[发明专利]过滤的方法及设备

说明书

本发明涉及一个作用性过滤设备，及其用于从污染流体中除去有生命的、悬浮的、溶解的、挥发的和辐射性的污染物的处理过程。特别地，本发明中的过滤设备及处理过程主要包含应用性过滤介质、一个紫外线处理工具、几个化学处理工具、几个泵工具、一个空气处理工具、一个空气排放控制工具、一个中央水流控制工具、一个压力过滤器和一个处理桶。

有两类常规的（即习用的）粒状介质过滤器：慢砂过滤器和快砂过滤器。该两类常规过滤器都不能除去任何的辐射性氡、挥发性三卤甲烷、有生命的致病菌、或者可溶性硬度和金属。一个典型的慢砂过滤器通常在0.16gpm/ft²（每平方英尺每分钟0.16加仑）流速下操作的。该过滤器采用有效粒度为0.3毫米至0.35毫米及均匀度为2至3的非层化的非作用性砂。除了降低水力负载之外，常规慢砂过滤器看来不具备它的后继之秀-常规快砂过滤器所具有的精致技术性能。常规快砂过滤器是采用有效粒度不小于0.45毫米，均匀度系数不高于1.5的层化的非作用性砂，在每平方英尺每分钟2加仑或更高的流速下操作的。这两类常规过滤器具有操作和保养维修的问题。通常在大约两周的过滤操作后，部分脱水的慢砂过滤床的表面须耙松;再过一周左右要疏通表面的堆积物;操作一月后，还要把慢砂床顶部厚达两英寸之砂和表面堆积物刮出并废弃掉。在水过滤处理方面，常规快砂过滤器优于常规慢砂过滤器。但是相对来说，前者更复杂些，而且仅能由有经验的操作人员操作。

此外，常规慢砂过滤器和常规快砂过滤器都仅仅只除去水中之悬浮颗粒。任何一种常规砂滤器都不能除去辐射性污染物如氡，可溶性污染物如铁、锰和重金属，挥发性有机物，和硬度。

目前，粒状介质过滤器的设计方案已改进为包括粒状活性炭、活性氧化铝、阴离子交换树脂和阳离子交换树脂，用以除去可流性污染物。其他水净化处理的先前技术包括反渗透、电渗析、装填柱、超过滤、微过滤、硅藻土过滤、浮选过滤等等。这些先前技术过滤器和常规过滤器的共同问题在于它们在操作程序和再生处理程序上的高费用和花时间。

目前还未设计出一种能从污染液体中除去放射性氡气的理想的处理过程或设备。

本发明采用作用性过滤介质和非作用性过滤介质来进行特殊的化学反应和液体-固体分离，并采用至少一个中央水流控制工具来改进日常的水处理。本发明的设备为精小，且其处理过程既简单又价廉，并且可从污染液体（如表面水或地下水）中除去悬浮的、溶解的、挥发的、辐射性的、有生命的污染物。根据液体净化应用的情况，本发明中所用的活性过滤介质可由液体化学溶液或压缩空气处理而获再生。

包括Barrows（美国专利号103280;5/1870）、Potter（美国专利号619838，2/1899）、Moon等人（美国专利号2993599，7/1961）、Griswold（美国专利号3064816，11/1962）、Lindstol（美国专利号4082664，4/1978）、Litzenburger（美国专利号4430220，2/1984）、Hall等人（美国专利号4626346，12/1986）、Heskett（美国专利号4642192，2/1987）、Swinney等人（美国专利号4673498，6/1987）、Krofta（美国专利号4377485，3/1983;4626345，12/1986;4673494，6/1987）、Weber等人（美国专利号4973404，11/1990）、和Wang等人（美国专利号5064531，11/1991;5069783，12/1991）在内的所有这些先前技术中没有一个涉及到本发明所提的应用紫外线、作用性粒状过滤介质、化学再生作用、空气处理作用、中央水流控制方法及特殊的水力流动型式的组合，用于水净化和空气排放控制。

上述的那些先前技术中没有一个能够从污染液体中除去氡。常规错流分离过程，包括反渗滤处理，超过滤处理、微过滤处理和空气渗透处理（它们都是薄膜处理），都不能除去辐射性污染物。本发明涉及到一个中央控制的错流的作用性的水过滤作用。其中，过滤介质可通过应用紫外线、臭氧、过氧化氢、次氧酸盐、高锰酸盐而获得再生。在一个加压水力条件下，经过长时间的过滤操作，辐射性的、有生命的和非生命的污染物可有效地除去。

所有常规的粒状介质过滤处理（无论是采用向上流动水力操作，或者还是采用向下流动水力操作），在操作时，进流方向是平行于粒状介质过滤作用流动路径。在本发明的错流作用性过滤处理过程的情况里，进流的方向是垂直于粒状介质过滤作用的流动路径。