[发明专利]净化水的装置和方法

说明书

本发明涉及净化水的装置和方法。

具体而言，本发明涉及低成本、多级澄清污水和饮用水的装置和方法，并提供了解决过滤堵塞问题使所述装置能连续运转的方案。

由于人口的增长和清水日益供不应求，许多研究工作已致力于开发净化不适合于灌溉、工业或生活用水的方法和装置。所述净化的研究工作通常直接针对海水、微咸水或污水。

虽然被污染的清水不像海水那样可以无限量的得到，但是，由于从其中除去悬浮固体比从海水中除去3.5％的溶解盐类容易，因而实现其净化的费用较低。此外，几乎没有几个地方可以将污水直接排放而不造成污染问题。一座能有效处理这种流出物的工厂将会生产出可使用的水以及肥料或动物饲料产品，而且还可以防止地下水或海滨水的污染。

澄清(废水净化过程的第一步)通常至少需要一道过滤工序。频繁使用的过滤机必须定期清洗或置换以防止堵塞。在只有少量固体需要除去的应用中(例如在用于工业和车辆的油过滤器的情况下)，置换是一种可行的选择。然而，在大规模的应用(例如水的净化)中过滤机的清洗是必需的。虽然可采用廉价的、大量的过滤介质(例如砂)，但其置换的劳动强度大，而且存在着被污染介质的处置问题。此外，过滤出的固体原样或进一步加工后可能具有某种价值，但是，由于过滤介质的处置所述价值随之损失。

清洗过滤机的普通方法是停止过滤操作，并将过滤机拆卸，通过化学的或超声波的手段进行清洗或处理。

另一种清洗过滤机的方法包括定期转换过滤机的流向，以移动和除去累积的污泥。采用压缩空气产生气泡，将固体颗粒排放到液流中，可以达到同样的目的。

澄清槽的优点是不堵塞，且其运行所需的能量最小，但是，这种槽需要很大的占地面积才能有效地澄清除最大颗粒之外的所有粒子，且该方法最终不得不停下来清洗槽。除非从流体中除去的所述颗粒比该流体更重，澄清槽不适宜用来除去小颗粒。

虽然离心过滤机的制造和操作费用比澄清槽贵，但其占地面积比所述澄清槽小，也可用于过滤。比水重的固体受到离心力的作用，挤压在衬以过滤介质的离心机多孔转筒壁上，澄清水即从该转筒的中心排放。然而，离心过滤机经常发生堵塞，因而需要置换或清洗。

上述方法还有一些缺点：不能实现连续的水澄清；为了清洗过滤机需要使用运行能耗相当大的大型机械例如空气压缩机和泵。

本发明的目的之一是提供一种净化废水或饮用水的装置和方法，其中，可以实现连续操作，且可避免过滤机堵塞的问题。

本发明的另一个目的是提供一种采用中型机械运行的净化废水的装置，该装置运行可靠、节省能量，且建设和操作费用适中。

通过提供一种多级连续过滤废水的装置可以实现本发明的上述目的，该装置包括：第一槽，其上安装了用以将含有悬浮固体的水供入所述槽的废水进口管以及大直径出口管；第二槽，用以接受来自上述出口管的所述混合物，所述第二槽相当大足以使较大的悬浮固体沉降，在该槽的下部安装了排放沉降固体的能开启的出口并具有排放部分澄清水的上溢流堰；连续驱动的多孔皮带，该皮带具有在第一部位定位接受所述排放的部分澄清的水流的表面，该皮带孔的尺寸按照能让澄清水通过且能挡住所述表面上的细粒固体以便随后在第二部位排放来确定；此外，在所述第一部位下部安装了收集槽用以收集通过所述皮带孔的水，在所述第二部位安装了固体收集仓，用以收集在第二部位从所述皮带上落下的颗粒。

在本发明的优选实施方案中，提供了一种如上所述的多级连续过滤废水的装置，其中所述第二槽具有倒置的截棱柱形状。

在本发明的最优选实施方案中，提供了一种如上所述的多级连续过滤废水的装置，其中所述多孔皮带通过位于第二部位的水浴。

在本发明特别优选的实施方案中，提供了一种多级连续过滤废水的装置，其中所述第二槽配置了撇渣器，用来从水表面将含于其中的漂浮、悬浮固体除去。

在本发明的其它实施方案中，所述多级装置还包括一台计量泵，用来将絮凝剂混入已引进所述第一槽的废水中，所述第一槽还安装了浸没在所述废水中的叶轮。

本发明还提供了连续过滤废水的方法，该方法包括以下步骤：(a)将含悬浮固体的废水送入第一槽；(b)将絮凝剂添加到所述废水中；(c)将絮凝剂混入所述废水中；(d)将所得的混合物送入斜底的第二槽；(e)通过打开其下部的门从所述第二槽定时排放累积的固体；(f)将部分澄清的水通过所述第二槽的上溢流堰溢流，使其降落在多孔移动皮带上进行过滤；(g)收集已通过所述移动皮带过滤的水；和(h)从所述移动皮带的表面和孔中将固体颗粒除去。