本發(fā)明涉及一種管道過濾器，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于深度水處理的管道過濾器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的普通機(jī)械過濾器比較笨重，拆卸不便。并且，由于機(jī)械過濾器使用的大部分是石英砂、無煙煤、卵石層等傳統(tǒng)濾料，因而普遍存在過濾精度偏低的問題，基本無法滿足微米級以下的過濾需求。例如，授權(quán)實(shí)施例專利cn203736915u中涉及的一種機(jī)械過濾器的主體結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)機(jī)械過濾器很相似，使用的濾料也是傳統(tǒng)的石英砂、無煙煤、卵石層以及錳礦等；再例如授權(quán)實(shí)施例專利cn205307970u中涉及的一種機(jī)械過濾器的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在使用傳統(tǒng)濾料的前提下進(jìn)行的，盡管結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)上有創(chuàng)新，但是主體結(jié)構(gòu)仍然擺脫不了傳統(tǒng)過濾器的缺點(diǎn)。

除了機(jī)械過濾外，反滲透也是污水處理的新方向。但是采用反滲透等膜技術(shù)成本偏高，而且工作效率偏低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的機(jī)械過濾器精度偏低等技術(shù)問題，提供了一種用于深度水處理的管道過濾器。該管道過濾器采用纖維素微球作為濾料，并設(shè)置了相應(yīng)的用于容置濾料的腔體，能顯著提高過濾精度，并且降低了成本。

本發(fā)明還有一目的是解決現(xiàn)有機(jī)械過濾器所存在的比較笨重，拆卸不便等技術(shù)問題，提供了一種用于深度水處理的管道過濾器。該過濾器及過濾方法采用管道式結(jié)構(gòu)，沒有復(fù)雜的管線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，體積小，尺寸可以隨水處理現(xiàn)場情況隨機(jī)調(diào)整，使用方便。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

一種用于深度水處理的高精度管道過濾器，包括：帶有進(jìn)水口和出水口的腔體，所述腔體上設(shè)置有用于向腔體內(nèi)部投放濾料的濾料投放口以及與腔體內(nèi)部相連的沖洗入口，所述進(jìn)水口及出水口設(shè)置帶透水帽的布水板；并且，所用濾料為各種功能化的纖維素微球。

優(yōu)選的，上述的一種用于深度水處理的高精度管道過濾器，所述濾料投放口配有盲板法蘭。

優(yōu)選的，上述的一種用于深度水處理的高精度管道過濾器，沖洗入口配有沖洗入口法蘭，并且與腔體內(nèi)部設(shè)置的沖洗管和篩管連接。

優(yōu)選的，上述的一種用于深度水處理的高精度管道過濾器，所述腔體內(nèi)部沿軸向設(shè)置篩管，所述篩管與沖洗入口相連。

優(yōu)選的，上述的一種用于深度水處理的高精度管道過濾器，所述腔體為一管道結(jié)構(gòu)，所述管道結(jié)構(gòu)兩端設(shè)置有管道連接法蘭，所述進(jìn)水口和出水口分別設(shè)置于管道的兩端。

優(yōu)選的，上述的一種用于深度水處理的高精度管道過濾器，所述纖維素微球是具有彈性，耐酸堿的微球；其直徑為2mm～10mm，比表面積為80～200m²/g，含水率為80％～99％。

優(yōu)選的，上述的一種用于深度水處理的高精度管道過濾器，所述纖維素微球的制備工藝為：

溶液制作步驟，將纖維素在-15～-10℃條件下，溶解于堿性水溶液中形成纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～10％的纖維素溶液；

微球擠出步驟，將上述溶液以液滴形式擠到任意鹽水或者稀酸溶液中靜置形成微球；

堿性去除步驟，用ph為中性的水浸泡洗滌微球多次，直到水的ph恢復(fù)中性。

優(yōu)選的，上述的一種用于深度水處理的高精度管道過濾器，所述溶液制作步驟中，向纖維素溶液中混入高分子吸附材料和/或無機(jī)吸附劑材料。

優(yōu)選的，上述的一種用于深度水處理的高精度管道過濾器，所述吸附材料包括殼聚糖、腐植酸、活性炭、金屬氧化物微納米粒子中。

因此，從上述方案可知，本發(fā)明涉及的過濾器是基于新型濾料的基本特征來設(shè)計(jì)的，從結(jié)構(gòu)上講，該過濾器相較于傳統(tǒng)的機(jī)械過濾器具有以下幾個(gè)明顯優(yōu)勢：

1.體積小，例如同等處理量(40-50m³/h)的機(jī)械過濾器筒徑約為1600mm左右，而本過濾器的筒徑僅為273mm，相比之下，本過濾器重量縮減了6倍左右；

2.過濾器為管道式安裝，沒有復(fù)雜的管線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，故結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，且尺寸可以隨水處理現(xiàn)場情況隨機(jī)調(diào)整；

3.水頭損失極低，幾乎可以忽略，直接管道安裝，前端或者后端不需要設(shè)置緩存罐，因此不需要提升泵輸送至下一流程，可降低能耗及設(shè)備投資；

4.設(shè)備價(jià)格低廉，運(yùn)行簡捷，性能突出，經(jīng)濟(jì)耐用。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2是本發(fā)明的纖維素微球的示意圖，圖中纖維球的直徑大約為2～3mm。

圖中，1為進(jìn)水口，2為變徑、3為dn250法蘭、4為透水冒、5為盲板法蘭、6為沖洗入口法蘭、7為填料口法蘭、8為布水板、9為篩管、10為沖洗管、11為筒體、12為纖維球填料。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

實(shí)施例：

下面結(jié)合附圖1二維結(jié)構(gòu)圖對本實(shí)施例的過濾器進(jìn)行詳細(xì)描述。該設(shè)備主要由進(jìn)水口1、變徑2、dn250法蘭3、透水冒4、盲板法蘭5、沖洗入口法蘭6、填料口法蘭7、布水板8、篩管9、沖洗管10、筒體11、纖維球填料12等部分組成。過濾器濾芯是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：按照所處置的污水的特性以及各種微球的吸附特性，調(diào)整濾芯中各種纖維素微球所占的質(zhì)量百分比，混勻后直接填裝在本實(shí)施例設(shè)計(jì)的過濾器中，用于有深度過濾需求的水處理領(lǐng)域。

過濾器工作前，首先需要關(guān)閉進(jìn)出水口閥門，再從帶有盲板法蘭5的投料口往料倉中投加纖維球填料12。濾芯被填填料滿并充滿水即可。濾芯填滿后封閉投料口盲板。當(dāng)需要工作時(shí)，打開進(jìn)出水閥門，污水從進(jìn)水口1進(jìn)水，通過布水板8上的透水帽4進(jìn)入料倉，污水中微量的懸浮物、重金屬離子及其他污染物，通過纖維素微球的充分吸附去除后，通過出水口布水板上的透水帽從出水口排出。

當(dāng)纖維素微球吸附污染物達(dá)到飽和狀態(tài)后，需要進(jìn)行沖洗，沖洗時(shí)需先排出料倉中的水，關(guān)閉進(jìn)出水口閥門，通過沖洗管10通入沖洗液，經(jīng)過篩管9注滿過濾器腔體，浸泡一段時(shí)間后，打開出水口閥門，放出沖洗液，并用新鮮的自來水通過沖洗管10沖水，經(jīng)過篩管9到腔體中沖洗數(shù)分鐘即可恢復(fù)濾芯的吸附活性。

本實(shí)施例的進(jìn)出水口均可作為反洗入口。沖洗液優(yōu)選質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～20％的無機(jī)酸(鹽)或者有機(jī)酸(鹽)等溶液。在浸泡1～60min之后，放出過濾器內(nèi)的液體，濾芯即可再次使用，濾芯內(nèi)微球的循環(huán)使用次數(shù)為1～100次。

本實(shí)施例的纖維素微球優(yōu)選直徑為2mm～10mm，比表面積為80～200m2/g，含水率為80％～99％，具有彈性，耐酸堿的微球。

本實(shí)施例的纖維素微球制備方法為：將一定量的纖維素，在-15～-10℃條件下，溶解于堿/尿素水溶液或者堿/硫脲水溶液中形成纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～10％的溶液，再將上述溶液通過機(jī)械擠出等手段，以液滴形式擠到任意鹽水或者稀酸溶液中，靜置后，取出微球，用ph為中性的自來水浸泡洗滌多次，直到自來水的ph恢復(fù)中性。

為了賦予纖維素微球多功能化，以纖維素微球?yàn)檩d體，本實(shí)施例在制備微球時(shí)，預(yù)先向上述纖維素溶液中混入粉末狀的各種高分子和/或無機(jī)吸附劑材料的一種或者多種，例如殼聚糖、腐植酸、活性炭、金屬氧化物微納米粒子等。

在深度水處理時(shí)，按照所處置水體中的各種污染因子含量，以及所需要使用的各種纖維素微球針對不同污染因子的飽和吸附容量qe，按照所處置的污水的特性以及各種微球的吸附特性，調(diào)整濾芯中各種微球所占的質(zhì)量百分比，混勻后直接填裝在本發(fā)明設(shè)計(jì)的過濾器中即可使用，過濾精度為100～1000nm，使用溫度范圍為1～100℃；

本專利中使用的纖維素微球都是含有大量微納米孔洞結(jié)構(gòu)的棉花小球，如果ss過高，就會(huì)容易堵塞孔洞；而后面沖洗步驟目的是為了活化已經(jīng)飽和的材料，不僅限于沖洗掉污泥，希望ss這一項(xiàng)能夠在前面權(quán)利要求書中體現(xiàn)出來，這樣也能突出“深度水處理”這個(gè)觀念。例如，當(dāng)用于水體懸浮固體含量ss≤50mg/l的深度水處理。

下面給出本實(shí)施例涉及的過濾器的具體實(shí)施例。本實(shí)施例公開的一種低成本深度水處理的高精度管道過濾器長1102mm，主體直徑273mm，處理水量為40-50m³/h，主要由進(jìn)水口(dn100)1、變徑(4〞×10〞)2、dn250法蘭3、透水冒4、盲板法蘭(dn250)5、沖洗入口法蘭(dn50)6、填料口法蘭(dn250)7、布水板8、篩管9、沖洗管10、筒體11、纖維球填料12等部分組成。

本實(shí)施例針對含cu²⁺(10mg/l)及cod(10mg/l)廢水深度處理問題示范過濾器濾芯的調(diào)配過程。濾芯材料通過選用兩種纖維素微球(殼聚糖/纖維素微球和活性炭/纖維素微球)調(diào)配質(zhì)量百分比得到。殼聚糖/纖維素微球?qū)u²⁺的qe約為100mg/g，對cod的效果幾乎為零；而活性炭/纖維素微球?qū)od的qe約為100mg/g，而對cu²⁺的去除效果幾乎為零。則通過以下公式計(jì)算可得每小時(shí)處理廢水所需微球的質(zhì)量：

式中m微球?yàn)樗栉⑶虻馁|(zhì)量，q廢水為每小時(shí)廢水的流量，[c]0為cu²⁺或cod在廢水中的初始濃度，通過計(jì)算可得處理水量為40m³/h時(shí)，每小時(shí)需要消耗殼聚糖/纖維素微球和活性炭/纖維素微球各4kg，填料體積約8l，占約30％過濾器容積。上述過濾器精度為100～1000nm，使用溫度范圍為5～100℃，微球直徑為2～3mm，耐酸堿，有彈性，平均含水率為81％，比表面積約為90m²/g，造成的壓降小，易清洗，能循環(huán)使用10次以上。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。