專利名稱：用于污水處理的活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于污水處理的除菌過濾裝置及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的城市污水再生利用水處理工藝一般為，以污水處理廠二沉池出水為水源，用傳統(tǒng)的自來水水處理工藝即絮凝、沉淀、過濾(石英砂過濾)、消毒工藝進(jìn)行處理。最先進(jìn)的城市污水再生利用水處理工藝為膜技術(shù)，以污水處理廠二沉池出水為水源，利用孔徑≤0.2μm的微濾膜CMF裝置進(jìn)行過濾處理。污水處理廠二沉池出水細(xì)菌總數(shù)為104～106個(gè)/mL，大腸菌群為105～107個(gè)/L，SS≤30mg/L，經(jīng)傳統(tǒng)的自來水水處理工藝絮凝、沉淀、過濾(石英砂過濾)處理的出水，濁度、懸浮物SS均可達(dá)到污水再生利用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但細(xì)菌總數(shù)在102～103個(gè)/mL，大腸菌群為10～103個(gè)/L，需加氯20～30mg/L，接觸時(shí)間60min消毒，細(xì)菌及大腸菌才能達(dá)到污水再生利用的城市雜用水標(biāo)準(zhǔn)；這種再生水供居民雜用水時(shí)，人們的思想障礙很大，難以接受；如果再生水需要進(jìn)行脫鹽處理時(shí)，傳統(tǒng)的自來水水處理工藝處理出水的SDI指數(shù)，遠(yuǎn)不能滿足反滲透RO脫鹽預(yù)處理的要求；利用孔徑≤0.2μm的微濾膜CMF裝置進(jìn)行過濾處理的再生水，水質(zhì)優(yōu)良，人們樂意接受，而且是RO脫鹽最好的預(yù)處理工藝，但造價(jià)高出傳統(tǒng)自來水水處理工藝的三倍以上，且膜的頻繁沖洗、化學(xué)清洗、膜的定期維護(hù)和更換都會(huì)增加操作的復(fù)雜性和水處理成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種出水水質(zhì)優(yōu)良，操作、維護(hù)簡(jiǎn)單的用于污水處理的活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置及應(yīng)用。
采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的一種用于污水處理的活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置，包括a主要由活性氧化鋁濾層14、濾池21、濾板17、濾墻19組成的活性氧化鋁靜電除菌系統(tǒng)b氣水反沖系統(tǒng)8c進(jìn)水pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)4d堿洗系統(tǒng)3e前加氯系統(tǒng)2所述的活性氧化鋁靜電除菌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為，活性氧化鋁濾層14置于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的濾池21內(nèi)或金屬濾罐內(nèi)；活性氧化鋁濾層由玻璃鋼濾板或金屬濾板承托，濾板由長(zhǎng)柄濾頭18和玻璃鋼板或金屬板組成，用不銹鋼壓板和螺栓固定在濾墻上，鋼制濾罐的濾板固定在不銹鋼托架上；濾板下分布有氣墊平衡孔20；濾池上部設(shè)有進(jìn)水管11、反沖洗排水槽13、反沖排水管12、堿洗系統(tǒng)3進(jìn)水；濾池21下部一側(cè)出水，設(shè)有反沖排水管5、反沖進(jìn)水管7、反沖進(jìn)氣管6、堿洗水回收管9、初濾水回收管10；濾池21下部中間設(shè)有進(jìn)氣孔15、進(jìn)出水孔16；調(diào)節(jié)pH值的加酸管及滅菌的濾前加氯管接在活性氧化鋁靜電除菌濾池進(jìn)水系統(tǒng)1上。
所述的活性氧化鋁濾層，濾料為d＝0.5～1.5mm的β族和γ族活性氧化鋁球形顆粒，濾層厚1.5～2.5m，濾速15～25m/h。
所述的氣水反沖系統(tǒng)包括反沖水泵和空壓機(jī)；進(jìn)水pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括酸液槽和酸計(jì)量泵，將pH調(diào)至5.5～7.5；所述的堿洗系統(tǒng)包括堿液槽和堿泵。
所述的前加氯系統(tǒng)，進(jìn)水投加氯1.0-3.0mg/L。
所述的活性氧化鋁靜電除菌系統(tǒng)，當(dāng)活性氧化鋁氯層對(duì)細(xì)菌的靜電吸附飽和度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，用0.5～1.0％NaOH溶液進(jìn)行堿洗。
以加氯氧化絮凝沉淀、普通砂濾(或單以加氯氧化絮凝沉淀)為預(yù)處理，預(yù)先去除原水的濁度、SS，并去除99.0～99.9％的細(xì)菌。絮凝劑采用鋁鹽系列，鋁鹽水解形成的氫氧化鋁絮體與活性氧化鋁一樣，對(duì)細(xì)菌有很強(qiáng)的吸附凝聚作用；絮凝加氯的作用1.起殺菌作用，2.增強(qiáng)絮凝效果，3.防止斜管上集結(jié)生物垢；普通砂濾有去除SS和濁度的功能。
活性氧化鋁在pH值為4.44～8.79的水中，§電位為14.59～24.66mV，帶正電荷，pH6.02時(shí)§電位最高為24.66mV。污水處理廠的二沉池出水細(xì)菌總數(shù)為104～106個(gè)/mL，大腸菌群為105～107個(gè)/L。細(xì)菌均為帶負(fù)電的微粒，水的pH在5.5～6.5之間時(shí)，活性氧化鋁對(duì)細(xì)菌有很強(qiáng)的靜電吸附力。當(dāng)二沉池出水pH大于8.0時(shí)，加酸或加CO2，將pH調(diào)至6.5～7.5，增強(qiáng)活性氧化鋁的除菌效果。
活性氧化鋁在pH值大于9.5的水中，§電位為負(fù)值，活性氧化鋁帶負(fù)電，對(duì)帶負(fù)電的細(xì)菌微粒有較強(qiáng)的靜電排斥作用。利用pH大于10的NaOH溶液可以將活性氧化鋁吸附的細(xì)菌全部洗脫。
在除菌濾池的進(jìn)水中投加1.0～3.0mg/L的氯，可以殺滅被吸附在活性氧化鋁上面的全部細(xì)菌和病毒。
本發(fā)明的有益效果與傳統(tǒng)的自來水工藝相比本技術(shù)處理的再生水水質(zhì)優(yōu)良，大腸菌群及細(xì)菌總數(shù)均為零，SDI≤3，總加氯量≤10mg/L，運(yùn)行操作的程序與傳統(tǒng)自來水工藝基本相同；傳統(tǒng)自來水工藝處理的再生水水質(zhì)較差，加氯消毒之前大腸菌群為102～103個(gè)/L，細(xì)菌總數(shù)為102個(gè)/mL以上，消毒加氯量需20～30mg/L，接觸時(shí)間約60min以上，大腸菌群≤3個(gè)/L，細(xì)菌總數(shù)≤102個(gè)/mL，污染指數(shù)SDI＞3。
與CMF(連續(xù)微濾膜過濾)技術(shù)相比本技術(shù)處理的再生水水質(zhì)優(yōu)良與CMF技術(shù)相同；本技術(shù)運(yùn)行操作比CMF技術(shù)簡(jiǎn)單氣水反沖洗周期，本技術(shù)為48～72h，CMF技術(shù)為40min；堿洗(酸洗)周期本技術(shù)無需酸洗，堿洗為30天；CMF技術(shù)堿洗周期為7～14天，酸洗周期為30～60天。本技術(shù)維護(hù)維修比CMF技術(shù)簡(jiǎn)單本技術(shù)每年只需補(bǔ)充3～5％的活性氧化鋁濾料即可；CMF需要經(jīng)常監(jiān)測(cè)膜的完整性，對(duì)被損壞的膜組件進(jìn)行修補(bǔ)和更換，膜的壽命5～7年(目前國(guó)產(chǎn)膜壽命3年)，膜的更換費(fèi)用很高。本技術(shù)基本建設(shè)投資比CMF技術(shù)低，以傳統(tǒng)的自來水工藝投資為100％，本技術(shù)投資為130％，CMF技術(shù)為300～400％(國(guó)產(chǎn)CMF約為200％，但壽命為進(jìn)口設(shè)備的一半)。
綜上所述，本發(fā)明僅以1/3的CMF工程投資，獲取與CMF技術(shù)相同的再生水水質(zhì)，其運(yùn)行、操作、維護(hù)卻與傳統(tǒng)的自來水水處理工藝一樣簡(jiǎn)單。


圖1活性氧化鋁靜電除菌濾池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2實(shí)施例1污水再生利用活性氧化鋁靜電除菌工藝流程3實(shí)施例2污水再生利用活性氧化鋁靜電除菌工藝流程4實(shí)施例3污水再生利用活性氧化鋁靜電除菌工藝流程1中1.活性氧化鋁靜電除菌濾池進(jìn)水系統(tǒng) 2.前加氯系統(tǒng) 3.堿洗系統(tǒng) 4.進(jìn)水pH調(diào)節(jié)系統(tǒng) 5.反沖排水管 6.反沖進(jìn)氣管 7.反沖進(jìn)水管 8.氣水反沖系統(tǒng) 9.堿洗水回收管 10.初濾水回收管 11.進(jìn)水管 12.反沖洗排水管 13.反沖洗排水槽 14.活性氧化鋁濾層 15.進(jìn)氣孔 16.進(jìn)出水孔 17.濾板 18.長(zhǎng)柄濾頭 19.濾墻 20.氣墊平衡孔21.濾池具體實(shí)施方式
實(shí)施例1第一種污水再生利用活性氧化鋁靜電除菌工藝流程，以二級(jí)污水處理廠二沉池出水為水源，經(jīng)加氯氧化絮凝沉淀、砂濾預(yù)處理，再經(jīng)活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置處理。出水水質(zhì)完全達(dá)到城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 18920-2002)和景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 18921-2002)。
實(shí)施例2第二種污水再生利用活性氧化鋁靜電除菌工藝流程，以二級(jí)污水處理廠二沉池出水為水源，經(jīng)加氯氧化絮凝沉淀預(yù)處理，再經(jīng)活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置處理。出水水質(zhì)符合再生水用于工業(yè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB 50335-2002)及其他工業(yè)生產(chǎn)用水的水質(zhì)要求。
實(shí)施例3第三種污水再生利用活性氧化鋁靜電除菌工藝流程，以二級(jí)污水處理廠二沉池出水為水源，加氯氧化絮凝沉淀，普通砂濾預(yù)處理，再經(jīng)活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置處理，后接RO除鹽及混合床處理。出水水質(zhì)可滿足發(fā)電廠鍋爐用脫鹽水及電子工業(yè)用水水質(zhì)要求。以上新工藝中活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置的出水，細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群的去除率均可達(dá)到99.99～99.9999％，SDI≤3。
權(quán)利要求
1.一種用于污水處理的活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置，包括a.主要由活性氧化鋁濾層(14)、濾池(21)、濾板(17)、濾墻(19)組成的活性氧化鋁靜電除菌系統(tǒng)，b.氣水反沖系統(tǒng)(8)c.進(jìn)水pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)(4)d.堿洗系統(tǒng)(3)e.前加氯系統(tǒng)(2)所述的活性氧化鋁靜電除菌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為活性氧化鋁濾層(14)置于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的濾池(21)內(nèi)或金屬濾罐內(nèi)；活性氧化鋁濾層由玻璃鋼濾板或金屬濾板承托，濾板由長(zhǎng)柄濾頭(18)和玻璃鋼板或金屬板組成，用不銹鋼壓板和螺栓固定在濾墻上，鋼制濾罐的濾板固定在不銹鋼托架上；濾板下分布有氣墊平衡孔(20)；濾池上部設(shè)有進(jìn)水管(11)、反沖洗排水槽(13)、反沖排水管(12)、堿洗系統(tǒng)(3)進(jìn)水；濾池(21)下部一側(cè)出水，設(shè)有反沖排水管(5)、反沖進(jìn)水管(7)、反沖進(jìn)氣管(6)、堿洗水回收管(9)、初濾水回收管(10)；濾池(21)下部中間設(shè)有進(jìn)氣孔(15)、進(jìn)出水孔(16)；調(diào)節(jié)pH值的加酸管及滅菌的濾前加氯管接在活性氧化鋁靜電除菌濾池進(jìn)水系統(tǒng)(1)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污水處理的活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置，其特征在于所述的活性氧化鋁濾層，濾料為d＝0.5～1.5mm的β族和γ族活性氧化鋁球形顆粒，濾層厚1.5～2.5m，濾速15～25m/h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污水處理的活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置，其特征在于所述的氣水反沖系統(tǒng)包括反沖水泵和空壓機(jī)；進(jìn)水pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括酸液槽和酸計(jì)量泵，將pH調(diào)至5.5～7.5；所述的堿洗系統(tǒng)包括堿液槽和堿泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污水處理的活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置，其特征在于所述的前加氯系統(tǒng)，進(jìn)水投加氯1.0-3.0mg/Ld。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污水處理的活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置，其特征在于所述的活性氧化鋁靜電除菌系統(tǒng)，當(dāng)活性氧化鋁氯層對(duì)細(xì)菌的靜電吸附飽和度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，用0.5～1.0％NaOH溶液進(jìn)行堿洗。
6.一種用于污水處理的活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置的應(yīng)用，其特征在于所述的裝置，能以以下三種流程組成污水再生利用水處理的新工藝a.以二級(jí)污水處理廠二沉池出水為水源，經(jīng)加氯氧化絮凝沉淀、砂濾預(yù)處理，再經(jīng)活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置處理；b.以二級(jí)污水處理廠二沉池出水為水源，經(jīng)加氯氧化絮凝沉淀預(yù)處理，再經(jīng)活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置處理；c.以二級(jí)污水處理廠二沉池出水為水源，加氯氧化絮凝沉淀，普通砂濾預(yù)處理，再經(jīng)活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置處理，后接反滲透除鹽及混合床處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于污水處理的除菌過濾裝置及應(yīng)用，具體地說，是一種用于污水處理的活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置及應(yīng)用。所述的裝置，包括主要由活性氧化鋁濾層、濾池、濾板、濾墻組成的活性氧化鋁靜電除菌系統(tǒng)、氣水反沖系統(tǒng)、進(jìn)水pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)、堿洗系統(tǒng)、前加氯系統(tǒng)組成。用于污水處理的活性氧化鋁靜電除菌過濾裝置能以三種流程組成污水再生利用水處理的新工藝。本發(fā)明僅以1/3的微濾膜CMF工程投資，獲取與CMF技術(shù)相同的再生水水質(zhì)，其運(yùn)行、操作、維護(hù)卻與傳統(tǒng)的自來水水處理工藝一樣簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)C02F1/00GK1587078SQ200410072220
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者焦兆明 申請(qǐng)人:天津膜天水工程技術(shù)有限公司