專利名稱：活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置的制作方法
一、本發(fā)明公開了一種活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置，適用為各種性質(zhì)的給排水深度凈化吸附過濾工藝單元，適用于各種性質(zhì)的給水和排水的深度精細(xì)凈化處理工藝，可廣泛的應(yīng)用于各種工業(yè)有機(jī)污染廢水的深度精細(xì)凈化處理，使出水水質(zhì)不僅能達(dá)標(biāo)排放，而且也能再回用于高水質(zhì)要求的生產(chǎn)用水，達(dá)到即節(jié)約能源資源，又同時保護(hù)環(huán)境的雙重目的。
該成套裝置也可廣泛的應(yīng)用于大型給水處理工程作為最后凈化單元以去除水中的微污染物質(zhì)和應(yīng)用于中小給水處理工程中作為直接過濾設(shè)備。
該成套裝置是現(xiàn)有的活性炭顆粒吸附過濾裝置和高梯度磁分離過濾裝置這兩種技術(shù)的改進(jìn)及使之有效結(jié)合的技術(shù)成果，即達(dá)到了克服這兩個技術(shù)的各自缺點，又發(fā)揮了各自的優(yōu)點和優(yōu)越功能性能。
二、活性炭顆粒吸附濾床被廣泛地應(yīng)用于給排水處理工藝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)過物化加生化或生化加物化工藝處理后，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，某些重金屬離子，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。這是因為活性炭顆粒濾料，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，一月半月就更換活性炭顆粒濾料，耗費(fèi)太大，難于承受。所以中小型污水處理工程中的活性炭顆粒吸附過濾裝置，只在驗收時運(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，即不能去除CODcr，也不能去除色度了。對于大型水處理工程，可以采用活性炭再生爐技術(shù)，但投資太大，運(yùn)行費(fèi)用仍然太高，中小裝置技術(shù)也未完全過關(guān)。
活性炭顆粒吸附過濾裝置如附圖1所示。它由過濾罐體(101)，原水泵(102)，進(jìn)水管系(103)，反沖洗泵(104)及其出水管系(105)，再生系統(tǒng)(106)等所組成。
過濾罐體(101)為耐壓封閉體，它由上下封頭(107)，(108)和筒體(109)焊接而成。上下封頭(107)，(108)的中央分別開孔并焊接有進(jìn)水短管(110)和出水短管(111)，罐體上部焊接有人孔(112)和安裝有壓力表(113)。上封頭(107)上還安有抽真空管(116)，藥劑投加管(115)及進(jìn)蒸汽管(117)。罐體(101)下部焊接有罐腳(118)。罐體(101)內(nèi)的下部焊接安裝有濾板(119)，濾板上安裝有許多濾頭(120)，活性炭顆粒濾床(121)就置于濾板(119)上，濾床(121)深約2.5～3.5M，濾罐總高度一般為4.5～5.5M。活性炭顆粒的粒徑一般為φ＝2～2.5mm，L＝4～8mm的柱體和直徑為1.5～2.5mm的球型顆粒。
抽真空泵(138)與抽真空管(116)相通，藥劑稀釋攪拌罐(139)通過閥門(122)，藥劑投加泵(140)與藥劑投加管(115)相連通。原水泵(102)的進(jìn)水口通過閥門(122)與原水管(123)相連通；原水泵(102)出水口通過閥門(124)與進(jìn)水三通(127)的一端相連通，進(jìn)水三通(127)的另外兩端分別通過輸水管(128)與濾罐(101)的進(jìn)水短管(110)相連通和與排反沖洗水管(129)相連通；排反沖洗水管(129)上安裝有閥門(130)。反沖洗水泵(104)的進(jìn)水口通過閥門(131)與吸水管(132)相連通，吸水管(132)伸入清水池中；反沖洗水泵(104)的出水口通過閥門(133)與出水三通(134)的一端相連通，出水三通(134)的另外兩端分別通過出水管(135)與罐體(101)的出水短管(111)相連通和通過清水管(136)與清水池相連通，清水管(136)上安裝有閥門(137)。
該裝置過濾運(yùn)行時，閥門(122)，(124)，(137)開啟，閥門(133)，(131)(130)關(guān)閉。抽真空管(116)上的閥門(138)和蒸汽管(117)的閥門(139)及投藥劑泵(140)上的閥門(122)均關(guān)閉。反沖洗泵(103)，真空泵(138)，投藥劑泵(140)均不啟動運(yùn)行。此時原水泵(102)啟動運(yùn)行，原水通過吸水管(123)，原水泵(102)，輸入管(128)進(jìn)入濾罐(101)，穿過濾床(121)從濾罐(101)的出水短管(111)流出，再經(jīng)出水管(135)通過清水管(136)流入清水池。
原水中的溶解型有機(jī)物質(zhì)以分子態(tài)或離子態(tài)形式被活性炭顆粒上微孔內(nèi)表面結(jié)構(gòu)所吸附，同時水中的非溶解型固體物質(zhì)以分子團(tuán)或大分子團(tuán)形式也被活性炭顆粒的外表面結(jié)構(gòu)所吸附。這種吸附飽和后，出水水質(zhì)變差，就停止運(yùn)行。原水泵(102)關(guān)停，閥門(122)，(124)，(137)關(guān)閉，閥門(133)，(131)，(130)開啟，反沖洗水泵(104)啟動，清水池中清水通過反沖洗水泵(104)管道(135)，進(jìn)入濾罐(101)的濾板(119)的下部，穿過濾頭(120)穿過濾床(121)，由于控制適當(dāng)?shù)牧魉偈篂V床(121)膨脹，淘洗，使每顆活性炭顆粒吸附的非溶解性物質(zhì)隨水流排出濾罐(101)外，通過管道(128)和(129)排入到沉淀池或原水池中。這一過程約須7～10分鐘。
然后再關(guān)閉閥門(133)，(131)，(130)，依次開啟蒸汽管(116)的閥門(139)，或者抽真空管(114)的閥門(138)或者投藥劑管(115)的閥門(140)，對濾罐(101)內(nèi)或注入高溫蒸汽，或投加鹽酸，氯化鋅，硫酸，氫氧化鈉等化學(xué)藥品，或者再抽真空，這三種再生辦法至少要用兩種，一般三種辦法都依次使用，這再生過程一般要60min至90min完成。
然后停止再生程序，關(guān)閉相應(yīng)閥門，再開啟反沖洗程序，開啟相應(yīng)閥門，反沖洗水泵(104)啟動，又對濾罐進(jìn)行一次反沖洗，這一過程約須3～5min。然后反沖洗程序又結(jié)束，關(guān)閉相應(yīng)閥門。
最后過濾運(yùn)行程序又開始，開啟相應(yīng)閥門，原水泵(102)啟動，工作壓力一般為0.25～0.35Mpa。如此周而復(fù)始。一般過濾周期為4～6小時。
仔細(xì)分析，該過濾周期特別短是因為濾料活性炭顆粒比較大，濾床空隙大，穿透深，原水中的懸浮物即非溶解性有機(jī)物無機(jī)物容易將整個濾床的顆粒外表面包裹，使其豐富的微孔內(nèi)表面的吸附溶解狀分子或離子的能力還未飽和，濾床就失效須要反沖洗和再生處理了。而再生不可能100％恢復(fù)活性，每次將損失活性5～10％，這樣運(yùn)行7～10天就須要更換活性炭顆粒濾料了。而濾料特別貴，一個處理每天100M3/d印染廢水的裝置，每次更換濾料費(fèi)用約0.7～0.8萬元。不算濾料的更換費(fèi)用，僅以處理印染廢水為例，處理每M的電費(fèi)成本和藥劑成本約0.45～0.55元。如果計入更換濾料成本，則會達(dá)到2.5～3.5元/M3。
活性炭顆粒之所以能夠較好的去除原水中的溶解狀污染物是因為它的基本性質(zhì)所決定的
1、活性炭顆粒。無論采用何種原料和工藝方法制造，其基本性能如下活性炭顆粒粒徑d＝1.5～3mm，L＝4～8mm的柱體或直徑為1.5～3mm的球體，其比表面積約大于500～900m2/g，每顆粒上有10萬至20萬個微孔。微孔構(gòu)形如樹枝狀，三至四級分支，布置在顆粒的0.05μm深以上表層，內(nèi)核只起一個支撐作用；微孔也封閉也少有溝通。
A.微孔總比容積約0.3～0.6cm3/gB.微孔孔干直徑約為0.02～0.05μm；C.微孔一級分支孔直徑約為0.01～0.03μm；D.微孔二級分支孔支徑約為0.002～0.015μm；E.微孔細(xì)支孔直徑約為0.002～0.004μm；分支及細(xì)支孔容積占總?cè)莘e的50％以上，占總比表面積的90％以上。
一般微孔的彎曲長度約0.06～0.09μm，垂直深度約0.03～0.06μm。
活性炭顆粒就是利用上述微孔對氣相或液相中的吸附質(zhì)進(jìn)行物理吸附固定。
2、活性炭顆粒的主要元素是碳，也含微量的雜質(zhì)O2、H+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、S、Zn2+、AL3+等。這些雜質(zhì)一般均具有反應(yīng)活性，這些活性對吸附質(zhì)可進(jìn)行化學(xué)吸附固定。為了再生方便，這種雜質(zhì)越少越好，因為這種化學(xué)吸附的解吸再生很困難?；钚蕴款w粒的使用壽命，即可再生的次數(shù)與這些雜質(zhì)有直接關(guān)系。
由于其微孔特性決定了它的凈化水質(zhì)的功能，但又由于其必然少量或微量含有雜質(zhì)，使得上述常規(guī)的再生辦法每次都失去一些活性，最終大部分喪失。不得不更換，更換下來的濾料雖然可以送往活性炭生產(chǎn)廠家回收徹底再生，但運(yùn)費(fèi)太貴難以實施，也可就地投入到再生爐中再生，但投資太大，只有特大型水處理工程才采用就地再生?；钚蕴款w粒過濾裝置參見《水污染防治手冊》(北京市環(huán)境保護(hù)科研所編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社1989年8月出版)第361至389頁。
三、活性炭顆粒吸附原水中的溶解型有機(jī)物和無機(jī)物只是利用其深不過60nm的表層豐富的微孔結(jié)構(gòu)，而表層內(nèi)部只起到一個對表層的支承作用?；钚蕴糠勰┑闹睆揭话銥?.5～5μm，其60nm深的表層微孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)與活性炭顆粒表層的微孔性質(zhì)是一樣的，1Kg活性炭粉末可以均勻涂布于1.0～1.5M3特殊濾料顆粒表面，其表面微孔效果，就類似于1.0～1.5M3的活性炭顆粒的效果。這就是活性炭粉末涂層的含義，每運(yùn)行完一個過濾周期后，就將活性炭粉末反沖洗淘出濾床，然后就重新涂抹新的活性炭粉末，這樣就克服了活性炭顆粒濾床的投資大，運(yùn)行成本高，操作繁雜的缺點，保留了活性炭凈化水質(zhì)的功能。
然而活性炭的微孔結(jié)構(gòu)對水質(zhì)的凈化有很大的局限性，一般活性炭吸附苯，酚類有機(jī)物及其衍生物和大分子烴類物質(zhì)及雜環(huán)類大分子有機(jī)物的去除率較高，而對一些小分子如醇類，有機(jī)酸類等親水性較強(qiáng)的有機(jī)物去除率較低，一般對CODcr的相對去除值只有60～80mg/l。這時如果將磁過濾技術(shù)引進(jìn)到活性炭吸附過濾裝置中去，就能克服活性炭吸附的局限性。
現(xiàn)有普通的高梯度磁分離過濾技術(shù)能耗特別高，單獨去除水中的有機(jī)物運(yùn)行費(fèi)用也特別高，一般只局限于去除水中的鐵離子和鐵分子，其工作原理圖如附圖2所示。高梯度磁分離過濾裝置(150)由機(jī)殼(151)，勵磁線圈(152)，匚型磁回路鐵塊(153)等所組成。機(jī)殼(151)為管型，其上部有一個出水短管(154)，下部有一個進(jìn)水短管(155)，勵磁線圈(152)安裝在機(jī)殼(151)之外表，勵磁線圈(152)外部被匚型磁回路鐵塊(153)所緊緊包圍，機(jī)殼(151)內(nèi)與匚型磁回路鐵塊(153)相對應(yīng)處安裝有兩塊多孔鐵質(zhì)性濾板(156)，在濾板(156)之間裝填有濾床介質(zhì)(157)，濾床介質(zhì)(157)是不銹鐵細(xì)毛絲，其直徑約1～3μm，松蓬的隨意纏繞著，濾板(156)也是不銹鐵材料做成，即導(dǎo)磁，又不生銹。參見《水污染防治手冊》(北京市環(huán)境保護(hù)科研所編，上海科學(xué)技術(shù)出版社1989年8月出版)第352至360頁。
運(yùn)行時，勵磁線圈(152)通電，磁力線穿過不銹鋼細(xì)毛絲(157)，原水由進(jìn)水短管(155)進(jìn)入，通過多孔濾板(156)穿過磁化了的濾床介質(zhì)(157)，水中的鐵質(zhì)性物質(zhì)就被截留下來，清水再通過另一個鐵質(zhì)濾板(156)從出水短管流出。如果要去除原水中的溶解和非溶解型有機(jī)污染物質(zhì)，只須在原水中投加具有吸附作用的磁鐵粉末即可，有機(jī)物隨著在磁鐵粉上一起被截留，水質(zhì)得到凈化。
當(dāng)濾床截留達(dá)到飽和時，就對勵磁線圈(152)停電，進(jìn)行反向沖洗即可，磁鐵粉再回收使用。然后在進(jìn)行下一個周期，周而復(fù)始。
原水中的有機(jī)物之所以能在這種情況下被磁鐵粉吸附，是因為水分子在強(qiáng)磁場下發(fā)生了物化性質(zhì)的變化，其H-O-H之間的夾角得到暫時的細(xì)微的改變，變得稍稍大于原先的角度，其極性就相應(yīng)減弱，而大部分水中的溶解型有機(jī)物因為這個極性的變小而溶解度變小，親水性變?nèi)?，就容易被磁鐵粉末吸附而從水中分離出來，這就是磁激化凈水原理。
這種磁過濾裝置對鐵質(zhì)污染去除率達(dá)100％，對有機(jī)物污染去除率達(dá)60～80％。其處理含鐵廢水成本約0.5～0.65元/M3，而處理有機(jī)廢水成本約1.5～2.5元/M3。
這種磁過濾裝置容量小，一般污水處理工程中要多組裝置并聯(lián)運(yùn)行，投資較大。特別是處理有機(jī)廢水時，操作管理非常復(fù)雜，輔助設(shè)備較多。
這種磁過濾裝置的能耗特高是因為磁力線回路中只有一小段穿過濾床介質(zhì)(157)，其余為鐵質(zhì)濾板(156)和匚型磁回路鐵塊(153)，其無用功大于有用功。
本發(fā)明活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置也利用了磁場改變水分子極性，使之變小，使有機(jī)物溶解度變小，親水性變?nèi)醯脑恚⑴c上述的活性炭粉末涂層過濾原理結(jié)合起來，形成一種新型的活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置，可以完全克服普通活性炭顆粒濾床和普通磁過濾裝置的缺點，而又能發(fā)揮各自的凈化功能，其基本結(jié)構(gòu)如附圖3和附圖4所示該成套裝置由磁濾罐(201)，活性炭粉末涂布系統(tǒng)(301)，反沖洗系統(tǒng)(401)，電控勵磁系統(tǒng)(501)，進(jìn)出水管系統(tǒng)(601)等所組成。
磁濾罐(201)由罐體(202)，濾板(203)，濾板支架(204)，活性炭粉末涂布管(302)，電勵磁線圈支架(502)，濾床(205)等所組成。
罐體(202)由上封頭(2021)、下封頭(2022)和筒體(2023)焊接為一個長筒形封閉罐體；下封頭(2022)下安裝有三個或四個罐腳(2024)；下封頭的中央開孔并向外焊有一個出水短管(2025)，向內(nèi)焊有一個下?lián)跛?2032)；上封頭(2021)上安裝有安全閥(2026)，吊耳(2027)；上封頭(2021)的中央開孔并向外焊接有一個進(jìn)原水短管(2028)，向內(nèi)焊接有一個上擋水板(2029)；筒體(2023)上部安裝有一個人孔(2030)；在筒體(2023)上部開一小孔安裝有濾前壓力信號表(2031)；在下封頭外側(cè)，濾板(203)的下方也開一小孔安裝有濾后壓力信號表(2032)。
在罐體(202)的內(nèi)部下方，在筒體(2023)與下封頭(2022)的聯(lián)接處焊接安裝有濾板(203)；在濾板(203)與下封頭(2022)之間安裝有濾板支架(204)；濾板(203)之上安裝有約每平方米60～80個氣水反沖洗長柄濾頭(2034)；濾板的上方約800～900mm處安裝有勵磁線圈支承架(502)；在勵磁線圈支承架(502)的上方和下方約100～120mm處分別安裝有一組活性炭粉末多孔涂布管(302)；在濾板(203)之上裝填有深約1400～1600mm的濾床(205)；濾床(205)的底部承托層(2051)約200～250mm深，該濾床的濾料一般是人工陶瓷磁性濾料，或天然磁性礦物濾料。
活性炭粉末涂布系統(tǒng)(301)由活性炭粉末稀釋攪拌罐(303)，活性炭粉末水漿投加泵(304)，活性炭粉末水漿投加管(312)，閥門(310)，(311)，活性炭粉末涂布管(302)等所組成。
活性炭粉末稀釋攪拌罐(303)上安裝有一臺減速攪拌機(jī)(307)，一根進(jìn)自來水管(306)；活性炭粉末稀釋攪拌罐(303)的上部為敞開式，下部為平底封閉，在底部側(cè)面開孔并焊有一個排渣短管(308)，和一根出料短管(309)；出料短管(309)通過閥門(310)與活性炭粉末水漿投加泵(304)的進(jìn)口相連接；活性炭粉末水漿投加泵(304)的出口通過管道(312)和閥門(311)與安裝在磁濾罐(201)內(nèi)的活性炭粉末多孔涂布管(302)相連接。
反沖洗系統(tǒng)(401)由反沖洗水泵(402)，射流泵(403)，射流泵控制閥(408)，反沖洗吸水管(404)，反沖洗干管(405)，反沖洗進(jìn)水閥(406)，反沖洗出水閥(407)等所組成。
進(jìn)出水管系(601)由原水泵(602)，吸水管(603)，進(jìn)出水閥門(604)、(605)，輸水干管(606)，進(jìn)水三通(607)，反沖洗排水管(608)，排水控制閥(609)，出罐管(611)，出水三通(612)，清水干管(613)及控制閥門(614)等所組成。
反沖洗水泵(402)的出口通過閥門(408)與射流泵(403)相連通，射流泵(403)再通過閥門(407)和管道(405)與出水三通(612)的一端相連通，出水三通(612)的另兩端分別通過閥門(614)與進(jìn)清水池的管道(613)相連通；和通過出罐管(611)與磁濾罐(201)的出水短管(2025)相連通。
原水泵(602)的進(jìn)水口通過閥門(604)與吸水管(603)相連通，原水泵(602)的出水口通過閥門(605)與進(jìn)水三通(607)的一端相連通，進(jìn)水三通(607)的另外兩端分別通過輸水干管(606)與磁濾罐(201)的進(jìn)水短管(2028)相連通和與反沖洗排水管(608)相連通；反沖洗排水管(608)之上安裝有閥門(609)。
電控勵磁系統(tǒng)(501)由電控箱(503)，變壓整流柜(505)，勵磁線圈(506)，勵磁線圈支承架(502)，交流電纜(507)，直流電纜(508)等所組成；若干個勵磁線圈(506)安裝在磁濾罐(201)內(nèi)的勵磁線圈支承架(502)上，每個勵磁線圈(506)之間間距約150～300mm，直流電纜(508)穿過用不銹鋼做成的勵磁線圈支承架(502)將變壓整流柜(505)和勵磁線圈(506)相連接，變壓整流柜(505)通過交流電纜(507)與電控箱(503)相連接；直流電纜(508)穿過勵磁線圈支承架(502)的端部安裝有密封器(509)。
四該活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置運(yùn)行分為三個階段1、活性炭粉末涂層階段，2、過濾階段，3、反沖洗階段。
1、活性炭粉末涂層階段閥門(604)，(605)，(609)，(406)，(407)，(408)關(guān)閉，閥門(310)，(311)開啟，將少量活性炭粉末投入到活性炭稀釋攪拌罐(303)中，罐(303)中裝滿自來水，攪拌稀釋均勻后，啟動活性炭粉末水漿投加泵(304)，活性炭粉水漿(濃度約為0.3～0.5％)通過管道(312)，閥門(311)，活性炭粉末多孔涂布管(302)進(jìn)入濾床(205)中，穿過濾床(205)，穿過濾頭(2034)，出水短管(2025)，經(jīng)出水管(611)和(613)流入清水池，在其穿過濾床(205)時，活性炭粉水漿中的粉末被濾床(205)均勻截留，被每一顆磁性濾料表面吸附，形成了一層活性炭涂抹層。這一過程約7～10min時間完成。在這一過程中，根據(jù)原水水質(zhì)的特性，還可以在活性炭粉末中按一定比例混合其他對凈化有補(bǔ)充作用的粉末。比如改性膨潤土粉末，改性太白土粉末，改性硅藻土粉末，改性活性炭粉末，天然浮石粉末，人造分子篩粉末等等。
2、運(yùn)行階段關(guān)閉閥門(310)，(311)，停止活性炭粉投加泵(304)運(yùn)行。開啟閥門(604)，(605)；啟動變壓整流柜(505)為勵磁線圈(506)通直流電；啟動原水泵(602)。
原水由吸水管(603)經(jīng)閥門(604)進(jìn)原水泵(602)，再經(jīng)閥門(605)，進(jìn)入三通(607)，輸水管(606)，由進(jìn)水短管(2028)進(jìn)入磁濾罐(201)，穿過濾床(205)，穿過濾頭，從出水短管(2025)流出，經(jīng)出水管(611)，出水三通(612)，再經(jīng)閥門(614)，清水管(163)流入清水池。
當(dāng)原水經(jīng)過濾床(205)時，濾床分為三個區(qū)域，首先穿過保護(hù)區(qū)，該區(qū)沒有活性炭粉末涂層也沒有磁場激化功能，只是普通濾床，該區(qū)域約300～400mm深，在此區(qū)域截留去除水中的非溶解狀污染物質(zhì)，將懸浮物-濁度由40mg/l降為2mg/l；濾床中部為第二區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)即有活性炭粉末涂層又有磁場激化功能，經(jīng)過第一區(qū)域基本去除了懸浮物的水體在經(jīng)過此區(qū)域時，這區(qū)域約400～500mm深，將溶解的污染物質(zhì)去除70～80％，這一區(qū)域約400～500mm，SS由2mg/l降為0.5mg/l。
最后穿過濾床下部的保證區(qū)域，這一區(qū)域約500～700mm，這區(qū)域只有活性炭粉末涂層，沒有磁場。原水中遺漏殘余的污染物質(zhì)在這區(qū)域基本去除干凈。
這一過濾吸附階段一般可以運(yùn)行36～48小時，出水水質(zhì)就開始有所下降，但仍然非常潔凈。
在過濾初期，濾前壓力信號將為0.10～0.12Mpa，運(yùn)行24小時后將達(dá)到0.20～0.22Mpa，36小時后將達(dá)到0.26～0.28Mpa；當(dāng)運(yùn)行到24小時，就應(yīng)該反沖洗了，因為出水水質(zhì)雖然很好，但流量已經(jīng)有所下降了，因為濾床截污太多，阻力已很大。
其工作壓力為0.10～0.22Mpa，濾速為9.5～12M3/h。截污能力對SS為16kg/M3濾床，對溶解有機(jī)物為3.5kg/M3濾床。
3、反沖洗階段關(guān)閉閥門(604)，(605)，(614)，變壓整流柜(505)斷電，勵磁線圈(506)停止勵磁，開啟閥門(406)，(407)，(408)，(609)，啟動反沖洗泵(402)，反沖洗泵(402)通過吸水管(404)抽吸清水池清水，加壓輸入射流泵(403)，射流泵(403)內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓從吸氣口(409)吸入空氣，氣水在喉管(410)內(nèi)混合，從放大管(411)壓出經(jīng)閥門(407)，出水三通(612)，由出水短管(2025)進(jìn)入磁濾罐(201)，再經(jīng)氣水反沖洗濾頭(2034)均勻分布空氣和水，進(jìn)入濾床(205)，使濾床翻騰，淘洗，濾料表面涂抹的活性炭粉末及各種污染物質(zhì)隨反沖洗水經(jīng)進(jìn)水短管(2028)，輸水管(606)，進(jìn)水三通(607)，排反沖洗水管(608)，閥門(609)，排入地溝。這一過程約須6～8min時間，耗水量占產(chǎn)水量的2.5～3.5％。反沖洗最后回到調(diào)節(jié)池或預(yù)淀池，易于用其他工藝設(shè)備裝置達(dá)到固液分離。
然后又進(jìn)行活性炭粉末涂層階段，如此周而復(fù)始。
該裝置的特點是操作簡便，一個日處理360M3/d印染廢水的該裝置每天只須消耗2.5～3.5kg活性炭粉末，活性炭粉末以5.5元/kg計價，每噸水耗0.045～0.064元人民幣，過濾耗電和反沖洗耗電共約0.14～0.96度，勵磁耗電0.05度，以電價0.9元/度計，每噸水耗電費(fèi)0.189元。直接成本為0.064+0.189＝0.253元/M3。這比普通活性炭顆粒濾床要低70％，比普通磁過濾低90％。而出水水質(zhì)比普通活性炭顆粒濾床高40～50％，比普通磁過濾高30～40％。這種活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置可以使各種污水處理都能夠達(dá)到工業(yè)自來水回用的目的。
五該活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置，不僅僅是常規(guī)活性炭吸附過濾技術(shù)與高梯度磁分離過濾技術(shù)的疊加，它分別與活性炭顆粒吸附濾床(及高梯度磁分離過濾裝置)有如下實質(zhì)性區(qū)別1.該活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置所使用的活性炭是粉末，不是活性炭顆粒，一次性使用，用量微少。
普通活性炭濾床使用的是活性炭顆粒不是活性炭粉末，多次使用不斷再生，高梯度磁分離過濾裝置中沒有活性炭。
2.該活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置的濾罐內(nèi)裝有大量的磁性顆粒濾料，粒徑約為0.5～1.0mm。
而普通活性炭濾床內(nèi)沒有磁性顆粒濾料，而是石英砂或錳砂等顆粒濾料。
高梯度磁分離裝置中只裝有不銹鐵毛絲，直徑為0.01mm，長度20～50mm，沒有顆粒濾料。
3.該活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置的濾罐內(nèi)的濾床中安裝有電勵磁線圈。
普通活性炭濾床中沒有電勵磁裝置。
而高梯度磁分離過濾裝置則將勵磁線圈安裝在濾床之外，即安裝在機(jī)殼外。
由于這三個實質(zhì)性區(qū)別，使他們的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有極大的區(qū)別。其區(qū)別如表一所示。
六綜上所述，該活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置具有極大的實用性，新款性和創(chuàng)造性。其設(shè)計例如下處理260M3/d印染廢水的該裝置，其直徑Φ＝1200mm，高度＝4000mm，濾床深度＝1600mm?；钚蕴客坎脊芤陨系谋Ｗo(hù)層濾床深度為500mm?；钚蕴糠勰┩繉訁^(qū)濾床深度為900mm，其中磁場激化區(qū)濾床深度350mm。承托層200mm。勵磁線圈22個，每個功率60W，總勵磁功率1320W。
濾料為磁性陶瓷濾料，粒徑為0.5～0.75mm。
原水泵為ISG-50-125(Q＝11M3/h，H＝16m，W＝1.1kw)反沖洗泵為ISG-4-160(I)(Q＝16.3M3/h，H＝30m，W＝3kw)活性炭粉末稀釋罐直徑Φ＝1200mm，H＝1200mm，減速機(jī)為WBLD59-750，功率為750w。
活性炭粉漿投加泵為ISG-25-125A(Q＝3.6M3/h，H＝16m，W＝0.55kw)射流泵為4Q-25。
活性炭粉漿投加管道Dg＝40mm。
其他管道Φ＝100mm。
變壓整流柜功率容量＝2000VA。
其他管道閥門、電控等均按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范設(shè)定。


附圖1，普通活性炭顆粒濾床工藝原理系統(tǒng)圖。
附圖2，高梯度磁分離過濾器工藝原理圖。
附圖3，磁濾罐工藝原理總圖，也是說明書摘要附圖。
附圖4，活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置工藝原理系統(tǒng)圖。
由上述可知該活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置中的勵磁線圈不運(yùn)行，或者不安裝勵磁線圈及變壓整流柜等，僅僅只是活性炭粉末涂層過濾裝置運(yùn)行，也能達(dá)到類似于活性炭顆粒濾床裝置一樣的水質(zhì)凈化效果，并克服了普通活性炭顆粒濾床的一部分不足，但也有改進(jìn)，顯然這種方式是該活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置的一種簡化，也屬于本專利申請保護(hù)的范圍。
同理，不采用活性炭粉末涂層，僅采用該申請中的磁濾裝置也對高梯度磁分離過濾裝置有所改進(jìn)，單獨使用也能取得一定節(jié)能效果，也屬于本專利申請保護(hù)的范圍。
附表
權(quán)利要求
1.一種活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置，適用為給排水深度精細(xì)凈化處理的過濾設(shè)備，適用于各種性質(zhì)的給水和排水的深度凈化處理工藝。本發(fā)明的特征是該成套裝置由磁濾罐(201)，活性炭粉末涂布系統(tǒng)(301)，反沖洗系統(tǒng)(401)，電控勵磁系統(tǒng)(501)，進(jìn)出水管系統(tǒng)(601)等所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置，其特征是磁濾罐(201)由罐體(202)，濾板(203)，濾板支架(204)，活性炭粉末多孔涂布管(302)，電勵磁線圈支架(502)，濾床(205)等所組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置，其特征是罐體(202)由上封頭(2021)、下封頭(2022)和筒體(2023)焊接為一個長筒形封閉罐體；下封頭(2022)下安裝有三個或四個罐腳(2024)；下封頭(2022)的中央開孔并向外焊有一個出水短管(2025)，向內(nèi)焊有一個下?lián)跛?2032)；上封頭(2021)上安裝有安全閥(2026)，吊耳(2027)；上封頭(2021)的中央開孔并向外焊接有一個進(jìn)原水短管(2028)，向內(nèi)焊接有一個上擋水板(2029)；筒體(2023)上部安裝有一個人孔(2030)；在筒體(2023)上部開一小孔安裝有濾前壓力信號表(2031)；在下封頭外側(cè)，濾板(203)的下方也開一小孔安裝有濾后壓力信號表(2032)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2和3所述的活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置，其特征是在罐體(202)的內(nèi)部下方，在筒體(2023)與下封頭(2022)的聯(lián)接處焊接安裝有濾板(203)；在濾板(203)與下封頭(2022)之間安裝有濾板支承架(204)；濾板(203)上安裝有約每平方米60～80個氣水反沖洗長柄濾頭(2034)；濾板(203)的上方約700～900mm處安裝有勵磁線圈支承架(502)；在勵磁線圈支承架(502)的上方和下方約100～120mm處分別安裝有一組活性炭粉末多孔涂布管(302)；在濾板(203)之上裝填有深約1400～1600mm的濾床(205)；濾床(205)的底部承托層(2051)約200mm～250mm深，該濾床的濾料一般是人工陶瓷磁性濾料，或天然磁性礦物濾料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3和4所述的活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置，其特征是活性炭粉末涂布系統(tǒng)(301)由活性炭粉末稀釋攪拌罐(303)，活性炭粉末水漿投加泵(304)，活性炭粉末水漿投加管(312)，閥門(310)，(311)，活性炭粉末多孔涂布管(302)等所組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4和5所述的活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置，其特征是活性炭粉末稀釋攪拌罐(303)上安裝有一臺減速攪拌機(jī)(307)，一根進(jìn)自來水管(306)；活性炭粉末稀釋攪拌罐(303)的上部為敞開式，下部為平底封閉，在底部側(cè)面開孔并焊有一個排渣短管(308)，和一根出料短管(309)；出料短管(309)通過閥門(310)與活性炭粉末水漿投加泵(304)的進(jìn)口相連接；活性炭粉末水漿投加泵(304)的出口通過管(312)和閥門(311)與安裝在磁濾罐(201)內(nèi)的活性炭粉末多孔涂布管(302)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置，其特征是反沖洗系統(tǒng)(401)由反沖洗水泵(402)，射流泵(403)，射流泵控制閥(408)，反沖洗吸水管(404)，反沖洗干管(405)，反沖洗進(jìn)水閥(406)，反沖洗出水閥(407)等所組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置，其特征是進(jìn)出水管系(601)由原水泵(602)，吸水管(603)，進(jìn)出水閥門(604)，(605)，輸水干管(606)，進(jìn)水三通(607)，反沖洗排水管(608)，排水閥(609)，出罐管(611)，出水三通(612)，清水干管(613)及閥門(614)等所組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1和7及8所述的活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置，其特征是反沖洗水泵(402)的出口通過閥門(408)與射流泵(403)相連通，射流泵(403)再通過閥門(407)和管道(405)與出水三通(612)相連通，出水三通(612)的另兩端分別通過閥門(614)與進(jìn)清水池的管道(613)相連通；和通過出罐管(611)與磁濾罐(201)的出水短管(2025)相連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求1和7及8所述的活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置，其特征是原水泵(602)的進(jìn)水口通過閥門(604)與吸水管(603)相連通，原水泵(602)的出水口通過閥門(605)與進(jìn)水三通(607)的一端相連通，進(jìn)水三通(607)的另外兩端分別通過輸水干管(606)與磁濾罐(201)的進(jìn)水短管(2028)相連通和與反沖洗排水管(608)相連通；反沖洗排水管(608)之上安裝有閥門(609)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置，其特征是電控勵磁系統(tǒng)(501)由電控柜(503)，變壓整流柜(505)，勵磁線圈(506)，勵磁線圈支承架(502)，交流電纜(507)，直流電纜(508)等所組成；若干個勵磁線圈(506)安裝在磁濾罐(201)內(nèi)的勵磁線圈支承架(502)上，每個勵磁線圈(506)之間間距約150～300mm，直流電纜(508)穿過用不銹鋼管做成的勵磁線圈支承架(502)將變壓整流柜(505)和勵磁線圈(506)相連接，變壓整流柜(505)通過交流電纜(507)與電控柜(503)相連接；直流電纜(508)穿入勵磁線圈支承架(502)的端部安裝有密封器(509)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于給排水凈化工藝深度處理的活性炭粉末涂層精細(xì)凈化磁濾成套裝置。該成套裝置由磁濾罐，活性炭粉末涂布系統(tǒng)，反沖洗系統(tǒng)，電控系統(tǒng)及相互連接的管道閥門，電纜等所組成。由于該裝置采用顆粒軟鐵磁性填料濾床，在磁濾床中均布電勵磁線圈，該裝置改進(jìn)并結(jié)合了活性炭粉末的吸附功能和高梯度磁分離凈化功能，克服了各自的缺點。因此該裝置比現(xiàn)有技術(shù)大幅度節(jié)約能耗和凈化效果，能廣泛適應(yīng)各種無機(jī)和有機(jī)溶解型和非溶解型污染物質(zhì)的去除，使水質(zhì)達(dá)到高質(zhì)量的凈化。該成套裝置具有全方位的優(yōu)越綜合實用性能。
文檔編號B01D35/06GK1531989SQ03108158
公開日2004年9月29日 申請日期2003年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月23日
發(fā)明者鄔建平 申請人:武漢長航給排水環(huán)境節(jié)能設(shè)備成套工程公司, 武漢長航給排水環(huán)境節(jié)能設(shè)備成套工程