专利名称：炼钢连铸冷却水复合陶瓷膜过滤方法与装置的制作方法
炼钢连铸冷却水复合陶瓷膜过滤方法与装置技术领域
本发明属于钢铁节能减排和工业用水处理工程领域，提供一种采用复合陶瓷膜过滤管处理炼钢连铸冷却水的方法和装置。技术背景
目前炼钢厂连铸浊环水处理系统是采用二台至六台Φ4000Χ7620滤头式过滤器 (单台处理水量约100-400m3/h)，这种类型的过滤器包括外壳、进水口、出水口、排污口、清洗口和自动控制等，然后滤料是采用鹅卵石、石英砂、无烟煤和纤维等。因此，过滤效果差， 致使水质不好，影响生产和钢坯产品质量，更换滤料次数1-2次/年，并且必须停机，不能除油，需长期加药水，滤料容易结块而产生盲区。还需要一套专门的压缩空气用于清理，被过滤的循环水中悬浮物用气体或蒸汽反冲洗到排渣管道。反冲洗时，容易将滤料带入水池和循环水系统，损坏滤网、滤帽、循环水道以及喷嘴堵塞等问题。发明内容
本发明目标是要解决上述的问题和不足，提供一种复合陶瓷膜过滤炼钢连铸冷却水的方法与装置，该装备可使循环水由进水口进陶瓷膜超滤机后，液体在外压作用下，通过微孔复合陶瓷膜过滤管内处理后，可以达到除油、除悬浮污物的效果。本发明专利可以显著进行液固分离，有效降低循环用废水的悬浮物截留过滤量，降低循环水的阻力，减少耗能、 耗水和排污量，达到节能环保，保证整个钢厂循环水处理系统的长期稳定运行。
本发明的具体特点为1)改善冷却水的水质，过滤后悬浮物含量< 15mg/l，解决由于冷却水喷嘴堵塞影响生产的问题；2)具有除油功能，除油率可达60-80%;3)提高连铸钢坯质量和产量；4)完全取代其他的滤头式冷却水过滤器。
图为炼钢连铸冷却水复合陶瓷膜过滤方法与装置示意图。附图标识如下1、进水口2、反冲洗出水接ロ3、反冲洗出口阀4、反冲洗出口5、垂直人孔6、钢外壳7、集油罐8、排油自动阀9、排油管10、排油出口
11、上回转盖人孔
12、集油室
13、过滤管上密封固定层
14、过滤室
15、复合陶瓷膜过滤管
16、过滤管连接固定接口
17、过滤管下密封固定层
18、汇流器
19、沉渣室
20、下回转盖人孔
21、反冲洗进口
22、反冲洗进口阀
23、清污口
24、出水口
本发明采用复合陶瓷膜过滤器高效处理后的水质好、设备使用寿命长、操作简单， 减少了系统的停机时间，降低了运行成本。该复合陶瓷膜过滤管的孔径小、强度高、耐高温、 耐腐蚀，是一种国内外先进的水处理关键元件，有关复合陶瓷膜过滤管的生产和加工申请人将另外申请发明专利。
本发明是一种采用复合陶瓷膜过滤管15材料，高效过滤连铸冷却水的方法与装置，钢外壳6以6-20mm厚碳素钢板焊接成圆柱体，由上下封头、罐体、裙座等焊接而成。罐体内由过滤管上密封固定层13、过滤管下密封固定层17和复合陶瓷膜过滤管15组合分成三个室，上部为集油室12、中部为过滤室14、下部为沉渣室19，罐体设有垂直人孔5、上回转盖人孔11和下回转盖人孔20供安装和检修之用。
中部的过滤室14由1根至5根复合陶瓷膜过滤管15串联，然后组合成100至500 组并联，复合陶瓷膜过滤管15使用过滤管连接固定接口 16进行串联，过滤室14上部与过滤管上密封固定层13连接、下部与过滤管下密封固定层17连接。
高效陶瓷膜过滤器运行过程是，使用过的废水通过进水口 1进入集油室，并将所携带的油全部聚集在集油室12顶部，积聚到一定量时由排油出口 10排出。废水外部压力作用下，经复合陶瓷膜过滤管15渗透到过滤室14经汇流器18汇合，经出水口对排出，同时将杂质截留下来并沉积在沉渣室19，积聚一定量时由清污口 23排出。
聚集在集油室12顶部的油达到一定量后，由排油出口 10排出，经由排油管9通过排油自动阀7控制，回收到集油罐8后，废油经加工可循环利用。
随着过滤时间的增长，部分杂质会附着在复合陶瓷膜过滤管15表面上，会降低流量增大压差，当压力差> 0. 03MPa时，启动反冲洗装置，反冲洗水泵将净水从反冲洗进口 21 送入，反冲洗进水阀22控制，打开反冲洗与出水口 M的通道，进入陶瓷膜过滤室14，净水流动方向与过滤时的流向相反，由于压力作用，净水高速流动渗透到每根复合陶瓷膜过滤管 15内壁，使附着在复合陶瓷膜过滤管15表面上的杂质，随着渗透液脱落，通过与进水口 1相连的进水管，并汇集到过滤器底层，再经过与进水口 1相连的反冲洗出水接口 2送出，自动控制反冲洗出水阀3，打开反冲洗出水口 4的通道，排出反冲洗时产生的污泥。
具体实施方式
具体实施例1
连铸浊环水的复合陶瓷膜过滤
本发明可以2台至12台过滤器并联同时运行，也可以采用多开1备运行。单台复合陶瓷膜过滤连铸浊环水(小于100°c )的处理量为200至800m3/h，过滤器内由300至 1600根复合陶瓷膜过滤管串联后并联组装而成，复合陶瓷膜过滤管的长度为500至2000 毫米、内径60至300毫米，过滤精度为5至15 μ m。水的工作压力小于0. 6MPa,工作压差为 0. 02至0. 06MPa,当工作压力超过0. 01至0. 3MPa时，将自动启动反冲洗装置，反冲洗周期视具体浊环水质而定，72小时一般为1至3次，每次反冲洗时间为5至10分钟。浊环水的悬浮物为150至800mg/L，通过复合陶瓷膜过滤器过滤后的出水水质中的悬浮物达到5至 70mg/L。浊环水的含油量为100至300mg/L时，本发明的集油室可使除油率达到60-80%。
复合陶瓷膜过滤管的孔径小、强度高、耐高温、耐腐蚀，是水过滤处理的核心元件， 本发明的复合陶瓷膜过滤管有足够的强度、良好的孔隙率，其使用寿命大于3年。还包含浮油室及沉渣室，沉渣室容量应满足最小过滤周期两天。密封件耐温小于100°C，且具有通用性和互换性。
另外，本发明可以针对目前炼钢厂使用的连铸浊环水滤头式过滤器，进行完善和改造，将现有过滤器内原有过滤原料全部清除后，利用现有的刚外壳，在罐内新增加上花板、下花板组件，加强槽钢、清污盘管、放净管、人孔、过滤元件和密封组件等，即可显著提高液固分离效率和大幅度提高水质。
具体实施例2
连铸净环水的复合陶瓷膜过滤
本发明还可以针对炼钢厂连铸净环水，进行2台至6台过滤器并联运行。单台复合陶瓷膜过滤连铸净环水(小于50°C )的处理量为100至400m3/h，过滤器内由200至800 根复合陶瓷膜过滤管串联后并联组装而成，复合陶瓷膜过滤管的长度为500至2000毫米、 内径60至300毫米，过滤精度为1至10 μ m。水的工作压力小于0. 6MPa,工作压差为0. 03 至 0. IMPa0
当工作压力超过0. 01至0. 时，将由自动装置启动反冲洗装置，反冲洗周期视具体净环水质而定，72小时一般为1至3次，每次反冲洗时间为5至10分钟。反冲洗时，水通过复合陶瓷膜过滤管的流向与实施例1相反，是从过滤管的外壁面向内壁面流动。
净环水的悬浮物为50至150mg/L，通过复合陶瓷膜过滤器过滤后的出水水质中的悬浮物达到1至15mg/L。净环水的含油量为80至200mg/L时，本发明的集油室可使除油率达到 60-80% ο
权利要求
1.一种采用复合陶瓷膜过滤管处理炼钢连铸浊环水或净环水的方法和装置，过滤罐体内由过滤管上密封固定层、过滤管下密封固定层和复合陶瓷膜过滤管组合层分成三个单元室，上部、中部和下部分别为集油室、过滤室和沉渣室。过滤室由复合陶瓷膜过滤管串联和并联组合而成。聚集在集油室顶部的油达到一定量后，由排油出口排出，经由排油管通过排油自动阀控制，回收到集油罐内。
2.根据权利要求1所述，其特征在于，所述的中部过滤室由1根至5根复合陶瓷膜过滤管串联，然后组合成100至500组并联，复合陶瓷膜过滤管使用过滤管连接固定接口进行串联，过滤室上部与过滤管上密封固定层连接，下部与过滤管下密封固定层连接。
3.根据权利要求1所述的单台过滤连铸用水的处理量为100至800m3/h，过滤器内由 200至1600根复合陶瓷膜过滤管串联后并联组装而成，复合陶瓷膜过滤管的长度为500至 2000毫米、内径60至300毫米，过滤精度为1至15 μ m。
4.根据权利要求1所述的废水通过进水口进入集油室，并将所携带的油全部聚集在集油室顶部，聚集的油达到一定量后，由排油出口排出，经由排油管通过排油自动阀控制，回收到集油罐，水中含油量为80至300mg/L时，本发明的集油室可使除油率达到60-80%。
5.根据权利要求1所述，废水外部压力作用下，经复合陶瓷膜过滤管渗透到过滤室，经汇流器汇合后排出，同时将杂质截留下来并沉积在沉渣室，积聚一定量时由清污口排出。浊环水的悬浮物为150至800mg/L，通过过滤后的出水水质中的悬浮物为5至70mg/L。净环水的悬浮物为50至150mg/L，通过过滤后的出水水质中的悬浮物为1至15mg/L。
6.根据权利要求1所述，随着过滤时间的增长，部分杂质会附着在复合陶瓷膜过滤管表面上，当工作压力超过0. 01至0. 3MPa时，将由自动装置启动反冲洗装置，72小时一般为 1至3次，每次反冲洗时间为5至10分钟。反冲洗时，水通过复合陶瓷膜过滤管的流向与过滤时的流动方向相反，反冲净水是从出水口进入，通过复合陶瓷膜过滤管后，从进水口排除。
全文摘要
本发明公开了一种采用复合陶瓷膜过滤管处理炼钢连铸冷却水的方法和装置。本发明是将循环水通过微孔复合陶瓷膜过滤管内处理后，达到除油、除悬浮污物的效果。过滤罐体内由过滤管上密封固定层、过滤管下密封固定层和复合陶瓷膜过滤管组合层分成三个单元室，上部、中部和下部分别为集油室、过滤室和沉渣室。过滤室由复合陶瓷膜过滤管串联和并联组合而成。聚集在集油室顶部的油达到一定量后，由排油出口排出，经由排油管通过排油自动阀控制，回收到集油罐后，废油经加工可循环利用。本发明专利可以显著进行液固分离，有效提高循环废水的水质，降低水中的悬浮物和油含量，达到节能环保，保证炼钢厂循环水处理系统的长期稳定运行。
文档编号C02F103/16GK102515312SQ20111043314
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者吴波, 周舟, 张军玲, 徐秉声, 李树庆, 潘贻芳, 袁章福, 赵宏欣 申请人:北京大学