一种预涂层膜气浮一体装置的制作方法

本发明涉及一种用于污水处理的装置，尤其是涉及一种预涂层膜气浮一体装置。

背景技术：

现有预涂层膜装置应用于污水处理，主要是以膜过滤的方式实现污水中一定粒径颗粒的分离，即利用膜管和膜层的孔径实现对不同粒径大小颗粒物分离。例如，公告号为cn107344032a的中国发明专利，公开了“一种油性含聚废水处理方法”，其采用预涂层膜技术，用陶瓷支撑体烧结成膜作为基础过滤器，通过添加预涂层料液，在基础过滤器表面形成有效的“可再生层”,对原本污堵膜表面的聚合物进行截留，实现对污染严重废水的直接过滤。

现有气浮装置基本原理是将微小细密气泡（牛奶状）通入含有污染杂质的污水中并充分的弥散，形成“水-气-粒”三相混合系,微小气泡成为载体,气泡从水中析出过程中粘附水中的污染物质,形成气一粒结合体—浮选体,以泡沫形式浮升至水面,从而使污染杂质从污水中分离出去。

预涂层膜过滤技术应用于污水处理，因为其耐污染和出水水质好的特点，有广泛的应用前景，但是现有预涂层膜技术多针对于特定废水进行单一研究开发，存在着预涂层料液专用性较强，同样选用陶瓷膜骨架加压耗能大，工艺操作控制复杂，设备集成化程度较低等问题，就造成了预涂层膜过滤工艺技术在污水处理中适用性不强、运行成本高、操作复杂，严重制约了其推广使用。而气浮装置发展成熟，种类繁多，如电解（凝聚）气浮、散气气浮（如喷射诱导气浮、涡凹气浮等）和溶气气浮等，各装置在性能上存在较大差异，受进水水质影响，出水往往达不到排放标准，但适用于高负荷污水处理工艺的预处理阶段。

因此，本发明提供了一种预涂层膜气浮一体装置，以解决预涂层膜过滤技术在污水处理中存在的适用性不强、运行成本高、操作复杂，气浮技术在污水处理中出水水质达不到排放标准的问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

综合考虑预涂层膜过滤技术在污水处理中存在的适用性不强、运行成本高、操作复杂，气浮技术在污水处理中出水水质达不到排放标准的问题，将两种技术进行集成，形成一种预涂层膜气浮一体工艺，并进行优化，解决预涂层膜过滤、气浮技术工艺本身存在的一系列问题，如：预涂层膜过滤技术往往要根据污水含有污染物不同进行专门配置预涂层料液，出水水质和运行效果受进水水质波动影响较大，水质变化甚至会直接造成工艺设备无法使用；预涂层膜过滤技术选用陶瓷膜骨架，往往需要给水提供较大的压力，以满足运行期间的跨膜压差要求，这就造成运行成本极难降低；预涂层膜过滤技术相对于常规过滤增加了预涂膜和反洗操作，这就增加了工艺本身的操作控制难度；气浮技术工艺本身属于前处理阶段，虽然经过不断优化，出水仍满足不了处理要求。本发明通过将气浮与预涂层膜装置集成并优化，提供一种预涂层膜气浮一体装置，实现一种工艺适用性强、运行稳定、运行成本可控、操作性强的污水处理装置，以满足污水处理进水水质越来越复杂，出水水质要求越来越高的环保现状。

本发明解决其技术问题所采用的装置是：一种预涂层膜气浮一体装置，主体包括多相流溶气气浮单元和预涂层膜过滤单元，装置一体化集成，plc自动控制，通过额外配备的进水沉降罐、产水箱、污泥污渣箱等，可形成一套完整污水处理装置。

上述的预涂层膜气浮一体装置，所述多相流溶气气浮单元包括进水泵、混凝搅拌装置、pac/pam加药装置，多相流溶气气浮装置。

上述的预涂层膜气浮一体装置，所述的进水泵进水口通过快速接头与进水管或者进水沉降罐相连，实现污水向一体装置的输送，出水进入后续混凝搅拌装置，水泵出水口设置压力表和电磁流量计，监控进水流量及水泵的运行平稳性。

上述的预涂层膜气浮一体装置，所述的混凝搅拌装置，内设搅拌桨叶，通过电机控制实现对加药后污水的混凝搅拌，形成大絮体，进入后续多相流溶气气浮装置，便于分离；所述的加药是通过与混凝搅拌装置进口相连加药装置实现的。

上述的预涂层膜气浮一体装置，所述的加药装置，为双桶双泵设计，能同时投加两种药剂，加药泵采用可调式计量泵，实现加药量的精准控制。

上述的预涂层膜气浮一体装置，所述的多相流溶气气浮装置，为长方形分隔腔室，分为溶气释放区、分离区、产水区，采用德国先进工艺的溶气泵，实现水的回流溶气，再配套溶气释放系统，集水系统、刮渣系统，形成一套完整的多相流溶气气浮装置，出水进入下一级预涂层膜过滤单元。

上述的预涂层膜气浮一体装置，所述预涂层膜过滤单元由增压泵、预涂层膜过滤装置、膜粉投加装置、反洗装置组成。

上述的预涂层膜气浮一体装置，所述增压泵用于将多相流溶气气浮装置产水区的污水加压，进入预涂层膜过滤装置。

上述的预涂层膜气浮一体装置，所述预涂层膜过滤装置采用烧结微米级不锈钢膜作为预涂层膜过滤装置的骨架，集成在不锈钢膜壳内部；采用死端过滤的原理设计，处理污水前，通过膜粉投加装置对不锈钢骨架进行预涂膜操作，处理污水时，通过膜层的截留作用，直接将污染物截留，出水进入产水箱外排，处理完一批水或者运行一段时间后，通过反洗装置将膜粉及截留的污染物反洗排入外接收集装置污泥污渣箱。

上述的预涂层膜气浮一体装置，所述膜粉投加装置为一个带搅拌的膜粉箱和一台循环泵组成，通过与预涂层膜过滤装置内循环实现对不锈钢骨架预涂膜操作。

上述的预涂层膜气浮一体装置，所述反洗装置为一个产水箱和一台反洗泵，通过反洗泵将产水反方向进入膜壳，实现装置的清洗。

上述的预涂层膜气浮一体装置，所述plc自动控制，是通过plc触摸屏、电动阀、流量计、仪表等，实现整个装置的手动和自动运行，减少操作量。

本发明的有益效果是，本发明实现了预涂层膜过滤技术和气浮技术的工艺集成，并对两种工艺进行优化，研发出一种更实用的水处理装置。一体装置气浮单元选用的多相流溶气气浮工艺，相对于其他气浮工艺，水处理效果更好、装置运行更稳定，放置于整个工艺设备的前端，起到污水预处理的效果，这样就能保证在污水进水污染负荷过高的情况下，通过气浮单元的预处理后，不会对后续预涂层膜过滤单元产生冲击，同时气浮单元会大大降低后续预涂层膜过滤单元进水污染负荷，减少后续污堵的可能性，增加每次运行周期，减少反洗次数，节省预涂层药剂费用。一体装置预涂层膜过滤单元选用不锈钢膜骨架和通用的水处理助滤剂作为预涂层，使其对不同水质通用性更好，同时也降低了运行时水处理的跨膜压差，降低了增压泵的选用要求，在不影响效果的情况下，保证设备费用和运行费用的优化。一体装置预涂层膜过滤单元选用死端过滤的过滤模式，这样就将实现了水与杂质的彻底分离，而非错流过滤的浓缩，产水率高，减少剩余废渣量，缩减后续废渣处理成本。一体装置整体实现自动化运行操作，通过电动阀、各种仪表等配置，plc程序自动监测设备运行状态，可实现设备的自动/手动控制，自动反洗，实现污水处理的自动连续进行，降低装置的操作难度、降低人工成本。一体装置实现了对油污水、焦化废水、含尘废水等不同性质的难处理污水的通用性，出水效果较好。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明所述的一种预涂层膜气浮一体装置的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明所述的一种预涂层膜气浮一体装置的工艺流程图。

图中：

1.污水进水口，2.进水沉降罐，3.进水泵，4.混凝搅拌装置，5.加药装置，6.多相流溶气气浮装置，7.增压泵，8.预涂层膜过滤装置，9.膜粉投加装置，10.产水箱，11.反洗泵，12.污泥污渣箱，13.多相流溶气气浮装置排渣口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行进一步描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

本发明所述的一种预涂层膜气浮一体装置，包括多相流溶气气浮单元和预涂层膜过滤单元，配合进水沉降罐2、产水箱10、污泥污渣箱12，形成一套完整污水处理装置，多相流溶气气浮单元采用进水泵3、混凝搅拌装置4、加药装置5、多相流溶气气浮装置6组合，实现污水的预处理；预涂层膜过滤单元采用增压泵7、预涂层膜过滤装置8、膜粉投加装置9、反洗泵11组合，通过plc实现自动控制。

进一步的，本发明所述的预涂层膜气浮一体装置，将气浮工艺与预涂层膜过滤工艺进行集成，形成一套集成化装置。

进一步的，本发明所述的预涂层膜气浮一体装置，多相流溶气气浮单元采用多相流溶气气浮工艺，包括进水泵3、混凝搅拌装置4、加药装置5、多相流溶气气浮装置6。

进一步的，本发明所述的预涂层膜气浮一体装置，预涂层膜过滤单元采用预涂层膜死端过滤方式，包括增压泵7、预涂层膜过滤装置8、膜粉投加装置9、反洗泵11。

进一步的，本发明所述的预涂层膜气浮一体装置，所述的进水泵3流量为0.5-0.7m3/h，进水口通过快速接头与进水管或者进水沉降罐相连，实现污水向一体装置的输送，出水进入后续混凝搅拌装置，水泵出水口设置压力表和电磁流量计，监控进水流量及水泵的运行平稳性。

进一步的，本发明所述的预涂层膜气浮一体装置，所述的混凝搅拌装置4为φ390mm圆柱容器，高为1300mm，内设搅拌桨叶，通过电机控制实现对加药后污水的混凝搅拌，形成大絮体，进入后续多相流溶气气浮装置，便于分离；所述的加药是通过与混凝搅拌装置进口相连pac/pam加药装置实现的。

进一步的，本发明所述的预涂层膜气浮一体装置，所述的加药装置5，为双桶双泵设计，能同时投加pac、pam两种药剂，加药泵采用可调式计量泵，实现加药量的精准控制。

进一步的，本发明所述的预涂层膜气浮一体装置，所述的多相流溶气气浮装置6，为长方形分隔腔室，分为溶气释放区、分离区、产水区，采用德国先进工艺的溶气泵，实现水的回流溶气，再配套溶气释放装置，集水装置、刮渣装置，形成一套完整的多相流溶气气浮装置，出水进入下一级预涂层膜过滤单元。

进一步的，本发明所述的预涂层膜气浮一体装置，所述增压泵7用于将多相流溶气气浮装置产水区的污水加压，进入预涂层膜过滤装置。

进一步的，本发明所述的预涂层膜气浮一体装置，所述预涂层膜过滤装置8采用烧结微米级不锈钢膜作为预涂层膜过滤装置的骨架，集成在不锈钢膜壳内部；采用死端过滤的原理设计，处理污水前，通过膜粉投加装置对不锈钢骨架进行预涂膜操作，处理污水时，通过膜层的截留作用，直接将污染物截留，出水进入产水箱外排，处理完一批水或者运行一段时间后，通过反洗装置将膜粉及截留的污染物反洗排入外接收集装置污泥污渣箱。

进一步的，本发明所述的预涂层膜气浮一体装置，所述膜粉投加装置9包括一个带搅拌的膜粉箱和一台循环泵，通过与预涂层膜过滤装置内循环实现对不锈钢骨架预涂膜操作。

进一步的，本发明所述的预涂层膜气浮一体装置，所述反洗装置包括一个产水箱和一台反洗泵11，通过反洗泵11将产水反方向进入膜壳，实现装置的爆膜清洗。

进一步的，本发明所述的预涂层膜气浮一体装置，所述plc自动控制，是通过plc触摸屏、电动阀、流量计、仪表，实现整个装置的手动或自动运行，减少操作工作量。

如图1-3所示，本发明装置研发的0.5m3/h预涂层膜气浮一体装置，采用移动式集装箱集成。具体工作过程是：装置设有污水进水口1，外来污水排入进水沉降罐2，再通过进水泵3将要处理的污水提升进入混凝搅拌装置4，混凝搅拌装置4外接一套加药装置5，两通量泵设计用于投加絮凝剂等水处理药剂，在混凝搅拌装置4中实现药剂和污水中悬浮物等杂质的混凝，形成大絮体，进入多相流溶气气浮装置6，溶气系统通过溶气泵实现回流水的加压溶气，在释放区形成释压形成大量微气泡，这些微气泡会与上一步形成的大絮体粘附在一起上浮，实现污染物的上浮去除，再通过刮渣装置将上层收集通过多相流溶气气浮装置排渣口13排入污泥污渣箱或其它地方收集，产水则通过产水室进入下一级处理装置；增压泵7用来将多相流溶气气浮装置6的产水进一步加压，通过预涂层膜过滤装置8后，粒径大于膜层孔径的杂质被截留，清水通过膜管后进入产水箱10，留用或者外排。预涂层膜过滤装置8设置了膜粉投加装置9、反洗泵11，每次处理水样前需要用清水或者产水进行预涂膜层操作，主要是通过膜粉投加装置9中的膜粉投加箱和涂膜泵与预涂层膜过滤装置8形成一闭路的内循环，通过内循环使预涂层膜过滤装置8中的膜骨架表面形成一层临时的预涂层膜，起到截污和防止膜骨架污染的作用；预涂膜层操作结束后，通过阀门切换，实现污水的进水和出水操作，通过跨膜压差或运行时间衡量装置的运行状态，随着跨膜压差的增大和运行时间的增长，说明膜层表面截留的污染物越来越多，达到一定压力或者一定运行时间，进行反洗操作；反洗操作主要是通过反洗泵经产水反方向输送的膜壳，达到将预涂膜层和截留的污染物一起冲洗排掉的目的，恢复膜管过滤性能，进入下一个运行周期。plc自动控制可实现涂膜、运行、反洗这一周期各个步骤的自动切换，实现污水处理的连续运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。