申请日2004.02.11
公开(公告)日2005.05.04
IPC分类号C02F1/28; B01J20/30
摘要
一种用于污水处理的活性炭粉末涂层深度净化吸附过滤装置，包括有顶部接口4和底部接口5的滤罐1，该滤罐1内腔下部的网格架7上是吸附活性炭粉末的滤砂层8，活性炭粉末浆料涂抹装置2的出口经水泵3及浆料输送管道6与所述滤罐1的内腔相连通，且所述浆料输送管道6的出料口可在所述滤罐1的顶部、底部、中部适当位置三者之一或一者以上同该滤罐1内腔相连通。还可在滤罐1中设置布料管14而将所述浆料输送管道6的出料口同该布料管14连通。本装置可同时去除悬浮物及溶解和半溶解有机物、各种染色物，能灭菌，适于各种工业有机废水和综合污水的后续深度处理，还适于给水微处理工艺。
权利要求书
1、一种用于污水处理的活性炭粉末涂层深度净化吸附过滤 装置，包括有顶部接口(4)和底部接口(5)的滤罐(1)，该 滤罐(1)内腔下部设有支撑网格架(7)，其特征是，所述网格 架(7)上是吸附活性炭粉末的滤砂层(8)，活性炭粉末浆料涂 抹装置(2)的出口经水泵(3)及浆料输送管道(6)与所述滤 罐(1)的内腔相连通。
2、根据权利要求1所述的用于污水处理的活性炭粉末涂层 深度净化吸附过滤装置，其特征是，所述浆料输送管道(6)的 出料口在所述滤罐(1)的顶部、底部、中部适当位置三者之一 或一者以上同该滤罐(1)内腔相连通。
3、根据权利要求1所述的用于污水处理的活性炭粉末涂层 深度净化吸附过滤装置，其特征是，在滤罐(1)中设置布料管 (14)而将所述浆料输送管道(6)的出料口同该布料管(14) 连通。
说明书
用于污水处理的活性炭粉末涂层深度净化吸附过滤装置
技术领域
本实用新型涉及污水处理设备，进一步是指活性炭粉末涂 层深度净化吸附过滤装置。
背景技术
现有技术的污水处理成套设备中的活性炭颗粒吸附滤床如 图5所示，它包括顶部有进水口10而底部有出水口11(该进水 口10和出水口11在反冲洗时分别为出水口和进水口)的滤罐 体9，该滤罐体9下部有活性炭支撑网架12，活性炭颗粒层13 位于所述网架12上部。该装置被广泛地应用于给排水处理工程 中的最后一个工艺单元，但只在大型给水处理工程中发现有数 座装置在正常运行，其余的全处于停废状态。
对于排水处理工程，各种化工废水经过物化加生化工艺处 理后，水中残余的难于再降解或难于物化去除的某些有机污染 物、某些金属离子、一些致毒性物质、一些致生物突变性物质、 水中易挥发的毒气等等，活性炭颗粒滤床一般能有效吸附并加 以去除，具有尚佳的效果。
但对于中、小容量的水处理却不能适用，这是因为活性炭颗 粒滤料，使用周期短，简单的酸浸、碱洗、蒸汽洗和真空洗脱附 再生，恢复活性小，操作繁杂，运行费用高，设备投资大，反 复再生几十次，一月两月就要更换活性炭颗料滤料，耗费太大， 它只在验收时运行几天，可深度净化去除CODcr，也能去除色度， 以后就当砂滤床使用，只去除水中的悬浮物而已;对于大型水 处理工程，可以采用活性炭特种再生炉再生技术，但投资特大， 运行费用仍然太高，中小规格技术也未过关。
活性炭颗料滤床对水中残余的污染物的吸附选择太强，对 水中某些污染物质几乎完全没有吸附能力，或去除率太低，这 是因为其颗粒表面层的微孔形态不够丰富多样化，不能适应千 变万化的吸附剂与吸附质、吸附介质组成的微观特性。
活性炭颗料滤床的微孔总容积虽然极大，但很快容易饱和， 并且一旦饱和，就立即“反吐”，使出水水质更坏。这是因为活 性炭颗粒和水的传热系数不够大，不能极快地(瞬间)吸收和 转移污染物质被微孔吸附瞬间所释放的热能，吸附质由“毛细 管”，获得的吸引力不能完全克服自身对“微孔”的“布朗推斥 力”，造成吸附质即污染物质只停留在微孔入口处，并堵塞“交 通”使有效微孔总容积大打折扣，许多被吸附的污染物质并没 有完全脱稳，只是处于已被吸附或将被吸附而尚未被吸附之间， 即处于假吸附“饱和”状态，实际并未饱和，仅是污染物质包 裹了活性炭颗粒，使其吸附积累的热能(吸附热)不能转移传 递出系统外面;反而被处于“假吸附饱和状态”污染物质重新 收回热能，它就获得一定的“布朗能”后，又重新溶于水中， 更加污染水体。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺 陷，提供一种用于污水处理的活性炭粉末涂层深度净化吸附过 滤装置，利用活性炭粉末的特性，改善过滤装置的工作性能， 以克服现有技术的不足。
本实用新型的技术解决方案是，所述用于污水处理的活性炭 粉末涂层深度净化吸附过滤装置包括有顶部接口和底部接口的 滤罐，该滤罐内腔下部设有支撑网格架，其结构特点是，所述 支撑网格架上是吸附活性炭粉末的滤砂层，活性炭粉末浆料涂 抹装置的出口经水泵及浆料输送管道与所述滤罐内腔相连通。
以下做出进一步说明。
参见图1和图2，本实用新型包括有顶部接口4和底部接口 5的滤罐1，该滤罐1内腔下部设有支撑网格架7，其结构特点 是，所述网格架7上是吸附活性炭粉末的滤砂层8：参见图1， 活性炭粉末浆料涂抹装置2的出口经水泵3及浆料输送管道6 与所述滤罐1的内腔相连通。所述浆料输送管道6的出料口可 在所述滤罐1的顶部、底部、中部适当位置三者之一或一者以 上同该滤罐1内腔相连通。还可在滤罐1中设置布料管14而将 所述浆料输送管道6的出料口同该布料管14连通。所述布料管 14为管壁上沿轴向开有若干出料小孔的已有技术结构;所述活 性炭粉末浆料涂抹装置2中安装由电动机带动的搅拌桨或采用 人工搅拌方式，能将活性炭粉末加水搅拌为可由水泵输送的浆 料;所述吸附活性炭粉末的滤砂层的砂子平均粒度范围可以是 0.1-8mm，可采用烧结矿、天然磁石、导磁滤料、人造陶瓷等及 其它适宜的砂粒。
参见图1，本实用新型在实际使用中，当所述浆料输送管6 的出料口设置在滤罐1的中、顶部(参见图2)而位于所述支撑 网格架7上方时，滤罐1的顶部接口4和底部接口5在吸附过 滤工作过程中分别为原水进口和滤清水出口，而在反冲洗过程 中该接口4、5分别为冲洗水出口和冲洗水进口，即所述滤罐1 的顶部接口4和底部接口5同外部系统的连接方式(连接结构) 及其水过滤过程和反冲洗过程与常规的气水反冲洗滤床是一致 的;参见图4，当浆料输送管6的出料口设在滤罐1底部而位于 所述支撑网格架7下方时，顶部接口4和底部接口5则分别为 滤清水出口和原水进口;而在反冲洗过程中，该接口4、5分别 为冲洗水进口和冲洗水出口，装置其它连接结构与操作过程同 常规技术方式也一致。
本实用新型的设计原理是，活性炭粉末的比表面积是活性炭 颗粒的数千倍，微孔容积是后者的数百倍，其吸附总“势能” 为1kg活性炭粉相当于数吨活性炭颗粒。活性炭粉末便宜，使 用一次当其吸附速率下降时，还远未饱和就“淘汰”，再重新涂 布活性炭粉末。
活性炭粉末还可以作为某些种生物酶的载体并可以进行各 种改性。
活性炭粉末还可以为某些离子型纤维素的载体形成立体过 滤膜。
本实用新型工作过程是，对于每一个运行周期，在反冲水结 束后，过滤开始前，启动水泵3将所述涂抹装置中已搅拌好的 活性炭粉末浆料由浆料输送管道6送出，涂布于滤砂层8的砂 粒表面，该过程可于3-15分钟内完成。然后开始水过滤过程。
滤床截污能力饱和后(微孔吸附能力还未饱和)，压差信号 或时间信号反应，自动或者人工操作，进入气水反冲洗。
尚未接近饱和地吸附了污染物质的活性炭粉末，随反冲洗 水淘出滤床回流到原水预沉调节池，由其他工艺段达到固液分 离。
之后另一工作周期开始，如此周而复始。
水过滤过程和反冲洗过程与常规气水反冲洗滤床一样。
本实用新型利用了这样的基本参数：1kg活性炭粉末(直径 1～3μm)表面积相当于2.5～3吨活性炭颗粒(直径3mm，长5～ 8mm)的表面积;1kg活性炭粉末的有效吸附微孔总容积相当于 0.5吨活性炭颗粒的有效吸附总容积。虽然该技术处理每100 吨水只消耗了0.5～0.8kg活性炭粉末，但其有效性与消耗了 0.4～0.6吨活性炭颗粒相同。
原水通过本滤罐1时，水中悬浮物质SS由40mg/L降至≤ 1mg/L，水中溶解性污染物质CODcr去除相对值约100mg/L～ 120mg/L，去除率可达到60～80%。
由以上可知，本实用新型为一种用于污水处理的活性炭粉 末涂层深度净化吸附过滤装置，它具有同时去除悬浮物SS及溶 解性和半溶解性有机物及各种染色物质的功能、杀菌灭菌的功 能，适应于各种工业有机废水和综合污水经过各种生化加物化 或单独经过综合物化或生化处理后，再进行高水质要求的深度 处理，以期达到一般性工业自来水回用和中水回用的目的，或 达到高质量的排放目的。
该装置也适应于给水微污染处理工艺。
