专利名称：用于铁过滤器的高锰酸盐供料器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用氧化剂，比如二氧化锰(MnO2)，来处理原水的方法和装置。全部工艺包括氧化剂使用一段时间后，氧化能力下降时，使用高锰酸钾(KMnO4)溶液来周期性地再生氧化剂。更准确地说，本发明的目的在于改进一个在大储存器里的用于盛放高锰酸钾晶体的容器，该大储存器是一个盛放新的均质高锰酸钾溶液的贮罐。
在过去，去除水中溶解铁的方法之一，包括使用一种放在原水流中的铁过滤材料。铁过滤器常由有助于去除铁或其它矿物质的锰绿砂组成。它或者单独起作用，或者与其它的过滤介质结合使用。在去除水中铁的过程中，锰绿砂被还原或降低到较低的氧化状态，并且，锰绿砂氧化溶解铁的能力以及从系统中去除溶解铁的效力都降低了。一直降低到它不再是有效的过滤介质。当这种现象发生时，含有锰绿砂的过滤床必须用高锰酸钾溶液来处理，以复原消耗的氧。为了达到这个目的，普遍采用的方法是提供一个高锰酸钾溶液源来冲洗氧化床，以补充或再生锰绿砂的状态。在这个工艺中有种类繁多的KMnO4再生系统，但在此不作详细的论述，因为本发明的主要目的在于改进一个盛放KMnO4晶体的容器。
根据水中溶解铁的量，一定量的高锰酸钾将持续不同的时间。显然，水中的铁越多，过滤装置就必须进行越频繁的补充或再生。
许多已有的系统使用盛放高锰酸钾晶体和高锰酸盐溶液的瓶子，通过结合使用喷嘴和文氏管，从瓶子中抽出溶液。其它系统使用高锰酸盐压力供给装置，在这种装置中，晶体放在容器里，加压水流过晶体，并继续流进绿砂使介质再生。在最后阶段，高锰酸盐溶液量的控制，一般是通过一个能够调节被引导流过高锰酸盐补充晶体的水的压力阀系统来控制。高锰酸钾，一般以晶体或粉末状态使用，它难以盛放，因为它能很严重地浸蚀与它接触的材料。由于这个原因，建议用于盛放KMnO4容器的材料需要使用防护层。而且，在现有高锰酸盐补充系统中，水引入高锰酸盐晶体，然后用于后面的补充操作，由于这种方式很难得到浓度均匀的高锰酸盐溶液。
本发明用于铁过滤装置，以制备均匀的高锰酸钾溶液，来再生耗尽的二氧化锰或锰绿砂床。该系统一般包括一个过滤床，过滤床含有作为活性成份必须用高锰酸钾溶液来周期性地再生的锰绿砂。该装置包括一个盛放高锰酸盐晶体的容器，该容器有一个顶壁、一个底壁与底壁和顶壁相连接的侧壁，它们一起形成一个封闭的空间用以盛放高锰酸盐晶体。容器的侧壁是充分透水的，以致于能使高锰酸盐溶液通过，但同时阻止高锰酸盐晶体通过，把它挡在透水侧壁形成的挡板以外。我们发现孔径范围从25到100微米的聚乙烯在允许溶解的高锰酸盐通过的同时，足以截留高锰酸盐晶体。装有高锰酸盐晶体的封闭容器放在一个大的储存容器中，该储存容器是一个新鲜KMnO4溶液的贮罐。正是从这个贮罐中，再生溶液被抽出来，用以冲洗含有锰绿砂的过滤床。
使用单向阀把溶剂水引入KMnO4储存容器，把溶液从溶液贮罐中引出。注入容器的水量，可以用本技术领域公知的合适控制系统预先设定。在本装置中，每次周期性地注入水量，将足以能够制成含有一到二盎司溶解的高锰酸钾晶体的溶液。
所需的水量流过KMnO4后，一个主控阀驱动文氏管产生真空，把KMnO4溶液从蓄水容器中抽出，然后注入铁过滤器用于再生锰绿砂。
附图
是本发明的铁过滤器和KMnO4晶体容器的侧视简图。
参照附图，数字10表示用于准备在水处理系统中使用的均匀高锰酸钾(KMnO4)溶液的整个装置，数字11表示铁过滤床，它包括由一定量的实际氧化水中溶解铁的二氧化锰或锰绿砂组成的颗粒材料；数字12通常表示一个盛放高锰酸钾晶体的容器；一个盛放一定储存量的高锰酸钾溶液的储存罐；以及把原水引入晶体，并从蓄水器中抽出高锰酸盐溶液的导流部件。
更准确地说，容器12里有一个由顶壁16、底壁17和侧壁18构成的容器15。顶壁16和底壁17一般是无孔的，用来密封壁18的端部。壁18可以方便地用一种材料，比如孔径范围从大约25至100微米的硬聚乙烯管，制成。一个安装并悬挂在顶壁16上的是一个导流部件。在这里所示的是一根管道20，它从顶壁外侧延伸到靠近容器15的底壁17的地方。容器15被设计成用来盛放一些计算出来的KMnO4晶体或粉末，以满足待处理水中的铁成份需要的需求特性。所示的导流部件或管道20的出口端位于壁16、17和18包围起来的空间里，因此当供应到容器15内部的水流过KMnO4并且形成溶液时，同时溶液流向并流经壁18进入储存罐装置25中。容器15内保存的KMnO4用来截留来自注入水溶液中的沉淀物。因此保护了以下所述的抽水机构。
为了向容器15内的导流部件供应水，并从储存容器25限定的贮罐中抽出高锰酸盐溶液，提供了一个液流总管26。这个总管通过合适的接头27，与纵向延伸的供应管28和29连接。
在垂直延伸的管道28和29上有单向阀35和36。单向阀35以这样一种方式工作，它只允许水流从供应源方向流进容器15的内部。相反地，管道29上的单向阀只允许水流向上流动，为的是在需要的时候能抽出KMnO4溶液。
在容器25的外部有一个包括一个文氏喷嘴的接头40。文氏喷嘴用来在总管26中产生真空，从容器25中抽出高锰酸盐溶液。文氏管与控制新鲜水导入高锰酸盐晶体，且还能控制抽出高锰酸盐溶液的流体管道和阀相连接。
当锰绿砂过滤床41需要再生或补充时，供应管46上的阀45移动到使进水不流进铁过滤器11，而绕着向上经过接头40中的文氏喷嘴流动。从接头40，水流进入管道50，流经阀51，然后进入位于瓶底的过滤床41内。文氏流使单向阀35关闭，单向阀36打开，因此把一定量新鲜的均匀的高锰酸盐溶液注入颗粒材料41中。这些高锰酸盐溶液从过滤床41过滤时，从出口55排出。当过滤床41补充足够长的时间后，系统控制部分(未示出)运行另外需要的步骤，使过滤器41重新操作。
该系统有一个明显的优点，能产生均匀的定量的高锰酸钾溶液。
以上所述实施例只有说明了本发明的原理。本专业的技术人员在不脱离本发明保护范围和构思的情况下，很容易对本发明进行修正或变化。因此，本发明不应只限于以上详细描述，而应当由以下权利要求书的保护范围和构思限定。
权利要求
1．在一个制备水处理系统使用的高锰酸钾均匀溶液的装置中，有一个用于盛放制成的在水处理系统中使用的KMnO4溶液的高锰酸钾(KMnO4)晶体的容器，容器包括以下部分a)一个顶壁，一个底壁及连接顶壁和底壁的侧壁，以限定一个用于盛放高锰酸钾晶体的封闭空间，充分透水的侧壁允许高锰酸钾溶液通过，但不允许高锰酸钾晶体通过；b)连接到水源上的导流部件，把水引入靠近容器底壁的封闭空间里。
2．按照权利要求1所述的容器，其中侧壁的气孔范围从大约25微米到大约100微米。
3．按照权利要求2所述的容器，其中导流部件由一根穿过顶壁并悬挂在顶壁上的管道组成，该管道有一个开口于封闭空间外的入口和一个开口于封闭空间内并靠近底壁的出口。
4．按照权利要求1所述的装置，包括a．用于安放容器并盛放蓄积的新鲜KMnO4溶液的储存器部件；b．用于把容器导流部件连接到水源上的部件；和c．用于从蓄水器中抽取KMnO4溶液的部件。
5．按照权利要求4所述的装置，其中抽取部件从蓄水器底部或其附近抽取。
6．按照权利要求4所述的装置，其中把容器导流部件连接到水源上的部件，以及抽取KMnO4溶液的部件包括a)既用于向容器中供水又用于从蓄水器中抽取KMnO4溶液的液流总管；b)从总管到容器导流部件之间延伸的供应管道；c)从总管延伸到蓄水器的某个位置的抽水管道；d)在每一根供应管道和抽取管道上设置的单向阀，以限制液流在每根管道中向一个方向流动。
7．利用高锰酸钾(KMnO4)在水处理系统中再生氧化床的工艺，包括以下步骤a)提供一个装有一定量KMnO4晶体的容器，容器具有允许KMnO4溶液从中通过的渗水壁；b)把容器放在一个用于盛放新鲜KMnO4溶液的贮罐中；c)水从水源流进容器内部，流过KMnO4晶体并流过渗水壁进入贮罐中；和d)当氧化床需要再生时，从贮罐中抽取新鲜KMnO4溶液。
全文摘要
在去除水中溶解的铁的装置中,有一个用于盛放高锰酸钾晶体的容器,该容器有顶壁和底壁、渗水侧壁以及用于把水引入盛放在容器内部的高锰酸盐中的导流部件。
文档编号B01D24/00GK1214949SQ97122838
公开日1999年4月28日 申请日期1997年10月21日 优先权日1997年10月21日
发明者拉尔夫·H·拉森, 约翰·L·施拉夫尔 申请人:埃卡沃特系统公司