专利名称：一种增效复合活性炭过滤器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种过滤器，尤其是一种复合活性炭过滤器。
现有技术中的活性炭过滤器为了改进其性能，在其下部设砂砾石层，这有利于截污及反冲洗，但现有技术中的活性炭过滤器没有充分发挥物理吸附和化学吸附的作用。范德华引力所产生的吸附作用为物理吸附，其作用强度较小，吸附能小，吸附作用有可逆性；化学键力所产生的吸附作用为化学吸附，其吸附强度大，吸附能较大，有选择性，化学键力的吸附不可逆；介于上述两种作用力之间尚有一重要的作用力，即氢键作用力，氢键是水分子除极性以外的又一重要特性。要进一步改善并提高活性炭过滤的使用效果，需要充分发挥物理吸附和化学吸附以及溶液中氢键力的作用，因为在绝大多数水溶液中存在着氢键力的作用，而现有技术中的活性炭过滤器没有在强化氢键力的作用而提高过滤效率方面行之有效的研究和设计。再有，现有活性炭过滤器中活性炭的颗粒级配也不合适，其也对吸附效率的提高有不良影响。
另外，现有技术中的设有砾石层的过滤器，其中砾石颗粒的粒径级配也不合理，该砾石层的截留作用也不理想，使现有的活性炭过滤器的净化效果较差。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案本实用新型提供的增效复合活性炭过滤器包括一个壳体，在该壳体上设有进液口和出液口，在壳体内从进液口到出液口之间的流道上至少设有一活性吸附区，在该活性吸附区内相对设置至少二对导磁板，在每对导磁板上相对设置磁元件，以便在该区的流道中形成磁场。
在使用本过滤器时，所述活性吸附区内的各导磁板之间的流道中填充活性炭。在液体流过该活性吸附区时，流过活性炭的水同时受到磁场的作用。由此可以使本过滤器的吸附净化效率大大提高。其原理是活性炭对液体的吸附除了物理吸附以外还有化学吸附作用，而对水溶液而言，化学作用中还有重要的作用力为氢键作用力。试验证明，经磁化处理后，水的氢键会发生变形或被破坏，形成较多的自由水，从而使水的活性增强，另外，磁化处理可以促使水溶液中溶质的溶解度和分散度的增加，这些都有利于增强活性炭的吸附能力，所以，本过滤器的净化效果明显高于其它现有活性炭过滤器。
相邻两导磁板之间的间距可以在40～50毫米，相对的侧面上设置厚度可以是0.9～5.0毫米的薄型磁元件，构成的磁场的磁感应强度最好在0.03～0.05特斯拉(T)。所述导磁板的高度可以是200～300毫米，厚度可以在3～5毫米，试验和理论上均表明，均匀的磁场对于流体的作用力远不如变化的磁场作用力大，因此，设于相对的所述导磁板上对应的所述磁元件最好是由一系列相对的小磁元件组成，所述小磁元件可以是正方形或圆形的，其边长或直径最好为250～350毫米。所述磁元件在导磁板上排列，其行间距和列间距最好是磁元件的边长或直径的1～1.1倍。每一行或列上的小磁元件与相邻的行或列上的间隔对位，这样的交错排列既可以使其形成的磁场沿流道为变化的，又保证使流道中各处的磁场强度均比较强而没有太弱的部分。
在所述活性区中设置的导磁板可以是在竖直方向上断开成若干组，在相邻组导磁板之间设有间隔，而在该间隔中，在使用时是充满了活性炭的。这种结构设计可以使液体在每一组导磁板形成的流道中流过后有一个各流道液体重新混合的机会，然后，再进入到下一组导磁板之间的流道中……，这样的设置导磁板，可以加大活性区中磁场的变化度，更有利于提高吸附效率。各组导磁板在竖直方向上的间隔可以是100～150毫米。
在用活性炭过滤器净化水溶液的应用中，常要进行水的脱色除臭、去除溶解性有机物质、去除相应的重金属离子及有放射性的物质等，在这些物质的吸附过程中，活性炭的级配及颗粒的大小，也就是吸附剂的比表面积对这些物质的吸附速度有直接的影响，从而对本过滤器的净化效率有较大的影响。为了获得较高的净化效率，在本过滤器中活性吸附区填充的最好使用果壳或椰壳原料制成的活性炭，其粒径最好在0.7～1.2毫米之间。
本过滤器在所述活性吸附区的下游可以设置砂砾区。为了获得更好的截留效果，所述砂砾区可以由砂粒层和砾石层组成，砂粒层可以占砂砾区总高度的三分之二，其中砂粒的粒径可以在0.4～1.0毫米；砾石层可以占砂砾区总高度的三分之一，其中砾石粒径可以在1.5～3毫米，砾石区的砂粒和砾石可以都是石英砂。
本实用新型提供的增效复合活性炭过滤器由于在现有的活性炭过滤器中加入磁化装置，使其具有以下优点1、由于在活性炭过滤器中引入磁场，磁场对水溶液中水分子的氢键产生作用，提高了水的活性以及改变了水对其中溶质的溶解度和分散度，从而为活性炭吸附剂的吸附能力的提高提供了更大的空间，同时，这也有利于对吸附剂的反冲及解吸的进行，因此，使本过滤器的吸附效率大为提高；2、进一步地，在本过滤器中，对其中的吸附剂活性炭的级配提出了优化方案，提高了活性炭的比表面积，从而更提高了本过滤器的净化效率；3、在本过滤器中，对设有砂砾层的方案中砂砾区的结构进行了改进，提出设较细的砂粒层和较粗的砾石层的设计，这样可以进一步地提高砂砾区的截污效果，从而更提高了本过滤器的净化效率。
图1为本实用新型提供的活性炭过滤器的结构示意图；图2为本过滤器中的设有正方形小磁元件的导磁板的结构示意图；图3为
图1的A-A剖面结构示意图在上部缓冲区4中设有布水器3，其与进液口2相连通，使由进液口进入的水在壳体的横截面上均匀分布。在进液口旁设有排气口41。
在缓冲区4的下面设有上中部活性区5，在该区域内竖直插设若干导磁板51，导磁板51的两个侧边与壳体1的内侧壁焊接固联(如图3所示)，在各导磁板51。的侧面上设有正方形小磁元件52。
如图2所示，每一行或列上的小磁元件52与相邻的行或列上的两相邻小磁元件52之间的间隔对位。小磁元件52的边长n为300毫米。其行间距和列间距m是相等的，也可以是不相等的，m为磁元件的边长n的1～1.1倍。相邻的导磁板51之间的间距53为40～50毫米，导磁板51的高度可以是200～300毫米，其厚度可以是3～5毫米，相对的侧面上设置厚度是1.8毫米的薄型磁元件，构成的磁场的磁感应强度最好在0.03～0.05特斯拉(T)。在活性吸附区5的导磁板51之间的空间内填充果壳或椰壳制成的活性炭，其粒径级配在0.7～1.2毫米之间。
在活性区5中设置的导磁板51在竖直方向上断开成若干组，在相邻组导磁板之间设有间隔54，而在间隔54中，在使用时是充满了活性炭的。各组导磁板在竖直方向上的间隔可以是100～150毫米。
在活性吸附区5的下游设置砂砾区6。砂砾区6由砂粒层61和砾石层62组成，砂粒层61占砂砾区总高度的三分之二，其中的砂粒的粒径在0.4～1.0毫米；砾石层可以占砂砾区总高度的三分之一，其中砾石粒径可以在1.5～3毫米，砾石区的砂粒和砾石都是石英砂。
在砂砾区6的下面的壳体1中为下部空间7，在该空间中设有混凝土垫层9，为的是避免在该空间的下部有死水区，在混凝土垫层上设洁净水出水管8，其出口伸出在壳体1的外面，排污口接10上接管，其一端管口伸出壳体1，另一端管口设于混凝土垫层上表面。
权利要求1.一种增效复合活性炭过滤器，包括一个壳体，在该壳体上设有进液口和出液口，在壳体内从进液口到出液口之间的流道上至少设有一活性吸附区，其特征在于在该活性吸附区内相对设置至少一对导磁板，在每对导磁板上相对设置磁元件，以便在该区的流道中形成磁场。
2.根据权利要求1所述的增效复合活性炭过滤器，其特征在于在所述活性吸附区中设置的导磁板是在竖直方向上断开成若干组，在相邻组导磁板之间设有间隔。
3.根据权利要求1或2所述的增效复合活性炭过滤器，其特征在于在所述活性吸附区内的各导磁板之间的流道和/或竖直间隙中填充活性炭。
4.根据权利要求1或2所述的增效复合活性炭过滤器，其特征在于设于相对的所述导磁板上对应的所述磁元件是由一系列相对的小磁元件组成。
5.根据权利要求4所述的增效复合活性炭过滤器，其特征在于所述小磁元件是正方形或圆形的，其边长或直径为250～350毫米；所述磁元件在导磁板上排列，其行间距和列间距是磁元件的边长或直径的1～1.1倍；当导磁板是在竖直方向上断开成若干组时，各组导磁板在竖直方向上的所述间隙是100～150毫米。
6.根据权利要求1或2所述的增效复合活性炭过滤器，其特征在于相邻两所述导磁板之间的间距在40～50毫米。
7.根据权利要求1或2所述的增效复合活性炭过滤器，其特征在于所述导磁板的相对的侧面上设置厚度是0.9～5毫米的薄型磁元件；或构成的磁场的磁感应强度在0.03～0.05特斯拉。
8.根据权利要求3所述的增效复合活性炭过滤器，其特征在于所述活性吸附区填充的活性炭，其粒径在0.7～1.2毫米之间。
9.根据权利要求1或2或8所述的增效复合活性炭过滤器，其特征在于在所述活性吸附区的下游设置砂砾区，所述砂砾区由较细砂粒组成的砂粒层和较粗砾石组成的砾石层组成。
10.根据权利要求9所述的增效复合活性炭过滤器，其特征在于所述砂粒层占砂砾区总高度的三分之二，其中的砂粒的粒径在0.4～1.0毫米；所述砾石层占砂砾区总高度的三分之一，其中砾石粒径在1.5～3毫米。
专利摘要本实用新型提供一种增效复合活性炭过滤器，其包括一个壳体，在该壳体上设有进液口和出液口，在壳体内从进液口到出液口之间的流道上至少设有一活性吸附区，在该活性吸附区内相对设置至少二对导磁板，在每对导磁板上相对设置磁元件，以便在该区的流道中形成磁场。本过滤器由于在活性炭过滤器中引入磁场，提高了水的活性以及改变了水对其中溶质的溶解度和分散度，从而为活性炭吸附剂的吸附能力的提高提供了更大的空间，因此，使本过滤器的吸附效率大为提高。
文档编号B01D24/02GK2558432SQ0223960
公开日2003年7月2日 申请日期2002年7月4日 优先权日2002年7月4日
发明者童天佑, 蒋晓红, 姜仁贵, 李长春 申请人:北京绿创环保科技有限责任公司