一种高强度中空纤维外压膜、废水处理系统及工艺的制作方法

本发明属于废水处理领域，更具体的说涉及一种一种高强度中空纤维外压膜、废水处理系统及工艺。
背景技术：
：随着民众对生活品质环境的要求越来越高，近年来国家对工业废水排放的要求越来越严格，企业排放废水处理并回用的要求逐渐彰显。目前通常工业废水的处理工艺通常生化过程与物化过程相结合，处理后的水再经过二沉池后还需要进行砂滤、超滤等至少两个水处理工序才能进行深度处理，；现有技术工业废水的处理工艺砂滤过滤效果和出水浊度与来水水质关联较大，当来水水质波动较大，水质较差时，过滤器截留效果较差，滤层容易被穿透，其超滤过程为加压分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特质的薄膜，而大分子溶质不能穿过，但大分子溶质被截留在超滤装置的内部，易造成阻塞，超滤堵塞影响产水量，效率大大降低，水质较差时将穿透超滤膜，影响后续反渗透的运行，且在清洗时必须进行反冲洗才可，清洗频率较高，耗时耗力，现有的工艺通常处理进水浊度在10ntu以下，如超过此浊度不能够稳定连续运行，且成本较高。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明提供了一种结构强度高、抗冲击负荷能力强且过滤效果更佳的同时成本达到最优的高强度中空纤维外压膜。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高强度中空纤维外压膜，由内而外依次包括层层复合的芯层、次外层和最外层，所述芯层为断裂强度50n-300n的多孔中空管支撑层，所述次外层孔径为0.03微米-0.3微米的多孔功能层，所述最外层孔径为0.3微米-1000微米的多孔功能层。进一步的所述芯层为中空织物管。进一步的所述次外层和最外层的材质为聚合物或聚合物与无机物的混合物。进一步的所述聚合物为聚偏氟乙烯或聚氯乙烯。进一步的所述最外层厚度为0-3mm，所述次外层厚度为0.5-3mm，所述芯层直径为1.3-3.0mm。通过采用上述技术方案，使膜丝结构强度高，膜通量范围广，提高处理能力及使用寿命。一种包含高强度中空纤维外压膜的废水处理系统，包括物化池、生化池和二沉池，所述二沉池后连接有膜池，所述膜池内设置有曝气装置和由高强度中空纤维外压膜制成的帘式膜，所述帘式膜上设置有出水管。进一步的所述膜池内设置有将浓缩液回流至生化池前段的回流泵及管道。进一步的所述出水管连接有产水泵和反洗泵，所述产水泵和反洗泵相互之间并联。一种利用废水处理系统的废水处理工艺，将原水依次进行物化和生化处理后进入二沉池，在二沉池内进行泥水分离后上清液流入膜池，通过帘式膜将微生物及大分子污染物进行截留，将产水进行回收。进一步在帘式膜工作5-6小时后启动反洗泵进行反洗帘式膜。通过采用上述技术方案，原水的进水浊度可达到100ntu，且出水水质稳定，出水浊度小于0.5ntu，膜通量范围广，可达15-25l/(m2*h)；本发明利用膜池和其内部的帘式膜代替现有技术的砂滤和超滤流程，工艺上流程短更加简单，节约工序，实现自动化更加容易，曝气不断将帘式膜表面的污染物抖落，防止膜污染，不易发生阻塞，保证过滤的连续运行和产水通量，在对应的水质浊度下将生产成本降到最低。附图说明图1为本发明中高强度中控纤维外压膜的结构示意图；图2为本发明中具有高强度中空纤维外压膜的废水处理系统的结构示意图。附图标记：1、芯层；2、次外层；3、最外层；4、回流泵；5、管道；6、膜池；7、曝气装置；8、帘式膜；9、出水管；10、产水泵；11、反洗泵。具体实施方式一种高强度中空纤维外压膜，由内而外依次包括层层复合的芯层1、次外层2和最外层3，所述芯层1为断裂强度50n-300n的多孔中空管支撑层，所述次外层2孔径为0.03微米-0.3微米的多孔功能层，所述最外层3孔径为0.3微米-1000微米的多孔功能层。在保证精度的同时，通过增加芯层1的断裂强度保证膜的强度足够，避免在曝气过程中发生断裂，进而提高其使用寿命及稳定性，优选的断裂强度在250n-300n之间，避免原水突然增大造成中空纤维外压膜的断裂而浪费时间进行更换维护。本实施例优选的所述芯层1为中空织物管，织物管具有较高的抗拉伸结构强度，且生产成本较低。本实施例优选的所述次外层2和最外层3的材质为聚合物或聚合物与无机物的混合物，优选的所述聚合物为聚偏氟乙烯（pvdf）或聚氯乙烯（pvc），pvdf具有较高的抗污染性。不同材质的优选处理领域及成本最外层次外层适用处理领域生产成本pvdfpvdf污废水处理领域，如市政污水、纺织印染废水、冶金废水等较高pvcpvc水质条件较优的处理领域，如自来水供给等较低当然，根据水质和成本也可在最外层3和次外层2选择不同材质的聚合物甚至聚合物的共混物（如选择pvdf作为最外层3而pvc作为次外层2等），或应用其它聚合物（如聚丙烯腈等）。所需聚合物主要考虑其稳定性和使用成本。所述最外层3厚度为0-3mm，所述次外层2厚度为0.5-3mm，所述芯层1直径为1.3-3.0mm，其中最外层3和次外层2可部分或全部融合。本发明所述的最外层和次外层参数与水质的对应关系举例如下，水质与孔径和成本的设计关系需要说明的是，上述设计关系为对膜丝进行结构设计的基本依据，但由于进水水质成分的差异，在实际应用中亦可根据污染物对膜丝污染的情况进行数据调整和重新匹配，因此，本发明所述的膜丝结构设计包括但不限于上述表格给出的情况。上述表格为本发明根据不同水质多次试验得出的实施例1-6的具体设计参数，通过上述表格参数搭配可达到既能够将污水处理得当（出水浊度≦0.5ntu），而且使成本降到最低的膜的结构。一种具有高强度中空纤维外压膜的废水处理系统，包括物化池、生化池和二沉池，所述二沉池后连接有膜池6，所述膜池6内设置有曝气装置7和由高强度中空纤维外压膜制成的帘式膜8，其中曝气装置7通过设置一罗茨风机向膜池6内鼓风，帘式膜8浸没在膜池6内，所述帘式膜8上设置有出水管9，所述膜池6内设置有将浓缩液回流至生化池前段的回流泵4及管道5，优选的所述出水管9连接有产水泵10和反洗泵11，所述产水泵10和反洗泵11相互之间并联。利用上述废水处理系统处理废水工艺，将废水（原水）依次进行物化和生化处理后进入二沉池，在二沉池内，泥水下沉，清液在上方，将清液通入膜池6内，产水泵10抽吸使帘式膜8进行负压过滤，清液中的细菌及微生物和大分子污染物被截留在膜池6内，清水通过帘式膜8和产水泵10进行回收，与此同时，膜池6内曝气装置7不断进行曝气抖动帘式膜8的膜丝，对帘式膜8表面附着的污染物抖落，防止膜污染，回流泵4将膜池6内形成的浓缩液导回至生化池前段，以减少膜池6内的污染物，在帘式膜8工作5-6小时后启动反洗泵11进行反洗帘式膜8，以保证帘式膜8的过滤功能。本工艺采用高强度中空纤维外压膜制成的帘式膜8进行精确过滤，膜丝芯层1强度高，在曝气清洁时不会被轻易抖断，能够处理的水质范围大大增加，其可替代现有技术中砂滤和超滤两种流程，工艺链缩短，减少投资成本，且清洗周期长可实现自动化程度更高，操作简便；帘式膜8采用负压抽吸方式，污染物被截留在帘式膜8的外表面便于清理，保持帘式膜8的清洁，且在反清洗的过程中，由于帘式膜8是直接浸没在开放的膜池6内，可直接观测到帘式膜8是否有泄漏点，以便更换和维护。本工艺与现有技术工艺优点如下表所示：上述物理清洗方式为，通过反冲方式或其他物理方式将表面的大颗粒杂质去除过程。本工艺与现有技术工艺处理不同浊度水质所需化学药剂清洗周期对比如下表所示，所述化学药剂主要包括氧化剂、酸、碱等，其中氧化剂为含氯类氧化剂，酸包括硫酸、盐酸、氢氟酸、柠檬酸和草酸等，碱包括氢氧化钠、氢氧化钾等，清洗方式主要为浸泡或用化学药剂的水溶液进行在线循环清洗等：在本发明中，如进水浊度较大，增加最外层3膜的厚度即可，如后续处理对水质要求较高，则减小次外层2膜的孔径即可。以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12