用於鐵過濾器的高錳酸鹽供料器的製作方法

2023-05-19 12:54:56

專利名稱：用於鐵過濾器的高錳酸鹽供料器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用氧化劑，比如二氧化錳(MnO2)，來處理原水的方法和裝置。全部工藝包括氧化劑使用一段時間後，氧化能力下降時，使用高錳酸鉀(KMnO4)溶液來周期性地再生氧化劑。更準確地說，本發明的目的在於改進一個在大儲存器裡的用於盛放高錳酸鉀晶體的容器，該大儲存器是一個盛放新的均質高錳酸鉀溶液的貯罐。
在過去，去除水中溶解鐵的方法之一，包括使用一种放在原水流中的鐵過濾材料。鐵過濾器常由有助於去除鐵或其它礦物質的錳綠砂組成。它或者單獨起作用，或者與其它的過濾介質結合使用。在去除水中鐵的過程中，錳綠砂被還原或降低到較低的氧化狀態，並且，錳綠砂氧化溶解鐵的能力以及從系統中去除溶解鐵的效力都降低了。一直降低到它不再是有效的過濾介質。當這種現象發生時，含有錳綠砂的過濾床必須用高錳酸鉀溶液來處理，以復原消耗的氧。為了達到這個目的，普遍採用的方法是提供一個高錳酸鉀溶液源來衝洗氧化床，以補充或再生錳綠砂的狀態。在這個工藝中有種類繁多的KMnO4再生系統，但在此不作詳細的論述，因為本發明的主要目的在於改進一個盛放KMnO4晶體的容器。
根據水中溶解鐵的量，一定量的高錳酸鉀將持續不同的時間。顯然，水中的鐵越多，過濾裝置就必須進行越頻繁的補充或再生。
許多已有的系統使用盛放高錳酸鉀晶體和高錳酸鹽溶液的瓶子，通過結合使用噴嘴和文氏管，從瓶子中抽出溶液。其它系統使用高錳酸鹽壓力供給裝置，在這種裝置中，晶體放在容器裡，加壓水流過晶體，並繼續流進綠砂使介質再生。在最後階段，高錳酸鹽溶液量的控制，一般是通過一個能夠調節被引導流過高錳酸鹽補充晶體的水的壓力閥系統來控制。高錳酸鉀，一般以晶體或粉末狀態使用，它難以盛放，因為它能很嚴重地浸蝕與它接觸的材料。由於這個原因，建議用於盛放KMnO4容器的材料需要使用防護層。而且，在現有高錳酸鹽補充系統中，水引入高錳酸鹽晶體，然後用於後面的補充操作，由於這種方式很難得到濃度均勻的高錳酸鹽溶液。
本發明用於鐵過濾裝置，以製備均勻的高錳酸鉀溶液，來再生耗盡的二氧化錳或錳綠砂床。該系統一般包括一個過濾床，過濾床含有作為活性成份必須用高錳酸鉀溶液來周期性地再生的錳綠砂。該裝置包括一個盛放高錳酸鹽晶體的容器，該容器有一個頂壁、一個底壁與底壁和頂壁相連接的側壁，它們一起形成一個封閉的空間用以盛放高錳酸鹽晶體。容器的側壁是充分透水的，以致於能使高錳酸鹽溶液通過，但同時阻止高錳酸鹽晶體通過，把它擋在透水側壁形成的擋板以外。我們發現孔徑範圍從25到100微米的聚乙烯在允許溶解的高錳酸鹽通過的同時，足以截留高錳酸鹽晶體。裝有高錳酸鹽晶體的封閉容器放在一個大的儲存容器中，該儲存容器是一個新鮮KMnO4溶液的貯罐。正是從這個貯罐中，再生溶液被抽出來，用以衝洗含有錳綠砂的過濾床。
使用單向閥把溶劑水引入KMnO4儲存容器，把溶液從溶液貯罐中引出。注入容器的水量，可以用本技術領域公知的合適控制系統預先設定。在本裝置中，每次周期性地注入水量，將足以能夠製成含有一到二盎司溶解的高錳酸鉀晶體的溶液。
所需的水量流過KMnO4後，一個主控閥驅動文氏管產生真空，把KMnO4溶液從蓄水容器中抽出，然後注入鐵過濾器用於再生錳綠砂。
附圖
是本發明的鐵過濾器和KMnO4晶體容器的側視簡圖。
參照附圖，數字10表示用於準備在水處理系統中使用的均勻高錳酸鉀(KMnO4)溶液的整個裝置，數字11表示鐵過濾床，它包括由一定量的實際氧化水中溶解鐵的二氧化錳或錳綠砂組成的顆粒材料；數字12通常表示一個盛放高錳酸鉀晶體的容器；一個盛放一定儲存量的高錳酸鉀溶液的儲存罐；以及把原水引入晶體，並從蓄水器中抽出高錳酸鹽溶液的導流部件。
更準確地說，容器12裡有一個由頂壁16、底壁17和側壁18構成的容器15。頂壁16和底壁17一般是無孔的，用來密封壁18的端部。壁18可以方便地用一種材料，比如孔徑範圍從大約25至100微米的硬聚乙烯管，製成。一個安裝並懸掛在頂壁16上的是一個導流部件。在這裡所示的是一根管道20，它從頂壁外側延伸到靠近容器15的底壁17的地方。容器15被設計成用來盛放一些計算出來的KMnO4晶體或粉末，以滿足待處理水中的鐵成份需要的需求特性。所示的導流部件或管道20的出口端位於壁16、17和18包圍起來的空間裡，因此當供應到容器15內部的水流過KMnO4並且形成溶液時，同時溶液流向並流經壁18進入儲存罐裝置25中。容器15內保存的KMnO4用來截留來自注入水溶液中的沉澱物。因此保護了以下所述的抽水機構。
為了向容器15內的導流部件供應水，並從儲存容器25限定的貯罐中抽出高錳酸鹽溶液，提供了一個液流總管26。這個總管通過合適的接頭27，與縱向延伸的供應管28和29連接。
在垂直延伸的管道28和29上有單向閥35和36。單向閥35以這樣一種方式工作，它只允許水流從供應源方向流進容器15的內部。相反地，管道29上的單向閥只允許水流向上流動，為的是在需要的時候能抽出KMnO4溶液。
在容器25的外部有一個包括一個文氏噴嘴的接頭40。文氏噴嘴用來在總管26中產生真空，從容器25中抽出高錳酸鹽溶液。文氏管與控制新鮮水導入高錳酸鹽晶體，且還能控制抽出高錳酸鹽溶液的流體管道和閥相連接。
當錳綠砂過濾床41需要再生或補充時，供應管46上的閥45移動到使進水不流進鐵過濾器11，而繞著向上經過接頭40中的文氏噴嘴流動。從接頭40，水流進入管道50，流經閥51，然後進入位於瓶底的過濾床41內。文氏流使單向閥35關閉，單向閥36打開，因此把一定量新鮮的均勻的高錳酸鹽溶液注入顆粒材料41中。這些高錳酸鹽溶液從過濾床41過濾時，從出口55排出。當過濾床41補充足夠長的時間後，系統控制部分(未示出)運行另外需要的步驟，使過濾器41重新操作。
該系統有一個明顯的優點，能產生均勻的定量的高錳酸鉀溶液。
以上所述實施例只有說明了本發明的原理。本專業的技術人員在不脫離本發明保護範圍和構思的情況下，很容易對本發明進行修正或變化。因此，本發明不應只限於以上詳細描述，而應當由以下權利要求書的保護範圍和構思限定。
權利要求
1．在一個製備水處理系統使用的高錳酸鉀均勻溶液的裝置中，有一個用於盛放製成的在水處理系統中使用的KMnO4溶液的高錳酸鉀(KMnO4)晶體的容器，容器包括以下部分a)一個頂壁，一個底壁及連接頂壁和底壁的側壁，以限定一個用於盛放高錳酸鉀晶體的封閉空間，充分透水的側壁允許高錳酸鉀溶液通過，但不允許高錳酸鉀晶體通過；b)連接到水源上的導流部件，把水引入靠近容器底壁的封閉空間裡。
2．按照權利要求1所述的容器，其中側壁的氣孔範圍從大約25微米到大約100微米。
3．按照權利要求2所述的容器，其中導流部件由一根穿過頂壁並懸掛在頂壁上的管道組成，該管道有一個開口於封閉空間外的入口和一個開口於封閉空間內並靠近底壁的出口。
4．按照權利要求1所述的裝置，包括a．用於安放容器並盛放蓄積的新鮮KMnO4溶液的儲存器部件；b．用於把容器導流部件連接到水源上的部件；和c．用於從蓄水器中抽取KMnO4溶液的部件。
5．按照權利要求4所述的裝置，其中抽取部件從蓄水器底部或其附近抽取。
6．按照權利要求4所述的裝置，其中把容器導流部件連接到水源上的部件，以及抽取KMnO4溶液的部件包括a)既用於向容器中供水又用於從蓄水器中抽取KMnO4溶液的液流總管；b)從總管到容器導流部件之間延伸的供應管道；c)從總管延伸到蓄水器的某個位置的抽水管道；d)在每一根供應管道和抽取管道上設置的單向閥，以限制液流在每根管道中向一個方向流動。
7．利用高錳酸鉀(KMnO4)在水處理系統中再生氧化床的工藝，包括以下步驟a)提供一個裝有一定量KMnO4晶體的容器，容器具有允許KMnO4溶液從中通過的滲水壁；b)把容器放在一個用於盛放新鮮KMnO4溶液的貯罐中；c)水從水源流進容器內部，流過KMnO4晶體並流過滲水壁進入貯罐中；和d)當氧化床需要再生時，從貯罐中抽取新鮮KMnO4溶液。
全文摘要
在去除水中溶解的鐵的裝置中,有一個用於盛放高錳酸鉀晶體的容器,該容器有頂壁和底壁、滲水側壁以及用於把水引入盛放在容器內部的高錳酸鹽中的導流部件。
文檔編號B01D24/00GK1214949SQ97122838
公開日1999年4月28日 申請日期1997年10月21日 優先權日1997年10月21日
發明者拉爾夫·H·拉森, 約翰·L·施拉夫爾 申請人:埃卡沃特系統公司