一種水質(zhì)凈化多功能帷幕的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水質(zhì)凈化多功能帷幕，屬于水處理材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國水資源量短缺較嚴(yán)重，人均水資源擁有量僅為世界平均水平的四分之一，是全球人均水資源最貧乏的國家之一，有三分之二以上的城市面臨缺水危機(jī)。而且，我國水污染情況仍然非常嚴(yán)重。近年來，隨著工業(yè)發(fā)展、城鎮(zhèn)化提速以及人口數(shù)量的膨脹，我國生活污水年均排放量為4400多億噸，工業(yè)廢水年均排放量超過200億噸。中國是世界農(nóng)藥和化肥使用大國，農(nóng)藥的單位面積用量為世界平均用量水平的3倍，大量氮肥、磷肥、抗生素和農(nóng)藥進(jìn)入地表水體后，造成“水體富營養(yǎng)化”或“藻災(zāi)”爆發(fā)、藻毒素釋放等嚴(yán)重后果。全國主要流域的IV、V類、劣V類水質(zhì)斷面仍占很大比例，湖泊(水庫)富營養(yǎng)化問題仍然突出。近年監(jiān)測調(diào)查顯示，我國主要河流、湖泊等水域中，均存在一定程度的有毒有害有機(jī)污染物污染，僅長江和松花江流域就檢測出107種有毒有害有機(jī)污染物，包括抗生素、環(huán)境激素、持久性有機(jī)物(POPs)、全氟有機(jī)物、多環(huán)芳烴(PAHs)等有毒有害物質(zhì)。此外，近幾年中國重大環(huán)境污染以及事故頻頻發(fā)生，水污染事故占一半左右。綜上，我國水質(zhì)問題嚴(yán)重，而且呈現(xiàn)復(fù)雜多重污染的特征。
[0003]近年來水質(zhì)問題得到了廣泛關(guān)注，水環(huán)境質(zhì)量下降已經(jīng)引起了行政部門和社會(huì)公眾的高度重視。我國已經(jīng)或正在興建數(shù)千座自來水廠和污水處理廠，水質(zhì)凈化技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。飲用水處理方面，已由占主導(dǎo)地位的“混凝-沉淀-過濾-消毒”傳統(tǒng)工藝，進(jìn)而逐漸開發(fā)并應(yīng)用的預(yù)處理方法有氯氣預(yù)氧化、高錳酸鉀預(yù)氧化、臭氧預(yù)處理、生物濾池、生物塔濾、生物接觸氧化、粉末活性炭吸附等和深度處理技術(shù)如臭氧-活性碳技術(shù)、膜分離技術(shù)、生物活性碳技術(shù)、吹脫技術(shù)以及研發(fā)中的超聲空化技術(shù)和光氧化技術(shù)等。針對特殊水源的處理技術(shù)工藝也得到了廣泛應(yīng)用，如采用氣浮或者生物預(yù)處理+活性碳深度處理除藻，接觸氧化過濾除鐵除錳，活性氧化鋁吸附法、混凝沉淀法或電滲析法除氟等。當(dāng)前我國在城市污水處理方面主要采用機(jī)械截流、物理沉淀、化學(xué)沉淀、化學(xué)氧化、傳統(tǒng)好氧活性污泥法、A2/0工藝、氧化溝工藝、SBR工藝、生物膜法、厭氧活性污泥法等等。在工業(yè)廢水處理方面，主要有膜技術(shù)、化學(xué)氧化、化學(xué)沉淀、活性炭吸附、離子交換、電化學(xué)等技術(shù)。在水環(huán)境治理和生態(tài)修復(fù)方面，物理工程措施、投加化學(xué)藥劑、人工濕地、生態(tài)浮島、生物浮床、生物接觸氧化等技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。
[0004]近年來，新材料不斷被開發(fā)和應(yīng)用到水質(zhì)凈化領(lǐng)域?；钚蕴坷w維是繼粉狀粉末活性炭、顆?；钚蕴恐蟮牡谌咝挛讲牧?，是一種新穎、高效、性能穩(wěn)定、用途多種的高科技產(chǎn)品，具有許多特異的性能，是吸附能力更強(qiáng)的吸附劑，具有廣闊的發(fā)展前景。與目前常用的粉末及顆?；钚蕴肯啾绕浜剂扛?、比表面積大、微孔豐富，孔徑小且分布窄，具有較大的吸附量和較快的吸附速度，再生脫附容易，工藝靈活(可制成紗、布、氈、紙等多種形態(tài))。連續(xù)化活性碳纖維氈不受長度限制、選擇性好、質(zhì)量均勻、穩(wěn)定、吸附容量大、強(qiáng)度高、不易粉化、不會(huì)造成二次污染，而且耐酸、耐堿、耐高溫、無毒無味、吸脫附速度快、使用壽命長、形態(tài)多樣、易深加工?；钚蕴坷w維吸附容量較大，對水中的無機(jī)化合物、染料、苯酚等有機(jī)化合物及貴重金屬離子都具有很好的吸附能力，對微生物及細(xì)菌也有良好的吸附能力，對低濃度吸附質(zhì)的吸附能力特別優(yōu)良?；钚蕴坷w維的吸附容量是顆粒活性炭的數(shù)倍以上，用活性炭纖維制造的飲用水凈化裝置不僅凈化效率高，而且處理量大，裝置緊湊占地面積小，設(shè)備投資少，效益高。
[0005]離子交換纖維是繼離子交換樹脂后的一種新型功能材料，具有獨(dú)特的化學(xué)及物理吸附和分離功能，它具有比表面積大、傳質(zhì)速快、阻力小、使用的形態(tài)多樣化和易循環(huán)再生等優(yōu)異的特性。一般來說，水處理用離子交換樹脂具有以下優(yōu)點(diǎn):I)吸附能力強(qiáng)，吸附量大，吸附速度快，比粒狀樹脂快數(shù)倍，對難處理難降解物質(zhì)具有較好的吸附效果;2)性能穩(wěn)定，不與待處理水樣中的其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng);3)容易脫附和再生，可以反復(fù)使用;4)分離效率高，適用范圍廣，可以有效避免柱層堵塞等現(xiàn)象;5)便于二次加工，制成線、無紡布及各種織物形式，應(yīng)用靈活，有利于實(shí)現(xiàn)交換分離裝置的小型化、連續(xù)化。
[0006]總之，針對我國水質(zhì)污染問題嚴(yán)重，現(xiàn)有污染控制技術(shù)存在一定限制，與此同時(shí)新型高效凈水材料正在被開發(fā)和應(yīng)用到水處理領(lǐng)域，所以急需開發(fā)適用我國水質(zhì)污染特征的新型高效凈水材料和凈水工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對我國形勢嚴(yán)峻的水污染問題且其往往呈現(xiàn)多重復(fù)合污染的特性，基于快速發(fā)展的新型高效凈水材料，本發(fā)明開發(fā)一種層片式帷幕狀的水質(zhì)凈化多功能帷幕;所述帷幕具有單層或兩層及以上組合層片結(jié)構(gòu)，每組層片相對獨(dú)立且各層能以不同速度相對移動(dòng)；所述帷幕主要由濾布、高強(qiáng)度多孔海綿、活性炭纖維、離子交換纖維其中兩種或多種及其復(fù)合制品材料，經(jīng)過優(yōu)化層片模塊組合方式制作而成;所述帷幕針對待處理原水的類型、水量與水質(zhì)污染特征進(jìn)行選擇優(yōu)化制作技術(shù);所述多功能帷幕具有原位凈化多重復(fù)合污染原水水質(zhì)的功能。
[0008]所述的濾布主要為固液分離用織造濾布種類，其最大平均孔徑〈5毫米，孔徑比〉
0.8，厚度〈5毫米，常壓透水速率>0.5立方米每平方米每秒，斷裂強(qiáng)度(N/5 X 20cm)經(jīng)向〉500，化學(xué)性能穩(wěn)定，具有耐磨抗拉伸性能。
[0009]所述高強(qiáng)度多孔海綿為開孔網(wǎng)狀的聚氨酯種類，其有效孔隙率>60%，孔徑大小為
0.05?I毫米，孔徑分布均勻，密度〈45千克每立方米，具有抗擠壓性能。
[0010]所述活性炭纖維為由活性炭纖維濾網(wǎng)、活性炭纖維綿、活性炭纖維絲、活性炭纖維布、活性炭纖維氈制成的層片狀過濾材料，其比表面積>1000平方米每克，密度〈250千克每立方米，微孔發(fā)達(dá)分布均勻。
[0011]所述離子交換纖維為經(jīng)化學(xué)纖維強(qiáng)化后制成的離子交換纖維布、氈和海綿層片狀或者用于填充濾袋而形成的層塊狀過濾材料，其纖維直徑〈50微米，比表面積>200平方米每克，交換容量>0.2毫摩爾每克，溶脹度〈2.0。
[0012]所述多功能帷幕由外層濾布和內(nèi)層濾布間隔或者貼合高強(qiáng)度多孔海綿、活性炭纖維、離子交換纖維層片排列形成多層組合層片結(jié)構(gòu)。
[0013]所述多功能帷幕的運(yùn)行布置與水流方向垂直，其主要運(yùn)行參數(shù)為過流速度〈0.1米每秒，表面負(fù)荷〈0.1立方米每平方米每秒，水頭損失〈0.3米。
[0014]所述多功能帷幕中的各組層片可以獨(dú)立分拆，分類成濾布、高強(qiáng)度多孔海綿、活性炭纖維和離子交換纖維分別進(jìn)行再生。
[0015]有益效果
與現(xiàn)有材料相比，本發(fā)明具有以下有益效果。
[0016]I)適應(yīng)范圍廣，具有原位凈化功能，可以廣泛應(yīng)用于富營養(yǎng)化湖泊水、城鎮(zhèn)生活污水、工業(yè)廢水、中水回用和微污染或多重復(fù)合污染水源水的常規(guī)處理以及集中式飲用水水源地突發(fā)環(huán)境事件的應(yīng)急處理；
2)高度集成了物理截留、高效沉淀、吸附架橋和離子交換等原理，具備了高效協(xié)同去除水中低濃度復(fù)合污染物的能力，層片狀易拆卸的結(jié)構(gòu)形式可以有效避免濾層堵塞等問題，從而有利于獲得長期穩(wěn)定高效的水質(zhì)凈化性能；
3)使用高性能濾布、聚氨酯類海綿、活性炭纖維和離子交換樹脂為原料，材料本身性質(zhì)穩(wěn)定，不易與待處理水樣中的其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；
4)應(yīng)用形式靈活，層片狀模塊化、易拆卸，有利于實(shí)現(xiàn)凈水設(shè)備的小型化、連續(xù)化，減小了占地面積，降低了運(yùn)行成本；
5)帷幕狀構(gòu)型有利于保持較好的可移動(dòng)性能，便于更換，易于再生，可連續(xù)運(yùn)行，與其它處理方法嵌套和兼容性好，而且可重復(fù)利用、多次使用；
6)生態(tài)環(huán)保，減少了污泥等固體廢物的排放量，降低了二次污染物的產(chǎn)生。
【附圖說明】
[0017]圖1層片并列式水質(zhì)凈化多功能帷幕剖面示意圖圖2層片袋裝并列式水質(zhì)凈化多功能帷幕剖面示意圖圖3水質(zhì)凈化多功能帷幕工作示意圖1——濾布 2一一聚氨酯海綿 3一一活性炭纖維 4——離子交換纖維
5--導(dǎo)桿
6--導(dǎo)桿環(huán)
7——工作水位 8一一帷幕外側(cè) 9 導(dǎo)軌 10——導(dǎo)軌滑輪。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體的實(shí)施例和水源水質(zhì)凈化效果的檢測對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0019]實(shí)施例1
如圖1所示的層片并列式水質(zhì)凈化多功能帷幕結(jié)構(gòu)，構(gòu)成單元為:滌綸長纖工業(yè)濾布240( 60-10)采用復(fù)絲平紋織造，重量為240克/平米;密度為經(jīng)線22/厘米、瑋線18.8/厘米，強(qiáng)力N/5*20厘米徑向2162.6、瑋向1082.6，伸長率經(jīng)向32.03、瑋向24.87，透氣率36.1升/平方米每秒，厚度0.42毫米，外圍兩側(cè)均使用;普通市售工業(yè)聚氨酯過濾海綿，孔隙率96%，孔徑30PPI，密度28kg/m3，并列2層，每層厚度20毫米;某公司生產(chǎn)TK-1500型活性炭纖維氈，比表面積140