用于水处理的陶瓷滤料过滤池制造技术

本发明专利技术涉及用于水处理的陶瓷滤料过滤池，它包括池体（１），池体内铺有滤料，滤料层的下方设有承托层（４），池体（１）的下部设有出水口（５）；滤料为陶瓷滤料，它分为两层，上层陶瓷滤料（２）采用粒径为１．２－１．６ｍｍ的滤料颗粒，比重为０．８－１．８ｇ／ｃｍ↑［３］，下层陶瓷滤料（３）采用粒径为０．６－１．２ｍｍ的滤料颗粒，比重为１．８－２．５ｇ／ｃｍ↑［３］。本发明专利技术过滤池的生产效率高，截污能力强，运行周期长，反冲洗的耗水量小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大规模水处理流程中使用的过滤池，特别是使用滤料过滤的过滤池。
技术介绍
在水处理流程中，过滤工艺是极其重要的一个环节，它不仅能够有效地去除原水中的细小胶体颗粒，而且是阻隔水中病原微生物穿透，从而防止水生流行疾病爆发和蔓延的重要保障。在国内外的水处理工程实践中，大规模生活用水处理，一般是采用具有滤料的过滤池，现有的过滤池包括池体，池体内铺有一定厚度的滤料，滤料层的下方为承托层；过滤池的工作原理为待过滤的水从过滤池的上部进入过滤池，在重力作用下，水通过池体内铺设的滤料，经承托层从池体下部流出，水中的污物被滤料过滤出来。过滤池传统上是采用石英砂作为过滤池中的滤料，但采用石英砂作为滤料存在以下缺陷1、由于重力和水流的原因，再加上石英砂的比重都一致，铺在池体内的石英砂往往形成上层的石英砂粒度小，下层的石英砂粒度大的情况；这样，大部分水中的污物被上层小粒度石英砂所截留和堆积，形成一层由污物组成的膜，这层膜阻碍了水的流动，使过滤周期内的水头损失快速增加，降低生产效率，同时也使得滤料截污能力降低。2、由于过滤出来的污物集中在滤料的上层，使过滤池的运行周期很短，一般过滤4-5个小时后，其滤后水浊度在开始不断上升，滤后水质开始恶化；在过滤周期达到24小时后，其去浊效率会发生显著的下降。3、在过滤池的去浊效率下降到一定值时，须用清水对滤料进行反冲洗，即将清水从池体下部压入池体，压入的清水对滤料冲洗，冲洗后的污水从池体上部排出；由于污物大都集中在上层滤料中，而到达上层的水压力又大大降低，那么就需要极大的反冲洗强度来使其恢复再生，其再生效果可能还不能满足要求，因此需要长时间冲洗才能将滤料洗干净，这样不仅不必要地增加了反冲洗能耗和耗水量，而且易造成了滤料的磨损，对其长期运行极为不利。由于上述原因，现有的过滤池的综合技术效益普遍不高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于水处理的陶瓷滤料过滤池，该过滤池的生产效率高，截污能力强，运行周期长，反冲洗的耗水量小。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是它包括池体，池体内铺有滤料，滤料层的下方设有承托层，池体的下部设有出水口；滤料为陶瓷滤料，它分为两层，上层陶瓷滤料采用粒径为1.2-1.6mm的滤料颗粒，比重为0.8-1.8g/cm3，下层陶瓷滤料采用粒径为0.6-1.2mm的滤料颗粒，比重为1.8-2.5g/cm3。本专利技术过滤池采用独创的“反粒度过滤”的方式，即上层陶瓷滤料采用粒径较大而比重较小的滤料，而且，由于上层陶瓷滤料的比重较小，上层陶瓷滤料气孔率很大；下层陶瓷滤料采用粒径较小而比重较大滤料，而且，由于下层陶瓷滤料的比重较大，下层陶瓷滤料为实心滤料或气孔率较小的滤料。本专利技术过滤池的工作原理是过滤池上层滤料的粒径较大，因此颗粒间的孔隙率也较大；颗粒表观气孔率较大，颗粒内部有很大的比表面积和极强的吸附能力，所以截污能力依然较强，同时较大的孔隙率也有助于水中的杂质颗粒继续深入到滤层的内部，使得截污量做到均匀分配。过滤池下层滤料的粒径较小，因此颗粒间的孔隙率也较小，颗粒表观气孔率也很小，可以有效地防止水中细小颗粒的穿透(这些颗粒往往是废水中色度物质的主要来源)，从而达到极佳的出水水质。由于陶瓷滤料的制作工艺简单，陶瓷滤料的粒径较大和比重可在制作工艺中灵活调节，而且陶瓷滤料的制作原料来源丰富，因此，本专利技术过滤池中使用的滤料采用陶瓷滤料。另外，本专利技术过滤池中使用的陶瓷滤料，由于上层陶瓷滤料的比重较小，下层陶瓷滤料比重较大，在反冲洗后，仍然能保持在整个滤料的分层，不会出现滤料的混层现象。上层陶瓷滤料颗粒间的孔隙率很大也降低了反冲洗的难度，使得截留于滤料内的杂质颗粒的吸附与解吸过程始终在快速中完成，这对陶瓷滤料的恢复再生和长期保持稳定的截污能力极为有利。本专利技术过滤池的滤料层下方为承托层，其目的是保证在过滤和反冲洗的过程中稳定滤层结构。与现有技术相比，本专利技术还具有以下优点1、从过滤运行周期来看，本专利技术陶瓷滤料过滤池比石英砂滤料过滤池体现了更为优异的性能，由于它过滤下来的污物在整个滤层中的分布均匀，因而能够在57个小时的连续运行周期内都保持了很高的去除水中杂质的能力，同时保持了较高的滤速，水头损失的增长幅度相对较小。2、从去污效率来看，陶瓷滤料要比石英砂滤料高5-10％，而且随着过滤时间的增加，陶瓷滤料在截污能力上的优势更为明显，这主要是由于陶瓷滤料具有较大的内表面积，所以吸附水中细小颗粒杂质的能力很强，而这一点正是传统滤料所缺乏的。3、从原水水质变化的调节能力来看，当进水浊度发生比较大的波动时(50％的变化幅度)，通过本专利技术陶瓷滤料过滤池后，滤后水的水质仍能保持稳定，其出水浊度的变化幅度在5-8％左右，这说明陶瓷滤料层抗击冲击负荷的能力很强，能够有效地保证滤后水质的稳定。4、从经济效益来看，由于本专利技术过滤池有效地延长了过滤的周期，所以其所需的冲洗费用(包括水耗、电耗和设备的维护管理费用等等)要比传统的石英砂滤料过滤池要小得多，而这部分费用是水厂日常运行费用的主要部分，因此本专利技术过滤池的效益非常显著。另一方面，由于采用陶瓷滤料，水厂用于前段处理的混凝剂费用也下降了一半，而混凝剂耗量同样是水厂日常运行的主要经济指标。所以综合而言，采用本专利技术过滤池，可望为水厂的日常运行节约费用25-30％。陶瓷滤料经过检测中心检测，其各项性能指标都完全达到并优于国家规定的质量标准，不仅比现有的各种滤料性能更好，更为重要的是，陶瓷滤料在水中的溶出盐含量极低，完全满足国家规定的饮用水卫生标准。附图说明图1为本专利技术过滤池实施例结构示意图。图2为石英砂滤料去除浊度的效率图。图3为石英砂滤料层滤后水质随时间的变化图。图4为石英砂滤料层和陶瓷滤料层的滤速随时间的变化对比图，图中位于上方的曲线为陶瓷滤料的滤速，位于下方的曲线为石英砂滤料的滤速。图5为陶瓷滤料的去除率随时间的变化图。图6为陶瓷滤料层对进水浊度负荷变化的调节情况，图中位于上方的曲线为原水浊度，位于下方的曲线为滤后水浊度。具体实施例方式如图1所示的本专利技术过滤池实施例，过滤池包括池体1，池体内铺有滤料，滤料层的下方为承托层4，承托层4由鹅卵石组成；池体1的下部设有出水口5；滤料为陶瓷滤料，它分为两层，上层陶瓷滤料2采用粒径为1.2-1.6mm的滤料颗粒，比重为0.8-1.8g/cm3，下层陶瓷滤料3采用粒径为0.6-1.2mm的滤料颗粒，比重为1.8-2.5g/cm3。陶瓷滤料总厚度为600-800mm，上层陶瓷滤料2厚度为400-500mm，下层陶瓷滤料3厚度为200-300mm。承托层4的厚度为150mm。本专利技术过滤池实施例1-4的具体参数见下表 上述陶瓷滤料可采用以下方法制造按以下原料配方(重量百分比)进行配料；(1)氧气铝赤泥26％，粉煤灰20％，煤矸石20％，黏土10％，锯末成孔剂20％，外加高温黏结剂(霞石正长石)4％。(2)以球磨机粉碎和混合配料，然后过筛(100-180目)备用； (3)采用成球机成球。成球前，将低温黏结剂CMC以1∶2的比例(重量)到入水中配成混合液，再逐渐喷入成球机的坯料中。(4)将成好的球放入干燥抽屉中，推入干燥坯车，在80-120℃干燥4-5小时，再装入托盘匣钵中在1100℃-12本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于水处理的陶瓷滤料过滤池，它包括池体（１），池体内铺有滤料，滤料层的下方设有承托层（４），池体（１）的下部设有出水口（５）；其特征在于：滤料为陶瓷滤料，它分为两层，上层陶瓷滤料（２）采用粒径为１．２－１．６ｍｍ的滤料颗粒，比重为０．８－１．８ｇ／ｃｍ↑［３］，下层陶瓷滤料（３）采用粒径为０．６－１．２ｍｍ的滤料颗粒，比重为１．８－２．５ｇ／ｃｍ↑［３］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李孟，金建华，吴建峰，徐晓虹，李翠华，池波，余云，刘新明，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]