超微细粒烧砂生物过滤装置的制作方法

专利名称：超微细粒烧砂生物过滤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超微细粒烧砂生物过滤装置，尤其涉及将从河 川或地下抽取的水(以下称"原水")处理成々大用水等时，能够准 确地去除溶入在原水中的砷成分以及对人体有害的成分的装置。
背景技术：
乂人原水生成々大用水的方式，一^:有慢速过滤方式和快速过滤方 式。慢速过滤方式，通过过滤砂层对原水进行微生物处理，同时过 滤夹杂物，从而进行净化。本发明的发明者，开发了通过包含超微 细粒烧砂的过滤砂层进行微生物处理，同时过滤夹杂物的超微细粒 烧妙、生物过滤装置，并已实现实用化。该超樣i细粒烧石少生物过滤装 置，比起使用氯等药品进行处理的快速过滤方式，其处理速度虽慢， 药品臭味却极少，这一点上其更适合使用于饮用水(专利文献1， 专利文献2)。在进行饮用水净化处理之前，溶入并混杂有夹杂物以及对人体 有害的物质。通常，这种有害物质通过物理性微孔膜进行净化，然 而难以去除砷成分。砷元素以各种形态存在于土壤之中，饮用水一 旦被砷元素污染会损害健康，因此要求尽可能去除砷元素。日本自 来水法所规定的关于砷浓度的水质基准值为0.01 mg/1。以往，采用 通过吸附去除砷成分的方法(专利文献3 )、利用氧化剂和凝集剂使砷成分凝集共沉淀/人而进行去除的方法(专利文献4)等，而上述 超樣i细粒烧石少生物过滤装置可以采用上述方法。专利文献1日本专利公开公报特开平07—308518号专利文献2日本专利爿>才艮第3406258号专利文献3日本专利公才艮2007—505736号专利文献4日本专利公报第3546794号然而，对于吸附法而言，每当吸附量达到々包和状态，就必须交 换吸附材料，而交换作业需要花费时间，因此，如果没有吸附去除 砷成分的预备i殳备，其间必须停止々大用水的生成。另一方面，在凝集共沉淀法，对应于砷的量，需要大量的凝集 剂，而且使含砷淤泥沉淀需要花费时间，并且含砷淤泥的处理作业 繁杂、费事。因此，以往的吸附法以及凝集共沉淀法，均难以适用 于超微细粒烧砂生物过滤装置。发明内容本发明鉴于上述问题而作，其目的在于提供一种能够简单且准 确地进行砷成分的去除，在吸附量达到々包和状态时，能够迅速地交 换吸附材料的超微细粒烧砂生物过滤装置。本发明所涉及的超微细粒烧砂生物过滤装置，通过过滤砂层对 原水进行生物处理的同时过滤夹杂物，具备，设置在过滤槽内，具 有超微细粒烧砂层，对原水进行微生物处理的同时过滤夹杂物的过 滤砂-层；设置在上述过滤石少层的上方，用于4妾收原水并向过滤-少层 供给原水的原水供给部；设置在上述过滤砂层的下方，用于抽取过滤完毕的水的抽取口 ；可装卸地保持在上述过滤槽内的过滤砂层的 上方，其网体上承载有能够吸附包含在原水中的砷成分的吸附材料，在该网体的外周固定有支架且在上述支架的外侧i殳置有通过压 力流体能够膨胀的管道，并且通过膨胀的管道，密封支架和过滤槽 内表面之间。本发明的第l特征为，向过滤砂层供给原水之前，使原水通过 承载有吸附材料的网体，从而使包含在原水中的砷元素吸附在网体 上的吸附材料上。由此，能够在过滤槽内进行砷元素的去除。本发明的第2特4正为，在网体的支架外侧设置管道，并向该管 道输送压力流体，使管道膨胀，从而密封网体的支架和过滤槽内表 面之间。由此，包含砷成分的原水通过网体之后供给到过滤砂层，因此 能够更准确地去除砷成分，另一方面，当吸附量达到卞包和状态时， 只要使管道收缩，即可从过滤槽简单地取出网状过滤器，因此能够 迅速地交换网状过滤器，能够大幅缩短超^t细粒烧^^、生物过滤装置 的4亭止工作时间。网体必须具有微细的网眼。因为网眼过大，砷成分将直接通过 网体的网目艮。具体而言，网体的网目艮，專交为理想的是，在0.053 mm 0.283 mm的范围内。网状过滤器的网体，只要能够承载吸附材料即可，但是，考虑 到对饮用水的影响，较为理想的是，采用不锈钢制金属网，例如 SUS304不《秀钢制金属网。网状过滤器的吸附材料，只要是能够吸附砷成分的材料即可， 例如，可以使用活性炭、活性氧化铝、沸石、钛酸、4告的氢氧化物等。但是，使用锰的氧化物，使其不仅能够吸附5价砷成分，还能 够准确地吸附3 <介砷成分，即可吸附去除4孟成分或4失成分等包含在 原水中的对人体有害的物质(参照日本专利公开公报特开2003 — 160338号)。网状过滤器，可以通过膨胀的管道保持在过滤槽内表面，但是， 如果停止供给压力流体，将从过滤槽内表面脱落，吸附在网体上的 砷成分会向过滤砂层侧泄露。因此，网状过滤器，较为理想的是， 通过安装配件，可装卸地悬挂在上述过滤槽的上端边缘。过滤砂、层，可以4吏用以4主的过滤砂、层。例40，可以由平均粗J圣 为0.08 mm 0.3 mm的第1孩i细;少层、i殳置在该第1《效细石少层的下 侧，平均寿立径为0.4 mm~1.8 mm的第2纟田;少层、i殳置在该第2细砂 层的下侧，平均粒径为2 mm~20 mm的第3石乐石层及石争石层构成。 之所以使用烧砂，是为了通过烧烤预先把附着在山砂、河砂、海砂 上的有机性不纯物或杂菌、其它夹杂物去除掉，使过滤砂层获得规 定的混浊度，即比30度更出色的清洗混浊度。而且，为了提高超微细粒烧砂生物过滤装置的清洗效果，重要 的是，分解过滤砂层表面上生成的淤泥使其减少。因此，较为理想 的是，还具备设置在过滤砂层和网状过滤器之间，在保持架上安装 有向过滤砂层喷射清洗水的清洗喷嘴的过滤砂清洗装置。另外，为了促进淤泥的分解，较为理想的是，对过滤砂层的微 生物进行曝气4吏其活性化。因此，较为理想的是，还具备i殳置在过 滤砂层和网状过滤器之间，在保持架上安装有对过滤砂层的微生物 进行曝气的空气喷嘴的曝气装置。此时，还可以在过滤砂清洗装置的保持架上，安装对上述过滤 砂层的微生物进行曝气的空气喷嘴，使该过滤砂清洗装置兼备曝气 装置的功能。


图1是表示具备本发明所涉及的超微细粒烧砂生物过滤装置的 最佳实施方式的过滤设备的整体结构图。图2是概略地表示上述实施方式的结构的剖面图。图3是表示上述实施方式的关4建部位的局部立体图。图4是上述实施方式中的过滤7吵层的结构图。图5是表示本发明所涉及的超微细粒烧砂生物过滤装置的第2 实施方式的整体结构图。图6是概略地表示上述实施方式中的具有曝气功能的过滤石少清 洗装置的立体图。图中II 卩徵细粒烧砂生物过滤装置 110 过滤槽III 过滤砂层112 原水供给部113 抽取口部114 网状过滤器 114A 网体 114B 支架 114E 橡皮管 114G 安装配件具体实施方式
下面，根据附图所示的具体例，详细说明本发明。图1 图4 表示本发明所涉及的超微细粒烧砂生物过滤装置的最佳实施方式。 图中，设置有多个过滤设备IO,例如3台超微细粒烧砂生物过滤装 置ll，并且通过从输送地下水(原水)W的原有管道12分支出来 的原水供给管道13，向3台超孩i细粒烧砂、生物过滤装置11的上部 供给原水W。超;f鼓细粒烧妙、生物过滤装置11上连接有用于抽取过滤完毕水 (饮用水)的抽取管14,该抽取管14连接在临时储水槽15，临时 储水槽中安装有供水泵16，供水泵16上连接有供水管17,该供水 管17连4娄在主水槽18，主水槽18内的々大用水通过加压泵19以及 送水管20输送到规定的位置。超孩i细粒烧妙'生物过滤装置11，具备过滤槽110，该过滤槽110 例如呈高2000 mm以及内径800 mm的有底圓^主形，其上端开口净皮 盖子(未图示)所封闭。过滤槽110内，在其下半部i殳置有过滤石少层111，在该过滤砂-层lll的上方，，没置有将原水装入且^f诸藏一革殳时间，并向过滤石少层111进行供给的原水供给部112,在过滤^少层111的下侧设置有逆洗 装置115，同时在过滤槽110的槽壁上形成有用于抽取过滤完毕后 的水的抽取口 113，该抽取口 113上连接有抽取管14。过滤槽110的原水供^^部112内，安装有网状过滤器114。至 于网状过滤器114，如图3所示，其网体114A,使用例如直径为0.051 mm的不4秀钢丝，制作成200目，即网眼为0.076 mm的金属网，并 且在金属丝上，通过溶敷等承载有吸附材料，如二氧化锰粉体。该网体114A，通过托架114D搭载于短圓柱形支架114B的中 间托面114H上，并从上方重叠紧固托架114C，利用螺杆/螺母进 行紧固。在支架114B的中间托面114H的下侧，安装有逆洗用管 114F，该逆洗用管114F连4妄在外部的处理完毕逆洗用水的供给源 (未图示)，逆洗用处理水(Water)供给到逆洗用管114F,从而对 网体114A进4亍逆洗。在支架114B的外周面，上下留有间隔地形成有安装凸缘114J， 该安装凸缘114J之间嵌入有弹性管，例如橡皮管114E,而且来自 外部的空气供给源(未图示)的空气(Air)供^^'j该;隊皮管114E, 使橡皮管114E膨胀，从而密封支架114B和过滤槽110内表面之间。而且，支架114B上固定有安装配件114G的下端部，该安装配 件114G可装卸地安装在过滤槽110的上端边缘，从而以悬挂的状 态支4掌网体114A以及支架114B。如图4所示，过滤石少层111，由平均粒径为0.08 mm~0.3 mm的 第1微细烧砂层111A、设置在第1微细烧砂层111A的下侧，平均 粒径为0.4 mm 1.8 mm的第2细烧砂层111B、设置在第2细烧砂 层111B的下侧，平均4立径为2 mm 20 mm的第3砾石层及碎石层111C构成。该第1孩丈细;^石少层111A、第2细烧:砂、层111B、第3砾、 石层及碎石层111C,根据需要，被过滤布，例如丝绸布所包住。当原水装入到原水供给部112内，该原水才艮据其自身的重量供 纟会到下方的过滤石少层111，并通过附着在过滤砂'层111表面的孩i生 物进行处理，同时通过过滤石少层111时过滤夹杂物，最终从抽耳又口 113流出过滤完毕后的水。此时，在网状过滤器114中，包含在原水中的锰成分或铁成分 等对人体有害的物质吸附于网体114A上的二氧化锰，砷成分吸附 于上述二氧4匕4孟以及4孟成分上，/人而准确;也去除包含在原水中的有 害物质以及石申成分。本申请的发明者们通过实-睑发现，处理完毕的饮用水中的砷浓 度能够达到日本自来水法所规定的关于砷浓度的水质基准值0.01 mg/1未满，而且砷成分以及对人体有害的物质吸附于网体114A上， 呈霜^犬。当网状过滤器114的吸附量增加，导致吸附能力下降时，供给 适量的逆洗用处理水(Water )，对网体114A进行逆洗，则被吸附 的成分离开网体114A并分散，然后分散吸附于网体114A的整体上，因此能够恢复吸附能力。、、—当网状过滤器114的吸附量达到々包和状态时，只要4f止空气 (Air)的供给，使橡皮管114E收缩，接着+〉开安装配件114G并 向上提升，即可从过滤槽110提升网状过滤器114,因此，只要在 过滤槽110内安装新的网状过滤器114,向橡皮管114E供给空气 (Air)，使橡皮管114E膨胀，即可密封网状过滤器114的支架114B 和过滤槽110之间，因此，砷成分或有害成分不会经过网状过滤器 114的支架114B和过滤槽110之间供给到过滤石少层111。图5以及图6表示第2实施方式。本实施例与第1实施方式的 不同点在于，在过滤槽110内的过滤砂层111和网状过滤器114之 间，设置有具有曝气功能的过滤砂清洗装置120。具有曝气功能的过滤砂清洗装置120，具备圆形保持架121， 该保持架121搭载于固定在过滤槽110的内壁表面上的支撑器具 119上。该保持架121上，纵4黄排列有多个清洗喷嘴122和多个空 气喷嘴123且朝下安装，上述清洗喷嘴122以及空气喷嘴123分别 通过给水软管以及通气软管所连接。上述给水软管以及通气软管连接在分流器124,该分流器124 上连接有给水软管125以及空气软管126。本实施例中，在网状过滤器114的下侧设置有具有曝气功能的 过滤石少清洗装置120，通过附着在过滤石少层111表面的孩i生物对原 7K进4亍处理，同时在通过过滤石少层111时进4亍夹杂物的过滤，乂人而 进行上述生物过滤处理。而且，当淤泥牢牢地粘在过滤砂层111表 面时，,人给水软管125供给清洗水，同时从通气專欠管126供给空气。 则，过滤石少层111表面的淤泥飞扬，同时从空气喷嘴喷射空气对过 滤石少层111表面的樣i生物进行曝气，从而使樣t生物活性化，因此， 能够促进淤泥的分解而减少淤泥，从而能够长时间维持超孩t细粒烧 砂生物过滤装置的出色的处理能力。而且，在进4亍生物过滤处理时，还可以间隔适当时间对过滤石少 层111的纟效生物进行曝气，以使樣i生物活性化。采用本发明，将乂人河川或地下4由耳又的原水净化成々大用水等时， 能够在一连串的净化作业中准确地去除、溶入在原水中的对人体有 害的大部分物质以及到目前为止无法去除的石申成分，因此其实用1"介 值较高。
权利要求
1.一种超微细粒烧砂生物过滤装置，具备，过滤砂层，设置在过滤槽内，具有超微细粒烧砂层，对原水进行微生物处理的同时过滤夹杂物；原水供给部，设置在所述过滤砂层的上方，用于接收原水并向过滤砂层供给原水；抽取口，设置在所述过滤砂层的下方，用于抽取过滤完毕的水；网状过滤器，可装卸地保持在所述过滤槽内的过滤砂层的上方，其网体上承载有能够吸附包含在原水中的砷成分的吸附材料，在该网体的外周固定有支架；该超微细粒烧砂生物过滤装置，通过过滤砂层对原水进行生物处理的同时过滤夹杂物，其特征在于在所述网状过滤器的支架的外侧设置有通过压力流体能够膨胀的管道，并且通过所述膨胀的管道，密封所述支架和所述过滤槽内表面之间。
2. 根据权利要求1所述的超微细粒烧砂生物过滤装置，其特征在 于所述网体具有孩i细的网眼。
3. 根据权利要求2所述的超微细粒烧砂生物过滤装置，其特征在 于制作所述网体，4吏用网眼在0,053 mm 0.283 mm范围内的不4秀钢制金属网。
4. 根据权利要求1所述的超微细粒烧砂生物过滤装置，其特征在 于所述网体上的吸附材料为锰的氧化物，能够吸附^申成分 以及乂于人体有害的物质。
5. 根据权利要求1所述的超微细粒烧砂生物过滤装置，其特征在 于所述网状过滤器，通过安装配件，可装卸地悬挂在所述 过滤槽的上端边缘。
6. 根据权利要求1所述的超微细粒烧砂-生物过滤装置，其特征在 于所述过滤石少层，由平均粒径为0.08 mm 0.3 mm的第1獨L 细烧砂、层、设置在该第1孩￡细烧砂层的下侧，平均粒径为0.4 mm 1.8 mm的第2细,克砂、层、i殳置在该第2细设^少层的下侧， 平均粒径为2 mm 20 mm的第3砾石层及碎石层构成。
7. 根据权利要求1所述的超微细粒烧砂生物过滤装置，其特征在 于还具备，过滤砂清洗装置，设置在所述过滤砂层和所述 网状过滤器之间，而且在保持架上安装有向所述过滤砂层喷射 清洗水的清洗喷嘴。
8. 根据权利要求1所述的超微细粒烧砂生物过滤装置，其特征在 于还具备，爆气装置，设置在所述过滤石少层和所述网状过 滤器之间，而且在保持架上安装有对所述过滤^>-层的#:生物进 行曝气的空气喷嘴。
9. 根据权利要求7所述的超微细粒烧石少生物过滤装置，其特征在 于在所述过滤砂清洗装置的保持架上，还安装有对所述过 滤砂层的微生物进行曝气的所述曝气装置的空气喷嘴。
全文摘要
本发明的超微细粒烧砂生物过滤装置，具备，对原水进行微生物处理的同时过滤夹杂物的过滤砂层(111)；设置在过滤砂层上方的原水供给部(112)；设置在过滤砂层下方的过滤完毕水的抽取口(113)；以及可装卸地保持在过滤槽内的过滤砂层的上方，其网体(114A)上承载有能够吸附包含在原水中的砷成分的吸附材料，在该网体的外周固定有支架(114B)且在支架的外侧设置有通过压力流体能够膨胀的管道(114E)，并且通过膨胀的管道，密封支架和过滤槽内表面之间的网状过滤器(114)。本发明提供一种将从河川或地下抽取的原水净化成饮用水等时，能够在一连串的净化作业中准确地去除溶入在原水中的对人体有害的大部分物质以及到目前为止无法去除的砷成分的超微细粒烧砂生物过滤装置。
文档编号C02F1/00GK101322889SQ200810000258
公开日2008年12月17日 申请日期2008年1月30日 优先权日2007年6月13日
发明者宫崎丰文 申请人:宫崎丰文