專利名稱：一種增效復(fù)合活性炭過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種過濾器，尤其是一種復(fù)合活性炭過濾器。
現(xiàn)有技術(shù)中的活性炭過濾器為了改進(jìn)其性能，在其下部設(shè)砂礫石層，這有利于截污及反沖洗，但現(xiàn)有技術(shù)中的活性炭過濾器沒有充分發(fā)揮物理吸附和化學(xué)吸附的作用。范德華引力所產(chǎn)生的吸附作用為物理吸附，其作用強(qiáng)度較小，吸附能小，吸附作用有可逆性；化學(xué)鍵力所產(chǎn)生的吸附作用為化學(xué)吸附，其吸附強(qiáng)度大，吸附能較大，有選擇性，化學(xué)鍵力的吸附不可逆；介于上述兩種作用力之間尚有一重要的作用力，即氫鍵作用力，氫鍵是水分子除極性以外的又一重要特性。要進(jìn)一步改善并提高活性炭過濾的使用效果，需要充分發(fā)揮物理吸附和化學(xué)吸附以及溶液中氫鍵力的作用，因?yàn)樵诮^大多數(shù)水溶液中存在著氫鍵力的作用，而現(xiàn)有技術(shù)中的活性炭過濾器沒有在強(qiáng)化氫鍵力的作用而提高過濾效率方面行之有效的研究和設(shè)計(jì)。再有，現(xiàn)有活性炭過濾器中活性炭的顆粒級(jí)配也不合適，其也對(duì)吸附效率的提高有不良影響。
另外，現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)有礫石層的過濾器，其中礫石顆粒的粒徑級(jí)配也不合理，該礫石層的截留作用也不理想，使現(xiàn)有的活性炭過濾器的凈化效果較差。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案本實(shí)用新型提供的增效復(fù)合活性炭過濾器包括一個(gè)殼體，在該殼體上設(shè)有進(jìn)液口和出液口，在殼體內(nèi)從進(jìn)液口到出液口之間的流道上至少設(shè)有一活性吸附區(qū)，在該活性吸附區(qū)內(nèi)相對(duì)設(shè)置至少二對(duì)導(dǎo)磁板，在每對(duì)導(dǎo)磁板上相對(duì)設(shè)置磁元件，以便在該區(qū)的流道中形成磁場(chǎng)。
在使用本過濾器時(shí)，所述活性吸附區(qū)內(nèi)的各導(dǎo)磁板之間的流道中填充活性炭。在液體流過該活性吸附區(qū)時(shí)，流過活性炭的水同時(shí)受到磁場(chǎng)的作用。由此可以使本過濾器的吸附凈化效率大大提高。其原理是活性炭對(duì)液體的吸附除了物理吸附以外還有化學(xué)吸附作用，而對(duì)水溶液而言，化學(xué)作用中還有重要的作用力為氫鍵作用力。試驗(yàn)證明，經(jīng)磁化處理后，水的氫鍵會(huì)發(fā)生變形或被破壞，形成較多的自由水，從而使水的活性增強(qiáng)，另外，磁化處理可以促使水溶液中溶質(zhì)的溶解度和分散度的增加，這些都有利于增強(qiáng)活性炭的吸附能力，所以，本過濾器的凈化效果明顯高于其它現(xiàn)有活性炭過濾器。
相鄰兩導(dǎo)磁板之間的間距可以在40～50毫米，相對(duì)的側(cè)面上設(shè)置厚度可以是0.9～5.0毫米的薄型磁元件，構(gòu)成的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最好在0.03～0.05特斯拉(T)。所述導(dǎo)磁板的高度可以是200～300毫米，厚度可以在3～5毫米，試驗(yàn)和理論上均表明，均勻的磁場(chǎng)對(duì)于流體的作用力遠(yuǎn)不如變化的磁場(chǎng)作用力大，因此，設(shè)于相對(duì)的所述導(dǎo)磁板上對(duì)應(yīng)的所述磁元件最好是由一系列相對(duì)的小磁元件組成，所述小磁元件可以是正方形或圓形的，其邊長(zhǎng)或直徑最好為250～350毫米。所述磁元件在導(dǎo)磁板上排列，其行間距和列間距最好是磁元件的邊長(zhǎng)或直徑的1～1.1倍。每一行或列上的小磁元件與相鄰的行或列上的間隔對(duì)位，這樣的交錯(cuò)排列既可以使其形成的磁場(chǎng)沿流道為變化的，又保證使流道中各處的磁場(chǎng)強(qiáng)度均比較強(qiáng)而沒有太弱的部分。
在所述活性區(qū)中設(shè)置的導(dǎo)磁板可以是在豎直方向上斷開成若干組，在相鄰組導(dǎo)磁板之間設(shè)有間隔，而在該間隔中，在使用時(shí)是充滿了活性炭的。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以使液體在每一組導(dǎo)磁板形成的流道中流過后有一個(gè)各流道液體重新混合的機(jī)會(huì)，然后，再進(jìn)入到下一組導(dǎo)磁板之間的流道中……，這樣的設(shè)置導(dǎo)磁板，可以加大活性區(qū)中磁場(chǎng)的變化度，更有利于提高吸附效率。各組導(dǎo)磁板在豎直方向上的間隔可以是100～150毫米。
在用活性炭過濾器凈化水溶液的應(yīng)用中，常要進(jìn)行水的脫色除臭、去除溶解性有機(jī)物質(zhì)、去除相應(yīng)的重金屬離子及有放射性的物質(zhì)等，在這些物質(zhì)的吸附過程中，活性炭的級(jí)配及顆粒的大小，也就是吸附劑的比表面積對(duì)這些物質(zhì)的吸附速度有直接的影響，從而對(duì)本過濾器的凈化效率有較大的影響。為了獲得較高的凈化效率，在本過濾器中活性吸附區(qū)填充的最好使用果殼或椰殼原料制成的活性炭，其粒徑最好在0.7～1.2毫米之間。
本過濾器在所述活性吸附區(qū)的下游可以設(shè)置砂礫區(qū)。為了獲得更好的截留效果，所述砂礫區(qū)可以由砂粒層和礫石層組成，砂粒層可以占砂礫區(qū)總高度的三分之二，其中砂粒的粒徑可以在0.4～1.0毫米；礫石層可以占砂礫區(qū)總高度的三分之一，其中礫石粒徑可以在1.5～3毫米，礫石區(qū)的砂粒和礫石可以都是石英砂。
本實(shí)用新型提供的增效復(fù)合活性炭過濾器由于在現(xiàn)有的活性炭過濾器中加入磁化裝置，使其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于在活性炭過濾器中引入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)水溶液中水分子的氫鍵產(chǎn)生作用，提高了水的活性以及改變了水對(duì)其中溶質(zhì)的溶解度和分散度，從而為活性炭吸附劑的吸附能力的提高提供了更大的空間，同時(shí)，這也有利于對(duì)吸附劑的反沖及解吸的進(jìn)行，因此，使本過濾器的吸附效率大為提高；2、進(jìn)一步地，在本過濾器中，對(duì)其中的吸附劑活性炭的級(jí)配提出了優(yōu)化方案，提高了活性炭的比表面積，從而更提高了本過濾器的凈化效率；3、在本過濾器中，對(duì)設(shè)有砂礫層的方案中砂礫區(qū)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，提出設(shè)較細(xì)的砂粒層和較粗的礫石層的設(shè)計(jì)，這樣可以進(jìn)一步地提高砂礫區(qū)的截污效果，從而更提高了本過濾器的凈化效率。


圖1為本實(shí)用新型提供的活性炭過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本過濾器中的設(shè)有正方形小磁元件的導(dǎo)磁板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為
圖1的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖在上部緩沖區(qū)4中設(shè)有布水器3，其與進(jìn)液口2相連通，使由進(jìn)液口進(jìn)入的水在殼體的橫截面上均勻分布。在進(jìn)液口旁設(shè)有排氣口41。
在緩沖區(qū)4的下面設(shè)有上中部活性區(qū)5，在該區(qū)域內(nèi)豎直插設(shè)若干導(dǎo)磁板51，導(dǎo)磁板51的兩個(gè)側(cè)邊與殼體1的內(nèi)側(cè)壁焊接固聯(lián)(如圖3所示)，在各導(dǎo)磁板51。的側(cè)面上設(shè)有正方形小磁元件52。
如圖2所示，每一行或列上的小磁元件52與相鄰的行或列上的兩相鄰小磁元件52之間的間隔對(duì)位。小磁元件52的邊長(zhǎng)n為300毫米。其行間距和列間距m是相等的，也可以是不相等的，m為磁元件的邊長(zhǎng)n的1～1.1倍。相鄰的導(dǎo)磁板51之間的間距53為40～50毫米，導(dǎo)磁板51的高度可以是200～300毫米，其厚度可以是3～5毫米，相對(duì)的側(cè)面上設(shè)置厚度是1.8毫米的薄型磁元件，構(gòu)成的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最好在0.03～0.05特斯拉(T)。在活性吸附區(qū)5的導(dǎo)磁板51之間的空間內(nèi)填充果殼或椰殼制成的活性炭，其粒徑級(jí)配在0.7～1.2毫米之間。
在活性區(qū)5中設(shè)置的導(dǎo)磁板51在豎直方向上斷開成若干組，在相鄰組導(dǎo)磁板之間設(shè)有間隔54，而在間隔54中，在使用時(shí)是充滿了活性炭的。各組導(dǎo)磁板在豎直方向上的間隔可以是100～150毫米。
在活性吸附區(qū)5的下游設(shè)置砂礫區(qū)6。砂礫區(qū)6由砂粒層61和礫石層62組成，砂粒層61占砂礫區(qū)總高度的三分之二，其中的砂粒的粒徑在0.4～1.0毫米；礫石層可以占砂礫區(qū)總高度的三分之一，其中礫石粒徑可以在1.5～3毫米，礫石區(qū)的砂粒和礫石都是石英砂。
在砂礫區(qū)6的下面的殼體1中為下部空間7，在該空間中設(shè)有混凝土墊層9，為的是避免在該空間的下部有死水區(qū)，在混凝土墊層上設(shè)潔凈水出水管8，其出口伸出在殼體1的外面，排污口接10上接管，其一端管口伸出殼體1，另一端管口設(shè)于混凝土墊層上表面。
權(quán)利要求1.一種增效復(fù)合活性炭過濾器，包括一個(gè)殼體，在該殼體上設(shè)有進(jìn)液口和出液口，在殼體內(nèi)從進(jìn)液口到出液口之間的流道上至少設(shè)有一活性吸附區(qū)，其特征在于在該活性吸附區(qū)內(nèi)相對(duì)設(shè)置至少一對(duì)導(dǎo)磁板，在每對(duì)導(dǎo)磁板上相對(duì)設(shè)置磁元件，以便在該區(qū)的流道中形成磁場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增效復(fù)合活性炭過濾器，其特征在于在所述活性吸附區(qū)中設(shè)置的導(dǎo)磁板是在豎直方向上斷開成若干組，在相鄰組導(dǎo)磁板之間設(shè)有間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增效復(fù)合活性炭過濾器，其特征在于在所述活性吸附區(qū)內(nèi)的各導(dǎo)磁板之間的流道和/或豎直間隙中填充活性炭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增效復(fù)合活性炭過濾器，其特征在于設(shè)于相對(duì)的所述導(dǎo)磁板上對(duì)應(yīng)的所述磁元件是由一系列相對(duì)的小磁元件組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增效復(fù)合活性炭過濾器，其特征在于所述小磁元件是正方形或圓形的，其邊長(zhǎng)或直徑為250～350毫米；所述磁元件在導(dǎo)磁板上排列，其行間距和列間距是磁元件的邊長(zhǎng)或直徑的1～1.1倍；當(dāng)導(dǎo)磁板是在豎直方向上斷開成若干組時(shí)，各組導(dǎo)磁板在豎直方向上的所述間隙是100～150毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增效復(fù)合活性炭過濾器，其特征在于相鄰兩所述導(dǎo)磁板之間的間距在40～50毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增效復(fù)合活性炭過濾器，其特征在于所述導(dǎo)磁板的相對(duì)的側(cè)面上設(shè)置厚度是0.9～5毫米的薄型磁元件；或構(gòu)成的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在0.03～0.05特斯拉。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增效復(fù)合活性炭過濾器，其特征在于所述活性吸附區(qū)填充的活性炭，其粒徑在0.7～1.2毫米之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或8所述的增效復(fù)合活性炭過濾器，其特征在于在所述活性吸附區(qū)的下游設(shè)置砂礫區(qū)，所述砂礫區(qū)由較細(xì)砂粒組成的砂粒層和較粗礫石組成的礫石層組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的增效復(fù)合活性炭過濾器，其特征在于所述砂粒層占砂礫區(qū)總高度的三分之二，其中的砂粒的粒徑在0.4～1.0毫米；所述礫石層占砂礫區(qū)總高度的三分之一，其中礫石粒徑在1.5～3毫米。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種增效復(fù)合活性炭過濾器，其包括一個(gè)殼體，在該殼體上設(shè)有進(jìn)液口和出液口，在殼體內(nèi)從進(jìn)液口到出液口之間的流道上至少設(shè)有一活性吸附區(qū)，在該活性吸附區(qū)內(nèi)相對(duì)設(shè)置至少二對(duì)導(dǎo)磁板，在每對(duì)導(dǎo)磁板上相對(duì)設(shè)置磁元件，以便在該區(qū)的流道中形成磁場(chǎng)。本過濾器由于在活性炭過濾器中引入磁場(chǎng)，提高了水的活性以及改變了水對(duì)其中溶質(zhì)的溶解度和分散度，從而為活性炭吸附劑的吸附能力的提高提供了更大的空間，因此，使本過濾器的吸附效率大為提高。
文檔編號(hào)B01D24/02GK2558432SQ0223960
公開日2003年7月2日 申請(qǐng)日期2002年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月4日
發(fā)明者童天佑, 蔣曉紅, 姜仁貴, 李長(zhǎng)春 申請(qǐng)人:北京綠創(chuàng)環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司