一种自来水厂过滤池砂石再生方法
【专利摘要】一种自来水厂过滤池砂石再生方法，包括加酸、静置和清洗，其特征在于：所述的加酸是在反冲洗后的过滤池的上方均匀撒布无机酸，使过滤池中留存水的酸浓度不小于0.05mol/l，酸液加完后静置6-12小时即可进行清洗，即反冲洗以剥离并清除污泥。污泥去除率≥90％，所述的无机酸选自工业盐酸、工业硫酸或工业硝酸。本方法突破了自来水厂需要部分直至全部更换砂石的传统模式，至少在六十年内不需更换，因此使自来水的总成本大幅度降低。
【专利说明】一种自来水厂过滤池砂石再生方法
一、【背景技术】
[0001]本发明涉及一种过滤材料再生的方法，具体地说是一种自来水厂过滤池砂石再生方法。
二、【背景技术】
[0002]自1827年英国人James Simpson在城市饮用水处理过程中引入砂滤以来，过滤池成为经典自来水制水工艺必不可缺的标准设备。由于大规模供水中的砂滤成本低、效率高，到目前为止，全世界不管是发达国家、发展中国家还是欠发达地区都在使用基于砂滤的自来水生产工艺。其工艺流程如图1所示。
[0003]其中过滤池由鹅卵石构成的承托层和石英砂构成的砂滤层两部分组成，其过滤原理是经混凝沉淀后的水中悬浮的颗粒被砂石表面捕获并附着其上形成污泥。随着时间的推移，砂石表面的污泥越聚越多，将会堵塞砂滤，从而影响自来水的正常生产。这时需要清洗砂石使之再生，通常用成品自来水从过滤池下方对砂石进行反冲洗，冲去其中附着的污泥以恢复正常生产。正常情况下每天都要进行1-2次反冲洗。
[0004]虽然每天都要反冲洗1-2次，但污泥仍不能完全冲洗干净，一来污泥有一定的粘附性。二来是细菌、微生物的繁殖导致的次生污染。所以无论何种水源，过滤池运转一段时间后都需要部分更换石英砂和鹅卵石直至全部更换。更换砂石虽然只是周而复始的乏味的简单劳动，但却是自来水厂日常工作中的经常性事项。不仅耗费大量的人力、物力和财力，而且更换下来的砂石中含有细菌、病毒、寄生虫和虫卵等微生物，若不清除处理将危害环境。
三、
【发明内容】
[0005]本发明针对现有自来水厂过滤池砂石再生方法的缺陷，旨在提供一种全新的通过酸洗而再生的方法，所要解决的技术问题是提高每次清洗时的污泥去除率。
[0006]本发明的思路是基于污泥的主要成分为含氮的有机碱类和细菌、微生物等有机物以及氢氧化铝凝胶、碱性氧化物、碳酸盐等无机物，碱性物质极易粘附在砂石表面且不易清洗，若使用无机酸破坏其碱性就可以疏松砂石表面的附着层(即污泥)使之易于剥离。
[0007]本发明的技术方案是向过滤池中加入无机酸，使过滤池中砂石孔隙内的留存水酸化，实验表明，当留存水酸浓度不小于0.05mol/l时就有清洗效果。而且随着酸浓度的提高,去污率也高,速度也快,但过高的酸浓度需要大量的反冲洗水来稀释，同时会腐蚀过滤池、排水管等后续设施。为此确定酸浓度为0.l-2mol/l。
[0008]优选酸浓度0.3-1.5mol/l。
[0009]所述的留存水是指反冲洗后的滞留的水，因为排水口高于进水口，滞留的留存水量约为砂石总重量的30%。砂石的重量是已知的，因此滞留的留存水的量是可计算的。当酸浓度确定后，所需的无机酸的浓度和数量也可确定。
[0010]所述的无机酸选自工业盐酸、工业硫酸或工业硝酸。
[0011]留存水是静态的且不可搅拌，所以无机酸不能采用简单的倾泻式加入，应该在砂滤池的上方均匀撒布，使酸液均匀落在砂滤层的整个表面。
[0012]酸液加完后静置6-12小时即可进行清洗，即反冲洗以剥离并清除污泥。污泥去除率彡90%。
[0013]本方法突破了自来水厂需要部分直至全部更换砂石的传统模式，至少在六十年内不需更换，因此使自来水的总成本大幅度降低。
[0014]本方法共用现有的反冲洗装置，且实际使用的酸浓度不高，经中和、冲洗稀释后pH值接近7，因此无需再处理，也不会腐蚀污水管道等后续设施。
四、【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为现有自来水生产工艺流程示意图。
五、【具体实施方式】
[0016]安徽省巢湖市自来水二厂一期工程生产能力4万吨/日自来水建有12个过滤池，每池6.9 X 2.9m,约20m2。底部铺设70cm厚鹅卵石作为承托层，重约25.2吨，承托层上铺设70cm厚石英砂作为砂滤层,重约23.8吨。砂石总重量49吨。反冲洗后滞留的留存水为约14吨。
[0017](一 )、现以喷雾加酸为例，非限定实施例叙述如下:
[0018]1、酸用量的计算
[0019]设定留存水酸浓度为lmol/1，对约14吨留存水来说:
[0020]若使用浓度30%工业盐酸，9.505mol/l，密度1.1492g/ml则需要约1.692吨。
[0021]若使用浓度98%工业硫酸，18mol/l，密度1.84g/ml则需要约0.7156吨。
[0022]若使用浓度50%工业硝酸，10.41mol/l，密度1.312g/L，则需要约1.764吨。
[0023]工业盐酸和工业硝酸中均含有水，所以留存水的实际酸浓度略低于设定值，但并不影响清洗。
[0024]2、酸洗
[0025]若干只塑料雾化喷头均布在长方形￠.9X2.9m)过滤池上方的平面上，并且通过塑料软管并联在耐酸计量泵的出口上，泵的进口与车载储酸罐连接。向过滤池均匀喷雾，定量喷入30%工业盐酸约1.692吨或98%工业硫酸约0.7156吨或50%工业硝酸约1.764吨。
[0026]酸加完后6-12小时，反冲洗过滤池至流出的水pH至7。反冲洗水为成品自来水。
[0027](二)、去污率测定
[0028]仪器:BSAZZ4S电子天平秤一台，GZX-9070电热鼓风干燥箱一台。称量瓶若干只。试剂盐酸。
[0029]取样:按取样规则，多点取样后混合均匀得到样本。然后自样本中提取供测试用的试样。
[0030]1、酸洗前污泥量的测定
[0031]自酸洗前的样本中取两份试样放入已恒重的称量瓶中，称重，减去瓶重得到试样湿重(Wl);然后脱水干燥至恒重，减去瓶重得到试样干重(M)。
[0032]根据试样干重测污泥量:
[0033]向干重试样的称量瓶中加入浓度lmol/1盐酸10ml，静置10小时后洗涤、干燥至恒重(W3)。
[0034]
试样 I Wl (g)^ W2 (g) W3 (g) 污泥量污泥含量
(%)
1#4.2945 4.26494.16740.0975Z28
"2#4.1551 4.12804.03390.0941?28
[0035]2、酸洗后污泥含量的测定
[0036]自酸洗后的样本中取两份试样放入已恒重的称量瓶中，称重，减去瓶重得到试样湿重；然后脱水干燥至恒重，减去瓶重得到试样干重(Gl)。向称重瓶中加入5mol/l盐酸1ml静置10小时，洗涤、干燥至恒重(G2)。
[0037]
--pni)p(i)I污泥量(g)~I污泥含量(％)
1#1.13491.13320.00170.15%
2#1.27831.27630.00200.16%
[0038]酸洗后污泥含量由2.28%下降至0.15%，平均去污率93.5%。
【权利要求】
1.一种自来水厂过滤池砂石再生方法，包括加酸、静置和清洗，其特征在于:所述的加酸是在反冲洗后的过滤池的上方均匀撒布无机酸，使过滤池中留存水的酸浓度不小于0.05mol/l ;所述的无机酸选自工业盐酸、工业硫酸或工业硝酸。
2.根据权利要求1所述的再生方法，其特征在于:过滤池留存水酸浓度为0.l-2mol/l。
3.根据权利要求1或2所述的再生方法，其特征在于:过滤池留存水酸浓度为0.3-1.5mol/l ο
4.根据权利要求3所述的再生方法，其特征在于:所述的无机酸选自30%工业盐酸。
【文档编号】B01D24/46GK104162297SQ201410456253
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】王枝宝, 王珏錱, 张萌 申请人:王枝宝