专利名称：用于污水处理的活性氧化铝静电除菌过滤装置及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于污水处理的除菌过滤装置及应用。
背景技术：
现有的城市污水再生利用水处理工艺一般为，以污水处理厂二沉池出水为水源，用传统的自来水水处理工艺即絮凝、沉淀、过滤(石英砂过滤)、消毒工艺进行处理。最先进的城市污水再生利用水处理工艺为膜技术，以污水处理厂二沉池出水为水源，利用孔径≤0.2μm的微滤膜CMF装置进行过滤处理。污水处理厂二沉池出水细菌总数为104～106个/mL，大肠菌群为105～107个/L，SS≤30mg/L，经传统的自来水水处理工艺絮凝、沉淀、过滤(石英砂过滤)处理的出水，浊度、悬浮物SS均可达到污水再生利用的水质标准，但细菌总数在102～103个/mL，大肠菌群为10～103个/L，需加氯20～30mg/L，接触时间60min消毒，细菌及大肠菌才能达到污水再生利用的城市杂用水标准；这种再生水供居民杂用水时，人们的思想障碍很大，难以接受；如果再生水需要进行脱盐处理时，传统的自来水水处理工艺处理出水的SDI指数，远不能满足反渗透RO脱盐预处理的要求；利用孔径≤0.2μm的微滤膜CMF装置进行过滤处理的再生水，水质优良，人们乐意接受，而且是RO脱盐最好的预处理工艺，但造价高出传统自来水水处理工艺的三倍以上，且膜的频繁冲洗、化学清洗、膜的定期维护和更换都会增加操作的复杂性和水处理成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种出水水质优良，操作、维护简单的用于污水处理的活性氧化铝静电除菌过滤装置及应用。
采取以下技术方案实现上述目的一种用于污水处理的活性氧化铝静电除菌过滤装置，包括a主要由活性氧化铝滤层14、滤池21、滤板17、滤墙19组成的活性氧化铝静电除菌系统b气水反冲系统8c进水pH调节系统4d碱洗系统3e前加氯系统2所述的活性氧化铝静电除菌系统的结构为，活性氧化铝滤层14置于钢筋混凝土结构的滤池21内或金属滤罐内；活性氧化铝滤层由玻璃钢滤板或金属滤板承托，滤板由长柄滤头18和玻璃钢板或金属板组成，用不锈钢压板和螺栓固定在滤墙上，钢制滤罐的滤板固定在不锈钢托架上；滤板下分布有气垫平衡孔20；滤池上部设有进水管11、反冲洗排水槽13、反冲排水管12、碱洗系统3进水；滤池21下部一侧出水，设有反冲排水管5、反冲进水管7、反冲进气管6、碱洗水回收管9、初滤水回收管10；滤池21下部中间设有进气孔15、进出水孔16；调节pH值的加酸管及灭菌的滤前加氯管接在活性氧化铝静电除菌滤池进水系统1上。
所述的活性氧化铝滤层，滤料为d＝0.5～1.5mm的β族和γ族活性氧化铝球形颗粒，滤层厚1.5～2.5m，滤速15～25m/h。
所述的气水反冲系统包括反冲水泵和空压机；进水pH调节系统包括酸液槽和酸计量泵，将pH调至5.5～7.5；所述的碱洗系统包括碱液槽和碱泵。
所述的前加氯系统，进水投加氯1.0-3.0mg/L。
所述的活性氧化铝静电除菌系统，当活性氧化铝氯层对细菌的静电吸附饱和度达到设计值时，用0.5～1.0％NaOH溶液进行碱洗。
以加氯氧化絮凝沉淀、普通砂滤(或单以加氯氧化絮凝沉淀)为预处理，预先去除原水的浊度、SS，并去除99.0～99.9％的细菌。絮凝剂采用铝盐系列，铝盐水解形成的氢氧化铝絮体与活性氧化铝一样，对细菌有很强的吸附凝聚作用；絮凝加氯的作用1.起杀菌作用，2.增强絮凝效果，3.防止斜管上集结生物垢；普通砂滤有去除SS和浊度的功能。
活性氧化铝在pH值为4.44～8.79的水中，§电位为14.59～24.66mV，带正电荷，pH6.02时§电位最高为24.66mV。污水处理厂的二沉池出水细菌总数为104～106个/mL，大肠菌群为105～107个/L。细菌均为带负电的微粒，水的pH在5.5～6.5之间时，活性氧化铝对细菌有很强的静电吸附力。当二沉池出水pH大于8.0时，加酸或加CO2，将pH调至6.5～7.5，增强活性氧化铝的除菌效果。
活性氧化铝在pH值大于9.5的水中，§电位为负值，活性氧化铝带负电，对带负电的细菌微粒有较强的静电排斥作用。利用pH大于10的NaOH溶液可以将活性氧化铝吸附的细菌全部洗脱。
在除菌滤池的进水中投加1.0～3.0mg/L的氯，可以杀灭被吸附在活性氧化铝上面的全部细菌和病毒。
本发明的有益效果与传统的自来水工艺相比本技术处理的再生水水质优良，大肠菌群及细菌总数均为零，SDI≤3，总加氯量≤10mg/L，运行操作的程序与传统自来水工艺基本相同；传统自来水工艺处理的再生水水质较差，加氯消毒之前大肠菌群为102～103个/L，细菌总数为102个/mL以上，消毒加氯量需20～30mg/L，接触时间约60min以上，大肠菌群≤3个/L，细菌总数≤102个/mL，污染指数SDI＞3。
与CMF(连续微滤膜过滤)技术相比本技术处理的再生水水质优良与CMF技术相同；本技术运行操作比CMF技术简单气水反冲洗周期，本技术为48～72h，CMF技术为40min；碱洗(酸洗)周期本技术无需酸洗，碱洗为30天；CMF技术碱洗周期为7～14天，酸洗周期为30～60天。本技术维护维修比CMF技术简单本技术每年只需补充3～5％的活性氧化铝滤料即可；CMF需要经常监测膜的完整性，对被损坏的膜组件进行修补和更换，膜的寿命5～7年(目前国产膜寿命3年)，膜的更换费用很高。本技术基本建设投资比CMF技术低，以传统的自来水工艺投资为100％，本技术投资为130％，CMF技术为300～400％(国产CMF约为200％，但寿命为进口设备的一半)。
综上所述，本发明仅以1/3的CMF工程投资，获取与CMF技术相同的再生水水质，其运行、操作、维护却与传统的自来水水处理工艺一样简单。
图1活性氧化铝静电除菌滤池系统结构2实施例1污水再生利用活性氧化铝静电除菌工艺流程3实施例2污水再生利用活性氧化铝静电除菌工艺流程4实施例3污水再生利用活性氧化铝静电除菌工艺流程1中1.活性氧化铝静电除菌滤池进水系统 2.前加氯系统 3.碱洗系统 4.进水pH调节系统 5.反冲排水管 6.反冲进气管 7.反冲进水管 8.气水反冲系统 9.碱洗水回收管 10.初滤水回收管 11.进水管 12.反冲洗排水管 13.反冲洗排水槽 14.活性氧化铝滤层 15.进气孔 16.进出水孔 17.滤板 18.长柄滤头 19.滤墙 20.气垫平衡孔21.滤池具体实施方式
实施例1第一种污水再生利用活性氧化铝静电除菌工艺流程，以二级污水处理厂二沉池出水为水源，经加氯氧化絮凝沉淀、砂滤预处理，再经活性氧化铝静电除菌过滤装置处理。出水水质完全达到城市污水再生利用城市杂用水水质标准(GB/T 18920-2002)和景观环境用水水质标准(GB/T 18921-2002)。
实施例2第二种污水再生利用活性氧化铝静电除菌工艺流程，以二级污水处理厂二沉池出水为水源，经加氯氧化絮凝沉淀预处理，再经活性氧化铝静电除菌过滤装置处理。出水水质符合再生水用于工业循环冷却系统补充水水质标准(GB 50335-2002)及其他工业生产用水的水质要求。
实施例3第三种污水再生利用活性氧化铝静电除菌工艺流程，以二级污水处理厂二沉池出水为水源，加氯氧化絮凝沉淀，普通砂滤预处理，再经活性氧化铝静电除菌过滤装置处理，后接RO除盐及混合床处理。出水水质可满足发电厂锅炉用脱盐水及电子工业用水水质要求。以上新工艺中活性氧化铝静电除菌过滤装置的出水，细菌总数和大肠菌群的去除率均可达到99.99～99.9999％，SDI≤3。
权利要求
1.一种用于污水处理的活性氧化铝静电除菌过滤装置，包括a.主要由活性氧化铝滤层(14)、滤池(21)、滤板(17)、滤墙(19)组成的活性氧化铝静电除菌系统，b.气水反冲系统(8)c.进水pH调节系统(4)d.碱洗系统(3)e.前加氯系统(2)所述的活性氧化铝静电除菌系统的结构为活性氧化铝滤层(14)置于钢筋混凝土结构的滤池(21)内或金属滤罐内；活性氧化铝滤层由玻璃钢滤板或金属滤板承托，滤板由长柄滤头(18)和玻璃钢板或金属板组成，用不锈钢压板和螺栓固定在滤墙上，钢制滤罐的滤板固定在不锈钢托架上；滤板下分布有气垫平衡孔(20)；滤池上部设有进水管(11)、反冲洗排水槽(13)、反冲排水管(12)、碱洗系统(3)进水；滤池(21)下部一侧出水，设有反冲排水管(5)、反冲进水管(7)、反冲进气管(6)、碱洗水回收管(9)、初滤水回收管(10)；滤池(21)下部中间设有进气孔(15)、进出水孔(16)；调节pH值的加酸管及灭菌的滤前加氯管接在活性氧化铝静电除菌滤池进水系统(1)上。
2.根据权利要求1所述的用于污水处理的活性氧化铝静电除菌过滤装置，其特征在于所述的活性氧化铝滤层，滤料为d＝0.5～1.5mm的β族和γ族活性氧化铝球形颗粒，滤层厚1.5～2.5m，滤速15～25m/h。
3.根据权利要求1所述的用于污水处理的活性氧化铝静电除菌过滤装置，其特征在于所述的气水反冲系统包括反冲水泵和空压机；进水pH调节系统包括酸液槽和酸计量泵，将pH调至5.5～7.5；所述的碱洗系统包括碱液槽和碱泵。
4.根据权利要求1所述的用于污水处理的活性氧化铝静电除菌过滤装置，其特征在于所述的前加氯系统，进水投加氯1.0-3.0mg/Ld。
5.根据权利要求1所述的用于污水处理的活性氧化铝静电除菌过滤装置，其特征在于所述的活性氧化铝静电除菌系统，当活性氧化铝氯层对细菌的静电吸附饱和度达到设计值时，用0.5～1.0％NaOH溶液进行碱洗。
6.一种用于污水处理的活性氧化铝静电除菌过滤装置的应用，其特征在于所述的装置，能以以下三种流程组成污水再生利用水处理的新工艺a.以二级污水处理厂二沉池出水为水源，经加氯氧化絮凝沉淀、砂滤预处理，再经活性氧化铝静电除菌过滤装置处理；b.以二级污水处理厂二沉池出水为水源，经加氯氧化絮凝沉淀预处理，再经活性氧化铝静电除菌过滤装置处理；c.以二级污水处理厂二沉池出水为水源，加氯氧化絮凝沉淀，普通砂滤预处理，再经活性氧化铝静电除菌过滤装置处理，后接反渗透除盐及混合床处理。
全文摘要
本发明涉及一种用于污水处理的除菌过滤装置及应用，具体地说，是一种用于污水处理的活性氧化铝静电除菌过滤装置及应用。所述的装置，包括主要由活性氧化铝滤层、滤池、滤板、滤墙组成的活性氧化铝静电除菌系统、气水反冲系统、进水pH调节系统、碱洗系统、前加氯系统组成。用于污水处理的活性氧化铝静电除菌过滤装置能以三种流程组成污水再生利用水处理的新工艺。本发明仅以1/3的微滤膜CMF工程投资，获取与CMF技术相同的再生水水质，其运行、操作、维护却与传统的自来水水处理工艺一样简单。
文档编号C02F1/00GK1587078SQ200410072220
公开日2005年3月2日 申请日期2004年9月28日 优先权日2004年9月28日
发明者焦兆明 申请人:天津膜天水工程技术有限公司