CN102838182A - 一种硅藻土和活性炭混合覆盖过滤系统及其过滤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅藻土和活性炭混合覆盖过滤系统，其特征在于进水口和出水口设置在池体的同一侧，进水口处设有U型进水槽，U型进水槽上端与进水口连通，U型进水槽下端开口，池体内竖直设有一组平板滤元，该平板滤元的滤液出液管口通过总滤后水收集槽与出水口连接，池体底部设有排空口，滤池的进水口分别通过原水提升泵与原水入口连接，通过在线铺膜提升泵与铺膜箱连接，通过预铺膜提升泵与铺膜再循环箱连接，滤池的出水口与清水池的进水口连接，清水池的出水口又通过提升泵与滤池的出水口连接，清水池的出水口还通过提升泵与用户端连接。本发明的优点在于结构简单，水头损失较小，改善运行周期，降低过滤成本，提高过滤效果。
Description
技术领域：
本发明涉及城市自来水处理技术领域，具体的说是一种硅藻土和活性炭混合覆盖过滤系统及其过滤方法。
背景技术：
水源污染是当今世界范围所面临的普遍问题，尤其是富营养化污染问题。在水源受污染情况下，由于常规净水工艺的的局限性，处理后的生活饮用水水质安全性难以保证，尤其在07年太湖蓝藻爆发后，人们对水质最普遍的抱怨是水中的腥臭味。同时，对浊度较低的湖泊水而言，常规的澄清过滤技术很难满足饮用水处理的要求。
硅藻土粉末覆盖过滤技术是介于膜技术和传统砂滤技术之间，用硅藻土粉末对原水进行过滤的一种新型技术。硅藻土粉末覆盖过滤器是将粉末状的硅藻土通过水力学的办法，均匀地铺设在过滤技术滤元的表面作为过滤介质，形成1.5-3.0um厚的膜，由此截留水中的悬浮物颗粒和其他微生物/细菌等，使过滤后的水达到饮用水标准。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种硅藻土和活性炭混合覆盖过滤系统，能够利用硅藻土粉末和活性炭进行在线铺膜，对原水进行过滤。
为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：一种硅藻土和活性炭混合覆盖过滤系统，包括滤池，滤池设有进水口和出水口，其特征在于进水口和出水口设置在池体的同一侧，进水口处设有U型进水 槽，U型进水槽上端与进水口连通，U型进水槽下端开口，池体内竖直设有一组平板滤元，该平板滤元的滤液出液管口通过总滤后水收集槽与出水口连接，池体底部设有排空口，滤池的进水口分别通过原水提升泵与原水入口连接，通过在线铺膜提升泵与铺膜箱连接，通过预铺膜提升泵与铺膜再循环箱连接，滤池的出水口与清水池的进水口连接，清水池的出水口又通过提升泵与滤池的出水口连接，清水池的出水口还通过提升泵与用户端连接。
本发明的另一目的在于提供一种硅藻土和活性炭混合覆盖过滤方法，能够利用硅藻土粉末和活性炭进行在线铺膜，对原水进行过滤。
为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：一种硅藻土和活性炭混合覆盖过滤方法，，其特征在于该方法包括以下步骤：A、配制滤液，在铺膜箱内将硅藻土粉末和活性炭粉末配成滤液；B、预铺膜，利用提升泵将该滤液通入过滤器进水口，滤液由滤池下部的进水口进水，滤液通过设在进水口的U型进水槽进水形成向下水流，经滤池底部反射后形成向上水流，对滤池内的平板滤元进行预铺膜；C、过滤，利用提升泵将原水通入过滤器进水口，由滤池下部的进水口进水，通过U型进水槽进水形成向下水流，经滤池底部反射后形成向上水流，利用经过预铺膜的平板滤元进行过滤，过滤后的水从滤池上部出水口出水。步骤B中，在平板滤元表面的滤布上形成2-4mm厚的滤膜，步骤C中，原水由U型进水口进水形成向下水流，经滤池底部反射后形成向上水流，经过平板滤元表面的滤膜及滤布过滤后，通过骨架层内的滤液通道后，由滤液收集管收集滤后水，通过滤液出液管 口和总滤后水收集槽连通滤池上部出水口出水。
本发明的工作原理是将硅藻土粉末和活性炭粉末用预涂膜和在线铺膜技术均匀地铺设在平板滤元的表面作为过滤介质，将硅藻土在铺膜箱内配成溶液，由铺膜泵将溶液均匀地铺设在平板滤元的表面，按此循环10min左右，形成2-4mm厚的膜。由此截留水中的悬浮物颗粒和其他微生物/细菌等，使滤后水达到饮用水标准。活性炭是非常优良的吸附剂，有无数细小孔隙，表面积巨大，生长有大量的微生物，它具有物理吸附和化学吸附的双重特性；活性炭对由于水生植物和藻类繁殖产生的色度具有良好的去除效果。硅藻土颗粒粒度越小，铺膜效果好，处理后水质好，但是水头损失大，这样就使得运行周期比较短。为了弥补这一不足，本发明采用活性炭和硅藻土粉末混合，来处理自来水，既发挥了硅藻土作为新型水处理剂的优点，也很好的弥补了水头损失大，失效快的缺点，处理水质不仅仅在浊度上有明显效果，在去除水中有机物方面也有明显效果，出水的浊度达到0.1NTU。而《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中水的浊度上限为1NTU，很好的满足出水标准。本发明的优点在于结构简单，水头损失较小，改善运行周期，降低过滤成本，提高过滤效果。
附图说明
图1是本发明的滤池结构示意图。
图2是平板滤元的结构示意图
图3为滤框的结构示意图
图4为本发明的系统流程示意图
具体实施方式
图1为本发明采用的微滤成膜滤池，包括池体2，池体设有进水口4和出水口7，其特征在于进水口4和出水口7设置在池体2的同一侧，进水口4处设有U型进水槽3，U型进水槽3上端与进水口4连通，U型进水槽3下端开口，池体2内竖直设有一组平板滤元5，该平板滤元5的滤液出液管口15通过总滤后水收集槽6与出水口7连接，池体2底部设有排空口1。如图2中所示，每块平板滤元包括设在滤元表面的滤布12，滤布12套在薄板式滤框13外，该薄板式滤框13一侧设有滤液收集管14，滤液出液管口15与滤液收集管14连通。该薄板式滤框包括骨架层16，骨架层16两侧为支撑层17，滤布套在支撑层17外，骨架层16内设有滤液通道与滤液收集管14连通，滤液出液管口15设在滤液收集管14上端。
图4为本发明的系统流程示意图，如图所示，硅藻土和活性炭混合覆盖过滤系统包括滤池18，滤池18的进水口分别通过原水提升泵19与原水入口20连接，通过在线铺膜提升泵21与铺膜箱22连接，通过预铺膜提升泵23与铺膜再循环箱24连接，滤池18的出水口与清水池25的进水口连接，清水池25的出水口又通过提升泵26与滤池18的出水口连接，清水池25的出水口还通过提升泵27与用户端28连接。
一种硅藻土和活性炭混合覆盖过滤方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、配制滤液，在铺膜再循环箱内将硅藻土粉末和阴树脂粉末配成滤液，其滤液的组成为除盐水中加入硅藻土粉末、活性炭粉 末和絮凝剂，滤液质量浓度为6-8％，其中絮凝剂含量为0.05-0.25mg/L，硅藻土粉末、活性炭粉末的比例优选为1∶0.95～1.05；B、预铺膜，利用提升泵将该滤液通入过滤器进水口，滤液的体积浓度1.06-1.08％，滤液由滤池下部的进水口进水，滤液通过U型进水槽进水形成向下水流，经滤池底部反射后形成向上水流，对滤池内的平板滤元进行预铺膜；C、过滤，利用提升泵将原水通入过滤器进水口，由滤池下部的进水口进水，通过U型进水槽进水形成向下水流，经滤池底部反射后形成向上水流，利用经过预铺膜的平板滤元进行过滤，过滤后的水从滤池上部出水口出水。步骤B中，在平板滤元表面的滤布上形成2-4mm厚的滤膜，步骤C中，原水由U型进水口进水形成向下水流，经滤池底部反射后形成向上水流，经过平板滤元表面的滤膜及滤布过滤后，通过骨架层内的滤液通道后，由滤液收集管收集滤后水，通过滤液出液管口和总滤后水收集槽连通滤池上部出水口出水。步骤C中，原水经提升泵流入过滤器的进水口的同时，铺膜箱内的滤液经提升泵流入过滤器的进水口，进行在线铺膜和原水过滤，经过滤的原水从过滤器出水口流入清水池，清水池的水经提升泵送给用户，清水池的水同时经提升泵流回过滤器。步骤C中，铺膜箱的滤液的组成为除盐水中加入硅藻土粉末、活性炭粉末和絮凝剂，滤液质量浓度6-8％，其中絮凝剂含量为0.05-0.25mg/L，硅藻土粉末、活性炭粉末之比为1∶0.95～1.05，滤液与原水的比例取决于处理原水量的多少，若铺膜未失效，可以少爆膜，多处理原水。本发明还包括步骤D，清水池的清水经提升泵送到滤池的出水口，清水 从出水口进水，对平板滤元上的失效滤膜进行反冲洗。
铺膜再循环箱内的滤液经预铺膜提升泵流入的滤池进水口，并由滤池的出水口流回铺膜再循环箱，完成预铺膜；原水经原水提升泵流入滤池的进水口，铺膜箱内的滤液经在线铺膜提升泵流入滤池的进水口，进行在线铺膜和原水过滤；经过滤的原水从滤池出水口流入清水池，清水池的水经提升泵送给用户，清水池的水同时经提升泵流至滤池的出水口，其作用在于提供滤池的反冲洗水，用于对平板滤元表面已经失效的滤膜进行反冲洗。
本发明采用平板滤元，滤板为硅藻土的铺膜提供了基础，形成的宽膜使水通透量加大，还有其操作压力低(一般＜0.2MPa)的特性使过滤周期加长。每个滤板处理水量约1m3/h，滤板长700mm，宽20mm，高380mm，根据处理水量的大小来布置一定数量的滤板。
本发明采用粒径40～64um的硅藻土粉末(颗粒细小，细腻、滑润、松散、质轻、多孔、吸水、渗透性强，可去除直径2um以上的颗粒及粒径在3-7um之间的藻类)，和粒径10-15μm的活性炭粉末。活性炭是非常优良的吸附剂，有无数细小孔隙，表面积巨大，生长有大量的微生物，它具有物理吸附和化学吸附的双重特性；活性炭对由于水生植物和藻类繁殖产生的色度具有良好的去除效果。
本发明中，铺膜箱和铺膜再循环箱内的滤液的组成均为除盐水中加入普通硅藻土粉末和活性炭粉末，加微量聚合硫酸铝或聚合硫酸铁盐等絮凝剂，絮凝剂浓度约0.05-0.25mg/L，滤液质量浓度6-8％，配1L滤液需加总重量为1.06-1.08mg的硅藻土混合粉末、活性炭粉末及 絮凝剂，其中微量聚合硫酸铝或聚合硫酸铁盐等絮凝剂约0.05-0.25mg，硅藻土混合粉末、活性炭粉末的重量比为1∶0.95～1.05，根据本发明的一个实施例，配1L滤液需加0.54mg的硅藻土混合粉末、0.52mg的活性炭粉末以及0.06mg的聚合硫酸铝。一般来说，处理100L原水需配1-2.0L滤液。
本发明的滤池采用U型进水槽进水，先是产生向下的水流，经池体底部反射后形成向上水流，可以带起少量沉积在滤池底部的助滤剂，，防止助滤剂在滤池内沉积，使得过滤效果更佳。
在没有特别说明的情况下，文中所有的比例均为重量比。
本发明采用的硅藻土粒径23-40um，活性炭粒径10-15μm，铺膜箱的滤液的组成为除盐水中加入硅藻土粉末、阴离子交换树脂和絮凝剂，滤液质量浓度6-8％，其中絮凝剂含量约0.05-0.25mg/L。
Claims (8)
1.一种硅藻土和活性碳混合覆盖过滤系统，包括滤池，滤池设有进水口和出水口，其特征在于进水口和出水口设置在池体的同一侧，进水口处设有U型进水槽，U型进水槽上端与进水口连通，U型进水槽下端开口，池体内竖直设有一组平板滤元，该平板滤元的滤液出液管口通过总滤后水收集槽与出水口连接，池体底部设有排空口，滤池的进水口分别通过原水提升泵与原水入口连接，通过在线铺膜提升泵与铺膜箱连接，通过预铺膜提升泵与铺膜再循环箱连接，滤池的出水口与清水池的进水口连接，清水池的出水口又通过提升泵与滤池的出水口连接，清水池的出水口还通过提升泵与用户端连接。
2.如权利要求1所述的硅藻土和活性碳混合覆盖过滤系统，其特征在于在平板滤元表面的滤布上形成2-4mm厚的硅藻土和活性碳粉末混合滤膜，两者的比例为1∶0.95～1.05。
3.如权利要求2所述的过滤系统，其特征在于每块平板滤元包括设在滤元表面的滤布，滤布套在薄板式滤框外，该薄板式滤框一侧设有滤液收集管，滤液出液管口与滤液收集管连通，薄板式滤框包括骨架层，骨架层两侧为支撑层，滤布套在支撑层外，骨架层内设有滤液通道与滤液收集管连通，滤液出液管口设在滤液收集管上端。
4.一种硅藻土和活性碳混合覆盖过滤方法，，其特征在于该方法包括以下步骤：A、配制滤液，在铺膜箱内将硅藻土粉末和活性碳粉末配成滤液；B、预铺膜，利用提升泵将该滤液通入过滤器进水口，滤液由滤池下部的进水口进水，滤液通过设在进水口的U型进水槽进水形成向下水流，经滤池底部反射后形成向上水流，对滤池内的平板滤元进行预铺膜；C、过滤，利用提升泵将原水通入过滤器进水口，由滤池下部的进水口进水，通过U型进水槽进水形成向下水流，经滤池底部反射后形成向上水流，利用经过预铺膜的平板滤元进行过滤，过滤后的水从滤池上部出水口出水。
5.如权利要求4所述的过滤方法，其特征在于：步骤B中，在平板滤元表面的滤布上形成2-4mm厚的硅藻土和活性碳粉末混合滤膜。
6.如权利要求4或5所述的过滤方法，其特征在于：步骤C中，原水由U型进水口进水形成向下水流，经滤池底部反射后形成向上水流，经过平板滤元表面的滤膜及滤布过滤后，通过骨架层内的滤液通道后，由滤液收集管收集滤后水，通过滤液出液管口和总滤后水收集槽连通滤池上部出水口出水。
7.如权利要求4或5所述的过滤方法，其特征在于：步骤C中，原水经提升泵流入过滤器的进水口的同时，铺膜箱内的滤液经提升泵流入过滤器的进水口，即同时进行原水过滤和在线铺膜，经过滤的原水从过滤器出水口流入清水池，清水池的水经提升泵送给用户，清水池的水同时经提升泵流回过滤器。
8.如权利要求4所述的过滤方法，其特征在于该方法还包括步骤D，清水池的清水经提升泵送到滤池的出水口，清水从出水口进水，对平板滤元上的失效滤膜进行反冲洗。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PP01 | Preservation of patent right | ||
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Effective date of registration: 20240718 Granted publication date: 20160413 |