专利名称：一种污水硅藻土粉末过滤方法
技术领域：
本发明涉及城市自来水处理技术领域，具体的说是一种污水硅藻土粉末过滤方法。
背景技术：
由于我国水资源的严重缺乏，污水处理厂出水回用倍受关注，回用水水质必须达 到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) —级A排放标准，这对城市污水处 理技术提出了更高的要求，而目前国内已有或新建的城市污水处理厂出水普遍达不到该标 准，主要是由于处理工艺的本质特性、设计水平和运行水平在内的综合技术水平不能满足 要求，而硅藻土粉末覆盖过滤技术是将粒径为23-40um的硅藻土粉末均勻铺设在粉末覆盖 过滤器滤元表面，形成规定厚度的硅藻土膜，通过过滤去除城市污水处理尾水中的悬浮物 和其它微生物，使出水达到标准。目前城市污水处理尾水一般可达到一级B排放标准，硅藻土粉末覆盖过滤器可以 去除直径大于2um的颗粒，适用于处理浊度和色度较低的水，对于浊度小于10NTU的水最有 效，较高浊度的水也可以处理的比较经济，滤后水浊度可低于0. 1NTU，通过过滤可有效降低 污水处理尾水中的SS、细菌、微生物等，对有机物，氮磷也有一定去除效果。经硅藻土粉末覆 盖过滤器进行处理后的城市污水尾水，可达到一级A排放标准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水硅藻土粉末过滤方法，能够利用硅藻土粉末进行 在线铺膜，并用硅藻土粉末对污水进行过滤。一种污水硅藻土粉末过滤方法，其特征在于A、配制滤液，将硅藻土粉末配成滤 液，采用液压隔膜计量泵控制滤液的质量浓度，其中滤液的组成为除盐水中加入普通硅藻 土粉末加微量聚合硫酸铝或聚合硫酸铁盐等絮凝剂，滤液质量浓度14% _16%，其中絮凝 剂含量为1-1. 5mg/ ；B、预铺膜，利用提升泵将该滤液通入过滤器进水口，滤液的体积浓度 0. 6% -1. 0%，对过滤器中的管式滤元进行预铺膜，预铺膜厚度2-4mm厚；C、过滤，利用提升 泵将污水通入过滤器进水口，利用管式滤元进行过滤，过滤后的水从过滤器出水口流出。本 发明还包括步骤D、爆膜，反冲洗水由进水口进入过滤器，同时从进气管打入压缩空气，冲洗 水从出水口流出。反冲洗水泵的流量及压力为Q = 50m3/h H = O. 30MPa，压缩空气的压力 为 4. OOMPa。本发明采用在普通硅藻土粉末中添加微量聚合硫酸铝和聚合硫酸铁盐等絮凝剂， 来处理城市污水。改进后硅藻土一方面可作为形成絮体的骨架，改善矾花的结构，即有助凝 的作用，使形成的絮体密实而有较好的沉降性，从而改善了一般的化学絮凝剂产生的矾花 松散的状况；另一方面，由于其巨大的比表面积和表面吸附性等，脱稳胶体极易被吸附到硅 藻土上，且附着了污染物质的硅藻土颗粒间的相互吸附的能力也大，所以改进硅藻土用于 污水处理时，能快速形成粒度和密度较大的絮体，且絮体的稳定性好_这是其他铝盐、铁盐等常用污水絮凝剂所无法比拟的。城市污水硅藻土粉末覆盖过滤技术的工作原理是将硅藻 土粉末用预涂膜和在线铺膜技术均勻地铺设在过滤器滤元的表面作为过滤介质，由此截留 水中的悬浮物颗粒和其他微生物/细菌等，使滤后水达到回用标准。
图1是硅藻土粉末过滤器的结构示意2是硅藻土粉末覆盖过滤器技术工艺流程图
具体实施例方式图1为硅藻土粉末覆盖过滤器的结构示意图，其壳体1设有进水口 8和出水口 7， 内安装有穹形板2，管式滤元4垂直安装在穹形板2上，并由穹形板2上的洞孔固定；滤元4 的上部由固定件3固定。穹形板2的上部安装有拱形布水挡板5。穹形板2的下部为集水 室6，集水室6开有出水口 7。壳体内设有进水管9，该进水管9与进水口 8连接，进水管9 顶部设有顶部开口，顶部开口位于管式滤元4上方，顶部开口上方设有挡板，进水管下部设 有布水开口，拱形布水挡板位于布水开口上方。在壳体1的底部中心是进水口 8。壳体1的 侧壁安装有进气管11。壳体1的顶部设置排气口 13。管式滤元采用不锈钢骨架，外为聚丙 烯缠绕丝，不锈钢骨架设有微孔，滤元中心是空心的，水流通过硅藻土粉末形成的膜后经滤 元表面的微孔进入空心的滤元中心，沿滤元中心流入集水室。微孔的直径为8-lOum。如图2，铺膜再循环箱16内的滤液经提升泵17流入过滤器20的进水口，并由过滤 器20的出水口流回铺膜再循环箱16，完成预铺膜；污水21经提升泵流入过滤器20的进水 口，铺膜箱18内的滤液经提升泵19流入过滤器20的进水口，进行在线铺膜和污水过滤；经 过滤的污水从过滤器出水口流出后送给用户。本发明采用在普通硅藻土粉末中添加微量(约0. 4-0. 5mg/L)聚合硫酸铝和聚合 硫酸铁盐等絮凝剂，来处理城市污水。改进后硅藻土一方面可作为形成絮体的骨架，改善 矾花的结构，即有助凝的作用，使形成的絮体密实而有较好的沉降性，从而改善了一般的化 学絮凝剂产生的矾花松散的状况；另一方面，由于其巨大的比表面积和表面吸附性等，脱 稳胶体极易被吸附到硅藻土上，且附着了污染物质的硅藻土颗粒间的相互吸附的能力也 大，所以改进硅藻土用于污水处理时，能快速形成粒度和密度较大的絮体，且絮体的稳定性 好_这是其他铝盐、铁盐等常用污水絮凝剂所无法比拟的。硅藻土的巨大比表面、强大吸附性以及表面电性，使得其在污水处理过程中，不但 能去除颗粒态和胶体态的污染物质，还能有效地去除色度和以溶解态存在的磷(导致富营 养化的主要污染物之一)和金属离子等。特别是对于含有较高工业废水比例的城市污水， 其可能有较大的色度和较高浓度的金属离子，但对于改进硅藻土处理系统来说，由于其表 面带负电，能有效地吸附去除一部分带正电荷的金属离子。硅藻土粉末覆盖过滤技术工艺流程如下1铺膜。包括预铺膜和在线铺膜。本发明采用粒径23-40um的硅藻土粉末(颗粒细小，细腻、滑润、松散、质轻、多孔、 吸水、渗透性强，可去除直径2um以上的颗粒及粒径在3-7um之间的藻类)，在滤元表面上 沉淀下来，形成一层涂层。水流为水平流；流过滤元的水流压力支撑膜硅藻土。铺膜是通过硅藻土循环来完成的，直到整个过滤区域形成2到4mm厚的膜。运行之前，硅藻土粉 末在铺膜再循环箱16中配成滤液，在本发明中根据要处理水量的大小计算要加硅藻土的 量，，用液压隔膜计量泵进行计量加硅藻土，因此可以很好的提高过滤效率。液压隔膜计量 泵为现有技术，在此不再赘述。滤液的组成为除盐水中加入普通硅藻土粉末加微量聚合硫 酸铝或聚合硫酸铁盐等絮凝剂(约1-1. 5mg/L)，滤液质量浓度14% -16%,滤液的体积浓度 0.6%-1.0%,即处理100L污水需配0. 6 IL滤液，而配IL滤液需加约140 160mg的硅 藻土混合粉末及絮凝剂，其中微量聚合硫酸铝或聚合硫酸铁盐等絮凝剂约1-1. 5mg，用提升 泵22将滤液通入过滤器进水口，一部分滤液从进水管布水开口流出，通过拱形布水挡板布 水，另一部分滤液从进水管的顶部开口流出，通过挡板反射，从顶部布水，硅藻土粉末在管 式滤元表面富集起来，铺成预涂膜。由于滤液分别从滤元的上方和下方布水，因此能够使得 预铺膜更加均勻。完成预铺膜之后，循环终止，在运行过程中如果出现预涂膜不足，则进行在线铺 膜。在铺膜箱18中配成滤液，在除盐水中加入普通硅藻土粉末加微量聚合硫酸铝或聚合硫 酸铁盐等絮凝剂，滤液质量浓度12% -15%，与经提升泵19提升的污水共同进入过滤器，在 线铺膜的同时去除水中杂质。完成预铺膜之后，循环终止，在运行过程中如果出现预涂膜不足，则进行在线铺 膜，滤液的体积浓度0. 6% -1. 0%，滤液与污水的比例是约0. 6 1 100。本发明的主要机理是截留和过滤。没有进一步调整，膜很快会被水中细小颗粒 (尤其是有些有机物，具有可压缩性)堵塞。随着在滤床上累积的颗粒的进一步增加，膜的 孔隙率进一步降低，导致短流。由于孔隙率降低，为了维持过滤器常规流速，必须增加过滤 水头。为了弥补这种影响，提高孔隙率，通常会向水流中添加硅藻土即在线铺膜。所添加的 硅藻土粉末的量与污水中的固体含量成一定比例。水流中的硅藻土粉末作为载体，将从污 水中分离的颗粒分布到整个累积层上。适当的硅藻土粉末和悬浮物比例(通常用浊度表 示)，可以延长滤池运行时间，以达到更好的性价比。基于铺膜过滤上述特性，在过滤过程中需要一直保持连续的，不间断的水流，以保 证硅藻土与颗粒累积层附着在滤元表面。可通过水流来进行改变，但不是突然的改变。例 如，在常规的饮用水处理条件下，铺膜率通常是l.Ogpm/sf。再循环之后，工艺流程可能会 采用1. 0-3. Ogpm/sf。由于这种铺膜率的改变是慢慢完成的，因此可以保证膜的完好无损。 如果在任何时候，通过滤床的水流停止了，即使只有几秒，颗粒累积层也会从滤元表面脱落 从而终止过滤。突然的水流和压力都会扰乱颗粒累积层和过滤的完整性。2.过滤。过滤过程如附图1所示，污水由进水口 6进入到壳体1内部，一部分从进 水管的布水出口流出，通过拱形布水挡板5布水，另一部分从进水管的顶部出口流出，通过 挡板布水，将水流均勻地分配到滤元4表面上，水流进入到滤元4内部，然后过滤后的水收 集在滤元4的内部，最后由滤元4的底端排入过滤器的底部集水室6，然后由底部的出水口 7排出过滤器。3.爆膜。过滤器运行一段时间，滤膜失效，通过气水反冲洗将失效的硅藻土完全从 滤元表面脱落下来，称为爆膜，反冲洗水由下进水口 8进入到滤元4内部，同时从进气管11 打入压缩空气，冲洗水从出水管14流出。爆膜之后重新铺膜，滤元恢复到原来的过滤能力。主要优点
(1)基本去除藻腥味，进一步降低水的浊度。在污水处理过程中加入硅藻土粉末覆 盖过滤器对污水进行处理，硅藻土粉末粒径小，比表面积大，通过吸附、截留，从而基本去除 水中藻腥味，降低水的浊度。(2)实现在线铺膜。过滤器运行之前，过滤器的滤元表面铺上了一层均勻的硅藻 土粉末的膜。在污水流入同时，继续加入配好的硅藻土粉末，从而在原有膜上继续铺上硅藻 土，使得滤元表面的多孔性得以维持，延长过滤周期，实现在线铺膜。(3)硅藻土粉末覆盖过滤器占地小，安装费用低，初投资低。(4)清洗粉末覆盖过滤器用水量少，一般少于总过滤水量的1 %。(5)硅藻土残留物易于脱水，可用作土壤改良，不造成污染。(6)高性价比。硅藻土粉末覆盖过滤技术介于膜技术和传统砂滤技术之间，较膜处 理工艺经济，又可取得满意的处理效果，比传统砂滤处理效果好，且不需要投加凝聚剂，处 理费用比传统的混凝、沉淀、过滤低，综合评价硅藻土粉末覆盖过滤技术性价比最高。(7)硅藻土粉末覆盖过滤技术自动化程度高，可以实现无人值班。
权利要求
一种污水硅藻土粉末过滤方法，其特征在于A、配制滤液，将硅藻土粉末配成滤液，采用液压隔膜计量泵控制滤液的质量浓度，其中滤液的组成为除盐水中加入普通硅藻土粉末和絮凝剂，滤液质量浓度14％ 16％，其中絮凝剂含量为1 1.5mg/L；B、预铺膜，利用提升泵将该滤液通入过滤器进水口，对过滤器中的管式滤元进行预铺膜，预涂膜厚度为2 4mm厚；C、过滤，利用提升泵将污水通入过滤器进水口，利用管式滤元进行过滤，过滤后的水从过滤器出水口流出。
2.根据权利要求1所述的污水硅藻土粉末过滤方法，其特征在于步骤B中，用提升泵 将滤液通入过滤器进水口，滤液的体积浓度0. 6% -1. 0%，一部分滤液从进水管布水开口 流出，通过拱形布水挡板布水，另一部分滤液从进水管的顶部开口流出，通过挡板反射，从 顶部布水，硅藻土粉末在管式滤元表面富集起来，铺成预涂膜，预涂膜厚度为2-4mm ；步骤C 中，污水由进水口进入到壳体内部，一部分从进水管的布水出口流出，通过拱形布水挡板布 水，另一部分从进水管的顶部出口流出，通过挡板布水，将水流均勻地分配到滤元表面上， 水流进入到滤元内部，然后过滤后的水收集在滤元的内部，最后由滤元的底端排入过滤器 的底部集水室，然后由底部的出水口排出过滤器。
3.根据权利要求1所述的污水硅藻土粉末过滤方法，其特征在于该方法还包括步骤 D、爆膜，反冲洗水由进水口进入过滤器，同时从进气管打入压缩空气，冲洗水从出水口流 出o
4.根据权利要求1所述的污水硅藻土粉末过滤方法，其特征在于步骤C中还包括在 线铺膜，在铺膜箱中的滤液经提升泵提升，与经提升泵提升的污水共同进入过滤器，在对污 水过滤的同时进行在线铺膜。
5.根据权利要求4所述的污水硅藻土粉末过滤方法，其特征在于步骤B中，铺膜再循 环箱内的滤液经提升泵流入过滤器的进水口，并由过滤器的出水口流回铺膜再循环箱，完 成预铺膜；步骤C中，污水经提升泵流入过滤器的进水口，铺膜箱内的滤液经提升泵流入过 滤器的进水口，进行在线铺膜和污水过滤，经过滤的污水从过滤器出水口流出后送给用户。
全文摘要
本发明公开了一种污水硅藻土粉末过滤方法，其特征在于A、配制滤液，将硅藻土粉末配成滤液，采用液压隔膜计量泵控制滤液的质量浓度，其中滤液的组成为除盐水中加入普通硅藻土粉末加絮凝剂，滤液质量浓度14％-16％，其中絮凝剂含量为1-1.5mg/L；B、预铺膜，利用提升泵将该滤液通入过滤器进水口，对过滤器中的管式滤元进行预铺膜，预涂膜厚度为2-4mm厚；C、过滤。城市污水硅藻土粉末覆盖过滤技术的工作原理是将硅藻土粉末用预涂膜和在线铺膜技术均匀地铺设在过滤器滤元的表面作为过滤介质，由此截留水中的悬浮物颗粒和其他微生物/细菌等，使滤后水达到回用标准。
文档编号B01D29/15GK101987264SQ200910055829
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月3日 优先权日2009年8月3日
发明者张春霖 申请人:上海巴安水务股份有限公司