CN102350106A - 一种用于回收粉末活性炭的过滤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水处理技术领域，提供一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，包含：步骤201：将原水从低位水箱输入至高位水箱；步骤202：以下向流的方式过滤原水，依次通过空隙由大到小的聚酯海绵滤料；步骤203：以上向流方式对滤料作反冲洗，回收粉末活性炭。本发明采用聚酯海绵作为滤料，实现高水平过滤；过滤过程采用下向流，使得聚酯海绵滤料可以被压缩，形成由上至下孔隙由大到小的分布状态，可以获得更深层的过滤性能和截留更细小的颗粒物的过滤效果。反冲洗过程采用上向流，通过水的浮力使聚酯海绵滤料的孔隙松开，高效回收粉末活性炭。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于回收粉末活性炭的方法，更具体的说，涉及一种使用多孔弹性聚酯海绵滤料用于回收粉末活性炭的过滤方法。
背景技术
随着近年来人们对饮用水水质要求的提高和突发性水污染事故的增多，水处理领域需要对水中的多种成分的污染物尽快去除。
粉末活性炭具有比表面积大、吸附速度快、吸附效果好、来源较广泛、使用较简便等特点，可以有效地去除水中产生嗅、味、色度的有机物、农药等各种结构复杂的污染物。因而，在我国，粉末活性炭吸附技术在饮用水深度处理和突发性水污染应急处理中，越来越受到重视。
然而，如何从粉末活性炭处理水中有效地截留和回收粉末活性炭一直是个难题，而浓缩了大量污染物的粉末活性炭一旦进入饮用水显然会带来高度的健康风险。
目前，在常规的水厂，一般是将粉末活性炭处理设备设置在砂滤器前，利用砂滤器采用石英砂滤料对粉末活性炭进行过滤。这种截留的方法与方法不仅容易堵塞砂滤池、引起砂滤效率下降，而且对粉末活性炭的截留效果不佳。
因此，水处理技术领域急需一种用于回收粉末活性炭的过滤方法来解决上述问题。
发明内容
本发明就是为了解决粉末活性炭过滤效果不佳的问题，提供一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，本发明的技术方案如下：
一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，包含：
步骤201：将原水从低位水箱输入至高位水箱；
步骤202：以下向流的方式过滤原水，依次通过空隙由大到小的聚酯海绵滤料；
步骤203：以上向流方式对滤料作反冲洗，回收粉末活性炭。
如上的一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，该滤料为同一粒径的聚酯海绵。
如上的一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，该滤料为不同粒径的聚酯海绵。
如上的一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，该步骤202中依次通过空隙由大到小的聚酯海绵滤料的方法是按照粒径从大至小的顺序自上而下填充聚酯海绵于同一滤柱中。
如上的一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，该步骤202中依次通过空隙由大到小的聚酯海绵滤料的方法是按照粒径大小顺序分别填充于不同的滤柱中。
如上的一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，该步骤202中过滤原水的过程中采用匀速的过滤运行方式。
如上的一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，该步骤202中过滤原水的过程中采用变速的过滤运行方式。
如上的一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，该变速过滤运行方式为在过滤开始的3min内采用1m/h左右的滤速进行过滤，在3min后采用20m/h左右的滤速进行过滤。
本发明的有益效果是：
1.采用聚酯海绵作为过滤用滤料，实现高水平过滤。
2.过滤过程中采用下向流的方式，使得聚酯海绵滤料可以被压缩，形成由上至下孔隙由大到小的分布状态，可以获得更深层的过滤性能和截留更细小的颗粒物的过滤效果。
3.反冲洗过程中采用上向流的方式，通过水的浮力使聚酯海绵滤料的孔隙松开，使得聚酯海绵滤料所截留的粉末活性炭更容易从滤料中脱离、随水流流出过滤器，高效地回收粉末活性炭。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：
图1为本发明用于回收粉末活性炭的过滤方法的实施装置的结构示意图。
图2为本发明用于回收粉末活性炭的过滤方法的流程示意图。
图3为滤速为21m/h时，传统石英砂过滤方法与本发明方法的浊度去除率比较示意图。
图中：1、低位水箱；2、搅拌器；3、循环泵；4、单向阀；5、高位水箱；6、搅拌器；7、单向阀；8、高位水箱出水；9、转子流量计；10、过滤柱；11、滤料；12、单向阀；13、出水口。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
图1为本发明用于回收粉末活性炭的过滤方法的实施装置的结构示意图。本装置包含：
1、低位水箱；2、搅拌器；3、循环泵；4、单向阀；5、高位水箱；6、搅拌器；7、单向阀；8、高位水箱出水管；9、转子流量计；10、过滤柱；11、滤料；12、单向阀；13、出水管道。
低位水箱1，其中装有原水；
高位水箱5；
循环泵3，连接该低位水箱1和高位水箱5，将原水从低位水箱1输入高位水箱5；
过滤柱10，内含滤料11，对原水进行过滤；
高位水箱出水管8，一端连接该高位水箱5，另一端连接该过滤柱10，使原水以向下流的方式进入过滤柱10；
转子流量计9，设置于高位水箱出水管8中，监控原水进水的流量；
出水管道13，设置于过滤柱10的底部，输出经过滤的原水。出水管道13中设置单向阀12。
过滤柱10由一至多个滤柱顺次组成，每根滤柱的有效内径为30毫米，高度为86厘米。
在低位水箱1中安装搅拌器2，在高位水箱5中安装搅拌器6，以保障水质均匀。
低位水箱1中装有原水，原水为自来水和粉末活性炭的混合物，自来水平均浊度为0.60NTU(散射浊度单位)，加入粉末活性炭后配制成的原水平均浊度为12.7NTU，因此自来水的浊度可以忽略不计；由于原水浊度和粉末活性炭重量之间存在着线性相关关系，因此可以用浊度来表示原水中粉末活性炭的含量。
低位水箱1中的原水用循环泵3输入高位水箱5，再利用重力由高位水箱5经转子流量计9后流入过滤柱10中，进行过滤。
在循环泵3和高位水箱5之间设置单向阀4。
高位水箱5和低位水箱1之间有出水管道连接，管道中设置单向阀7。
图2为本发明用于回收粉末活性炭的过滤方法的流程示意图。本发明方法包含：
步骤201：将原水从低位水箱1输入至高位水箱5。
步骤202：以下向流的方式过滤原水，依此通过空隙由大到小的滤料11。因在步骤201中保证了原水从高处输入，由于重力作用，形成了对滤料11的压力。下层的滤料比上层的滤料受到的压力大，滤料11的孔隙呈现自上而下由大到小的分布状态。
步骤203：以上向流方式对滤料11作反冲洗，回收粉末活性炭。
本发明过滤方法在过滤时采用下向流的过滤方式。
本发明方法采用聚酯海绵作为滤料，通过滤料的过滤作用截留粉末活性炭。
该聚酯海绵滤料的平均密度为45.0kg/m3，孔隙率为85.0～95.0％。
由于聚酯海绵滤料特有的多孔性和高孔隙率，比起传统的石英砂滤料，在相同容积的过滤器内可以截留和容纳更多的粉末活性炭；又由于其具有较高的弹性，在水压和截留物重力作用下，过滤柱10下层的聚酯海绵滤料比上层的滤料受到的压力大，聚酯海绵滤料的孔隙呈现自上而下由大到小的分布状态，由此可以实现更深层的过滤性能和截留更细小的颗粒物的过滤效果。
聚酯海绵滤料的粒径选择可以根据对粉末活性炭的截留和回收的质量要求不同而不同。
在本发明的其中一个实施例中，滤料11为同一粒径的聚酯海绵。
在本发明的其中一个实施例中，滤料11为不同粒径的聚酯海绵。
在本发明的其中一个实施例中，滤料11为不同粒径的聚酯海绵滤料，按照粒径从大至小的顺序自上而下填充于同一滤柱中，可实现高效率和高精度的过滤效果。
在本发明的其中一个实施例中，滤料11为不同粒径的聚酯海绵，按照粒径大小顺序分别填充于不同的滤柱中，可实现高效率和高精度的过滤效果。
过滤运行方式可以针对不同的截留和回收的质量要求，而采用不同的运行方式。
在本发明的其中一个实施例中，步骤202的过滤过程中采用匀速的过滤运行方式。
在本发明的其中一个实施例中，步骤202的过滤过程采用变速的过滤运行方式，提高过滤初期的过滤质量。采用变速过滤运行方式时，可以在过滤开始的3min内采用1m/h左右的滤速进行过滤，在3min后采用20m/h左右的滤速进行过滤。
使用本发明步骤202的过滤方法，通过步骤203对滤料11的反冲洗可回收粉末活性炭。在反冲洗时采用上向流的方式，通过水的浮力使聚酯海绵滤料的孔隙松开，使得聚酯海绵滤料所截留的粉末活性炭更容易从滤料中脱离、随水流流出过滤柱10，由此高效地回收粉末活性炭。
图3显示的是在滤速为21m/h的条件下，聚酯海绵过滤方法和石英砂过滤方法在不同过滤时间对浊度的去除率的实验结果。本发明的聚酯海绵过滤方法与传统的石英砂过滤方法对浊度的平均去除率分别为94.2％和39.5％，可见聚酯海绵过滤方法对粉末活性炭的截留率比传统的石英砂过滤方法高出1倍多，聚酯海绵过滤方法可以高效率地截留粉末活性炭。
过滤720mm后，停止过滤，分别对上述石英砂过滤器和聚酯海绵过滤器进行反冲洗并收集反冲洗水，测定反冲洗水的浊度，然后计算粉末活性炭的回收率。粉末活性炭回收率的计算方法为：将反冲洗水的浊度换算成粉末活性炭量，该量即为从滤料中实际回收的粉末活性炭量；根据原水和出水的浊度的差值计算出滤料截留的粉末活性炭量，该量即为滤料截留的粉末活性炭量。然后计算实际回收的粉末活性炭量与滤料截留的粉末活性炭量的比值，该比值即为粉末活性炭回收率。本发明的聚酯海绵过滤方法与传统的石英砂过滤方法对粉末活性炭的回收率分别为99.4％和99.1％，这个结果表明聚酯海绵过滤方法和石英砂过滤方法均能高度回收被滤料截留的粉末活性炭，但由于聚酯海绵过滤方法比石英砂过滤方法能够截留1倍多的粉末活性炭，因而具有更高的回收粉末活性炭的性能。
本发明可以应用于饮用水深度处理工艺中或者水源污染事故的应急处理中，对已经吸附浓缩污染物的粉末活性炭进行高速度和高精度的截留和回收。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，包含：
步骤201：将原水从低位水箱输入至高位水箱；
步骤202：以下向流的方式过滤原水，依次通过空隙由大到小的聚酯海绵滤料；
步骤203：以上向流方式对滤料作反冲洗，回收粉末活性炭。
2.如权利要求1的一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，该滤料为同一粒径的聚酯海绵。
3.如权利要求1的一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，该滤料为不同粒径的聚酯海绵。
4.如权利要求1的一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，该步骤202中依次通过空隙由大到小的聚酯海绵滤料的方法是按照粒径从大至小的顺序自上而下填充聚酯海绵于同一滤柱中。
5.如权利要求1的一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，该步骤202中依次通过空隙由大到小的聚酯海绵滤料的方法是按照粒径大小顺序分别填充于不同的滤柱中。
6.如权利要求1的一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，该步骤202中过滤原水的过程中采用匀速的过滤运行方式。
7.如权利要求1的一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，该步骤202中过滤原水的过程中采用变速的过滤运行方式。
8.如权利要求7的一种用于回收粉末活性炭的过滤方法，其特征在于，该变速过滤运行方式为在过滤开始的3min内采用1m/h左右的滤速进行过滤，在3min后采用20m/h左右的滤速进行过滤。
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