一种错流管式微滤固液分离系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种错流管式微滤固液分离系统，该系统包括浓缩箱和管式微滤膜处理装置两大部分，所述的管式微滤膜处理装置包括循环泵、篮式过滤器、进水气动阀、冲洗气动阀、管式微滤膜元件及膜架、反洗装置、产品水气动阀和化学清洗装置。浓缩箱通过管路与循环泵相连；循环泵、篮式过滤器、进水气动阀和管式微滤膜元件依次相连，管式微滤膜元件安装在膜架上。本系统可替代传统工艺流程中配置沉淀池、多介质过滤器、碳滤及超滤等设备，无需前置过滤，无需投加助凝剂（PAM等），减少了占地面积，缩短了处理流程，节省了设备投入与系统运行资金。
【专利说明】一种错流管式微滤固液分离系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于水处理【技术领域】，特别涉及一种错流管式微滤固液分离系统。
【背景技术】
[0002]废水处理技术中的固液分离技术广泛应用于各个行业的水污染治理过程中，废水的一级处理、二级处理及三级处理均涉及到固液分离。传统废水治理工艺的固液分离技术主要集中在重力沉降、浮选、压滤和过滤等方面。重力沉降主要指沉砂及沉淀等工艺段，适用于沉淀物密度比水密度大，容易因重力作用而向下沉的污染物的固液分离；浮选主要指气浮工艺，用于处理水中可能存在比重小于I的悬浮物、油类和脂肪等污染物；压滤一般是指应用于污泥浓度较高的泥水，否则处理负荷大，不适用于处理废水；污水固液分离的过滤工艺主要是指多介质过滤器、碳滤及超滤等。但以上废水处理中所提及的固液分离工艺或装置存在占地空间大、资金投入多、自动化程度低、出水效果不稳定的缺点。
[0003]随着全球生态环境日益恶化，环保问题越来越受到人们重视，但是日益紧张的土地资源及水资源问题的矛盾也逐渐突出，于是，废水处理过程中高处理效率、低占地面积的处理工艺成为科技人员的研究方向，并倾注了很多心血去研究开发新的分离技术。市场也对高效率的固-液分离技术提出了新的需求。因此，有必要开发出一种高效直接固液分离含量有污泥颗粒废水的废水处理系统，要求具有流程少、自动化程度高、化学清洗周期较长、膜寿命长、占用空间小、延长后段处理系统的使用寿命等优点。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供了一种高效直接固液分离含量有污泥颗粒废水的废水处理系统，解决了现有传统工艺流程中配置沉淀池、多介质过滤器、碳滤及超滤等多种设备的占地面积大、流程长、资金投入多的问题。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种错流管式微滤固液分离系统，该系统包括浓缩箱和管式微滤膜处理装置两大部分，所述的管式微滤膜处理装置包括循环泵、篮式过滤器、进水气动阀、冲洗气动阀、管式微滤膜元件及膜架、反洗装置、产品水气动阀和化学清洗装置。浓缩箱通过管路与循环泵相连；循环泵、篮式过滤器、进水气动阀和管式微滤膜元件依次相连，管式微滤膜元件安装在膜架上。管式微滤膜元件有一个进水口和两路出口，两路出口分别为产品水出口和浓水出口。反洗装置设置在产品水管路上，化学清洗装置位于管式微滤膜元件下方并与进水管路连接。浓缩箱内的废水由循环泵提升进入篮式过滤器，再经膜架上的管式微滤膜元件过滤进行固液分离。本系统可替代传统工艺流程中配置沉淀池、多介质过滤器、碳滤及超滤等设备，无需前置过滤，无需投加助凝剂(PAM等)，减少了占地面积，缩短了处理流程，节省了设备投入与系统运行资金。
[0007]所述的管式微滤膜元件膜壳选用PVC材质，膜芯材料选用PTFE，膜孔径为0.1 μ m。PVC膜壳坚韧不易氧化，具有高强的耐腐蚀性。PTFE膜采用特殊工艺制造，膜表面平整光滑、微孔率高，可在4.5Mpa的冲击压力下正常运行，不会出现滤膜破裂、颗粒穿透现象，经久耐用；能承受酸、碱、漂白剂和氧化剂的浸泡和清洗，清洗之后，通量能100%恢复，无需定期更换。
[0008]进水管路上的进水气动阀、进水冲洗管路上的冲洗气动阀、产品水管路上的产品水气动阀及反冲洗气源管路上的反冲洗电磁阀均为自控阀门，用于实现自动开机冲洗及自动反冲洗时的管路切换。
[0009]所述的循环泵选用开式无堵塞泵，可吸排含有大颗粒固体和长纤维杂质废水。污泥泵选用非金属气动隔膜泵，可以处理磨损性很强的物料，具有自吸功能，空抽时不会对泵造成损坏。
[0010]作为优选，浓缩箱为锥形水箱，水箱上部设两个进水口，一个为废水进水口，一个为管式微滤膜处理装置不断回流的浓水进水口 ；浓缩箱侧面锥部上沿设有循环泵进口 ；浓缩箱底部设有总排污口，当需要排除箱内污泥时可一次性排净，无残留，易清洗。
[0011 ] 作为优选，浓缩箱底部设置排污总口，排污总口分两条支路，一路为污泥排放口，一路为排污口，污泥排放口管路连接有污泥泵；浓缩箱的侧面通过管路与循环泵相连，循环泵的进口与浓缩箱的锥部上沿处相接。
[0012]作为优选，所述的浓水管路与产品水管路上安装有破真空装置，破真空装置能自动消除管道内真空、有效防止虹吸倒流。在管式微滤膜处理装置浓水管路和产品水管路上因系统运行或停止而产生负压或真空逐步升高时，破真空装置能自动开启，破坏真空效应，使管道及其它设备不至产生瘪、凹裂等现象，以保护设备的安全。
[0013]作为优选，所述的反洗装置包括用于贮存产品水的反冲洗柱、反冲洗电磁阀及反冲洗气源管路。反冲洗柱连接在产品水管路上，反冲洗柱之后的管路分成两条支路，一条支路为产品水管路，产品水管路上依次安装有产品水气动阀、取水阀、流量计及压力表，另一条支路为反冲洗气源管路，反冲洗气源管路上安装有反冲洗电磁阀。反冲洗柱为一段产水侧的储水管，系统运行时产品水从储水管中经过，当需要反冲洗时系统停止运行，关闭产品水出水管，打开反冲洗气源管路，用0.2-0.3MPa的压缩空气将储存于反冲洗柱中的产品水从管式微滤膜元件的产水侧压向浓水侧，起到反冲洗的作用。
[0014]作为优选，化学清洗装置包括四台清洗水箱和一台清洗泵，四台清洗水箱分别为酸溶液清洗箱、碱溶液清洗箱、次氯酸钠溶液清洗箱和自来水箱。清洗泵的进口分别与各清洗水箱相连，清洗泵出口与冲洗气动阀相连，该冲洗气动阀的另一侧连接到进水气动阀与管式微滤膜元件之间的管路上。
[0015]所述的篮式过滤器前后各安装一压力表，通过前后压力差来判断篮式过滤器是否需要清洗。清洗时，旋开主管底部螺塞，排净流体，拆卸法兰盖，清洗后重新装入即可。
[0016]错流管式微滤固液分离系统的运行由PLC程序自动控制，一键启动，系统还配置了自控阀门、调压装置、水量调节装置、破真空装置，每运行20-40分钟，利用压缩空气与反洗柱自动反冲一次膜元件，以恢复膜表面透水性能。当产品水通量下降到设定的清洗值时，就需要清洗管式微滤膜处理装置，投加酸性药剂去除膜表面积累的金属用硬度等污垢，投加碱性药剂去除硅及部分有机物，投加次氯酸钠药剂可去除有机物等。
[0017]本实用新型的错流管式微滤固液分离系统，经过pH调节及混凝反应后的废水与从管式微滤膜处理装置不断回流的浓水在浓缩箱内混合，并投加一定量的活性炭粉末来吸附部分有机物降低COD，在系统运行时活性碳颗粒进入管式微滤膜元件内，与膜表面的污垢及污泥进行擦洗，起到清洗膜的目的。浓缩箱里的泥水混合液通过循环泵提升进入管式微滤膜处理装置。首先进入过滤精度为20目的篮式过滤器滤去较大的杂物及硬块，之后滤液进入膜元件。管式微滤膜是在压力和速度的驱使下，通过多孔膜使悬浮固体物质与液体分离，过滤方式为错流过滤。在膜元件中，泥水混合物经泵抽送通过膜管的流速很高，与膜表面平行湍流，产生一个剪切作用，将沉淀在膜上的固体量最小化。过滤之后的清水称为产品水通过产品水管路送入收集池。残留的称为浓水，包含悬浮固体物质流回到浓缩池里。由此进行不断地循环，直至浓缩箱内的污泥含固量达到3%-5%，此时开始通过污泥泵排掉部分浓缩箱内污泥，然后重新启动系统。
[0018]本实用新型的错流管式微滤固液分离系统用于去除电镀、印刷电路板、电池、金属表面处理等其他行业废水中直径大于0.1微米的固体颗粒，能够利用其自身处理后的清水对微滤膜元件进行反冲洗，具有流程少、自动化程度高、化学清洗周期较长、膜寿命长、占用空间小、延长后段处理系统的使用寿命等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的连接关系不意图；
[0020]图2为本实用新型的结构示意图；
[0021]图3为本实用新型的俯视结构示意图；
[0022]附图标记:
[0023]I 一废水进水口； 2—浓水进水口； 3—检修口；4 一浓缩箱；5—排污总口； 6—循环泵；7—污泥泵；8—压力表；9 一篮式过滤器；10—进水气动阀；11 一进水管路；12—管式微滤膜兀件；13—破真空装置；14一产品水管路；15—反冲洗柱；16—反冲洗电磁阀；17—产水气动阀；18—流量计；19一反冲洗气源管路；20—取水阀；21—浓水管路；22—清洗进水管；23—冲洗气动阀；24—清洗泵；25—酸溶液清洗箱；26—碱溶液清洗箱；27—次氯酸钠溶液清洗箱；28—自来水箱。
【具体实施方式】
[0024]下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本实用新型的实施并不局限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。
[0025]实施例:
[0026]一种错流管式微滤固液分离系统，图广图3为本实用新型的结构示意图，该系统包括浓缩箱4和管式微滤膜处理装置两大部分。
[0027]浓缩箱为锥形水箱，水箱上部设两个进水口，一个为pH调节及混凝反应后的废水进水口 1，一个为管式微滤膜处理装置不断回流的浓水进水口 2 ;浓缩箱底部设置排污总口
5,排污总口分两条支路,一路为污泥排放口，一路为排污口，污泥排放口管路连接有污泥泵7 ;在浓缩箱的检修口 3 (设于浓缩箱的顶部)处投加活性炭粉末，在浓缩箱边安装一操作平台，便于巡检人员观测浓水箱内废水情况。
[0028]所述的管式微滤膜处理装置包括循环泵6、篮式过滤器9、管式微滤膜元件12及膜架、反洗装置和化学清洗装置。浓缩箱的侧面通过管路与循环泵5相连；循环泵、篮式过滤器、进水气动阀和管式微滤膜元件依次相连，管式微滤膜元件安装在膜架上。循环泵前后各有一阀门，泵后安装止回阀，防止停机时膜元件及管路内的废水倒流冲击泵体造成泵的损伤；循环泵出水管与篮式过滤器9的进水口连接，篮式过滤器9的前后装有压力表8，压力表8为注油防震压力表；篮式过滤器的出口与管式微滤膜元件11进口相连，进水气动阀10设置在篮式过滤器与管式微滤膜元件之间。管式微滤膜元件有一个进水口 11和两路出口，出口分别为产品水管路14和浓水管路21，反洗装置设置在产品水管路上，化学清洗装置位于管式微滤膜元件下方并与进水管路连接。
[0029]反洗装置包括用于贮存产品水的反冲洗柱15、反冲洗电磁阀17及反冲洗气源管路19。反冲洗柱15连接在产品水管路14上，反冲洗柱15之后的管路分成两条支路，一条支路为产品水出水管，产品水管路上依次安装有产品水气动阀17、流量计18、压力表及取水阀20 ;另一条支路为反冲洗气源管路19，反冲洗气源管路上安装有反冲洗电磁阀16。
[0030]管式微滤膜元件的进水管路11、浓水管路21及产品水管路14上均安装有压力表，从显示的压差可以判断膜元件的污染程度及何时需要化学清洗。
[0031]化学清洗装置包括四台清洗水箱和一台清洗泵24，四台清洗水箱分别为酸溶液清洗箱25、碱溶液清洗箱26、次氯酸钠溶液清洗箱27和自来水箱28。各清洗水箱出口均装有阀门，以控制从哪个清洗水箱内抽清洗溶液。清洗泵24的进口分别与各清洗水箱相连，清洗泵出口与冲洗气动阀23相连，该冲洗气动阀的另一侧连接到进水气动阀10与管式微滤膜元件12之间的管路上，可以实现开机冲洗及化学清洗。
[0032]该装置的具体工作过程为，经过pH调节及混凝反应后的废水与从管式微滤膜处理装置不断回流的浓水在浓缩箱4内混合，并投加一定量的活性炭粉末来吸附部分有机物降低C0D，在系统运行时活性碳颗粒进入管式微滤膜元件12内，与膜表面的污垢及污泥进行擦洗，起到清洗膜的目的。浓缩箱4内的泥水混合液通过循环泵6提升进入管式微滤膜处理装置:首先进入过滤精度为20目的篮式过滤器9滤去较大的杂物及硬块，之后滤液进入膜元件。管式微滤膜元件12是在压力和速度的驱使下，通过多孔膜使悬浮固体物质与液体分离，过滤方式为错流过滤。在膜元件中，泥水混合物经泵抽送通过膜管的流速很高，与膜表面平行湍流，产生一个剪切作用，将沉淀在膜上的固体量最小化。过滤之后的清水称为产品水通过产品水管路送入收集池。残留的称为浓水，包含悬浮固体物质流回到浓缩箱4内。由此进行不断地循环，直至浓缩箱内的污泥含固量达到3%-5%，此时开始通过污泥泵6排掉部分浓缩箱内污泥，然后重新启动系统。
[0033]系统的运行由PLC程序自动控制，一键启动:1)开机3分钟冲洗，关闭进水气动阀
10、产水气动阀17、反冲洗电磁阀16，打开冲洗气动阀23，然后开启清洗泵24，用清洁自来水置换管式微滤膜内残留液体；2)制水运行:开启进水气动阀10、产水气动阀17，关闭反冲洗电磁阀16和冲洗气动阀23，开启循环泵6制水，将产水量通过产水管路上的流量计与流量调节阀调到设计水量；3)反冲洗:每运行20-40分钟，停止制水，开启反冲洗电磁阀16，其它自控阀门关闭，利用压缩空气19与反冲洗柱内产品水自动反冲一次膜元件12，以恢复膜表面透水性能，然后再次制水运行一反冲洗，至到停机；4)停机冲洗，与开机冲洗相同操作；5)待机状态，停机冲洗完后，关上所有自控阀门，进入待机状态。当通量下降到设定的清洗值时，就需要清洗管式微滤膜元件12，投加酸性药剂去除膜表面积累的金属用硬度等污垢，投加碱性药剂去除硅及部分有机物，投加次氯酸钠药剂可去除有机物等。
[0034]本实用新型是一种高效直接固液分离含量有污泥颗粒废水的废水处理系统，解决了现有传统工艺流程中配置沉淀池、多介质过滤器、碳滤及超滤等多种设备的占地面积大、流程长、资金投入多的问题，具有流程少、自动化程度高、化学清洗周期较长、膜寿命长、占用空间小、延长后段处理系统的使用寿命等优点。
[0035]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种错流管式微滤固液分离系统，该系统包括浓缩箱和管式微滤膜处理装置两大部分，其特征在于:所述的管式微滤膜处理装置包括循环泵、篮式过滤器、进水气动阀、冲洗气动阀、管式微滤膜元件及膜架、反洗装置、产品水气动阀和化学清洗装置；浓缩箱通过管路与循环泵相连，循环泵、篮式过滤器、进水气动阀和管式微滤膜元件依次相连，管式微滤膜元件安装在膜架上；管式微滤膜元件有一个进水口和两路出口，两路出口分别为产品水出口和浓水出口，反洗装置设置在产品水管路上，化学清洗装置位于管式微滤膜元件下方并与进水管路连接。
2.根据权利要求1所述的一种错流管式微滤固液分离系统，其特征在于:浓缩箱为锥形水箱，水箱上部设两个进水口，一个为废水进水口，一个为管式微滤膜处理装置不断回流的浓水进水口 ；浓缩箱侧面锥部上沿设有循环泵进口，底部设有排污总口。
3.根据权利要求2所述的一种错流管式微滤固液分离系统，其特征在于:浓缩箱底部设置排污总口，排污总口分两条支路，一路为污泥排放口，一路为排污口，污泥排放口管路连接有污泥泵；浓缩箱的侧面通过管路与循环泵相连，循环泵的进口与浓缩箱的锥部上沿处相接。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种错流管式微滤固液分离系统，其特征在于:所述的浓水管路与产品水管路上安装有破真空装置。
5.根据权利要求1所述的一种错流管式微滤固液分离系统，其特征在于:所述的反洗装置包括用于贮存产品水的反冲洗柱、反冲洗电磁阀及反冲洗气源管路；反冲洗柱连接在产品水管路上，反冲洗柱之后的管路分成两条支路，一条支路为产品水管路，产品水管路上依次安装有产品水气动阀、取水阀、流量计及压力表，另一条支路为反冲洗气源管路，反冲洗气源管路上安装有反冲洗电磁阀。
6.根据权利要求1所述的一种错流管式微滤固液分离系统，其特征在于:化学清洗装置包括四台清洗水箱和一台清洗泵，四台清洗水箱分别为酸溶液清洗箱、碱溶液清洗箱、次氯酸钠溶液清洗箱和自来水箱。
7.根据权利要求6所述的一种错流管式微滤固液分离系统，其特征在于:清洗泵的进口分别与各清洗水箱相连，清洗泵出口与冲洗气动阀相连，该冲洗气动阀的另一侧连接到进水气动阀与管式微滤膜元件之间的管路上。
【文档编号】C02F9/02GK203922873SQ201420305115
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】高亮, 罗伟锋, 叶海林, 薛笋静 申请人:煤科集团杭州环保研究院有限公司