤(6); 首先關(guān)閉錐帽分水頭(3)，打開反沖洗出口 (4);反沖洗水從罐體(1)的底部出液口 (8)進入，待反沖洗水沖滿罐體a)后，啟動攪拌機構(gòu)(2)開始攪拌，反沖洗時間為30min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于硅藻精土纖維球超濾器的過濾設(shè)備及其過濾流程，涉及一種過濾設(shè)備。本過濾設(shè)備包括罐體(1)、攪拌機構(gòu)(2)、錐帽分水頭(3)、反沖洗出水口(4)、纖維球(5)、硅藻精土濾盤(6)、沸石(7)、出液口(8)、支承鋼管架(9)；所述的纖維球(5)是一種坦塞爾半透膜纖維濾料；所述的硅藻精土濾盤(6)是一種將硅藻精土壓制煅燒成的陶瓷濾盤。本過濾流程包括混合；過濾；清洗。本發(fā)明過濾精度高；自動化程度高；環(huán)保無二次污染；投資成本及運行成本低；不僅可用于城市污水處理及回用，也可用于油田含油污水的處理與回用，還可用于海水淡化的預(yù)處理等。
文檔編號B01D61/18GK101274218SQ20071016899
公開日2008年10月1日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者程中和, 胡高平 申請人:程中和