气浮式多盘直清过滤机及其使用方法与流程

本发明涉及工业污水、造纸白水等过滤领域，具体涉及气浮式多盘直清过滤机及其使用方法。

背景技术：

传统造纸过程中产生的白水中含有大量的细小纤维和化学品残留物，企业在排放工业污水上花费大量的资金，进行浆料回收和污水处理，在物力、财力上都是巨大的耗费。目前造纸企业大多采用多圆盘纤维回收机进行白水中纤维和水的回收。多圆盘纤维回收机通过分离过滤技术，将水中的纤维和水进行分离，纸机白水处理通过纤维垫层由薄到厚产生三种不同的液体，分别是浊滤液、清滤液、超清滤液，浊滤液用于纸机制浆；清滤液用于保证纸机制浆的密封水；超清滤液可以用于纸机的常压、高压清洗；而分离出来的纤维用于造纸的二次使用。通过这一工序，解决了传统造纸用水量大，水处理费用高的问题，达到环保清洁生产。

目前市面上的多圆盘纤维回收机多采用聚酯材料编织的聚酯网袋，但在使用中会出现以下弊端：聚酯材料网袋是通过加热收缩裹紧在网盘上，因其材质原因，易导致聚酯网孔收缩不均匀，网孔大小不一问题突出，从而出现过滤精度差；且采用遇热收紧安装方法还会使网袋出现鼓包、掉浆、滤水性能减弱、过滤水质差等问题。聚酯网在长期使用过程中受浆料杂质摩擦影响，易造成聚酯网丝起线拉毛，钩挂纤维堵塞网孔，使滤水性能降低，能源消耗增大，长期使用容易产生鼓包，起皱，剥离难度加大，使用效率会降低到新网过滤效能的一半以上；为了保证网孔的高透气度厂家多采用高压水进行清洗，将聚酯网孔中沉积的杂质进行清洗，疏通网孔，但高压水因压力过大容易使聚酯网袋破裂，降低设备的使用率。

造纸厂废水处理系统中最基本的三个步骤是收集、处理和处置，目前大部分造纸厂采用的是集中处理模式，这就需要配备相应的输水管道以及压力提升泵房，而根据需求，需要将处理设备设置在9米高的位置，将废水提升至处理设备中，处理设备处理过的水经过管道流入水池中，再此过程中，处理过的水会在管道内形成“水腿”，在“水腿”真空作用进行脱水，浆料进入料箱浸过滤堰板，流向与滤盘的转向相反通过转速控制液位。扇形滤板浸没在浆料中，滤液流入扇形片和芯轴，被置换出的空气通过阀门与大气相通的管道排出。造纸生产过程中的纸浆纤维浆料浓缩和白水回收过滤，如生活用纸或废纸回收过程中的洗涤净化后的浆料浓缩，在白水回收时收集细小纤维和填料。

但是，多圆盘纤维回收机常见问题：滤网容易坏，每次停机均需更换，生产力降低,滤液浓度太高，造成大量浆料流失，增加了生产成本；脱水效果不佳，浆层太薄，或形成不了浆层，多圆盘盘片清洗不干净，高压喷头经常堵塞，机械维护费用昂贵。

直清过滤机（专利号：zl201820617397.2）在实际生产中，从进垫层浆到排垫层浆整个流程。出水时间占整个流程用时的50-60%，出水时间偏短，生产效率不高。

经过深入研究，出水时间偏短的主要原因是生产企业需要处理的废水ss含量高，在过滤时截留在滤饼上的细小纤维和ss太多，形成的滤饼松厚度不够，过于紧密影响了过滤效率。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明结合了气浮式白水处理的原理，提供一种结构简单，操作方便，能够大大提高过滤效率和过滤精度，使用寿命长，提高过废水处理能力和生产效果，降低生产成本的多盘直清过滤机装置及其使用方法。

本发明气浮式多盘直清过滤机，包括壳体，壳体内设置有若干个相互平行的金属纤维滤盘，金属纤维滤盘下部对应壳体的位置设置有滤后清液出水口，其特征在于，所述壳体内设置有第一隔板，第一隔板将壳体内部区域划分为两部分，分别为前腔体和后腔体，所述金属纤维滤盘均设置在前腔体内；

所述后腔体内还设置有第二隔板，第一隔板和第二隔板均竖直设置，且所述第二隔板所在平面与第一隔板所在平面相互垂直，第二隔板将后腔体划分为两部分，分别为混合气浮区和气浮后清液区；

所述第一隔板和第二隔板的高度均小于壳体的高度，壳体内位于第一隔板和第二隔板上部区域为悬浮物聚集区，所述前腔体和后腔体通过悬浮物聚集区相连通；

所述后腔体下部设置有一溶气水进水管和白水进水管，所述溶气水进水管穿过气浮后清液区并伸入混合气浮区，位于气浮后清液区和混合气浮区内的溶气水进水管上均设置有溶气水释放装置，所述溶气水进水管设置在壳体外的一端上连接有一纤维絮凝发生装置；

所述白水进水管穿过气浮后清液区并伸入混合气浮区，位于混合气浮区内的白水进水管上设置有若干个白水出水口；

所述气浮后清液区底部设置有气浮后清液出水管，所述气浮后清液出水管伸出壳体的一端通过方锥与前腔体相连通。

优选地，纤维絮凝发生装置包括中空罐体，所述罐体上端连接有一上盖，上盖上设置有进水口和压缩空气进口，罐体内固定设置有一滤板，滤板将罐体内部区域划分为上下两个区域，分别为白水压缩空气混合区和溶气电离区，所述白水压缩空气混合区内填充有多面空心球填料；所述溶气电离区上设置有外置式可视液位计和压力计；

所述罐体下端设置有溶气水出水口，所述溶气水出水口与溶气水进水管相连通。

优选地，溶气水释放装置为tj型溶气释放器。

释放器内装有带磨刺的圆盘分散装置，当溶有压缩空气的白水通过溶气水支管进入到释放器内部时，内部带磨刺的圆盘就会自动旋转，将溶气白水内的稍大气泡进行分散，形成纳米级微小气泡，提高了溶气量，减少了稍大气泡的产生，提高而细小纤维和悬浮物的絮凝悬浮能力。

优选地，溶气水释放装置沿溶气水进水管轴向均布，且溶气水释放装置设置数量为4-6个。

优选地，白水出水口均朝向混合气浮区底部设置。

多盘直清过滤机的使用方法，包括以下步骤：

第一步，将气浮式多盘直清过滤机通过垫层浆管路与叩前池相连，并在垫层浆管路上设置垫层浆阀门，垫层浆阀门与叩前池之间的管路上还连接有浆泵；将与气浮式多盘直清过滤机相连的放浆管路与叩后池相连，并在放浆管路上设置放浆阀门，叩前池通过双盘磨与叩后池相连；

将气浮式多盘直清过滤机上的白水进水管通过白水管和白水池相连，白水管上设置有白水泵，将纤维絮凝发生装置的进水口通过白水支管与白水管相连，白水支管上设置有气浮泵，白水支管和白水泵之间设置气动调节阀；

滤后清液出水口通过滤液泵连接有一气动三通阀，气动三通阀上连接有清水管和回水管，所述清水管与清水池相连通，回水管与白水支管和白水进水管之间的白水管相连通；将剥离水泵与清水池相连，剥离水泵通过管道连接多个喷嘴，喷嘴朝向金属纤维滤盘设置；

第二步，白水进液，白水通过白水管和白水进水管进入气浮式多盘直清过滤机的混合气浮区内，白水管上的气动调节阀，控制混合气浮区内白水液位，与此同时，开启垫层浆阀门和多盘直清过滤机搅拌装置，垫层浆阀门开启时间长短视垫层浆实际需要量进行时间控制，实现对气浮式多盘直清过滤机供应浆料；

第三步，当白水泵开启后1分钟开启溶气泵，溶气泵开始向纤维悬浮发生器注入白水，当白水液位到达设定的液位时，与洁净气源相连的电磁阀打开，向纤维悬浮发生装置内注入压缩空气，纤维悬浮发生装置内压力提高，溶气泵流量减少、出水量增加，纤维悬浮发生装置内液位开始降低；当液位降低到设定的低液位时，电磁阀关闭，出水量减少，溶气泵流量增加，液位上升；依次循环，将白水和压缩空气混合，使得白水中的细小纤维内充满空气、比重变小，当白水进入多盘直清过滤机，比重变轻的细小纤维就会悬浮在后腔体上部的悬浮物聚集区，清滤液从第二隔板上方进入气浮后清液区，再通过气浮后清液出口连接的气浮后清液出水管流出，经过方锥进入气浮式多盘直清过滤机前腔体内；

第四步，滤液，气浮式多盘直清过滤机内白水达到设定液位后，控制搅拌装置停止搅拌，开启滤液泵，滤液泵上连接有气动三通阀；

当金属纤维滤盘上的滤饼厚度小于1cm时，滤液泵流出的滤液通过气动三通阀进入回水管，并通过与回水管相连的白水进水管进入气浮式多盘直清过滤机，实现系统内循环；

当金属纤维滤盘上的滤饼厚度大于1cm且小于3cm时，滤液泵流出的滤液通过气动三通阀进入清水管，并通过清水管进入清水池中；

当金属纤维滤盘上的滤饼厚度大于3cm时，白水管路上的气动调节阀关闭、浊白水泵开启，气浮式多盘直清过滤机中的液体通过浊白水管进入白水塔或白水池中；当壳体内液位低于设定值时，浊白水泵停止工作；

第五步，滤饼剥离，浊白水泵停止动作，滤液泵也停止动作，滤液泵进口管路上的进气阀门自动开启、滤饼剥离水泵和搅拌自动开启，滤饼剥离，完成后滤液泵进口管路上的进气阀门自动关闭、剥离水泵停止；

第六步，浆料排放，剥离水泵停止工作，放浆阀门开启，当壳体内液位低于设定值时，放浆阀门关闭；

第七步，放浆阀门关闭，白水管路上的气动调节阀打开；再次重复第二步到第六步步骤。

优选地，纤维悬浮发生装置上进气口进入的压缩空气的压力为5-6千克每立方厘米；流量为4-5立方米每小时，罐体内压力为3-4千克每立方厘米。

优选地，溶气泵的流量为40-50立方米每小时。

本发明结构简单，操作方便，能够大大提高过滤效率和过滤精度，使用寿命长，废水进入设备后先经纤维絮凝发生器溶气后，细小纤维和悬浮物就会漂浮在水体上部，水体中的细小纤维和悬浮物含量就会大大降低，然后再进过滤盘和滤饼进行过滤，在经过滤饼时就会产生爆炸破裂现象，使滤饼产生蜂窝状结构，透气度和滤水性增加，设备的出水时间和出水率就大幅度提高了。

附图说明

图1为本发明气浮式直清过滤机结构示意图。

图2为图1中混合气浮区的右视图。

图3为纤维悬浮发生装置结构示意图。

图4为气浮式多盘直清过滤机的使用时的连接关系示意图。

附图标记：1-壳体，2-金属纤维滤盘，3-滤后清液出水口，4-第一隔板，5-第二隔板，6-前腔体，7-后腔体，8-混合气浮区，9-气浮后清液区，10-悬浮物聚集区，11-溶气水进水管，12-白水进水管，13-罐体，14-上盖，15-压缩空气进口，16-进水口，17-滤板，18-多面空心球填料，19-外置式可视液位计，20-溶气水出水口，21-溶气水释放装置，22-气浮后清液出水管。

具体实施方式

本发明气浮式多盘直清过滤机，包括壳体1，壳体1内设置有若干个相互平行的金属纤维滤盘2，金属纤维滤盘2下部对应壳体1的位置设置有滤后清液出水口3，所述壳体1内设置有第一隔板4，第一隔板4将壳体1内部区域划分为两部分，分别为前腔体6和后腔体7，所述金属纤维滤盘2均设置在前腔体6内；

所述后腔体7内还设置有第二隔板5，第一隔板4和第二隔板5均竖直设置，且所述第二隔板5所在平面与第一隔板4所在平面相互垂直，第二隔板5将后腔体7划分为两部分，分别为混合气浮区8和气浮后清液区9；

所述第一隔板4和第二隔板5的高度均小于壳体1的高度，壳体1内位于第一隔板4和第二隔板5上部区域为悬浮物聚集区10，所述前腔体6和后腔体7通过悬浮物聚集区10相连通；

所述后腔体7下部设置有一溶气水进水管11和白水进水管12，所述溶气水进水管11穿过气浮后清液区9并伸入混合气浮区8，位于气浮后清液区9和混合气浮区8内的溶气水进水管11上均设置有溶气水释放装置21，所述溶气水进水管11设置在壳体1外的一端上连接有一纤维絮凝发生装置；

所述白水进水管12穿过气浮后清液区9并伸入混合气浮区8，位于混合气浮区8内的白水进水管12上设置有若干个白水出水口；

所述气浮后清液区9底部设置有气浮后清液出水管22，所述气浮后清液出水管22伸出壳体1的一端通过方锥与前腔体6相连通。

纤维絮凝发生装置包括中空罐体13，所述罐体13上端连接有一上盖14，上盖14上设置有进水口16和压缩空气进口15，罐体13内固定设置有一滤板17，滤板17将罐体13内部区域划分为上下两个区域，分别为白水压缩空气混合区和溶气电离区，所述白水压缩空气混合区内填充有多面空心球填料18；所述溶气电离区上设置有外置式可视液位计19和压力计；

所述罐体13下端设置有溶气水出水口20，所述溶气水出水口20与溶气水进水管11相连通。

溶气水释放装置21为tj型溶气释放器。

溶气释放器内装有带磨刺的圆盘分散装置，当溶有压缩空气的白水通过溶气水支管进入到溶气释放器内部时，内部带磨刺的圆盘就会自动旋转，将溶气白水内的稍大气泡进行分散，形成纳米级微小气泡，提高了溶气量，减少了稍大气泡的产生，提高而细小纤维和悬浮物的絮凝悬浮能力。

溶气水释放装置21沿溶气水进水管11轴向均布，且溶气水释放装置21设置数量为4-6个。

白水出水口均朝向混合气浮区8底部设置。

多盘直清过滤机的使用方法，包括以下步骤：

第一步，将气浮式多盘直清过滤机通过垫层浆管路与叩前池相连，并在垫层浆管路上设置垫层浆阀门，垫层浆阀门与叩前池之间的管路上还连接有浆泵；将与多盘直清过滤机相连的放浆管路与叩后池相连，并在放浆管路上设置放浆阀门，叩前池通过双盘磨与叩后池相连；

将气浮式多盘直清过滤机上的白水进水管12通过白水管和白水池相连，白水管上设置有白水泵，将纤维絮凝发生装置的进水口16通过白水支管与白水管相连，白水支管上设置有气浮泵，白水支管和白水泵之间设置气动调节阀；

滤后清液出水口3通过滤液泵连接有一气动三通阀，气动三通阀上连接有清水管和回水管，所述清水管与清水池相连通，回水管与白水支管和白水进水管12之间的白水管相连通；将剥离水泵与清水池相连，剥离水泵通过管道连接多个喷嘴，喷嘴朝向金属纤维滤盘2设置；

第二步，白水进液，白水通过白水管和白水进水管12进入气浮式多盘直清过滤机的混合气浮区8内，白水管上的气动调节阀，控制混合气浮区8内白水液位，与此同时，开启垫层浆阀门和多盘直清过滤机搅拌装置，垫层浆阀门开启时间长短视垫层浆实际需要量进行时间控制，实现对气浮式多盘直清过滤机供应浆料；

第三步，当白水泵开启后1分钟开启溶气泵，溶气泵开始向纤维悬浮发生器注入白水，当白水液位到达设定的液位时，与洁净气源相连的电磁阀打开，向纤维悬浮发生装置内注入压缩空气，纤维悬浮发生装置内压力提高，溶气泵流量减少、出水量增加，纤维悬浮发生装置内液位开始降低；当液位降低到设定的低液位时，电磁阀关闭，出水量减少，溶气泵流量增加，液位上升；依次循环，将白水和压缩空气混合，使得白水中的细小纤维内充满空气、比重变小，当白水进入气浮式多盘直清过滤机，比重变轻的细小纤维就会悬浮在后腔体7上部的悬浮物聚集区10，清滤液从第二隔板5上方进入气浮后清液区9，再通过气浮后清液出口连接的气浮后清液出水管22流出，经过方锥进入多盘直清过滤机前腔体6内；

第四步，滤液，多盘直清过滤机内白水达到设定液位后，控制搅拌装置停止搅拌，开启滤液泵，滤液泵上连接有气动三通阀；

当金属纤维滤盘2上的滤饼厚度小于1cm时，滤液泵流出的滤液通过气动三通阀进入回水管，并通过与回水管相连的白水进水管12进入气浮式多盘直清过滤机，实现系统内循环；

当金属纤维滤盘2上的滤饼厚度大于1cm且小于3cm时，滤液泵流出的滤液通过气动三通阀进入清水管，并通过清水管进入清水池中；

当金属纤维滤盘2上的滤饼厚度大于3cm时，白水管路上的气动调节阀关闭、浊白水泵开启，气浮式多盘直清过滤机中的液体通过浊白水管进入白水塔或白水池中；当壳体1内液位低于设定值时，浊白水泵停止工作；

第五步，滤饼剥离，浊白水泵停止动作，滤液泵也停止动作，滤液泵进口管路上的进气阀门自动开启、滤饼剥离水泵和搅拌自动开启，滤饼剥离，完成后滤液泵进口管路上的进气阀门自动关闭、剥离水泵停止；

第六步，浆料排放，剥离水泵停止工作，放浆阀门开启，当壳体1内液位低于设定值时，放浆阀门关闭；

第七步，放浆阀门关闭，白水管路上的气动调节阀打开；再次重复第二步到第六步步骤。

纤维悬浮发生装置上进气口进入的压缩空气的压力为5-6千克每立方厘米；流量为4-5立方米每小时，罐体13内压力为3-4千克每立方厘米。

溶气泵的流量为40-50立方米每小时。

纤维悬浮发生器的运行：采用饱和溶气方式，进出水采用上进下出方式，运行时：当溶气泵开启后向罐体13内进入白水，纤维悬浮发生装置内液位上升，当溶气水到达高液位时，控制压缩空气的电磁阀自动打开并进气，罐体13压力上升，出水量加大，液位开始下降，当液位到达低液位时，电磁阀自动关闭，出水流量减少，液位上升。这样做，溶气量、出水量相对稳定，易于与气浮式直清过滤机自控系统实现连锁和结合。与直清过滤机结合，溶气泵控制与进水泵同步，即滤液泵打开，溶气泵开启；反之进水泵关闭，溶气泵关闭。当进水泵关闭后，溶气泵停止进水，由于罐体13内液位及压力处于高位，溶气水释放装置21继续释放溶气水，当溶气水释放完后，罐体13内未溶解的压缩空气通过释放器带压排空，罐体13内白水分散及其滤板17小球突然失压处于“沸腾”状态进行自清洁，有效的解决了堵塞和残留的缺陷。

从溶气水进水管11进入直清过滤机内的溶气水被溶气水释放装置21释放后，和设置在正对安装在溶气水进水管11下面的白水进水管12流出的白水均匀混合，混合后的废水在上升过程中，细小纤维和悬浮物和微小气泡结合，纤维和纤维之间，纤维和悬浮物之间，悬浮物和悬浮物之间产生结构交联，形体更大，比重变小，就会悬浮和聚集在废水表面即进入悬浮物聚集区10，并溢流至气浮后滤清液过滤区上部，即前腔体6上部，澄清液溢流至混合气浮区8，澄清液再次与溶气水释放装置21释放出来的溶气水混合，混合后的澄清液通过压力差流入气浮后清液区9，并通过气浮后清液出水管22流入前腔体6内，并经金属纤维滤盘2过滤过滤，过程中含有微小气泡澄清废水在滤液泵抽吸作用下通过滤饼进行深层过滤，废水中的微小气泡发生破裂，废水中未悬浮的ss被滤饼截留表面或容纳在滤饼中，形成的滤饼结构就会更松弛，透气度大幅调高，过滤性能增强，通过滤饼的废水就成为清水，悬浮物小于20mg/l，cod去除率可达80%以上，治水时间大大延长。过滤后的清液可完全用于生产系统的高、低压喷淋洗涤及化工的溶解稀释，可完全替代新鲜水使用或达标排放，过滤结束后，降水位的废水通过管道或泵送至滤前池，聚集在壳体1上的悬浮物和细小纤维及剥离后的滤饼在机箱前部下面的搅拌器作用下，再用泵送到纤维收集池进行回收利用。