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1 連續(xù)自動砂濾裝置簡介
連續(xù)自動砂濾器是一種獨(dú)特的含油污水處理設(shè)備，功能全面而且可靠，連續(xù)自動砂濾器沒有運(yùn)轉(zhuǎn)的零部件，減少了大量的維護(hù)費(fèi)用。
連續(xù)自動砂濾器主要用于油田含油污水處理站及市政的供水水廠和污水處理廠等。連續(xù)自動砂濾器是一種連續(xù)工作的過濾器，在反沖洗和過濾工作同時(shí)進(jìn)行，不需要停產(chǎn)反洗。在原水從下往上運(yùn)動的時(shí)候，凈水通過石英砂濾床從下向上過濾而自然流出。同時(shí)，隨著過濾過程的進(jìn)行，被污染的石英砂濾料在洗砂器中得到清洗，懸浮物、油與洗砂污水一起被排放出去。
2 連續(xù)自動砂濾器工作原理
2.1過濾過程
污水通過進(jìn)水管進(jìn)入過濾器內(nèi)，由輻射式進(jìn)水裝置均勻分布進(jìn)入濾床，污水穿過石英砂層向上運(yùn)動，濾出水通過溢流口自然流出。
2.2反沖洗過程
空氣提升裝置把被污染的石英砂濾料從過濾器的底部提升到洗砂器的上部，然后，被污染的石英砂濾料穿過洗炭器落下來，在洗砂器中與從下向上流動的濾出水及空氣交替運(yùn)行、摩擦，這樣，被污染的石英砂濾料就得到了清洗。清洗后的石英砂落回到過濾器濾床的表面上，然后，再次參與過濾過程，這樣，就保證了石英砂濾床永遠(yuǎn)是最清潔的。洗砂污水通過排污口被排放出去。
2.3 連續(xù)自動砂濾裝置的組成
連續(xù)自動砂濾裝置主要由連續(xù)自動砂濾器、供氣系統(tǒng)及自動化控制系統(tǒng)。
①控制系統(tǒng)說明。連續(xù)自動砂濾裝置采用PLC控制系統(tǒng)，確保連續(xù)自動砂濾器及供氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，它能對供氣系統(tǒng)及連續(xù)自動砂濾器運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，反饋到電算機(jī)進(jìn)行在線監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)集中檢測和現(xiàn)場控制的目的。根據(jù)工藝要求，在連續(xù)自動砂濾器及供氣系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)量、穩(wěn)壓及設(shè)備故障反饋警報(bào)的功能。
每臺連續(xù)自動砂濾器進(jìn)、出口及排污口均設(shè)有流量計(jì)，進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，并且通過入口流量計(jì)對入口調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)整，保證連續(xù)自動砂濾器的處理水量穩(wěn)定及排污量的控制;每臺連續(xù)自動砂濾器都配有就地操作箱，操作箱內(nèi)配有六個(gè)氣體流量計(jì)，分別對三個(gè)氣浮裝置及三個(gè)提砂裝置進(jìn)行手動調(diào)節(jié)控制。
②供氣系統(tǒng)說明。供氣系統(tǒng)主要由空氣壓縮機(jī)、氣體干燥器及集氣罐組成，供氣系統(tǒng)主要是提供連續(xù)自動砂濾器氣浮裝置及提砂裝置的氣源，為保證連續(xù)自動砂濾器的氣壓穩(wěn)定，在供氣系統(tǒng)的末端設(shè)置一臺氣體流量計(jì)及調(diào)節(jié)閥，通過空氣調(diào)節(jié)閥與壓力傳感器的連鎖來保證供氣系統(tǒng)終端的出口壓力，保證連續(xù)穩(wěn)定的氣壓供給連續(xù)自動砂濾器的氣浮裝置及提砂裝置;并且兩臺空氣壓縮機(jī)的工作時(shí)間也由PLC來控制，在一臺空氣壓縮機(jī)工作一定時(shí)間后，進(jìn)行自動切換，讓另一臺空氣壓縮機(jī)繼續(xù)工作，保證空氣壓縮機(jī)的使用壽命及穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
空氣干燥器主要是為使供氣系統(tǒng)保持氣體干燥的狀態(tài)，在冬季運(yùn)行時(shí)，不會因?yàn)榭諝庵兴莸挠绊懯惯B續(xù)自動砂濾裝置受到影響;空氣干燥器設(shè)有旁通管線，在夏季運(yùn)行時(shí)，即使空氣中水份較大也不會影響到連續(xù)自動砂濾器的正常運(yùn)行。
在水處理中，應(yīng)用最廣泛的納米催化材料應(yīng)是n型半導(dǎo)體納米材料。而在常規(guī)催化氧化法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的以納米材料為催化劑的催化氧化水處理技術(shù)將具有更加獨(dú)特的功效。
納米光催化氧化水處理技術(shù)
機(jī)理 一般認(rèn)為，光催化活性是由催化劑的吸收光能力、電荷分離和向底物轉(zhuǎn)移的效率決定的。當(dāng)納米半導(dǎo)體粒子受到大于禁帶寬度能量的光子照射后，電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶而產(chǎn)生了電子—空穴對。電子具有還原性，空穴具有氧化性，從而促進(jìn)了有機(jī)物的合成或使有機(jī)物降解。納米半導(dǎo)體材料的特性和催化效果各有不同，但作為光催化劑它們的催化活性與相應(yīng)的體相材料相比有顯著提高，其原理在于：①通過量子尺寸限域造成吸收邊的藍(lán)移;②由散射的能級和躍遷選律造成光譜吸收和發(fā)射行為結(jié)構(gòu)比;③與體相材料相比，量子阱中的熱載流子冷卻速度下降，量子效率提高;④納米半導(dǎo)體粒子所具有的量子尺寸效應(yīng)使其導(dǎo)帶和價(jià)帶能級變成分立的能級，能隙變寬，導(dǎo)帶電位變得更負(fù)，而價(jià)帶電位變得更正，這意味著納米半導(dǎo)體粒子獲得了更強(qiáng)的還原及氧化能力，從而催化活性隨尺寸量子化程度的提高而提高。除此以外，還在于納米半導(dǎo)體粒子的粒徑和吸收特性。
納米半導(dǎo)體粒子的粒徑通常小于空間電荷層的厚度。在此情況下，空間電荷層的任何影響都可忽略，光生載流子可通過簡單的擴(kuò)散從粒子內(nèi)部遷移到粒子表面而與電子供體或受體發(fā)生還原或氧化反應(yīng)。粒徑越小則電子與空穴復(fù)合幾率越小，電荷分離效果越好，從而導(dǎo)致催化活性的提高。在光催化反應(yīng)中，反應(yīng)物吸附在催化劑的表面是光催化反應(yīng)的一個(gè)前置步驟，催化反應(yīng)的速率與該物質(zhì)在催化劑上的吸附量有關(guān)。納米半導(dǎo)體粒子強(qiáng)的吸附效應(yīng)甚至允許光生載流子優(yōu)先與吸附的物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)而不管溶液中其他物質(zhì)的氧化還原電位順序。在催化反應(yīng)過程中，納米材料的表面特性和缺陷數(shù)量具有同樣重要的作用。
納米催化劑的催化效果還與其材料類型有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，禁帶寬度大的金屬氧化物因具有抗光腐蝕性而更具有實(shí)用價(jià)值。CdS的禁帶寬度較窄，對可見光敏感，在起催化作用的同時(shí)晶格硫以硫化物和SO32-形式進(jìn)入溶液中。ZnO比TiO2的催化活性高，但自身會發(fā)生光腐蝕。α-Fe2O3能吸收可見光(激發(fā)波長為560nm)，但是催化活性低。與其他n型半導(dǎo)體納米材料相比，TiO2具有化學(xué)穩(wěn)定性好、反應(yīng)活性大等特點(diǎn)，是一種優(yōu)異的光電功能材料，并以其優(yōu)越的催化性能被廣泛應(yīng)用于污染物的降解，取得了令人鼓舞的進(jìn)展。用納米TiO2作催化劑氧化水中污染物的試驗(yàn)是目前研究工作的熱點(diǎn)(主要圍繞不同類型污染物的降解效果這一主題，同時(shí)進(jìn)行水處理體系中TiO2的存在形式、反應(yīng)器類型等應(yīng)用技術(shù)的研究)。研究結(jié)果顯示，納米TiO2光催化氧化技術(shù)有良好的應(yīng)用前景。
