专利名称：去除饮用水中邻苯二甲酸酯的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及饮用水处理技术，具体指利用臭氧-活性炭/沸石组合填料工艺
去除饮用水中邻苯二甲酸酯的装置，属于环境保护水处理领域。
背景技术：
邻苯二甲酸酯又名酞酸酯(PAEs)，是一类普遍使用的化学工业品，具有雌激素作 用，能够干扰人体正常的内分泌从而影响生殖，因而也属于环境激素。PAEs主要用作增塑 剂，也应用于涂料、油漆、医疗产品、汽车玻璃、化妆品、杀虫剂等产品的生产过程中。随着我 国聚氯乙烯和塑料工业的高速发展，我国塑料产量已位居世界第二，大量PAEs因为使用进 入环境，在水、大气、土壤及生物体等各种环境介质中均有检出，很多地方的饮用水水源地 也受到PAEs的污染。饮用水厂对饮用水的处理就包含对PAEs的处理。但是目前的饮用水 厂主要采用常规处理工艺，即混凝+沉淀+过滤+消毒等工艺，这些常规处理工艺不是专 门针对PAEs进行的，故对PAEs去除效果不高，水厂出水水质中PAEs浓度时有超过卫生部 《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)情况发生，严重威胁着人民群众的饮用水安全。 目前针对饮用水中PAEs的处理工艺还较少，主要是臭氧分解+活性炭吸附工艺 与微曝气生物活性炭滤池工艺，两种工艺对饮用水中PAEs控制效果较好，去除率都在90% 以上。上述两种工艺中活性炭是主要的吸附单元，由于活性炭的孔径特点，使其对各种污 染物都有一定的吸附效果，活性炭不能充分发挥吸附PAEs的特性，表面积将得不到充分的 利用，势必加速饱和，縮短周期。另外，虽然这些工艺对PAEs具有很好的控制效果，但活 性炭的价格比较昂贵，将严重制约着以活性炭为主要去除单元的工艺的推广应用；再次， 报道中的上述两种工艺PAEs进水浓度要求都不低于200 ii g/L，远高于国内常见饮用水水 源中PAEs的浓度；或者PAEs进水浓度较低，但出水浓度达不到《生活饮用水卫生标准》 (GB5749-2006)的限值要求。
实用新型内容针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是提出一种降低处理成本、提 高邻苯二甲酸酯去除效果和延长设备使用周期的去除饮用水中邻苯二甲酸酯的装置，本装 置特别适合于邻苯二甲酸酯进水浓度较低的常见饮用水水源的处理。 本实用新型的目的是这样实现的去除饮用水中邻苯二甲酸酯的装置，其特征在 于它包括臭氧接触塔、臭氧发生器和混合填料反应器，在臭氧接触塔底部设有气体入口， 在臭氧接触塔顶部设有气体出口 ，在臭氧接触塔下部和上部分别设有经过常规混凝沉淀等 处理后的饮用水入口和接触后水出口 ，臭氧发生器的出口通过管道与臭氧接触塔的气体入 口连接；混合填料反应器的上端和下端分别设有进水口和出水口，混合填料反应器内位于 进水口和出水口之间从上往下设有沸石填料和活性炭填料，臭氧接触塔上的接触后水出口 通过管道与混合填料反应器上的进水口连接。 进一步地，混合填料反应器内沸石填料和活性炭填料总高度为0. 8-1. 5m，沸石填料和活性炭填料的高度比为1 : 0.4-2。 所述臭氧接触塔内水平分布有若干用于均匀布气的带穿孔的布气板，布气板位于
臭氧接触塔不同高度且间隔均匀。 本装置还包括反冲洗水箱，所述反冲洗水箱通过反冲洗水泵与混合填料反应器出 水口连接以对沸石填料和活性炭填料反冲洗，在混合填料反应器上部设有反冲洗水出口。 在活性炭填料下面设有承载沸石填料和活性炭填料的承托层，所述承托层由砾石 或卵石构成，承托层高O. 2m。 和现有技术相比，本实用新型具有以下有益的效果 (1)本实用新型采用了活性炭、沸石两种填料，不仅可以充分发挥两种吸附材料各 自的优势，而且能够有效降低单独采用活性炭填料的成本，更有利于该工艺的推广应用。
(2)沸石填料先将大分子有机物吸附，以降低活性炭的吸附压力，使活性炭可以充 分发挥吸附PAEs的特性，使活性炭达到饱和的周期延长。 (3)本实用新型特别适合PAEs中低进水浓度，而常见饮用水水源即为中低浓度 PAEs，因此本实用新型实用性更强，适合于饮用水厂深度处理改造。
图1是本实用新型去除饮用水中邻苯二甲酸酯装置结构图。 图2是图1中混合填料反应器A-A剖面图。
图中，1-臭氧接触塔；2_臭氧发生器；3_混合填料反应器；4_布气板；5_沸石填
料；6-活性炭填料；7-承托层；8-反冲洗水箱；9-反冲洗水泵。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。 参见图l和图2，从图上可以看出，本实用新型去除饮用水中邻苯二甲酸酯的装 置，它包括臭氧接触塔1、臭氧发生器2和混合填料反应器3。 在臭氧接触塔1内水平分布有若干(图上示出了三个)用于均匀布气的带穿孔的 布气板4，布气板4位于臭氧接触塔1不同高度且间隔均匀。在臭氧接触塔底部设有气体入 口，在臭氧接触塔顶部设有气体出口，臭氧发生器2的出口通过管道与臭氧接触塔1的气体 入口连接。同时在臭氧接触塔下部和上部分别设有经过常规混凝沉淀等处理后的饮用水入 口和接触后水出口。 混合填料反应器3的上端和下端分别设有进水口和出水口，混合填料反应器内位
于进水口和出水口之间从上往下设有沸石填料5和活性炭填料6。在活性炭填料6下面设有
承载沸石填料和活性炭填料的承托层7，所述承托层7由砾石或卵石构成，承托层高0. 2m。
臭氧接触塔1上的接触后水出口通过管道与混合填料反应器3上的进水口连接。 本实用新型沸石填料5和活性炭填料6总高度为0. 8-1. 5m，沸石填料5和活性炭
填料6的高度比为1 : 0.4-2。当然，在使处理水达标的前提下，为了降低装置成本，填料总
高度越低越好；而在填料总高度一定的情况下，活性炭填料比例越低，成本就越低。 混合填料反应器3运行一段时间后(约2月)可能会有吸附饱和问题，使出水水
质下降，因此本装置还增设有反冲洗水箱8，所述反冲洗水箱8通过反冲洗水泵9与混合填料反应器3出水口 (此时变成反冲洗水进口 )连接以对沸石填料和活性炭填料反冲洗，以 清除填料上吸附的物质。反冲洗水泵9将反冲洗水箱8内的清洁水泵入混合填料反应器3 底部，反冲洗水流向与正常运行时处理水流向相反，由混合填料反应器底部承托层7进入， 反向通过填料，在混合填料反应器上部设有反冲洗水出口 ，反冲洗水作为废水排出。 本装置的工作原理和过程 待处理的饮用水首先从臭氧接触塔下部进入，臭氧气体从臭氧接触塔的底部通 入，臭氧气体经塔中的布气板与水同向流混合，在混合的过程中水中的PAEs等难降解物质 被臭氧氧化分解，双键、苯环断裂，邻苯二甲酸酯多被氧化降解为邻苯二甲酸、小分子有机 物(醛、酮、酸)等化合物。初步处理后的水流入混合填料反应器，先进入沸石填料层，相对 于小分子量的DMP、DBP，沸石填料对大分子的DEHP、D0P更具有吸附优势，DEHP和D0P较多 的被沸石填料所吸附；之后处理水再进入活性炭填料，将发挥其吸附小分子能力强的优势， 优先吸附DMP、 DBP及其他被臭氧氧化的小分子有机物。 在上述臭氧_活性炭/沸石组合填料工艺中，臭氧投加量、臭氧接触时间、填料空
床接触时间、活性炭和沸石的搭配比例都可以变化，即根据进水水质情况进行调整。 本实用新型形成了多段工艺联用的特点，相当于臭氧_活性炭和臭氧_沸石两种
工艺的串联，充分发挥了臭氧的氧化能力、活性炭和沸石各自的吸附优势，可以低成本而有
效地去除饮用水中邻苯二甲酸酯。
实施例1 : 经过常规混凝沉淀等处理后的饮用水进水从臭氧接触塔1的下部进入，臭氧气体 由臭氧发生器2产生后从臭氧接触塔1的底部通入，臭氧经接触塔1中的布气板4作用与 水均匀混合；水和臭氧向上流经接触塔l，总停留时间为15min ;接触处理后的水从臭氧接 触塔1上部流出，接着从上部流入混合填料反应器3，依次经过其中的沸石填料5、活性炭填 料6和承托层7。活性炭和沸石填料的总高度为0.8m。由填料吸附后的出水通过承托层7 后从底部出水口流出，成为整套装置出水。反应器运行一段时间后(约2月)可能会有吸 附饱和问题，出水水质下降，因此通过反冲洗水泵9吸清洁水冲洗混合填料反应器3。反冲 洗水流向与正常运行时处理水流向相反，由混合填料反应器3底部承托层7进入，反向通过 活性炭6和沸石填料5，冲洗后水作为废水通过混合填料反应器上部反冲洗水出口排出即 可。 本实施例中臭氧接触塔高度^ = 2m，臭氧接触塔直径D工=0. lm ;混合填料填料反 应器高度H2 = 2m，混合填料反应器直径D2 = 0. lm。 日处理流量为0. 6mVd时，待处理水在臭氧接触塔的平均停留时间为15min左右， 在混合填料反应器内的空床接触时间为16min。 填料采用沸石和活性炭两种填料，沸石位于活性炭上方，混合填料中活性炭的比 例为(重量)0% 100%。两种填料的基本指标见下表。 滤料指标表 5活性炭粒径cp-2.5mm,孔容积》0.65cmVg，漂浮率《2%,苯酚吸附值》140mg/g， 耐磨强度》90%，灼烧残渣8~15%,四氯化碳吸附率^60%，碘吸附值》900mg/g
沸石粒径())-1.0 2.0mm，比重1.92g/cm3,磨损率《0.8%，含泥量《1%，化学成分 Si0268~71%, AL203 13~14%, Fe2031~1.8%， Ca01.7~2.2%。 当混合填料中活性炭比例^ 30%时，在上述运行条件下，处理后的出水中 邻苯二甲酸二 (2-乙基己基)酯(DEHP)浓度均稳定低于《生活饮用水卫生标准》 (GB5749-2006) 8 ii g/L的标准。
权利要求去除饮用水中邻苯二甲酸酯的装置，其特征在于它包括臭氧接触塔(1)、臭氧发生器(2)和混合填料反应器(3)，在臭氧接触塔底部设有气体入口，在臭氧接触塔顶部设有气体出口，在臭氧接触塔下部和上部分别设有饮用水入口和接触后水出口，臭氧发生器(2)的出口通过管道与臭氧接触塔(1)的气体入口连接；混合填料反应器的上端和下端分别设有进水口和出水口，混合填料反应器(3)内位于进水口和出水口之间从上往下设有沸石填料(5)和活性炭填料(6)，臭氧接触塔(1)上的接触后水出口通过管道与混合填料反应器(3)上的进水口连接。
2. 根据权利要求1所述的去除饮用水中邻苯二甲酸酯的装置，其特征在于混合填料 反应器内沸石填料(5)和活性炭填料(6)总高度为0. 8-1. 5m，沸石填料(5)和活性炭填料 (6)的高度比为1 : 0.4-2。
3. 根据权利要求1或2所述的去除饮用水中邻苯二甲酸酯的装置，其特征在于所述 臭氧接触塔(1)内水平分布有若干用于均匀布气的带穿孔的布气板(4)，布气板(4)位于臭 氧接触塔(1)不同高度且间隔均匀。
4. 根据权利要求3所述的去除饮用水中邻苯二甲酸酯的装置，其特征在于本装置还 包括反冲洗水箱(8)，所述反冲洗水箱(8)通过反冲洗水泵(9)与混合填料反应器(3)出水 口连接以对沸石填料和活性炭填料反冲洗，在混合填料反应器上部设有反冲洗水出口。
5. 根据权利要求4所述的去除饮用水中邻苯二甲酸酯的装置，其特征在于在活性炭 填料(6)下面设有承载沸石填料和活性炭填料的承托层(7)，所述承托层由砾石或卵石构 成，承托层高O. 2m。
专利摘要本实用新型涉及一种去除饮用水中邻苯二甲酸酯的装置，它包括臭氧接触塔、臭氧发生器和混合填料反应器，臭氧发生器与臭氧接触塔的气体入口连接；混合填料反应器的上端和下端分别设有进水口和出水口，混合填料反应器内位于进水口和出水口之间从上往下设有沸石填料和活性炭填料，臭氧接触塔上的接触后水出口通过管道与混合填料反应器上的进水口连接。本实用新型采用活性炭、沸石两种填料，不仅可以充分发挥两种吸附材料各自的优势，而且能够有效降低单独采用活性炭填料的成本，特别适合PAEs中低进水浓度的常见饮用水水源，实用性更强，适合于饮用水厂深度处理改造。
文档编号C02F1/28GK201458878SQ20092012855
公开日2010年5月12日 申请日期2009年8月21日 优先权日2009年8月21日
发明者余仲勋, 刘宇飞, 李怀茂, 郭劲松, 高旭 申请人:重庆大学