专利名称：一种模块化过滤装置及其使用方法和用途的利记博彩app
技术领域：
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种去除水中杂质的过滤装置，及其在环保与重金属沉淀的应急处理等方面的应用。
背景技术：
近几年，我国频发重大环境污染突发事件，尤其是重金属污染事件。例如2005年广东北江镉污染事件，2009年山东临沂砷污染事件以及2010年紫金矿业铜污染事件等。这些污染事件对城市供水安全造成了严重威胁。一旦突发这些污染事故，对社会、经济、环境造成的危害是难以彻底恢复的。目前就重金属而言，最快速有效的应急方法为沉淀法。但是该方法却存在固液分离的难题，若不尽快将重金属沉淀从水体中分离出来，其一方面易受到水体PH的影响以致已经沉淀下来的重金属又回到水体中，另一方面若沉积到河流底泥中将面临清淤这一巨大的工程。由此可见，在重金属沉淀之后实现快速过滤是应急处理中最为关键的一步。过滤可有效去除污水中杂质，实现固液分离，并且利于后续处理工作。此外，洪水、地震等突发自然灾害对水体水质有一定的影响，也面临水中杂质的快速去除，其中以浊度及金属离子为主。有研究表明洪灾使悬浮物质增加、降低了水体透明度(盛建明，费至良，葛家春.洪灾对湖泊生态环境的影响.南京林业大学学报，2000，M 112 115)，并且对水质影响带来重金属离子的“滞后效应”(罗献宝，文军，骆东奇等.洪水胁迫因子对千岛湖水质的影响与风险评价研究.中国生态农业学报，2006，14 (3) :118 121)。有抽样调查显示地震后水质不合格指标中浊度占比重较大，且存在铁锰超标的现象 (陈志，岳蕴瑶，张婷等.地震后江油市水源水检测结果分析.预防医学情报杂志，2009， 25(9) 734 735)。过滤是一种行之有效的净化水质方法。在过滤技术中，传统的过滤器为装填滤料的直筒圆柱，其中最为关键的是滤料的选择。就滤料而言，可分为以表层过滤为主的滤料，例如滤布、滤网、烧结材料、粉体等；和以深层过滤为主的滤料，例如固体颗粒或短纤维。 (方图南，潘元奇.过滤基础的理论与进展.化工设备与防腐[J]. 2001. 3 :2-7)目前关于重金属的过滤装置一般针对微量重金属溶液，所用滤料多为与重金属离子发生物理化学反应的材料。例如CN201020131025.2专利公开了一种陶瓷滤芯过滤器，该过滤器针对饮用水采用活性炭和铜锌合金陶瓷滤芯管，通过物理作用去除重金属离子；CN200810089706. 4专利发明了一种具有吸附功能的离子交换材料，该材料对重金属离子的吸附容量为2-17meq/ go而专门针对重金属沉淀的过滤装置则少之又少。过滤重金属沉淀需要仅通过物理截留作用将其固定下来的滤料，并且该滤料能同时取得较好的过滤速度与过滤效果，以适应应急处理的要求。另外，在过滤过程中经常发生的短流现象也影响过滤效果，为此也需要对过滤装置进行改进，一方面能使之与滤料更好地结合，另一面也能避免短流现象。
发明内容
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本发明要解决的技术问题是提供一种模块化过滤装置，这种模块化过滤装置可较好解决过滤速度与过滤效果的矛盾以及过滤过程中短流的问题。为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案本发明所述的模块化过滤装置由承水模块(1)、过滤模块O)、出水模块(3)以及复合滤芯(4)构成。具体构件及连接方式承水模块顶端为布水器(5)、上端为进水承水层 (6)、靠近底端为滤芯压实卡栓(7)、最底端为外嵌合层(8)。过滤模块上端为内嵌合层(9)、 中间为滤芯承托压实部件(10)、下端为外嵌合层(8)。滤芯承托压实部件(10)由滤芯承托卡栓(11)和滤芯压实卡栓(7)合二为一。过滤出水模块(3)由内嵌合层(9)、滤芯承托卡栓(11)、出水承水层(1 以及过滤出水口(1 组成。各模块之间即由内外嵌合层嵌合组装成一体。复合滤芯(4)填充于内外嵌合层所形成的内腔。复合滤芯由表层过滤材料及深层过滤材料机械缝合而成，缝合线(14)恰与滤芯承托压实部件卡栓内侧重合。复合滤芯表层过滤材料为聚丙烯(PP)滤布(15)，该材质几乎不吸湿，且耐酸碱以及一般有机溶剂。深层过滤材料为粘胶短纤维(16)，密度为1. 50 1. 52g/cm3。滤芯形状与大小与过滤器内腔相匹配(如圆形、方形等)。该装置使用时在过滤出水模块滤芯承托卡栓处放置一个复合滤芯，然后嵌合过滤模块，再将第二个复合滤芯放置于另一过滤模块承托卡栓处，随后再嵌合过滤模块。如此层层嵌合压实滤芯，可灵活组合，直至所需要的过滤模块数目。最后嵌合承水模块。该装置为下向流式，待过滤液由过滤装置上端即承水层流入，并由过滤装置下端即过滤出水口流出。该装置针对不同的处理对象，可灵活调整过滤模块，如对于重金属沉淀过滤，根据重金属属性及浓度不同一般采取二至五个过滤模块，对于一般悬浮物(如泥砂等)采用三至四个过滤模块，对于污水生物处理中固体悬浮物SS深度处理一般采用三个过滤模块。对重金属铜沉淀进行过滤时，在pH = 8. 5、表面水力负荷为2. 36m3/(m2 -h)的条件下，重金属铜溶液初始浓度低于200mg/L采用4层过滤模块；初始浓度为200mg/L 500mg/ L采用5层过滤模块；对重金属铅沉淀进行过滤，在pH = 9. 5、表面水力负荷为2. 36m3/ (m2 · h)的条件下，重金属铅溶液初始浓度低于250mg/L采用2层过滤模块，在pH = 9. 5、 表面水力负荷为4. 72m3/ (m2 · h)的条件下，重金属铅溶液初始浓度低于250mg/L采用3层过滤模块；对重金属镉沉淀进行过滤，在PH = 10. 5、表面水力负荷为2. 36m3/(m2 · h)的条件下，重金属镉溶液初始浓度低于250mg/L采用2层过滤模块，在pH = 10. 5、表面水力负荷为4. 72m3/ (m2 -h)的条件下，重金属镉溶液初始浓度低于150mg/L采用2层过滤模块，在表面水力负荷为2. 36m3/(m2 -h)的条件下，高岭土悬浮液初始浊度为565度，采用4层过滤模块。本发明弥补了现有装置的不足，它的推广和应用能达到极好的应急过滤效果，该模块化过滤装置优点如下该过滤装置采用模块化设计，便于批量生产，易于拆卸、组装、运输，使用灵活，可根据实际情况调节过滤模块数量，易于管理；该模块化过滤装置嵌层式设计在于通过复合滤芯缝合线将过滤材料主体部分紧密结合于内外嵌合层的滤芯填装腔内，因而可有效避免短流。该模块化过滤装置所使用的滤芯将表层过滤与深层过滤结合起来，因此能同时取得较好的过滤速度与过滤效果，并且该滤料简单易得、便于制作；
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该模块化过滤装置可不需配置专门反冲洗设施，模块化的设计便于及时更换，而更换下来的模块可另外进行清洗，使得操作简单、省时。
图1为模块化过滤装置剖面图。其中(1)为承水模块、O)为过滤模块、(3)为出水模块、⑷为复合滤芯、(5)为布水器、(13)为出水口。图2为模块化过滤装置承水模块剖面图。其中(6)为进水承水层、(7)为滤芯压实卡栓、(8)为外嵌合层。图3为模块化过滤装置过滤模块剖面图。其中⑶为外嵌合层、(9)为内嵌合层、 (10)为滤芯承托压实部件。图4为模块化过滤装置过滤出水模块剖面图。其中(9)为内嵌合层、(11)为滤芯承托卡栓、(12)出水承水层、(13)出水口。图5为复合滤芯俯视图。其中(14)为缝合线。图6为复合滤芯剖面图。其中(14)为缝合线、(15)为聚丙烯滤布、(16)为粘胶短纤维。
具体实施例方式实施例1 模块化过滤装置模块化过滤装置如图1所示，有机玻璃材质，其内径为180mm、承水模块高为 300mm、过滤模块高为50mm、过滤出水模块高150mm、出水口直径为20mm。其中进水承水层高 270mm ；滤芯压实卡栓上部高10mm、内径为155mm，下部高10mm、内径为180mm ；外嵌合层高度为10mm、内径为180mm ；内嵌合层高度为10mm、内径为195mm ；滤芯承托压实部件高30mm， 其内径尺寸同滤芯承托卡栓和滤芯压实卡栓；出水承水层高100mm，内径为180mm。复合滤芯直径与过滤装置内径相同为180mm，厚度为30mm，其耐受pH为4 11。该模块化过滤装置可在表面负荷低于7. 08m3/(m2 · h)的条件下进行。实施例2 模块化过滤装置对重金属铜沉淀的过滤在pH = 8. 5、表面水力负荷为2. 36m3/ (m2 -h)的条件下，重金属铜溶液初始浓度分别为100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L、500mg/L，该装置分别采用四个和五个过滤模块进行过滤，每隔5min取样并于过滤结束后取总滤液测定溶液中剩余重金属含量，测定结果表明通过30min过滤，当采用合适数量的过滤模块时重金属沉淀去除率达90%以上。对于重金属铜溶液初始浓度为100mg/L、200mg/L，采用四个过滤模块时去除率分别为98. 69%, 95. 68%，对于重金属铜溶液初始浓度为300mg/L、400mg/L、500mg/L采用五个过滤模块时去除率分别为 99. 18%,92. 34%,90. 82%。表1四个过滤模块对不同初始重金属铜溶液沉淀过滤情况(pH = 8. 5、表面水力负荷为 2. 36m3/ (m2 · h))
权利要求
1.一种模块化过滤装置，其特征是由承水模块(1)、过滤模块O)、出水模块(3)以及复合滤芯(4)构成；承水模块顶端为布水器( 、上端为进水承水层(6)、靠近底端为滤芯压实卡栓(7)、最底端为外嵌合层(8)；过滤模块上端为内嵌合层(9)、中间为滤芯承托压实部件(10)、下端为外嵌合层(8)，滤芯承托压实部件(10)由滤芯承托卡栓(11)和滤芯压实卡栓⑵合二为一；过滤出水模块(3)由内嵌合层(9)、滤芯承托卡栓(11)、出水承水层(12) 以及过滤出水口(1 组成；各模块之间即由内外嵌合层嵌合组装成一体；复合滤芯(4)填充于内外嵌合层所形成的内腔。
2.根据权利要求1所述的一种模块化过滤装置，其特征在于所述的复合滤芯由表层过滤材料及深层过滤材料机械缝合而成，缝合线(14)恰与滤芯承托压实部件卡栓内侧重合；复合滤芯表层过滤材料为聚丙烯(PP)滤布(15)，该材质几乎不吸湿，且耐酸碱以及有机溶剂；深层过滤材料为粘胶短纤维(16)，密度为1. 50 1. 52g/cm3 ；滤芯形状与大小与过滤器内腔相匹配。
3.权利要求1所述的模块化过滤装置的用途，其特征是用于快速过滤水中杂质以及废水升级改造中SS的去除。
4.权利要求1所述的模块化过滤装置的使用方法，其特征是对重金属沉淀过滤，采取二至五个过滤模块，对悬浮物过滤采用三至四个过滤模块，对污水生物处理中固体悬浮物 SS深度处理采用三个过滤模块。
5.权利要求1所述的模块化过滤装置的使用方法，其特征是对重金属铜沉淀进行过滤时，在PH = 8. 5、表面水力负荷为2. 36m3/(m2 · h)的条件下，重金属铜溶液初始浓度低于 200mg/L采用4层过滤模块；初始浓度为200mg/L 500mg/L采用5层过滤模块；对重金属铅沉淀进行过滤，在PH = 9. 5、表面水力负荷为2. 36m3/(m2 · h)的条件下，重金属铅溶液初始浓度低于250mg/L采用2层过滤模块，在pH = 9. 5、表面水力负荷为4. 72m3/(m2 · h)的条件下，重金属铅溶液初始浓度低于250mg/L采用3层过滤模块；对重金属镉沉淀进行过滤，在PH = 10. 5、表面水力负荷为2. 36m3/(m2 · h)的条件下，重金属镉溶液初始浓度低于 250mg/L采用2层过滤模块，在pH = 10. 5、表面水力负荷为4. 72m3/(m2 -h)的条件下，重金属镉溶液初始浓度低于150mg/L采用2层过滤模块，在表面水力负荷为2. 36m3/(m2 · h)的条件下，高岭土悬浮液初始浊度为565度，采用4层过滤模块。
全文摘要
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种去除水中杂质的过滤装置，及其在环保与重金属沉淀的应急处理等方面的应用。模块化过滤装置由承水模块(1)、过滤模块(2)、出水模块(3)以及复合滤芯(4)构成。该装置用于快速过滤水中杂质以及废水升级改造中SS的去除，根据实际需要调节过滤模块的数目，使用方便、灵活、应用范围较广，不需配置专门的反冲洗设备，方便及时更换、清洗。
文档编号B01D37/00GK102389665SQ20111021540
公开日2012年3月28日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者李旭东, 杨阳, 谢翼飞, 谭周亮 申请人:中国科学院成都生物研究所