，排水渠4通过阀门10-4与排水管14连通。
[0046]具体的，气水反冲洗装置b包括两条并联的支路，一条支路上依次串联有鼓风机6、流量计9-2、阀门10-2和气水分离器15，另一条支路上依次串联有反冲洗水栗5、流量计9-1和阀门10-1，两条支路并联后通过配水/配气管12与反冲洗管道11连通。
[0047]参见图1，本发明解决问题的技术构思是:在剥膜的反应过程中，表层的活性氧化膜不断被剥离，反应界面不断向膜内部移动。通过向滤池内投加一定浓度的酸进行浸泡，酸会在反应界面周围形成一层液体膜，即边界层；随着空气搅动混合，酸分解生成的氢离子，通过边界层向活性氧化膜表面进行接触传质，与活性氧化膜表面的物质进行反应，反应后活性氧化膜颗粒表面晶格破裂，从活性氧化膜表面脱落；一部分活性氧化膜会被剥离下来，随着反冲洗过程被去除。
[0048]所述过滤装置a，实现滤料的剥膜和清洗，经药液投加装置c加入的剥膜剂在过滤装置a中与滤料层I的滤料接触反应，气水反冲洗装置b所产生的反洗气体经布水/布气装置3搅动滤层，使滤料I与剥膜剂充分搅动、混合、接触和反应，加快剥膜速率，实现活性氧化膜的快速剥离。所述过滤装置a主要由滤料层1、承托层2、布水/布气装置3、反冲洗管道11、排水装置等组成。其中，滤料层I位于承托层2之上；布水/布气装置3位于承托层2之下，主要用于过滤装置a在不同运行工况下的均匀布水(反洗)或布气(反洗与剥膜)，可采用穿孔管、滤砖、滤头等形式；反冲洗管道11之上连接有布水/布气装置3，并与配水/配气管12、投药管13相连接；排水装置主要用于实现剥落活性氧化膜与反冲洗废水的排出，主要由排水渠4、排水管14和阀门10-4组成。
[0049]所述气水反冲洗装置b，主要用于对过滤装置a进行反冲洗，提供反洗过程所需的反洗水、反冲洗气和剥膜过程所需的空气，实现滤料与剥膜剂的充分混合及进行滤料的反冲洗。所述气水反冲洗装置b主要由供水装置和供气装置组成，所述供水装置由反洗水栗
5、配水管12-1、流量计9-1和阀门10-1组成。所述供气装置由鼓风机6、配气管12_2、流量计9~2和阀11 10-2组成ο
[0050]所述药液投加装置C，主要用于向过滤装置a投加剥膜剂，与其中的滤料表面的活性氧化膜接触反应，使活性氧化膜逐渐剥离，恢复滤料活性。所述药液投加装置c主要由配药罐7、投药栗8、投药管13、流量计9-3和阀门10-3组成。
[0051]参阅图2:剥膜过程开始前，先关闭过滤装置a的进水，排空过滤装置a。剥膜剂经药液投加装置c制备、投加并经反冲洗管道11和布水/布气装置3投加到过滤装置a中，液面高度上升至滤料层I表面0.2?0.4.πι时，关闭阀门10-3，停止运行药液投加装置C。同时，打开阀门10-2，空气经鼓风机6加压后通过配水/配气管12和反冲洗管道11进入过滤装置a，再经过滤装置a底部的布水/布气装置3均匀布水配气，利用空气上升扰动搅动滤料层1，使滤料和剥膜剂充分搅拌、混合、接触和反应，精确控制通过配水/配气管12上安装的流量计9-2和阀门10-2实现。剥膜剂与滤料层I中的活性滤料在过滤装置a中充分接触反应，活性氧化膜逐渐剥落，浸泡30min?120min后打开阀门10_4，启动气水反冲洗装置b，反洗程序与常规滤池气水反冲洗装置相同，主要分为以下三个步骤:(A)将气冲强度调整至正常的常规砂滤池反冲洗气强度，气冲洗时间为I?2min ;(B)而后开启阀门10_1和启动反冲洗水栗5进行气水同时反冲洗，反冲洗气和反冲洗水同时经加压后通过配水/配气管12和反冲洗管道11进入过滤装置a，再经过滤装置a底部的布水/布气装置3均匀布水布气，对滤料层I进行气水联合反冲洗，水冲和气冲强度根据配水/配气管12上安装的流量计和阀门实现调整控制，气水联合同时反冲洗时间为3?4min;(C)关闭阀门10_1和鼓风机6后仅进行单独水冲洗，与步骤(A)相同，单独水冲洗5?Smin ;反冲洗排水通过排水渠4、排水管14和阀门10-4排至生产废水收集设施。
[0052]高浓度剥膜剂首先在配药罐7中溶解成一定浓度的标准溶液，配置好的标准溶液利用投药栗8，经投药管13、反冲洗管道11和布水/布气装置3均匀投加到过滤装置a内，精确控制通过投药管13上安装的流量计9-3和阀门10-3实现。
[0053]遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
[0054]实施例1:
[0055]本实施例给出一种滤料表面活性氧化膜的原位剥离方法，西北地区某水源地地下水水质状况复杂，污染物种类较多，铁锰超标最为普遍，色度、浑浊度和肉眼可见物等存在季节型超标现象。申请人根据其水质条件提出和应用上述发明工艺，并进行了试验研究。实验过程所用的材料取自某地下水源地现场的中试滤柱，该滤柱采用均质石英砂滤料，持续运行几年来，滤料表面已形成了成熟的氧化物膜，但过滤周期却在逐渐缩短，从最初的65h缩短至33h左右。实验对不同质量浓度的盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)溶液作为剥膜剂进行了脱膜试验。试验结果表明，本发明工艺能够有效实现滤料表面活性氧化膜的高效剥离，在盐酸(HCl)质量浓度在0.5g/L?1.5g/L或硫酸(H2SO4)质量浓度在1.0g/L?1.5g/L、浸泡时间30min以上时，平均剥膜率达60%以上(见图3)，滤池过滤周期从32h恢复至60h左右，氧化膜的厚度从剥膜前的100?110 μ m缩减至剥膜后的20?40 μ m左右。从图4?7中可以看出石英砂生料表面密实、局部较为平整，棱角分明，无肉眼可见缝隙孔道；而成熟的活性滤料表面有许多大约I?6 μπι的氧化物颗粒，滤料表面结构相比石英砂更为粗糙，表面凹凸不平，呈现出较多的缝隙与孔洞，与内部结合较为紧密，这些颗粒对于氧化氨氮和其它物质提供了氧化活性位；脱膜后，氧化膜表面的形态基本无变化，说明滤料剥膜前后活性不受影响。
[0056]本发明提供了一种滤料表面活性氧化膜的化学原位剥离的工艺方法，用以解决水厂中用于催化氧化去除氨氮的滤池滤料表面活性氧化膜增厚导致滤池过滤周期缩短的技术问题。本发明仅需在现状或新建水厂过滤装置中增加一套药液投加装置，无需改造现有系统；所使用的剥膜剂原料为普通的酸溶液，具有成本低廉、来源广泛、易于保存等优点。该方法既实现了滤料表面活性氧化膜在原有滤池中进行高效剥离，又保证了滤料活性不被破坏，大大延长了滤池的过滤周期，具有技术可行、操作简单、剥膜效率高、不产生任何副产物、成本低廉、效果显著等优势，适用于新建水厂的设计和现状水厂过滤装置的升级改造以恢复滤池过滤周期。
【主权项】
1.一种滤料表面活性氧化膜的原位剥离方法，其特征在于:该方法在现状或新建水厂过滤装置(a)中接入一套药液投加装置(C)，通过药液投加装置(C)向过滤装置(a)中加入剥膜剂浸泡滤料，实现滤料表面活性氧化膜的原位剥离。2.如权利要求1所述的滤料表面活性氧化膜的原位剥离方法，其特征在于:所述的滤料表面氧化膜为滤料表面形成的Fe/Mn复合活性氧化物膜。3.如权利要求1所述的滤料表面活性氧化膜的原位剥离方法，其特征在于:所述的剥膜剂为质量浓度为0.5g/L?1.5g/L的HCl溶液或质量浓度为1.0g/L?1.5g/L的H2SO4溶液。4.如权利要求1所述的滤料表面活性氧化膜的原位剥离方法，其特征在于:所述的剥膜剂淹没滤料后，剥膜剂的液面高出滤料顶面0.2m?0.4m。5.如权利要求1所述的滤料表面活性氧化膜的原位剥离方法，其特征在于:所述的过滤装置(a)通过反冲洗管道(11)与气水反冲洗装置(b)相连通，所述的剥膜剂浸泡滤料过程中采用气水反冲洗装置(b)向过滤装置(a)中通入反冲洗气体。6.如权利要求5所述的滤料表面活性氧化膜的原位剥离方法，其特征在于:所述反冲洗气体的气冲强度在剥膜阶段中为常规砂滤池反冲洗气冲强度的1/2?2/3，在剥膜阶段完成后进行的反冲洗阶段中的气冲强度与常规砂滤池反冲洗气冲强度相同。7.如权利要求6所述的滤料表面活性氧化膜的原位剥离方法，其特征在于:当滤料表面活性氧化膜的厚度大于等于ΙΟΟμπι时，开始向过滤装置中加入剥膜剂，进行剥膜阶段；当滤料表面活性氧化膜的厚度小于等于40 μm时，停止向水过滤装置中加入剥膜剂，完成剥膜阶段，通过反冲洗阶段将剥膜剂和剥离下来的滤料表面活性氧化膜冲洗干净。8.如权利要求1所述的滤料表面活性氧化膜的原位剥离方法，其特征在于:所述的过滤装置(a)通过反冲洗管道(11)与药液投加装置(c)相连通；所述的药液投加装置(c)包括配药罐(7)，配药罐(7)与投药栗(8)连通，投药栗(8)与流量计(9-3)连通，流量计(9-3)通过阀门(10-3)与投药管(13)连通，投药管(13)与反冲洗管道(11)连通。
【专利摘要】本发明提供了一种滤料表面活性氧化膜的原位剥离方法，该方法在过滤装置中接入一套药液投加装置，通过药液投加装置向滤料中加入剥膜剂浸泡滤料，实现滤料表面活性氧化膜的原位剥离。所述的滤料表面活性氧化膜为滤料表面形成的Fe/Mn复合氧化物膜。所述的剥膜剂为HCl溶液或H2SO4溶液，质量浓度分别为0.5g/L～1.5g/L与1.0g/L～1.5g/L。本发明既实现了滤料表面活性氧化膜在原有滤池中进行高效剥离，又保证了滤料活性不被破坏，大大延长了滤池的过滤周期。本发明所采用的技术方法仅需在现状或新建滤池中增加一套药液投加装置，无需改造现有系统，实施简单、投资节省及运行方便。
【IPC分类】C02F1/72
【公开号】CN105000653
【申请号】CN201510358855
【发明人】黄廷林, 章武首, 郭英明, 文刚, 王峰慧, 郭渊, 丛菁
【申请人】西安建筑科技大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月25日