專(zhuān)利名稱：基于硅藻精土纖維球超濾器的過(guò)濾設(shè)備及其過(guò)濾流程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過(guò)濾設(shè)備，尤其涉及一種基于硅藻精土纖維球超濾器的過(guò)濾 設(shè)備及其過(guò)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(lái)，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(zhuān)家所認(rèn)可，被市場(chǎng)所接受，業(yè)內(nèi)人士喻之為"國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，國(guó)際領(lǐng)先"的高新 技術(shù)。 一個(gè)新興的納米微孔硅藻產(chǎn)業(yè)在全國(guó)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(diǎn) 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(chǎng)電位；在水處理過(guò)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(qiáng)的吸附力， 把超細(xì)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(gè)/g、形體體積0.6 0.8cm3/g、形體內(nèi)含一千多個(gè)納米微孔、孔徑7 125納米，每毫米30萬(wàn)層形成 的數(shù)公尺渣層中濾出，懸浮物、重金屬離子及細(xì)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(shí)，比表面積竟能達(dá) 到120萬(wàn)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(huì)形成二次污染。硅藻精土之特點(diǎn)在污水處理中是否能充分顯示出來(lái)，必須具備兩個(gè)條件一 是新材料本身必須具備其特點(diǎn)的條件；二是與其配套的設(shè)備能否具備完成上述特點(diǎn)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(guò)時(shí)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(jìn)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(wèn)題，公開(kāi)號(hào)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(shuō)的加入的污水處 理劑過(guò)低，則處理效果不明顯，過(guò)高則造成不必要的浪費(fèi)，不利于降低成本。污 水的流量過(guò)小，不能形成渦流，從而沒(méi)有離心作用，影響污物與水的分離；流量 過(guò)大，影響污水處理劑對(duì)污物的吸附、絮凝作用，無(wú)法使之沉降，不能分離污物 和水。澄清處理時(shí)間過(guò)短，分離不充分；過(guò)長(zhǎng)影響處理效率，不利于進(jìn)行工業(yè)處 理。顯而易見(jiàn)，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(diǎn)是不夠高的，這嚴(yán)重地阻礙了硅藻精土新材料的應(yīng)用與發(fā)展；如果說(shuō)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(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、成套化、生產(chǎn)規(guī)模化就是污水處理領(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(lái)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(diǎn)和不足，提供一種基于硅 藻精土纖維球超濾器的過(guò)濾設(shè)備及其過(guò)濾流程。 本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想利用硅藻精土這種新材料的特點(diǎn)，其設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)該完全滿足硅藻精土這種 新材料的特點(diǎn)，應(yīng)該將硅藻精土這種新材料的特點(diǎn)完全發(fā)揮出來(lái)。1、硅藻精土新材料的特點(diǎn)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(shí)間內(nèi)以最快的速度將其混合好。傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌混合與孔室混合效果較差，很難達(dá)到預(yù)期的效果，而對(duì)于高濁度水而言，更是收獲不佳。 擴(kuò)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(jì)時(shí)集中了上述兩種管道混合器的優(yōu)點(diǎn)，在污水進(jìn)入罐體前就將其 與硅藻精土以最短的時(shí)間、最快的速度充分混合。2、 硅藻精土新材料的又一特點(diǎn)是具備過(guò)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(guò)濾性能。硅藻精土形體內(nèi)含一千多個(gè)納米微孔、孔徑7 125納米是天然的絕好的過(guò) 濾材料。將硅藻精土壓制成圓盤(pán)煅燒成陶瓷濾盤(pán)，其過(guò)濾精度可達(dá)微米及納米級(jí)。 大家知道凡是高精度的過(guò)濾元件都有兩個(gè)致命弱點(diǎn)， 一是過(guò)濾速度低；二是容 易堵塞。過(guò)濾面積是過(guò)濾速度的一個(gè)重要參數(shù)，過(guò)濾面積與過(guò)濾速度成正比例； 過(guò)濾面積大則過(guò)濾速度高， 一般過(guò)濾器都是平面過(guò)濾，而硅藻精土纖維球超濾器 是立體過(guò)濾就非常巧妙地解決了過(guò)濾速度低問(wèn)題。在硅藻精土陶瓷濾盤(pán)的上方覆 蓋一層很厚的(lOOOmm)纖維球?qū)ζ溥M(jìn)行保護(hù)就非常巧妙地解決了容易堵塞的問(wèn) 題，這種將纖維球(初濾)與硅藻精土陶瓷濾盤(pán)(精濾)有機(jī)地結(jié)合在一臺(tái)過(guò)濾 器內(nèi)是過(guò)濾領(lǐng)域的一個(gè)創(chuàng)舉，這兩種過(guò)濾介質(zhì)形成過(guò)濾床，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)過(guò)濾手段 不能達(dá)到的過(guò)濾精度和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)體現(xiàn)了新的過(guò)濾概念。3、 硅藻精土新材料還有一個(gè)重要特點(diǎn)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(guò)濾程序后(過(guò)濾周期24h)，就進(jìn)入廢渣自動(dòng)脫水、充分發(fā)揮 了硅藻精土的脫水性能。 具體地說(shuō)一、基于硅藻精土纖維球超濾器的過(guò)濾設(shè)備(簡(jiǎn)稱本過(guò)濾設(shè)備)的結(jié)構(gòu) 如圖l,本過(guò)濾設(shè)備包括罐體(1)、攪拌機(jī)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(pán)(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(jī)構(gòu)(2)由減速機(jī)(2.1)、攪拌軸(2.2)、攪拌漿葉(2.3)組成；減速機(jī)(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(jī)(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(pán)(6)安裝在下底 板(1.6)上，硅藻精土濾盤(pán)(6)周?chē)錆M沸石(7)，在硅藻精土濾盤(pán)(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(pán)(6)是一種將硅藻精土壓制煅燒成的陶瓷濾盤(pán)。 二、基于硅藻精土纖維球超濾器的過(guò)濾流程(簡(jiǎn)稱本過(guò)濾流程) 本過(guò)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(kuò)散式和雙螺旋靜態(tài)式管道混合器(簡(jiǎn)稱混 合器，是一種定型產(chǎn)品)內(nèi)快速混合，再進(jìn)入沉降罐沉淀3 4h;② 過(guò)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(guò)濾水最后從出液口 (8)流出；該上清液在進(jìn)入錐帽分水頭(3)的一剎那間經(jīng)過(guò)擴(kuò)散、碰撞、變向進(jìn)入筒 體(1.2)下部(也稱分離區(qū))，此時(shí)帶有壓力的上清液在向下行的過(guò)程中首先受 到纖維球(5)的攔截而被強(qiáng)迫剛性過(guò)濾得一級(jí)過(guò)濾水，又經(jīng)下封頭(1.4)上的 若干硅藻精土濾盤(pán)(6)再次過(guò)濾得二級(jí)過(guò)濾水，最后從出液口 (8)流出。③ 清洗本設(shè)備運(yùn)行24h后，需要清洗纖維球(5);首先關(guān)閉錐帽分水頭(3)，打開(kāi)反沖洗出口 (4);反沖洗水從罐體(1)的 底部出液口 (8)進(jìn)入，待反沖洗水沖滿罐體(1)后，啟動(dòng)攪拌機(jī)構(gòu)(2)開(kāi)始 攪拌，反沖洗時(shí)間為30min。本發(fā)明具有下列特點(diǎn)1、采用擴(kuò)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(guò)濾效率，減少運(yùn)行成本。2、采用纖維球(5)和硅藻精土濾盤(pán)(6)構(gòu)成一種硅藻精土纖維球超濾器, 有利于提高過(guò)濾精度，降低能耗，減少運(yùn)行成本。本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果 1 、過(guò)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(guò)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(guò)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(gè)/mL，濾后水硫酸鹽還原菌《2個(gè)/mL。2、 自動(dòng)化程度高設(shè)備的全部操作都進(jìn)入程序化，污水的混合、過(guò)濾運(yùn)行、纖維球(5)的清 洗等都無(wú)需人工操作。3、 環(huán)保無(wú)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(méi)有粘性。渣極易脫水，此廢渣可自動(dòng)脫水，干燥后可作能源材料。4、 投資成本及運(yùn)行成本低目前社會(huì)上處理城市污水的投資成本一般為1000 1200元/T,運(yùn)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(yùn)行成本為1. 2元/T。5、 適用面廣、通用性強(qiáng)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(gè)重要原因是沒(méi)有找到一個(gè)好的辦法來(lái)解決預(yù) 處理的問(wèn)題，以至抬高了海水淡化的成本。本發(fā)明由于過(guò)濾精度高、抗污性強(qiáng)， 是海水淡化的理想預(yù)處理設(shè)備。


圖l是本過(guò)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(jī)構(gòu)， 2. 1—減速機(jī)，3— 錐帽分水頭； 4一反洗水出口；5— 纖維球；6— 硅藻精土濾盤(pán)；7— 沸石8— 出液口； 9一支承鋼管架。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)有關(guān)部件進(jìn)一步說(shuō)明1、 錐帽分水頭(3)錐帽分水頭(3)是由進(jìn)水管的下端口通過(guò)圓鋼和錐體朝上的錐型體連接而成。在進(jìn)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(jìn)入后即 碰到錐型體，污水就會(huì)向四周分散，污水在運(yùn)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?jí)K，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(qiáng)度高、能耐磨、耐腐蝕、耐酸堿、化學(xué)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(qiáng)的羥基， 即尋找一種吸水性特強(qiáng)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?jí)K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(diǎn)是不怕油，其最大的缺點(diǎn)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(qiáng)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(diǎn)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(duì)環(huán)境影響小且可生物降解。(D高強(qiáng)度及可原纖化。該纖維的干、濕強(qiáng)度都很高。它的強(qiáng)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(qiáng)度。④ 高吸水性及懸垂性。該纖維對(duì)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(rùn)性。當(dāng)其暴露在水中時(shí)，纖維的橫截面積增加了 50%，為棉纖溶漲的2倍多。⑤ 對(duì)油有強(qiáng)烈的排斥性，抗污性能強(qiáng)，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(guò)濾設(shè)備，其特征在于包括罐體(1)、攪拌機(jī)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(pán)(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(jī)構(gòu)(2)由減速機(jī)(2.1)、攪拌軸(2.2)、攪拌漿葉(2.3)組成；減速機(jī)(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(jī)(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(pán)(6)安裝在下底板(1.6)上，硅藻精土濾盤(pán)(6)周?chē)錆M沸石(7)，在硅藻精土濾盤(pán)(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(pán)(6)是一種將硅藻精土壓制煅燒成的陶瓷濾盤(pán)。
2、 按權(quán)利要求1所述的過(guò)濾設(shè)備，其特征在于纖維球(5)或制作成纖維布?jí)K，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(guò)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(kuò)散式和雙螺旋靜態(tài)式管道混合器內(nèi)快速混合，再進(jìn)入沉降罐沉淀3 4h;② 過(guò)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(guò)濾水最后從出液口 (8)流出； ③清洗本設(shè)備運(yùn)行24h后，需要清洗纖維球(5)和反沖洗硅藻精土濾盤(pán)(6); 首先關(guān)閉錐帽分水頭(3)，打開(kāi)反沖洗出口 (4);反沖洗水從罐體(1)的底部出液口 (8)進(jìn)入，待反沖洗水沖滿罐體a)后，啟動(dòng)攪拌機(jī)構(gòu)(2)開(kāi)始攪拌，反沖洗時(shí)間為30min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于硅藻精土纖維球超濾器的過(guò)濾設(shè)備及其過(guò)濾流程，涉及一種過(guò)濾設(shè)備。本過(guò)濾設(shè)備包括罐體(1)、攪拌機(jī)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(pán)(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(pán)(6)是一種將硅藻精土壓制煅燒成的陶瓷濾盤(pán)。本過(guò)濾流程包括混合；過(guò)濾；清洗。本發(fā)明過(guò)濾精度高；自動(dòng)化程度高；環(huán)保無(wú)二次污染；投資成本及運(yùn)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(hào)B01D61/18GK101274218SQ20071016899
公開(kāi)日2008年10月1日 申請(qǐng)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(qǐng)人:程中和