專利名稱：輻射側(cè)向流加豎向流串級吸附水處理方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電鍍廢水處理工藝，特別針對電鍍廢水中重金屬離子種類豐富且濃 度較高的條件下水處理凈化工藝中的輻射側(cè)向流加豎向流串級吸附水處理方法及其裝置。
背景技術(shù)：
在水處理的工程實(shí)踐中，國內(nèi)外對于電鍍廢水的處理80%采用化學(xué)法?；瘜W(xué)法處 理電鍍廢水中的重金屬是目前應(yīng)用最廣泛也是最成熟的方法，該方法能一次脫除多種金屬 離子，但該方法處理后的生產(chǎn)用水不能回收利用，占用場地較大且產(chǎn)泥量大。吸附法是利用 吸附劑特殊結(jié)構(gòu)去除重金屬離子的一種方法，由于吸附處理法具有不需要投加其他試劑， 不產(chǎn)生二次污染，處理效果好，操作簡單的優(yōu)點(diǎn)，近年來發(fā)展迅速。傳統(tǒng)的過濾方式僅僅采用單層或多層濾料豎向流進(jìn)出水形式，無法實(shí)現(xiàn)濾料層均 勻利用的效果，整個(gè)濾料層中截污量分布不均勻，影響出水水質(zhì)。因此需要設(shè)計(jì)一套裝置來 解決這些問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種低成本、能耗 少、出水水質(zhì)好的輻射式側(cè)向流加豎向流串級吸附水處理方法及其裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案
本發(fā)明提供的輻射側(cè)向流加豎向流串級吸附水處理方法，該方法是利用密閉壓力式 裝置實(shí)施兩級吸附過濾，其中，第一級采用輻射式側(cè)向流進(jìn)水方式，該側(cè)向流過濾室的濾速 沿半徑方向遞減，第二級采用壓力流自上而下豎向進(jìn)水方式，濾后出水經(jīng)管道排出；濾料均 采用赤泥基環(huán)境修復(fù)材料，每級過濾室的濾層均保持均質(zhì)結(jié)構(gòu)；利用反沖洗方式使濾層保 持過濾功能，反沖洗水自下而上沖洗濾層，然后經(jīng)管道流出。所述反沖洗方式可以采用先氣_水反沖再水沖的方式。本發(fā)明提供的輻射側(cè)向流加豎向流串級吸附水處理方法，其由輻射側(cè)向流加豎向 流串級吸附水處理裝置實(shí)現(xiàn)，該裝置主要由過濾系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)組成。所述過濾系統(tǒng)設(shè) 有兩級過濾室，其中，第一級輻射式側(cè)向流過濾室位于進(jìn)水室的外部，再往外依次是第一級 過濾出水室和第二級豎向流過濾室；在進(jìn)水室和第一級輻射式側(cè)向流過濾室的室壁上，都 設(shè)有等間距分布的布水孔；在所述的兩級過濾室的內(nèi)腔中，自上而下設(shè)有多孔陶瓷濾料層 和承托層。所述反沖洗系統(tǒng)，包括反沖洗配水管和反沖洗廢水收集槽，它們分別與所述兩級 過濾室的底部、側(cè)壁上部連通，環(huán)形反沖洗配水管又與反沖洗給水干管連通。所述的第一級過濾室和第二級過濾室的多孔陶瓷濾料層布置的濾料均可以采用 赤泥基環(huán)境修復(fù)材料，該材料保持均質(zhì)結(jié)構(gòu)。所述第一級輻射式側(cè)向流過濾室的多孔陶瓷濾料層的濾料粒徑大于第二級豎向 流過濾室的多孔陶瓷濾料層的濾料粒徑。在第一級輻射式側(cè)向流過濾室和第二級豎向流過濾室的外部分別設(shè)有與之連通
3的反沖洗排水豎管、反沖洗廢水排水管，反沖洗廢水排水管由管道與第一級過濾出水室和 環(huán)形反沖洗廢水收集槽連通。本發(fā)明與傳統(tǒng)的豎向流過濾形式相比還具有以下的主要優(yōu)點(diǎn)
增加了前期的輻射式側(cè)向流過濾，它的特點(diǎn)是過水面積大且沿半徑方向遞增，能均勻 的處理高濃度廢水，同時(shí)濾速沿著進(jìn)水的流向逐步降低，有利于確保處理效果；后期的豎向 流過濾的特點(diǎn)是濾料層厚度大，因此廢水通過該級所走的路徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輻射式側(cè)向流，但 接觸面積不如輻射式側(cè)向流，它能作為后續(xù)處理低濃度廢水，優(yōu)化前期處理出水水質(zhì)，且確 保在輻射式側(cè)向流穿透的情況下出水的水質(zhì)，另外，當(dāng)進(jìn)水濃度較低時(shí)，可以僅僅使用輻射 式側(cè)向流處理。這樣的分級處理不僅解決了截污量不均勻的問題，還加強(qiáng)了處理效果。同時(shí)，輻射式側(cè)向流中濾層的反沖洗不僅有自下而上的方式，還有側(cè)向反洗的方 式，從而加強(qiáng)了反沖洗效果。在電鍍廢水處理工藝中，國內(nèi)未見此種形式。由表1可知，主要重金屬污染物的出水標(biāo)準(zhǔn)都遠(yuǎn)低于國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，去除 率均超過95%，傳統(tǒng)物化-生化方法只能達(dá)到50-70%，因此本發(fā)明的凈化優(yōu)勢明顯。


圖1是本發(fā)明的輻射式側(cè)向流加豎向流串級吸附水處理裝置的平面示意圖。圖2是圖1中的A — A剖面圖。圖3是圖1中的B— B剖面圖。圖4是圖1中的C— C剖面圖。圖中1.進(jìn)水室；2.第一級輻射式側(cè)向流過濾室；3.第一級過濾出水室；4.第二 級豎向流過濾室；5.布水孔；6.多孔陶瓷濾料層；7.承托層；8.反沖洗廢水排水管；9.環(huán) 形反沖洗廢水收集槽；10.進(jìn)水管；11.環(huán)形反沖洗配水管；12.處理后出水管；13.反沖洗 給水干管(與12共用);14.反沖洗排水豎管；15.第二級過濾室進(jìn)水管；16.充氣管；17.鼓 風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施例方式所述的輻射式側(cè)向流加豎向流串級精細(xì)過濾裝置采用一級輻射式側(cè)向流加二級 豎向流的多極串聯(lián)均質(zhì)濾床結(jié)構(gòu)過濾形式，每級濾層保持均質(zhì)結(jié)構(gòu)，第一級濾層的平均粒 徑大于第二級濾層。該裝置包括從中心進(jìn)水室到輻射式側(cè)向流過濾室，經(jīng)出水室收集出水 后到豎向流過濾室，最后通過與反沖洗共用管道收集出水。各級過濾池內(nèi)設(shè)有不同粒度的 濾料層及承托層；在進(jìn)水室和第一級過濾室壁上設(shè)有分布布水孔。所述的濾料層采用多孔 性陶瓷材料。下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。一.輻射側(cè)向流加豎向流串級吸附水處理方法
該方法是采用輻射式側(cè)向流后串聯(lián)豎向流的吸附處理方式，并且利用上述輻射式側(cè) 向流加豎向流串級吸附水處理裝置實(shí)現(xiàn)的。濾料采用赤泥基環(huán)境修復(fù)材料，每級濾層保持 均質(zhì)結(jié)構(gòu)。反沖洗系統(tǒng)通過環(huán)形反沖配水管配水，反沖洗方式采用先氣_水反沖再水沖的 方式。這種方式可以節(jié)省罐體空間。方法實(shí)施例1 原水經(jīng)提升泵提升至到本輻射式側(cè)向流加豎向流串級吸附水處理裝置的進(jìn)水室內(nèi)，利 用密閉壓力式吸附過濾，第一級采用側(cè)向流進(jìn)水方式，第二級采用壓力流自上而下豎向進(jìn) 水方式，其中第一級輻射式側(cè)向流過濾室2的濾速沿半徑方向遞減，進(jìn)水濾速為1. 12 m/ h，出水濾速為0.22 m/h，第二級豎向流過濾室4的濾速為0.46 m/h。該裝置內(nèi)的濾料均 采用赤泥基環(huán)境修復(fù)材料。第一級輻射式側(cè)向流過濾室的濾料粒徑為1.25-1. 6mm，鋪設(shè)厚 度為900mm ；第二級豎向流過濾室的濾料粒徑為1. 0-1. 25mm，鋪設(shè)厚度為700mm。反沖洗水 沖系統(tǒng)進(jìn)水從罐體底部的配水干管輸送到罐內(nèi)的環(huán)形反沖洗配水管中，通過孔眼流出，自 下而上沖洗濾層后經(jīng)環(huán)形反沖洗廢水槽收集，再經(jīng)反沖洗廢水配出管匯集后流出。由于第 一級輻射式側(cè)向流過濾室室壁分布有布水孔，所以反沖洗時(shí)兼有側(cè)向沖洗的方式，加強(qiáng)了 反沖洗效果。反沖洗氣沖系統(tǒng)進(jìn)氣通過充氣管16進(jìn)入環(huán)形反沖洗配水管后對濾層進(jìn)行反 沖洗。反沖洗水沖強(qiáng)度為3L/ (8*1112)，氣沖強(qiáng)度為1517 (s ·πι2)，氣-水同時(shí)反沖洗歷時(shí) 4min，再水沖洗歷時(shí)3min。方法實(shí)施例2
原水經(jīng)提升泵提升至到本輻射式側(cè)向流加豎向流串級吸附水處理裝置的進(jìn)水室內(nèi)，利 用密閉壓力式吸附過濾，第一級采用側(cè)向流進(jìn)水方式，第二級采用壓力流自上而下豎向進(jìn) 水方式，其中第一級輻射式側(cè)向流過濾室2的濾速沿半徑方向遞減，進(jìn)水濾速為1. 52 m/ h，出水濾速為0.42 m/h，第二級豎向流過濾室4的濾速為0. 30 m/h。該裝置內(nèi)的濾料均采 用赤泥基環(huán)境修復(fù)材料。第一級輻射式側(cè)向流過濾室的濾料粒徑為1. 6-2. 0mm，鋪設(shè)厚度為 800mm ；第二級豎向流過濾室的濾料粒徑為1. 25-1. 6mm，鋪設(shè)厚度為800mm。反沖洗水沖系 統(tǒng)進(jìn)水從罐體底部的配水干管輸送到罐內(nèi)的環(huán)形反沖洗配水管中，通過孔眼流出，自下而 上沖洗濾層后經(jīng)環(huán)形反沖洗廢水槽收集，再經(jīng)反沖洗廢水配出管匯集后流出。由于第一級 輻射式側(cè)向流過濾室室壁分布有布水孔，所以反沖洗時(shí)兼有側(cè)向沖洗的方式，加強(qiáng)了反沖 洗效果。反沖洗氣沖系統(tǒng)進(jìn)氣通過充氣管進(jìn)入環(huán)形反沖洗配水管后對濾層進(jìn)行反沖洗。反 沖洗水沖強(qiáng)度為4L/ (s*m2)，氣沖強(qiáng)度為18L/ (s · m2)，氣-水同時(shí)反沖洗歷時(shí)4min，再 水沖洗歷時(shí)4min。二.輻射式側(cè)向流加豎向流串級吸附水處理裝置
該裝置的結(jié)構(gòu)如圖1至圖4所示，主要由過濾系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)組成。所述過濾系統(tǒng)由進(jìn)水室1、進(jìn)水管10、第二級過濾室進(jìn)水管15、處理后出水管12、 第一級輻射式側(cè)向流過濾室2、第一級過濾出水室3和第二級豎向流過濾室4組成，其中 進(jìn)水管10由管道與進(jìn)水室1的頂部相連。第二級過濾室進(jìn)水管15由管道與第二級豎向流 過濾室4連通。處理后出水管12由管道與第二級豎向流過濾室4連通。第一級輻射式側(cè) 向流過濾室2位于進(jìn)水室1的外部，再往外依次是第一級過濾出水室3和第二級豎向流過 濾室4。在進(jìn)水室1和第一級輻射式側(cè)向流過濾室2的室壁上，都設(shè)有等間距分布的布水孔 5。在第一級輻射式側(cè)向流過濾室2和第二級豎向流過濾室4的內(nèi)腔中，自上而下設(shè)有多孔 陶瓷濾料層6和承托層7。所述多孔陶瓷濾料層6布置的濾料可以采用赤泥基環(huán)境修復(fù)材料，保持均質(zhì)結(jié) 構(gòu)。所述承托層7的作用是可防止赤泥基環(huán)境修復(fù)材料從配水系統(tǒng)中流失，同時(shí)對 均布沖洗水也有一定作用。
所述反沖洗系統(tǒng)，設(shè)有反沖洗廢水排水管8、環(huán)形反沖洗廢水收集槽9、環(huán)形反沖 洗配水管11、反沖洗給水干管13和反沖洗排水豎管14，其中反沖洗廢水排水管8布置在 第二級豎向流過濾室4的外部，其由管道與第二級豎向流過濾室4、第一級過濾出水室3、第 一級輻射式側(cè)向流過濾室2、環(huán)形反沖洗廢水收集槽9和反沖洗排水豎管14連通。環(huán)形反 沖洗配水管11與第二級豎向流過濾室4的底部及反沖洗給水干管13連通。反沖洗給水干 管13由管道分別與第一級輻射式側(cè)向流過濾室2和第一級過濾出水室3連通。該裝置的過濾過程是電鍍廢水從進(jìn)水室1進(jìn)來后由側(cè)向布置的布水孔5流入到 第一級輻射式側(cè)向流過濾室2中，經(jīng)第一級輻射式側(cè)向流過濾室2過濾后的出水收集在第 一級過濾出水室3中，再通過壓力管即第二級過濾室進(jìn)水管15進(jìn)入第二級豎向流過濾室4 進(jìn)行過濾，濾后出水最后通過處理后出水管12收集流出。在上述過濾的過程中，電鍍廢水 自上而下通過多孔陶瓷濾料層6和承托層7。該裝置的反沖洗過程是凈水從反沖洗給水干管13進(jìn)入后經(jīng)環(huán)形反沖洗配水管 11分別進(jìn)入第一級輻射式側(cè)向流過濾室2、第一級過濾出水室3和第二級豎向流過濾室4 中，將第一級輻射式側(cè)向流過濾室2、第一級過濾出水室3和第二級豎向流過濾室4中的多 孔陶瓷濾料層6進(jìn)行高速水流反沖洗，反沖洗后水經(jīng)環(huán)形反沖洗廢水收集槽9收集，再依次 通過反沖洗廢水排水管8、反沖洗排水豎管14后排出。該裝置還設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)17，該鼓風(fēng)機(jī)由充氣管16向反沖洗給水干管13鼓風(fēng)，以便對 濾料進(jìn)行氣水聯(lián)合反沖。本裝置特別針對電鍍廢水中重金屬離子種類豐富且濃度較高的條件下實(shí)現(xiàn)對重 金屬離子的高效去除。本裝置與傳統(tǒng)的豎向流過濾形式相比，增加了前期的輻射式側(cè)向流 過濾，盡可能的利用輻射式側(cè)向流濾料層截留較高濃度的重金屬離子，減輕豎向流濾層的 負(fù)擔(dān)。而且輻射式側(cè)向流中流速隨著半徑方向逐漸減小，且可供接觸的濾料逐漸增多，此條 件可以使廢水均勻的與濾料層接觸，從而避免局部堵塞嚴(yán)重現(xiàn)象，但輻射截面大小積始終 有限。于是在輻射式側(cè)向流的后面串聯(lián)一級豎向流，豎向流填料層高度大于輻射式側(cè)向流 截面半徑，使得廢水與濾料層充分的接觸，從而加強(qiáng)了處理效果，并節(jié)約成本，降低裝置占 地面積。同時(shí)，這種多級精細(xì)過濾裝置的側(cè)向流進(jìn)水方式所帶來的雜質(zhì)截污量分布情況也 更有利于濾料自下而上的反洗。附表
表權(quán)利要求
一種水處理方法，其特征是一種輻射側(cè)向流加豎向流串級吸附水處理方法，具體是利用密閉壓力式裝置實(shí)施兩級吸附過濾，其中，第一級采用輻射式側(cè)向流進(jìn)水方式，該側(cè)向流過濾室的濾速沿半徑方向遞減，第二級采用壓力流自上而下豎向進(jìn)水方式，濾后出水經(jīng)管道排出；濾料均采用赤泥基環(huán)境修復(fù)材料，每級過濾室的濾層均保持均質(zhì)結(jié)構(gòu)；利用反沖洗方式使濾層保持過濾功能，反沖洗水自下而上沖洗濾層，然后經(jīng)管道流出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理方法，其特征是第一級進(jìn)水的濾速為1.12m/h，出水 濾速為0. 22 m/h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理方法，其特征是第二級豎向進(jìn)水的濾速為0.46m/h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理方法，其特征是反沖洗方式采用先氣_水反沖再水沖 的方式。
5.一種水處理裝置，其特征是實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述方法的裝置，該 裝置主要由過濾系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)組成，其中所述過濾系統(tǒng)設(shè)有兩級過濾室，其中，第一級輻射式側(cè)向流過濾室(2)位于進(jìn)水室(1) 的外部，再往外依次是第一級過濾出水室(3)和第二級豎向流過濾室(4)；在進(jìn)水室(1)和 第一級輻射式側(cè)向流過濾室(2)的室壁上，都設(shè)有等間距分布的布水孔(5)；在所述的兩級 過濾室的內(nèi)腔中，自上而下設(shè)有多孔陶瓷濾料層(6)和承托層(7)；所述反沖洗系統(tǒng)，包括反沖洗配水管(11)和反沖洗廢水收集槽(9)，它們分別與所述 兩級過濾室的底部、側(cè)壁上部連通，環(huán)形反沖洗配水管(11)又與反沖洗給水干管(13)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水處理裝置，其特征是第一級和第二級過濾室的多孔陶瓷濾 料層(6)布置的濾料均采用赤泥基環(huán)境修復(fù)材料，該材料保持均質(zhì)結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水處理裝置，其特征是所述第一級輻射式側(cè)向流過濾室(2) 的多孔陶瓷濾料層(6)的濾料粒徑大于第二級豎向流過濾室的多孔陶瓷濾料層(6)的濾料 粒徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水處理裝置，其特征是在第一級輻射式側(cè)向流過濾室(2)和 第二級豎向流過濾室(4)的外部分別設(shè)有與之連通的反沖洗排水豎管(14)、反沖洗廢水排 水管(8)，反沖洗廢水排水管(8)由管道與第一級過濾出水室(3)和環(huán)形反沖洗廢水收集槽 (9)連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水處理裝置，其特征是該裝置設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)(17)，該鼓風(fēng)機(jī)經(jīng) 充氣管(16)與反沖洗給水干管(13)和環(huán)形反沖洗配水管(11)連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及輻射側(cè)向流加豎向流串級吸附水處理方法及裝置。該方法是利用密閉壓力式裝置實(shí)施兩級吸附過濾，其中，第一級采用輻射式側(cè)向流進(jìn)水方式，該側(cè)向流過濾室的濾速沿半徑方向遞減，第二級采用壓力流自上而下豎向進(jìn)水方式，濾后出水經(jīng)管道排出；濾料均采用赤泥基環(huán)境修復(fù)材料，每級過濾室的濾層均保持均質(zhì)結(jié)構(gòu)；利用反沖洗方式使濾層保持過濾功能，反沖洗水自下而上沖洗濾層，然后經(jīng)管道流出。該裝置主要由過濾系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)組成。本發(fā)明不僅解決了截污量不均勻的問題，還加強(qiáng)了處理效果，同時(shí)反沖洗不僅有自下而上的方式，還有側(cè)向反洗的方式，從而加強(qiáng)了反沖洗效果，本發(fā)明與傳統(tǒng)物化-生化方法相比凈化優(yōu)勢明顯。
文檔編號(hào)C02F9/02GK101935113SQ20101029105
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者盧家喜, 吳建鋒, 夏世斌, 廖祁明, 徐曉虹, 李孟 申請人:武漢理工大學(xué)