专利名称：纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种水处理装置及其工艺，尤其是一种纺织中水刺非织造水处理装置及其工艺。
背景技术：
水刺非织造技术是利用通过喷水板上微孔的高压水针，对托网帘或转鼓上运动的纤网进行连续喷射，在水针直接冲击和反射水的双重作用下，纤网中的纤维发生穿插、纠缠、抱合，从而使纤网得到加固。喷水板上的微孔极其微小，通常的微孔直径范围为0.08～1.5mm，因此水的质量对喷水板的影响很大。水刺非织造工艺用水量很大，因此一般是循环使用的。这就对水的处理技术有较高的要求。在水刺非织造工艺循环水处理方面，目前有一种气浮砂滤一体式水处理工艺，在气浮砂滤后添加袋式过滤器，在高压泵后添加警察过滤器。这种工艺过滤设备较少，价格昂贵，弊端也很明显。由于水处理系统是水刺生产线必不可少的部分，只要气浮砂滤其中一个出现故障，则整个生产线就要全部停车。生产实践证明，该工艺的处理效果尚可，但却故障频仍，造成停车停产，降低了企业的经济效益。中国专利申请号200410004992.1，申请日2004.05.1
公开日2005.01.26，公开了一种水刺非织造工艺水处理方法，它是将循环水经由水针板、纤网到真空抽吸、气水分离后进行高效气浮、静态砂滤、精密带式过滤、精密袋式过滤、精密芯式过滤后由高压泵加压通过安全过滤网回到水针板。在高效气浮过程中利用添加电解质混凝剂、破乳剂、助凝剂的方式来除去循环水中的各种微小胶体和纤维油剂，接着用静态砂滤的方式来拦截水体中的细小微粒，然后再进行机械过滤以除去固体的颗粒物、大的胶体或悬浮物，达到对循环水进行处理，清洁循环水的目的。
该专利中使用了带式过滤机，带式过滤机适用于固液比比较大的滤液过滤，而水刺非织造生产线中的循环水固液比非常小，因此过滤效果不是很明显，只需提高气浮和砂滤的过滤效果即可不添加带式过滤机，按目前的气浮技术和砂滤技术的水平完全可以达到要求。
发明内容
本发明是要解决现有水刺非织造工艺水处理方法中使用的带式过滤机过滤效果差的技术问题，而提供一种纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理装置及其工艺。
本发明的技术方案是这样实现的一种纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理装置，包括高压泵、真空抽吸、袋式过滤，水刺机，水气分离机，高效浅层溶气气浮、砂滤、其特点是该装置还包括警察过滤器、精密管式过滤；高压泵出口和水刺机进口之间连接有警察过滤器；水气分离机经污水罐后连接高效浅层溶气气浮，高效浅层溶气气浮经原水罐后接砂滤；砂滤出口和高压泵进口之间连接有精密管式过滤器和袋式过滤器。
高效浅层溶气气浮为部分回流式溶气气浮，包括气浮池，旋转布水装置，刮泥斗，气浮清水管，集水槽，溶气管，布水装置上设有四个布水管，气浮池的直径是7000mm，气浮池深度为800mm；气浮池中心设有污水管，清水管、回流管、污泥管，回流管与溶气管相连；污水管和旋转布水装置之间设有消能释放器；布水管外侧设有一排不锈钢栅栏。
分体式砂滤由四台向下流式的砂滤池组成部分，每个砂滤池中均设有四层滤料，最上面一层为500mm厚度的无烟煤，下面依次是细、中、粗三层石英砂，总厚度为800mm，其中细砂300mm，中砂300mm，粗砂200mm。
警察过滤器是一种折叠滤网式过滤器，内部设有一根侧面打满圆孔的不锈钢空心圆筒，圆筒外包缠折叠式的金属网，过滤精度为5μm。
精密管式过滤由楔形不锈钢条螺旋形缠绕而成，其过滤精度为5μm。
袋式过滤器由涤纶针刺单面热处理滤袋制成，其口径180mm，长度810mm，过滤精度5μm。
一种纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理方法，包括循环水经过水刺机完成水刺后，由真空抽吸进入水刺机托网帘下的真空脱水箱，经水气分离机分离后，污水进入污水罐；然后进行污水过滤，其具体步骤如下1.气浮处理污水由水泵送入高效浅层气浮池内，先由高效浅层溶气气浮通过微小气泡的吸附、顶托和裹携作用，将污水中的悬浮物--如纤维短绒和油剂--浮选至水面，被刮泥斗刮走，清水则由气浮池底部的集水槽收集后进入原水罐储存；2.砂滤清水由水泵从原水罐送入分体式砂滤，分体式砂滤共有四台向下流式的砂滤池，三用一备，砂滤池的进出口压力差达到0.5～1.0MPa后，或运行24小时后砂滤池自动反洗；一台反洗结束后转入运行状态再对另一台进行反洗，一台一台反洗，直到所有的砂滤池都反洗完，截留筛滤循环水中的较小颗粒；3.精密管式过滤器过滤将砂滤后的清水从精密过滤器的底部进水，通过精密管式过滤器勤滤芯后截留大部分固体悬浮物后，从精密管式过滤器上部出水，进入袋式过滤；
4.袋式过滤器过滤袋式过滤器使用涤纶针刺单面热处理滤袋，口径180mm，长度810mm，过滤精度5μm，上部进水，水进入滤袋经过滤后从下部出水，进入清水罐；5.警察过滤器过滤高压泵将清水加压，送入警察过滤器过滤后输送至水刺机，水刺机完成水刺后，循环水再被真空抽吸进入真空脱水箱，如此循环往复。
上述砂滤中，反洗分两部分，先气洗，再水洗；气洗时由风机提供风量大于2.8m3/h的压缩空气。先对砂滤池进行约3分钟的气洗，气洗强度为6～8L/m2·s，再进行水洗。水洗时，由反洗泵提供高流量，低扬程的大水冲洗，水洗强度10～12L/m2·s，反冲洗历时6～10分钟，根据实际情况调整。
本发明的有益效果是本发明由高压泵、警察过滤器、真空抽吸、高效浅层气浮、砂滤、精密管式过滤和袋式过滤组成，可以达到180m3/h的处理量。
本发明采用部分回流式溶气气浮，产生的气泡直径可以达到3-5μm，能有效去除循环水中的固体悬浮物。在水处理过程中，先由高效浅层溶气气浮通过微小气泡的吸附、顶托和裹携作用，将污水中的悬浮物--如纤维短绒和油剂--浮选至水面，被刮泥斗刮走，清水则由气浮池底部的集水槽收集；砂滤池共有四层滤料，在粗、中、细三层石英砂之上添加了一层无烟煤，截留筛滤循环水中的较小颗粒，提高了砂滤池的纳污能力和过滤精度。再经过精密管式过滤和袋式过滤，使循环水得到最大程度的净化。在高压泵后添加警察过滤器，进一步确保进入水刺头中的循环水的清洁；在污水池和气浮池中则可以定时添加杀菌剂，通过水循环系统的循环作用，使杀菌剂遍布整个水处理系统，杀灭水中的微生物。
本发明采用的是分体式气浮砂滤，污水泵、回流泵、原水泵都配置了两台，一用一备；砂滤池则配置了四台，三用一备；精密管式过滤器配置了八个；袋式过滤器配置了八个，这样即使发生故障，也可以在不停车的情况下维进行修或更换。
本发明的工艺自动化程度高，能减少大量人工操作，节约成本，在保证水质的情况下节约用水，缩短水处理的时间。
图1为本发明的结构和工艺流程图；图中箭头方向表示水的流向。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，一种纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理装置，包括高压泵1，真空抽吸和水刺机3，水气分离机4，高效浅层溶气气浮6，砂滤17，袋式过滤器19，警察过滤器2、精密管式过滤器18，污水罐5，原水罐15，清水罐20。
高压泵1出口和水刺机3进口之间连接有警察过滤器2；水气分离机4经污水罐5后连接高效浅层溶气气浮6，高效浅层溶气气浮6经原水罐15后接砂滤17；砂滤17出口和高压泵1进口之间连接有精密管式过滤器18，袋式过滤器19和清水罐20。
高效浅层溶气气浮6为部分回流式溶气气浮，包括气浮池14，旋转布水装置8，刮泥斗7，气浮清水管10，集水槽13，溶气管12，布水装置8上设有四个布水管21，气浮池14的直径是7000mm，气浮池14深度为800mm；气浮池14中心设有污水管9，清水管10、回流管11、污泥管16，回流管11与溶气管12相连；污水管16和旋转布水装置8之间设有消能释放器；布水管21外侧设有一排不锈钢栅栏。
分体式砂滤17由四台向下流式的砂滤池组成部分，每个砂滤池中均设有四层滤料，最上面一层为500mm厚度的无烟煤，下面依次是细、中、粗三层石英砂，总厚度为800mm，其中细砂300mm，中砂300mm，粗砂200mm。
警察过滤器2是一种折叠滤网式过滤器，内部设有一根侧面打满圆孔的不锈钢空心圆筒，圆筒外包缠折叠式的金属网，过滤精度为5μm。
精密管式过滤器18由楔形不锈钢条螺旋形缠绕而成，其过滤精度为5μm。
袋式过滤器19由涤纶针刺单面热处理滤袋制成，其口径180mm，长度810mm，过滤精度5μm。
本发明的纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理方法，包括循环水经过水刺机3完成水刺后，由真空抽吸进入水刺机3托网帘下的真空脱水箱，经水气分离机4分离后，污水进入污水罐5；然后进行污水过滤，其具体步骤如下(1)气浮处理污水被水泵送入高效浅层气浮6，污水通过气浮池14中心的污水管9进入池内，然后再由旋转布水装置8均匀布水，布水装置8上有四个布水管21，每个布水管21都可以通过手柄调节布水量。布水管21外侧还有一排不锈钢栅栏，水从栅栏的缝隙中流出布水装置，进入气浮池14，这样可以使布水更加均匀。控制旋转布水装置8的转动速度，使其转动的方向与水体的流向相反，速度相同，实现了零速度，使气泡垂直上升。气浮池14中心除污水管9外，还有一个清水管10、一个回流管11、一个污泥管16。大部分气浮清水从气浮池14底部的集水槽13进入清水管10，流入原水罐15以待砂滤处理；一小部分气浮清水经回流管11进入溶气管12，同时给溶气管12射入压缩空气，通过溶气管12中的布气装置8，使空气迅速溶入水中，再从溶气管12的出口进入污水管9。污水管9和旋转布水装置8之间有消能释放器，该释放器有曲折的内部通道，使溶气水在常压下释放，从而产生大量微小气泡，通过布水管21进入气浮池14。经气浮释放器释放后的大量微小气泡粘附在絮粒内部和表面，使带气絮粒的相对密度小于水的密度，从而使絮粒浮升至水的表面，被三翼螺旋形刮泥斗刮走，从污泥管16排出。刮泥斗7和旋转布水装置8的速度都可以由变频器控制，从而简化了操作。气浮池14的直径是7000mm，气浮池14深度为800mm。刮泥斗7的高度是固定的，水的深度影响刮泥斗7的刮泥量，水太深，则刮泥斗7的刮泥量太大，浪费工艺水；太浅，则刮不到。但水的深度可以由气浮池14中心的三个手柄调节，一般保持在800mm，这样既可以保证气泡上升需要的特定距离，又可以使刮泥斗7的刮泥量不会过多或过少。由于运用了浅池理论和零速原理，该高效气浮处理效果快速稳定。
(2)砂滤过滤气浮后的水先进入原水罐15储存，气浮池14的清水管10和原水罐15之间由一电磁阀控制开关。原水被原水泵送入分体式砂滤17。分体式砂滤17共有四台向下流式的砂滤池，三用一备，使反洗和维修更方便快捷。各砂滤池中有无烟煤和石英砂，一层无烟煤厚度为500mm，在最上面，下面依次是细、中、粗三层石英砂，总厚度为800mm，其中细砂300mm，中砂300mm，粗砂200mm，充分截留筛滤循环水中的较小颗粒。砂滤池的进出口压力差达到0.5～1.0MPa后，或运行24小时后砂滤池会自动反洗，这使得操作更人性化。当运行到设定时间时或进出口压力差达到0.5～1.0MPa后，反洗泵运行，开始反洗，一台反洗结束后转入运行状态再对另一台进行反洗，一台一台反洗，直到所有的砂滤池都反洗完。完成反洗后，仍然保持三台运行，一台备用。反洗分两部分，先气洗，再水洗。气洗时由风机提供风量大于2.8m3/h的压缩空气。先对砂滤池进行约3分钟的气洗，气洗强度为6～8L/m2·s，再进行水洗。水洗时，由专门的反洗泵提供高流量，低扬程的大水冲洗，水洗强度10～12L/m2·s，反冲洗历时6～10分钟，根据实际情况调整。
(3)精密管式过滤器过滤精密管式过滤器18采用的滤芯材质是SS316L，易于清洗，过滤精度5μm，可以截留大部分固体悬浮物。它是用楔形不锈钢条螺旋形缠绕而成的，依靠钢条之间的缝隙过滤。楔形不锈钢条较宽的一面向外，较窄的一面向内，过滤时水从精密过滤器18的底部进水，上部出水，进入袋式过滤器19。
4.袋式过滤器过滤袋式过滤器19使用涤纶针刺单面热处理滤袋，口径180mm，长度810mm，过滤精度5μm。上部进水，水进入滤袋经过滤后从下部出水，进入清水罐20。
5.警察过滤器过滤高压泵1将清水加压，经进口警察过滤器2过滤后输送至水刺机3。警察过滤器2是一种折叠滤网式过滤器，内部是一根侧面打满圆孔的不锈钢空心圆筒，在圆筒外包缠折叠式的金属网，过滤精度5μm。
水刺机3完成水刺后，循环水再被真空抽吸进入真空脱水箱，如此循环往复。
本发明的实际处理效果良好，稳定可靠。以浊度为例，在生产全涤纶产品时，生产过程中每8小时加1000ml杀菌剂，平均出水浊度可以达到2NTU；生产全粘胶产品时生产过程中每4个小时加1000ml杀菌剂，平均出水浊度可以达到7NTU；生产50％涤纶、50％粘胶产品时生产过程中每4个小时加1000ml杀菌剂，平均出水浊度可以达到5NTU。
权利要求
1.一种纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理装置，包括高压泵(1)、真空抽吸和水刺机(3)、袋式过滤器(19)、水气分离机(4)、高效浅层溶气气浮(6)、砂滤(17)，其特征在于，该装置还包括警察过滤器(2)、精密管式过滤器(18)；所述高压泵(1)出口和水刺机(3)进口之间连接有警察过滤器(2)；水气分离机(4)经污水罐(5)后连接高效浅层溶气气浮(6)，高效浅层溶气气浮(6)经原水罐(15)后接砂滤(17)；砂滤(17)出口和高压泵(1)进口之间连接有精密管式过滤器(18)和袋式过滤器(19)。
2.根据权利要求1所述的纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理装置，其特征在于，所述高效浅层溶气气浮(6)为部分回流式溶气气浮，包括气浮池(14)，旋转布水装置(8)，刮泥斗(7)，气浮清水管(10)，集水槽(13)，溶气管(12)；所述旋转布水装置(8)上设有四个布水管(21)，所述气浮池(14)的直径是7000mm，气浮池(14)深度为800mm；气浮池(14)中心设有污水管(9)，清水管(10)、回流管(11)、污泥管(16)，回流管(11)与溶气管(12)相连；所述污水管(9)和旋转布水装置(8)之间设有消能释放器；所述布水管(21)外侧设有一排不锈钢栅栏。
3.根据权利要求1所述的纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理装置，其特征在于，所述分体式砂滤(17)由四台向下流式的砂滤池组成，每个砂滤池中均设有四层滤料，最上面一层为500mm厚度的无烟煤，下面依次是细、中、粗三层石英砂，总厚度为800mm，其中细砂300mm，中砂300mm，粗砂200mm。
4.根据权利要求1所述的纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理装置，其特征在于，所述警察过滤器(2)是一种折叠滤网式过滤器，其内部设有一根侧面打满圆孔的不锈钢空心圆筒，圆筒外包缠折叠式的金属网，过滤精度为5μm。
5.根据权利要求1所述的纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理装置，其特征在于，所述精密管式过滤器(18)由楔形不锈钢条螺旋形缠绕而成，其过滤精度为5μm。
6.根据权利要求1所述的纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理装置，其特征在于，所述袋式过滤器(19)由涤纶针刺单面热处理滤袋制成，其口径180mm，长度810mm，过滤精度5μm。
7.一种纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理方法，包括循环水经过水刺机(3)完成水刺后，经水气分离机(4)分离进入污水罐；然后进行污水过滤，其特征在于，所述过滤具体步骤如下1)气浮处理污水由水泵送入高效浅层气浮池(14)内，，先由高效浅层溶气气浮(6)通过微小气泡的吸附、顶托和裹携作用，将污水中的悬浮物--如纤维短绒和油剂--浮选至水面，被刮泥斗(7)刮走，清水则由气浮池(14)底部的集水槽(13)收集后进入原水罐(15)储存；2)砂滤清水由水泵从原水罐(15)送入分体式砂滤(17)，分体式砂滤(17)共有四台向下流式的砂滤池，三用一备，砂滤池的进出口压力差达到0.5～1.0MPa后，或运行24小时后砂滤池自动反洗；一台反洗结束后转入运行状态再对另一台进行反洗，一台一台反洗，直到所有的砂滤池都反洗完，截留筛滤循环水中的较小颗粒；3)精密管式过滤器过滤将砂滤(17)后的清水从精密过滤器918)的底部进水，通过精密管式过滤器(18)勤滤芯后截留大部分固体悬浮物后，从精密管式过滤器(18)上部出水，进入袋式过滤器(19)；4)袋式过滤器过滤袋式过滤器(19)使用涤纶针刺单面热处理滤袋，口径180mm，长度810mm，过滤精度5μm，上部进水，水进入滤袋经过滤后从下部出水，进入清水罐(20)；5)警察过滤器过滤高压泵(1)将清水加压，送入警察过滤器(2)过滤后输送至水刺机(3)，水刺机(3)完成水刺后，循环水再被真空抽吸进入真空脱水箱，如此循环往复。
8.根据权利要求7所述的纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理方法，其特征在于，所述砂滤(17)过程中的反洗分两部分，先气洗，再水洗；气洗时由风机提供风量大于2.8m3/h的压缩空气；先对砂滤池进行约3分钟的气洗，气洗强度为6～8L/m2·s，再进行水洗；水洗时，由反洗泵提供高流量，低扬程的大水冲洗，水洗强度10～12L/m2·s，反冲洗历时6～10分钟，并根据实际情况调整。
全文摘要
本发明涉及一种纤维素纤维水刺非织造工艺用水处理装置及其方法，包括高压泵、警察过滤器、真空抽吸、高效浅层溶气气浮、砂滤、精密管式过滤和袋式过滤。其特点是在高压泵和水刺机之间添加警察过滤器；在水气分离之后添加高效浅层溶气气浮和砂滤；在砂滤和高压泵之间添加精密管式过滤和袋式过滤；生产过程中仅需在气浮池和污水罐定时定量添加杀菌剂，一般不需要添加絮凝剂和助凝剂。本发明的工艺自动化程度高，能减少大量人工操作，节约成本，在保证水质的情况下节约用水，缩短水处理的时间。
文档编号C02F103/30GK101066814SQ20071004179
公开日2007年11月7日 申请日期2007年6月8日 优先权日2007年6月8日
发明者靳向煜, 徐寿明, 吴海波, 韩旭, 殷保璞, 韩东生, 张水华, 洪桂焕 申请人:东华大学, 绍兴县和中合纤有限公司