《硅藻土滤筛的制备法》

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　发明专利技术实施的可行性报告

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《硅藻土滤筛的制备方法》

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　世界领先的新材料、新工艺和新产品

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　一．产品特点：

l        以硅藻土材料为核心制备的无机滤膜，根除细菌，重金属；　　                 

l        配置专项材料和工艺，清除氟、砷、硝酸盐，辐射物等无机污染物；  　          

l        设备体系科学合理，处理的饮用水质量超过国家标准和国际标准；　

l        符合各类气体，汽油，酒及饮料，药品、血透等的分离与净化；

l        滤筛制品是管型、杯型、方型、圆型，薄片型；　

l        模块化结构，可灵活组合，可并联安装大规模净水系统；

l        出水通量大，每次清污后仍然保持原设计水通量，适合自来水工程配套；

l        家用硅藻土无机滤膜定期表层清污，可使用2~3年，清洗无二次污染；

l        建设投资小，运行维护方便，无需配置反冲洗设备，制水成本低；

l        集团型制水，产水率高达95~99%，出水保留钙、镁离子。

二．对项目试用者的支持

为热心于项目实施者方便于技术尝试，发明人提供滤芯购买并制定以下有偿优惠服务条件：

一）硅藻土无机滤膜规格为杯型，口部有标准螺纹，外径50毫米，总高约220毫米，滤层壁厚约6毫米，滤层微孔小于2微米（相当于千层膜）。

二）        单个滤芯经自来水压力下，每小时160升水量。滤芯如并联使用，可成倍增加出水量（与同类功能过滤器对比可成倍提高）。

三）        细菌加标检测：经滤芯筛滤，出水细菌为零。但不过滤离子，仍保留水中矿物质元素（作为直饮水无需添加矿物质）。

四）        购买批次20个滤芯时，单价为180元；批次满100个滤芯时，单价为150元；批次满500个时，单价为110元；批次满2000个时，单价为90元；批次为5000个以上时，单价为78元；（不含税）。

五）        单滤芯净水器外型及技术构造设计：费用5000元（设计图纸为铅笔原稿）；12个以下组合净水器外型及技术构造设计：费用为8000元（设计图纸为铅笔原稿）；500个以下组合净水设备外型及技术构造设计：费用为30000元（设计图纸为铅笔原稿）；上推并联扩大组合。

六）        污水处理中配套设计：造纸污水；电镀污水；印染污水；养殖业污水；垃圾渗滤液污水及特殊工业污水的处理；设计费用根据规模大小、技术要求确定（提供的技术实用、廉价、坚固，合理）。

七）        城市自来水厂常规设备配套硅藻土无机滤膜；二次供水水塔配套硅藻土无机滤膜的深度净化装备的设计；费用为零。

八）        西部建设中的水净化设备；农村安全饮用水净化设备的设计，费用为零。

九）、  城市公共场所的直饮水设施；零排放的公众洗手设备的设计，费用为零。

前             言

1、我国的水源现状

1.1 水资源短缺

我国水资源总量2.8万亿立方米，居世界第六位。我国人均水资源占有量只有2150m³，相当于世界人均占有水量的1/4。

。到2030年中国人口达16亿高峰时，人均水资源仅有1760m³，将成为国际上一般承认的人均低于1700m³的“用水紧张”国家。

1.2 水环境恶化

　　据中国环境状况公报，2002年度海河、辽河、淮河、黄河、松花江、长江、珠江七大水系监测的752个重点断面中，Ⅰ~Ⅲ类水质占29.5%，Ⅳ 类水质占17.7%，Ⅴ类和劣Ⅴ类水质占52.8%。水利部对532条河流的监测表明，有436条河流受到不同程度的污染，七大江河流经的15个主要大城市河段中，有13个城市河段的水质严重污染。

　　全国湖泊达到富营养化水体的已达66%，主要湖泊氮、磷污染较重，导致富营养化问题突出，蓝藻泛滥日趋严重，严重影响水产养殖业和旅游业的发展，危害生态环境。

　　地下水水质也不容乐观。据2003年我国地下水资源评价与战略问题研究显示，有63%的地下水资源可供直接饮用，17%经适当处理后可饮用， 8%需要经过专门处理后才能饮用。12%不适宜饮用但可作为工农业供水水源，全国约有一半城市市区的地下水污染严重，主要污染指标包括矿化度、总硬度、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、铁、锰、氯化物、硫酸盐、氟化物，pH值等均呈超标趋势。全国约有7000多万人仍在饮用氟超标的地下水，3.6亿农村人口喝不上符合国家标准的饮用水。

1.3 世界组织和中国政府对饮用水安全的关注

。胡锦涛总书记多次重要批示：“饮用水安全问题关系到广大群众的健康，必须高度重视，要通过科学论证、研究，采取治理污染源，改进自来水净化处理等措施。从根本上解决问题，把以人为本真正落实到实处”。“无论有多大困难，都要想办法解决群众的饮水困难，绝不能让群众再喝高氟水”。“要增强紧迫感，深入调研，提出解决方案，认真加以落实，使群众能喝上放心水”。

近年来，我国政府已经全面启动饮用水污染的治理。更是将环保和节能提高为国策，饮用水的治理作为其中重要的内容，将在今后更长时期，从水源、自来水生产、供水设施到用水末梢净化，进行全面的治理改造。

2、【硅藻土滤筛的制备方法】技术优势评价

2.1 硅藻土为材料无机滤膜

 它是采用硅藻土为材料添加粘土、甲基纤维素、煤或十二烷磺酸钠、碱组成，并将其中硅藻土部分烧成熟料。生料与熟料粉碎，混和、研磨，陈化，成型烧结来完成。制品具有吸附、阻留、筛分功能。滤筛制品经高温锻烧，卫生、无毒可反复使用。

   硅藻土的矿物主要是硅藻蛋白石，为一种非品质含水胶体的矿物。硅藻大部分生于淡水，少部分生于海水，还有过度的半咸水硅藻的沉积物。硅藻土的物质主要为硅藻，是有益组分，其次为粘土矿物。硬度为1—1.5，但硅藻骨架达4.5—5；密度为1—1.5厘米立方；具有较大孔隙度；较强的吸附性，大的表面积；轻质、耐磨；耐酸、耐碱并有一定的强度。

   由于硅藻土的特殊矿物结构及生物特征，因此使其有许多特殊的技术、物理性能。用硅藻土粉末通过水力学的方法，将其均匀地铺设在过滤支撑孔板表面作为过滤介质，形成1.5—3.0毫米厚的膜。由此可以滤除液体中的固体颗粒，悬浮物质，胶体粒子及细菌，起到滤清和净化作用。

   过滤是一个流体分离的过程。当液体通过不同孔径的滤筛时，固体物被裁留在筛板上，而被分离的产品则流进预先准备好的容器中

流体种类很多，有燃气、汽油，白酒、啤酒，饮料，药品、血液，自来水，污水等都可以通过滤筛方法达到分离目的。

2.2 通常过滤方法与材料

2.2.1 粒状物或粉末如石英砂、硅藻土、活性炭，只能散堆形成过滤层。

2.2.2 纺织棉、毛毡纤维缠绕成滤芯或压成滤饼。

2.2.3 多孔陶瓷、钛金属、塑料成型后作为过滤器物。

2.234 半渗透膜，是一种硝棉胶的再生纤维素制成的薄膜

硅藻土无机滤膜深度净化设备覆盖面宽，用途广泛

3、饮用水净化中的典型净水设备在生活中应用

3.1此净化设备可广泛用于：

3.1.1滤除水源中的细菌、有机毒物，以及氟、砷、硝酸盐、放射性物质超标水，供应合格饮用水；

3.1.2苦咸水淡化制取生活饮用水；

3.1.3制取低压锅炉给水、生产工艺用水等；

3.1.4在重金属工业废水处理中，用于回收某些特定的工艺用水与资源。

以下是生活饮用水深度净化中的典型应用：

3.2 灾难应急时的饮用水供应

　  硅藻土无机滤膜水净化设备（移动型），能够理想地解决突发灾难地区的饮用水供应。它相当于一个微型水厂，只需及时搬运至水污染地区，就立即可使污染水源通过深度净化达到国家饮用水标准，及时、持续、方便、安全、有效地解决灾民和救援人员的饮水问题。

 3.3 自备井水和高层建筑二次供水的净化

　　按政府规定，监测和控制自备井和楼房二次供水（泵压水塔供水系统）的质量是房产管理单位必须承担的责任。

自备生活饮用水是井水通过水泵加压由地下含水层输送水，在供水系统中过滤处理，去除悬浮颗粒物和部分有机物、酸类物质和超标的矿物元素，然后加氯供水。

由于自备井多位于农村附近，这些地区大多施用硝酸盐含量高的化肥，长年累月渗入地下水中，因此检测井水的硝酸盐浓度相当重要。此外，如果当地地层的放射性元素（如氡和铀）含量高，还必须测定饮用水中的放射性物质。自备井水通常先进入贮水池，池子若为金属容器，需检测金属元素含量。如果发现水质超过某一临界标准，供水系统应停止供水并与当地卫生部门联系，向他们寻求帮助。

　　通常5层以上楼房都要使用二次供水系统，设施包括高／低位水箱、水泵，输水管道等。从水厂输送的自来水先进入低位水箱，然后通过水泵输送到高位水箱，再通过重力作用供给各楼层的用户。

　　二次供水污染普遍存在，原因是：供水设备内表面涂层渗出有害物质；贮水设备的结构不合理，溢水管与下水或雨水管线直接连通；未定期进行水质检验；未按规范进行清洗、消毒等。如果有机会参观楼顶的水池（水塔），可以看到多数水池的水面上漂浮着污物，水池内壁长满苔藓和病虫（南方地区尤甚），池底积满淤泥，致使水质严重恶化。这样的水通过楼内管路送至末梢水龙头，难以想像可以直接饮用或洗浴。

　　由于目前各种水处理工艺都难以保证自备井供水和楼房二次供水达到国家规定的生活饮用水水质标准，推广硅藻土无机滤膜水净化设备，势在必行。这套设备安装在低位水箱的出口处，保障输往高位水箱（必须是密闭水箱）的水是经过深度净化的干净水，使提前彻底清淤消毒的水箱不滋生微生物污染，从而保证楼内用户获得达标水。

3.4桶装和瓶装饮用水深度净化制水设备

　　联合国统计，从1999年至2004年，中国、印度、越南等亚洲大国的桶装和瓶装饮用水销量都上升了2~3倍。这种情况说明了广大居民对自来水质安全越来越强烈的忧虑。然而目前，在桶装和瓶装饮用水生产中存在两大严重问题：一是以自来水为水源或其它水源生产的纯净水，由于水深度处理工艺不过关，加上产出水要经过压力罐，产生二次污染，成品水质难以达标；二是水利用率通常低于40%，这是因为纯净水生产过程中为了维持压力，约60%的水要排掉（废水率依设备新旧而不同）。同时纯净水中还需添加矿物质，而相互矛盾，令消费者有疑虑。

　　硅藻土无机滤膜水深度净化设备可以彻底解决以上难题，使制水企业的桶装水和瓶装水产品质量提高，成本下降。这套制水设备的产出水完全达到国家饮用水水质标准；水利用率达98%（2%为清洗、去渣耗水）；制水成本低于15元人民币／吨；设备简单，维护方便。

3.5 啤酒酿造业造酒用水和洗涤用水的净化

　　啤酒生产用水包括酿造用水和洗涤用水（啤酒瓶、容器和设备的清洗）。成品啤酒用水量极大，是啤酒的“血液”。水质直接影响啤酒的质量，酿造优质啤酒必须有优质的水源。

　　天然水不含余氯，自来水中的余氯是自来水厂在水处理中加氯气或漂白粉消毒带来的。氯是强烈的氧化剂，破坏酶的活性，抑制酵母发酵，所以啤酒酿造水中必须绝对避免余氯的存在，使用氯消毒的自来水或自供水做酿造水时必须经过脱氯。

　　硅藻土无机滤膜水净化设备，对于啤酒生产用水是一种完美的技术工艺。无论处理深井水或是自来水，首先通过这套净化设备调整原水的硬度，然后由石灰乳或离子交换软化及产生沉淀处理（如增加、减少软化剂或根据啤酒水质要求而有意增加铜金属离子均可在静态混合管中完成）；其次水中细菌、大量的有机物、已添加的氯消毒剂均被配置的火山岩滤料层吸附和过滤。最终经净化的水完全无菌，作为啤酒的酿造用水，可以大大提高啤酒质量及企业的经济效益，并可以用于洗涤等用途，确保消费者的健康。

3.6 战备贮存水的净化

　　战备贮存饮用水非常重要。但目前贮水水质状况不容乐观，主要表现为贮存水受微生物污染较为严重。针对战备防护工程的贮存水问题，某研究人员对21个部队的坑道贮水进行测试，结果贮水中细菌总数及大肠菌群的合格率分别为48%和57%，肉眼观察57.1%的水面有真菌斑膜，用显微镜观察菌膜主要为真菌孢子、菌丝及沉埃颗粒物。

　　总结国内外坑道贮水的经验，结合坑道贮水污染的特点，采用硅藻土无机滤膜水净化设备，可定期循环净化，也可在用水时能够彻底去除有机物，达到100%除菌，出水水质完全符合生活饮用水标准，水利用率达98%，运行成本低，并能长期使用。

4、硅藻土无机滤膜污水净化设备及用于其它工艺用水的处理

4.1、中水深度净化后的回灌和灌溉

　　用洁净的中水回灌补充地下水，是西方先进国家广泛使用和我国缺水大城市正在推行的重要水资源措施。利用中水灌溉公园和其它公共场所的花草树木，是水循环利用的重要措施。其中要害技术问题是：向地下水回灌的中水必须持久和广泛达标。灌溉用的中水也必须符合植物的用水条件。

植物需要水分和氧气才能生存，中水如果含有过量的有机物，会消耗过多的氧分，水分被隔氧使根系无法正常吸收，久之根系会变异而死亡。此外，如果中水含有真菌和细菌，造成病原物扩散到植被和周围的大气、土壤环境，可能引发疾病传播。

　　目前多数城市污水虽然进行了网筛、沉淀、加氯、砂滤、调整pH值等处理工艺后成为中水，仍不能直接回灌地下水，也不能直接灌溉植物，只能用于冲刷，主要原因是水中氯超标。进而广泛污染地下水和地表水。

　  硅藻土无机滤膜水净化设备能够彻底解决中水细菌超标等问题，经净化的中水可以直接回灌地下水或灌溉植物，对生态环境有益。并具有水利用率95%左右，制水成本低，设备简单，维护方便等优点。

4.2、油田压注水的净化

　　随着原油的不断开采，油层压力逐渐降低，因此要不断向油层内补充能量维持压力。废水回注就是当前重要的维持油层压力的手段。由于注水方式的低渗透、特低渗透要求，向油层回注水的水质必须纯净。由于传统净水工艺对水体中种类繁杂的有机物去除能力不足，当前各个油田普遍存在注水利用率低（与产油量相比），水处理设施易腐蚀损坏，维护困难，维护费用庞大等问题。

　  硅藻土无机滤膜水净化设备以油田压注水水源为原水，经过石灰软化，沉淀，火山岩吸附，最后以无机滤膜进行过滤。这些先进的工艺措施不但降低水中硬度、浊度、有机物、总溶解固体，并可以在不加氯的状态下去除各类细菌和病毒，减少细微粒子等物质，达到水质特低渗透的要求。该系统不受出水量、水质和时间变化的影响，能一直稳定运行，长期确保油田压注水处于优质状态，从而大幅提高原油产量，并通过节约水资源和减少维护费用，降低采油成本。

4.3洗浴中心／游泳池水的循环深度净化

　　洗浴中心和游泳池等大量用水单位目前在我国各大中城市广泛分布，是社会关注的耗水大户，也是最容易产生交叉污染，危害健康的地点，属于水浪费和水污染的双重治理重点。　硅藻土无机滤膜水深度净化技术可以设计专门用于这些地点的水循环处理系统。

　　这套设备的优点是：完全符合卫生部和国家体育总局颁布的洗浴用水／游泳池水的水质标准；占地少；维护方便，运行成本低；全封闭运行，防止交叉污染；水循环利用率高，大量节水等。

5、当前集团性生活饮用水处理常用技术

 集团性水处理，是指供水系统的上游（自来水厂），中游（企业、部队驻地、学校，居民区等地）的水集中处理。

5.1活性炭技术

　　活性炭是一种有效的水处理技术，能够吸附去除水中的细菌、有机物、色、味。在高温制备过程中，活性炭表面形成多种官能团，对水中的部分重金属离子也有一定的化学吸附作用。活性炭主要用于生活饮用水的预处理和自来水特殊深度处理等。

推广活性炭技术存在以下问题：

5.1.1活性炭的选择性高，易饱和失效，脱附再生困难且成本高，因此寿命短，不得不频繁更换；

5.1.2活性炭截留细菌后，成为细菌繁殖的温床，因此不能用做末级净水单元。

5.1.3主要用优质木材和煤炭烧制，大量消耗资源。

5.1.4废弃的饱和活性炭，微孔表面布满细菌及有机毒物，成为污染性很强的垃圾，很难处理。

5.2离子交换技术

　　离子交换法是工业给水处理中的水软化除盐处理基本技术。它是Na型强酸性阳离子交换树脂RNa中的Na⁺交换去除水中的Ca⁺、Mg⁺硬度，饱和树脂再用5%~8%的食盐NaCl溶液再生，设备简单，管理方便，价格适宜，得到了广泛应用。

　　在生活饮用水处理中，离子交换只能用于高硬度地下水的软化处理，以及含盐水源的除盐处理。

但离子交换法不能去除有机物，不能单独用做生活饮用水处理设备。

5.3电渗析技术

　　电渗析属于膜分离技术的一种，采用离子交换膜作为分离膜，在直流电场下，以电位差为推动力，使水中阴阳离子定向迁移并通过离子交换膜，把离子从水中分离出来。

　　电渗析技术主要用于除盐，例如：海水或苦咸水淡化制取生活饮用水；制取低压锅炉给水；工业给水的预除盐处理；在工业废水处理中，用于回收工业用水和某些有用物质。

　　电渗析也不能去除有机物等，不能单独用做生活饮用水处理设备。

5.4电吸附技术

　　电吸附技术（EST），是利用带电电极表面吸附水中离子或带电粒子的原理，使水中溶解性离子及其他带电物质在电极表面富集浓缩，从而达到去除水中离子的目的。其优点是：能耗低；技术集成度高；用于电极再生的废水可被再次利用；产水率可达70%；电极材料寿命长；耐腐蚀等。电吸附设备价格昂贵。

电吸附技术也不能吸附有机物，不能单独用做生活饮用水处理设备。

5.5超滤（中空纤维）技术

　　超滤法属于膜分离技术，使用中空塑料纤维为核心材料，能够将溶液净化、分离、浓缩，典型应用是从溶液中分离大分子物质（如细菌和胶体），设备简单，能耗小，使用初期渗透通量大，常用于逆渗透水净化的前置处理、农村改水、锅炉给水处理等。

超滤法的最大问题是：超滤材料堵塞过快，不易清洗；清洗后无法恢复原来的水通量。

5.6逆渗透膜技术

　　逆渗透膜（Reverse Osmosis简称RO）属于有机高聚物膜的一种。以高压为驱透动力，利用逆渗透膜只能透过水而不能透过溶质的选择性，从水体中提取纯水。与传统过滤元件的不同在于，逆渗透膜可以在分子范围内进行分离，因此成为与经典化学处理技术（如蒸馏和吸附）竞争的技术。

　　逆渗透膜能够彻底清除细菌和其它有机物、重金属离子，但也彻底去除了饮用水中必需的有益微量元素，因此产出的是纯水，不适合饮用。

逆渗透膜的其它缺点是：

5.6.1由高压推动通过滤膜的水必须先进入储水装置，再输往出水龙头，形成二次污染；

5.6.2水温过高过低都不能正常滤水；

5.6.3膜易堵塞，必须经常反冲洗；

5.6.4国产逆渗透材料不过关，必须从国外进口，成本很高；

5.6.5滤膜易受水中钙、氯等物质的毒化，运行和维护很麻烦；

5.6.6能耗大；

5.6.7产水率低，费水率高。

　　逆渗透膜最大的应用领域为生物、医疗、锅炉补水、海水和苦咸水淡化、制造工业纯水等，在饮用水净化设备中采用逆渗透膜技术值得商榷。

 结论：用于集团性水处理设备的现有技术，分别存在作用单一、运行维护困难、材料来源受限、设备昂贵、水质难于达标等缺点，尚不能令人信服地解决生活饮用水的净化难题。

 6、生活饮用水末梢处理常用技术

 饮用水末梢是指家庭或各种社会公用的最终出水口。

6.1活性炭滤芯

　　有关活性炭的技术介绍见前节。在末梢水处理中，活性炭可以用作前级吸附净化单元。末梢型活性炭滤芯有纯活性炭、载银活性炭、活性炭烧结、活性炭碳纤维等多种。这些活性炭滤芯用于吸附水中的有机物、余氯。但活性炭截留细菌后，成为细菌繁殖的温床，因此将活性炭滤芯用在末梢型净水器的终端是非常错误的。

6.2用于水体杀菌的碘树脂、紫外线、臭氧

6.2.1碘树脂是将碘吸附在阴离子树脂上，细菌接触碘树脂即被杀死。碘与水中有机物的反应没有氯显著。最新研制的高聚碘树脂比普通的碘树脂杀菌能力更强。

6.2.2紫外线在波长240~280纳米的范围内具有杀菌效果，尤其波长为253.7纳米的紫外线杀菌作用最强。但当水中存在有机物数量较多时，紫外线的辐射会生成醛类，必须予以控制。

6.2.3臭氧由三个氧原子构成，有强烈的分解趋势，化学性能极为活泼。臭氧在分解成氧气的过程中生成“新生态氧”，高度活性的新生态氧可起杀菌作用。但臭氧也能与水中的腐殖质等自然有机物生成有致癌性和致畸形的醛化合物、过氧化物和环氧化物，其中环氧化物是潜在的致癌物质。

　　要注意的是：仅仅杀灭细菌是不够的，因为细菌尸体如果不加以滤除，仍是带有毒素污染物。

6.3KDF滤芯

　　KDF过滤介质是一种新型、多功能、可再生的过滤液体工艺介质，成份为高纯度（99.99%）铜锌合金粉末（50%铜和50%锌）。KDF介质能与水中金属离子进行电子交换，放出或得到电子，可以用作传统滤水介质的补充，过滤悬浮固体（50µm以上的颗粒）、降低氧化剂（余氯）。但KDF成本很高，并且铜与水中氧发生化学反应生成的铜锈对人体很有害。

6.4超滤（中空纤维）滤芯

　　见前节集团水处理技术的介绍。

6.5软化水滤芯

软化水滤芯属于离子交换类，通常以钠离子交换树脂来交换水中的钙、镁离子，降低水硬度，没有降低碱度的作用。树脂被钙镁饱和后失效，可以用8~10%的食盐水进行再生。离子交换主要用于地下水源硬度超标的自来水软化。

要注意：离子交换树脂单独处理的水不能直接饮用

6.6逆渗透膜滤芯

　　逆渗透技术见前节集团水处理的介绍。

必须指出：把逆渗透膜用于直饮水的处理是错误的

6.6.1加压过滤必须设置后级缓冲水罐，水罐时间久了会滋生细菌。因此很多纯净水处理产品不得不在末级增加活性炭单元。形成不合理的处理循环；

6.6.2产出的纯水清除了人体必需的微量元素，长期饮用对人体有害。为了解决这个问题，很多水处理产品在逆渗透膜的后面又增加麦饭石单元来提供矿物元素。这类产品不仅价格高，而且不能从根本上解决问题。

6.6.3因加压过滤和经常性反冲洗，必须用电；

6.6.4逆渗透膜在高水压下容易破损，一旦破损则整体失效。

　　近年来有些企业宣传“水家电”的理念，用电来驱动水处理实际上是技术受限制的不得已办法。真正好的末梢水净化设备应该是利用水路的自然压力，并且长期保水质保水通量的无电型产品。

7、领先世界的硅藻土无机滤膜水深度净化技术

7.1独创的先进水处理技术

　　硅藻土无机滤膜水深度净化滤芯配置活性炭滤料吸附为核心技术，根除水中的悬浮颗粒、微生物、余氯、有机化学物（2005年发生 四川、黑龙江、广东等地的苯污染就属于这类有机毒物），同时保留钙、镁（而不是另外添加）有益微量元素。

　　对于有害重金属和辐射物等无机污染物，　硅藻土无机滤膜水净化设备中是依靠专项处理设备清除的，可处理物质包括氟、砷、亚硝酸盐等。

7.2硅藻土无机滤膜水深度净化技术

　  硅藻土无机滤膜水深度净化是新材料和新工艺的优势结合，表现为膜层很大的比表面积，不受用水量和时间变化的影响，能够彻底清除水体中的细菌（包括细菌尸体）、藻类、有机化学物、杂质等。

硅藻土无机滤膜净化滤芯，是以产自地中海的天然硅藻化石为基材，经过1100℃ 高温二次煅烧成型。利用陶瓷制作工艺提高膜滤芯强度，清除污渍层简洁方便，长期使用性能稳定。在煅烧过程中，制浆基材添加纳米晶粒为造孔剂，形成微孔通道，孔隙率达到60%，从而具有无空隙渗水净化功能，相当于数千层的微孔滤网，对于水资源可持续，以及长期保障饮用水水质符合国家标准，提供了充分的科学依据和成熟的工艺手段。

8、硅藻土无机滤膜水深度净化设备（集团型）

  传统的集团性水处理设备，工艺步骤多、流程长、效率低、投资大、工艺复杂、材料寿命短、运行成本高、水质难以达标。

8.1集团型水净化设备的优势

8.1.1 永久性保证水质达标。

8.1.2 性能稳定可靠，应用范围广，出水量大于其他种类的过滤净水设备。

8.1.3整套水处理过程可以实现全自动控制和全封闭生产。

8.1.4采用低压作为驱动渗透力，因而相对能耗低，总运行费用也较低。

8.1.5模块式单元结构，根据不同水通量设计要求，可并联安装。

8.1.7系统可以单独作为中水可饮用化的终端净化装置。　

8.2集团型水净化设备的技术参数

8.2.1·水利用率98%（其中2%为清洗，去渣耗用量）

8.2.2单台（双出口）水处理量：

8.2.3出口20m³/小时（符合国家生活饮用水卫生标准）

8.2.4出口5 m³/小时（符合国家优质饮用水标准，可直接饮用）        

8.2.5 外型尺寸（mm）3490高×2455长 ×1240宽

8.2.6 主设备内外表面材料：不锈钢

8.2.7 滤膜净通量0.5L/（cm²·h）

8.2.8总滤膜面积20000cm²（一组工作，一组清洗）

8.2.9 如需更大水量，可以并联安装多台设备。

8.3集团型水净化系统和工艺描述

原水经取水泵送入软化桶(调节石灰浓度)，浊水经吸附桶吸附过滤后，进入沉淀桶，经沉淀排浆泵排渣，水经提升平流进入火山岩吸附塔吸附净化，由压水泵加压，由滤膜深度净化，最后进入清水罐加压送水进行后续的处理和运送。

8.3.1 软化桶与取水泵

　　原水（主要是高硬度水源）进入软化桶，软化桶自动定量加入石灰乳等，设置高、低液位保护开关使取水泵定量运行，以保证系统供水平衡。

8.3.2 沉淀桶

　　水从高处旋涡进入沉淀桶后，进行沉淀反应，经充分软化沉淀后的清水由吸附塔进行吸附过滤。沉淀后的泥浆由排浆阀排出。

8.3.3 火山岩吸附塔

　　火山岩吸附塔主要用于阻留水中的油珠、悬浮微粒、重金属、小分子有机物以及细菌等。在整个工艺流程中，火山岩吸附塔需要定期通过脱附器自动升温反冲洗，滤料可长期使用。

8.3.4 无机滤膜深度净化

火山岩吸附塔出来的水，经过压水泵压入硅藻土无机滤膜滤桶时，其中的液体和小的介质穿过无机滤膜作为透过液被收集，悬浮的粒子作为浓缩物质被无机滤膜截留并吸附在外表面。从无机滤膜透出来的水100%去除了细菌及微生物。

8.3.5 清水罐

　　进入清水罐的水已经符合并优于国家生活饮用水水质要求。清水罐与水路中原有的变频泵连接以确保供水。

8.3.6 集团型净水设备的电力设计说明

8.3.6.1 配电柜通电指示。

8.3.6.2 源水水泵起动，送水到混合塔。 

8.3.6.3 石灰乳泵延时180秒起动，将石灰乳送到混合塔。

8.3.6.4 吸附塔中水位计开始工作（即起动滤膜系统压力泵），送水到滤膜系统。

8.3.6.5 两组滤膜系统替换使用，如果一组的压力泵和滤膜系统水管的压力过大，则自动替换另一组。

8.3.6.6 停止工作的滤膜系统自动进入清洗状态。由清洗液泵进行循环清洗，30分钟停止，而后替换清水泵清洗3分钟，然后关闭清洗系统等待下一次替换使用。

8.3.6.7 清水罐水位计开始工作即说明水量过多，全机停止工作。反之，恢复工作。

9、《硅藻土滤筛的制备方法》推广应用产生的社会效益

9.1 水源严重污染：

城市水域由于植物营养成分积累而富营养化（自然生态现象）；工业污染（重金属、有毒物质）；农业污水（灌溉水冲走的过剩农药、化肥）；生活污水（有机物、磷、氨氮）等已过量污染水体，且人为扔在继续加大污染，后果堪忧。

9.2 有关资料表明：硅藻土的过滤技术可用于饮用水，工业用水，游泳池过滤以及工业废水，生活污水处理后的过滤净化。硅藻土和阴树脂粉末微滤成膜技术，可以有效去除水中的有机物，这对于降低水中由于加氯反应产生的三卤甲烷有着良好的效果。在水厂改造深度处理中，粉末微滤成膜技术可去除粒径大于2微米的颗粒。缺点是再生膜层时，会冲走打量硅藻土粉末，从而不利环保。

9.3 硅藻土资源状况：

硅藻土始于19世纪，1870年在美国密苏里州西南部发现。1892年该州的迦太基成立了美国硅藻土公司，成为美国重要的商品销售世界。

中国于1935年首次发现，50年代仅有小规模开采利用。六、七十年代已发现和探查了一些硅藻土矿，80年代加快了地质勘察，至1987年在14个省、自治区发现了硅藻土矿。我国硅藻土资源丰富，探明储量的矿区有354处，总存有储量矿石3.85亿吨，仅次于美国，居世界第2位。中国硅藻土开采尚无规定，目前许多矿业皆人工挖掘，土法开采，今后必然走向正规化。

9.4 硅藻土滤筛制备技术的优越性：

硅藻土的特殊结构及生物特征，使其有许多特殊的技术、物理性能。由于材料价格相应较低，成型方便，通过高温烧结后，成型的滤筛制品对于水的净化具备吸附、阻留、筛分功能，膜层很大的比表面积，孔隙率达到60%，不受用水量和时间变化的影响。

硅藻土滤筛制备作为过滤作用，具有经济、适应、高效、完善优势。针对饮水安全，水资源回用，重金属分离，自来水深度进化，饮料、啤酒、药物等的净化作用，明显优于其他筛滤、净化方法。特别针对反渗透膜技术，相比之下，天壤之别（除海水谈化作用外）。在重金属处理方面：将硅藻土滤筛器设置前后位置，就可将金属离子由交换树脂提纯回用（保证树脂不被污染、长期使用）。针对排污不达标的水，经硅藻土滤筛净化达标（特殊高浓度（COD）污水，可增设火山岩生物滤料系统）。

9.5 硅藻土滤筛制备的社会价值：

在我国硅藻土矿产仅只是处女地，而将硅藻土滤筛制备多样化、规模化、扩大影响面，它涉及领域会更广泛。目前同类过滤材料或设备对净化、分离技术不完善，处于应用瓶颈。由此，对《硅藻土滤筛的制备方法》推广应用，各省份设立生产基地，在国外落后国家帮助建立生产基地。这不但使我国硅藻土资源开采发挥潜能，也为落后国家人道主义支持而树立中国人的道德立场。同时也将获得很多的经济效益和外汇收入。

与此同时，项目发明专利的实施，将给地方政府引进高科技建设并带来财政收入，为社会减少就业困难。

10、《硅藻土滤筛的制备方法》推广应用产生的经济效益

10.1  硅藻土滤筛制备技术分三大系列：

10.1.1 管型（两头封口）：应用自来水工程、啤酒过滤、城市污水终端净化（高出水量型）。

10.1.2 杯型滤芯（一头出螺）：应用桶装水、瓶装水生产线终端净化；替代反渗膜，重金属分离；医院、饮料、餐馆无菌水的提供；部队、小区、学校等；自来水水龙头终端净化（每小时：160升水）；工业污水、中水终端净化。

10.1.3 簿片型（固定骨架上）：应用化验室、血透、核能，催化技术等。

10.2  杯型滤芯应用最广，以杯型滤芯为投资核算依据：

10.2.1 年产量265000个；成本20.17元，单价51.74元；年产值1371万元，利润836万元。纯利润回报15%为专利方所有；85%为投资方所有。

10.2.2 固定资产投资：200万元，其中：窑炉、球磨机、振动筛、混合机、陈化、烘房设备等；车床、钻床等。

10.2.3 流动资金投资：120万元左右，其中：材料、工资、行政费用、动力、能耗、周转资金等。

10.2.4 技术资金投入：省级买断费120万元（可授权投资方在省内进行二级买断）。

10.2.5 项目发展需厂房面积叁千平方米，生产员工30人。

11、《硅藻土滤筛的制备方法》发明专利技术的社会效益与经济效益

11.1项目建设依据

按常理说，这应该是一个获利的流程。这种较低的可获利性是没有不得不承受的经济风险，进一步搞清楚也不会有更大风险。项目策划是主张现存的生产设施，而不去重复投资建设，这种选择从研究阶段起一直记在心里。

项目策划另一目的，是对该发明项目应用技术的跟踪合作。无论对水的卫生安全；对水的资源流失；对水的工业污染，摆在面前的是正视现实，

硅藻土滤筛制备技术是具备广泛应用特地。因此，在自己暂时没有具备生产滤筛制品前，可以先在水处理领域中应用，产品上市后再考虑自己生产滤筛制品，这也是可行的方法。因为项目策划是相互调拨支持的。项目技术推广应用的宗旨是全国联网。

11.1.1 硅藻土滤筛制备技术可以取代反渗透膜技术制水：成本低、无废水、能源节约、出水达标、无需添加矿物质。硅藻土滤筛制备技术在海水淡化工程中，替代反渗透膜前置的所有预处理技术。由此，降低海淡成本、技术工艺简单化，减少故障。

11.1.2 硅藻土滤筛设备设置污水处理系统后端，进行终端净化，被处理水可达标排放。

11.1.3 硅藻土滤筛设备设置中水处理系统后端，进行终端净化，被处理水可达到自来水水源标准。从而达到水资源不流失，循环使用。

11.1.4 硅藻土滤筛制备技术，应用重金属分离或电镀清洗水处理中，作为预处理及终端净化瓶颈。这对于阴、阳离子交换树脂技术有突出的意义，从而保证废水零排放，水资源、重金属获得回用目的。

11.1.5 用于二次供水的终端净化，每户一台硅藻土滤筛器，即解决一家人饮水安全困难。成本：立方米仅10元钱；投资仅100元（配置外套即可），可长期使用，普遍可以接受（资料表明饮用水测试标准，强调水样在用户水龙头处达标）。如果水龙头处达标，硅藻土滤筛器就是“水准仪”，对全球水龙头处达标就更有意义。同时，每家每户都统一拥有一台硅藻土滤筛器，这正是一项政府民生工程。

11.2  项目市场容量

11.2.1 宏观角度考虑市场需求量：全国范围，水处理技术尚属空白。虽然自来水厂的常规技术是过硬的，但是水源污染越来越严重，新增设备还跟不上。

11.2.2 美国进口的反渗透膜是一项现代高科技项目。它应用到海水淡化、医疗用水、精密工业用水、宇航员用水，海军远洋用水是很可取的一门技术。但是一些地区用反渗透膜技术来处理工业污水、城市垃圾渗漏水、重金属污水等

11.2.3饮用水对居民健康问题越来越关注：一种是污染；一种营养，饮用水首先要控制微生物，其次是水中矿物质成分；目前还没有理想的净化设备。因此对硅藻土滤筛制备技术的扩大应用，无论对国家、对老百姓、对投资商、对环保、对经济效益与社会效益，前景是乐观的。

11.2.4投资者是否打算给一个项目投钱，取决于两个指标。第一个指标是投资回报率；第二指标是补偿时间。通过上述说明，该项目的投资正是一个机遇。

12、结束语：

进入新世纪，我国水资源紧缺和水污染日益严峻。水资源方面，地下水早已因过量开采，处于限制使用状态。江、河、湖、泊水量逐年减少，而用水人口却逐年攀升。另一方面，饮用水污染对健康的危害不仅影响到当代人，甚至影响到人类后代的生存繁衍。农村地区普遍受到硝酸盐、氟、砷等污染；突发污染事故频发（例如松花江等流域的苯污染），进一步恶化了水污染的状况。解决这两大问题已经刻不容缓。

自古人就知道水是生命之源，人类和水共生的过程：人、鱼、植物，动物赖于水。人的生活、生存需要水；工业方面需要水；农业方面需要水。如一个1000万人口的城市，每天要用掉270万吨水；如生产一吨干纸，要用掉200吨水；如一吨干草生长过程中就需要约450吨水。

。保护和节约我们赖以生存的水资源，维持自然生态环境，保护人类自身健康，是所有水行业人士身负的历史重任。愿本人发明的《硅藻土滤筛的制备方法》为此发挥应有的作用。

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