[发明专利]水/污水处理设备和方法

说明书

                       发明背景

1  发明领域

本发明涉及水/污水处理，具体地说涉及一种新的和改善的方法和设备，用于从水/污水中清除杂杂质/污染物，分离处理来自两阶段连续地操作粒状介质过滤系统的每个阶段的排弃物。

2  发明背景

与市政和许多工业水处理系统有关，需要对水/污水进行净化。例如一种这样的系统可以是一种饮用水系统，其中用地表水生产饮用水，另一种系统可以是市政污水处理系统，其中需要对污水进行处理，从而处理后的污水被排放或在工业生产中重新使用或用于灌溉和类似目的。为了使这种处理后的水可以被使用，需要从水/污水中清除病原体、原生动物、磷和别的污染物。此外，需要从水/污水中清除有机体，例如Cryptosporidium和贾第鞭毛虫和它们的卵囊和/或胞。

在这种净化工序中，水/污水经受沉淀和/或絮凝作用。在这种领域中，常规的化学净化可以包括一或多个絮凝作用罐，在所述罐中，用搅拌器或搅拌机对水/污水进行搅拌。此后，添加适当的化学药品之后，水/污水通过一或多个沉淀池。常规化学净化工序的一个缺陷是要求大面积的絮凝作用罐和沉淀池。常规化学净化工序的另一个缺陷是需要将水保持在絮凝作用罐和沉淀池中很长时间。

在化学净化工序中单独使用絮凝作用罐和沉淀池不能典型地导致足够高纯度的适合于多种用途的水。用适当紧密的隔膜所进行的薄膜渗透作用可以被用于获得更高程度的净化，这种过滤膜非常昂贵并具有别的缺点。另一方面，可以在净化工序的末期设置粒状介质过滤器例如砂滤器，增加被处理的水的纯度。在这种砂滤器中的沙子必须是干净的。在一些这种的过滤器中，通过在频繁的时间间隔对沙子进行反洗，使所述沙子清洁。为了避免终止净化过程，必须至少提供两个砂滤器，一个被使用，另一个被反洗。

如果使用美国专利US4,126,546和US4,197,201所介绍的连续操作类型的砂滤器，可以避免使用两个不同的、单独操作的砂滤器。在这种砂滤器中，在过滤器操作期间，对过滤层连续进行清洗。在这点上，将肮脏的沙子从过滤层中取走、清洗，将清洗后的沙子返回到过滤层上的干净的部分。用此方式，不必使过滤器停止工作而进行反洗。美国专利US4,246,102介绍了一种类似的连续操作砂滤器。在该专利中，在砂滤器内被处理之前，用化学药品对液体进行处理。

在这些专利的砂滤器中，将液体引入过滤层的底部。通过向下运动的过滤层，过滤向上发生。此时如美国专利US4,246,102所介绍的那样，砂滤器与被添加的化学药品一起操作，从而在过滤处理期间，发生沉淀/凝结和/或絮凝。来料中的大多数悬浮的固体在靠近送料高度处被分离，导致最肮脏的沙子位于过滤器的底部。通过一气升泵，过滤层保持缓慢地向下运动，所述气升泵从靠近过滤罐底部的位置将肮脏的沙子移走。在气升泵中，利用泵中的气泡的作用，沙子经历彻底的机械搅拌，从而脏物与沙粒分离。在靠近气升泵上部的洗砂机内，将被分离的脏物从沙子中冲洗掉，洗砂机围绕气升泵上部同心地设置。清洁的沙子返回过滤层的上部。排弃水连续地离开洗砂机并从砂滤器中被排放出去，同时滤出液作为溢流而离开砂滤器。

如美国专利US4,246,102所介绍的那样，与化学处理一起使用这种连续操作的砂滤器能够将在净化工序中保留的液体的体积减少到普通处理所需要的液体体积的十分之一。从而这个步骤所需要的面积被减少，加快了通过净化步骤的液体的速率。此外，与使用絮凝作用罐和沉淀池的普通技巧所获得的纯度相比，能够获得更高的纯度。更先进的是，连续地对微粒过滤介质进行清洗并使之返回过滤层，从而过滤介质可以接受一种相当脏的液体和/或包含相当多的沉淀物，而无须为了反洗目的而中断过滤层的操作。

为了进一步增加利用这种砂滤器所处理的水的纯度，两个连续操作的砂滤器可以串联操作，离开第一砂滤器的过滤液进入第二砂滤器。这种串联砂滤器已经在欧洲(例如在荷兰、丹麦和Lairg，苏格兰)成功地操作。然而这些过滤器的排弃物的数量和所述排弃物内的杂质的数量使得处置所述排弃物很困难并且成本高昂。