CN102276079A

CN102276079A - 膜气浮分离方法及其配套装置

Info

Publication number: CN102276079A
Application number: CN 201110215690
Authority: CN
Inventors: 王建刚
Original assignee: ZHENGZHOU YINKER TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHENGZHOU YINKER TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2011-12-14

Abstract

膜气浮分离方法及其配套装置,属于水处理技术领域，其中膜气浮分离方法的步骤包括：竖向安装膜组件，然后使携带有微气泡的料液从膜组件下部供入以进行膜过程。该方法巧妙地结合了膜技术和气浮技术，对高盐分、高浊度、高悬浮物以及含油废水等难处理料液均适用，不仅能保证膜组件长期稳定运行，又能使部分污染物及时排出循环体系外，具有工艺简单易操作、出水水质好等优势，有助于延长膜寿命、降低水处理成本。与之配套的装置包括竖向安装的膜组件，膜组件下部连有进料管、上部连有浓缩液排出管，同时膜组件上还设有渗透液出口，进料管上设有气液混合动力装置。该装置结构简单，占地面积小，非常易于操作管理。

Description

膜气浮分离方法及其配套装置

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种膜气浮分离方法，同时还涉及与该法配套的装置。

背景技术

目前，高盐分废水的处理可以说是整个水处理行业所面临的重大难题。采用中和、膜蒸馏、蒸发浓缩、结晶等步骤结合的方法可以处理一部分高盐分废水，但对于有些高盐分废水目前的技术则根本处理不了。而对于高浊度、高悬浮物废水，通常采用重力沉降、中和、混凝沉降和过滤来处理，但大量微小颗粒很难通过沉降去除，且这些方法占用空间大、投资费用高，其带来的负累使很多企业难以承受。

除此之外，含油废水在目前的工业生产中也普遍存在，且处理难度极大。一般情况下，含油废水可以循环使用、定期排放。但随着产品产量的提高，含油废水的排放量已远远超过了循环使用量；另一方面，在产品品种多样化的要求之下，含油废水的成份出现了很大的不确定性，循环使用已不现实。因此对于含油废水，迫切需要一种根本性的解决方案。

现阶段，含油废水的处理方法可以简单的分为化学法和物理法，其中化学法主要包括：酸化法、盐析法、酸化凝聚法、凝聚法、破乳剂法等；物理法主要包括：电解处理法、气浮法、高梯度磁悬浮法、超滤法等，也有物理化学法如化学破乳+电解气浮法等。这些方法均存在这样或那样的弊端，用来处理含油废水并不十分理想，例如：化学破乳+气浮法的缺点是设备复杂、管理难度大、运行成本高；超滤法的缺点是无法去除溶解性COD，并且废水中的杂质易堵塞膜表面，致使超滤无法进行下去；电气浮法的缺点是工艺技术性强、工艺复杂，化学过程产生大量的废渣，增加了泥渣的处理成本，还容易造成二次污染。

由此可见，现有的很多方法已不能完全满足日益发展的市场需求，迫切需要一种新技术来解决以上这些不能处理或难处理、处理成本高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种处理效果好且稳定性强的膜气浮分离方法，同时还提供了相应的配套装置。

基于上述目的，本发明采取了如下技术方案：膜气浮分离方法，步骤包括：竖向安装膜组件，然后使携带有微气泡的料液从膜组件下部供入以进行膜过程。

从膜组件上部排出的气液混合浓缩液导入气浮循环槽中溢流除去浮渣和/或浮油，留在气浮循环槽中的液体与原始待处理液汇合，形成所述料液。

从膜组件上方排出的气液混合浓缩液导入气浮循环槽中溢流除去浮渣和/或浮油，溢出液经除油和/或去渣后与留在气浮循环槽中的液体以及原始待处理液汇合，形成所述料液。

所述膜气浮分离方法的配套装置，包括竖向安装的膜组件，膜组件下部连有进料管、上部连有浓缩液排出管，同时膜组件上还设有渗透液出口，所述进料管上设有气液混合动力装置。

所述配套装置还包括气浮循环槽和循环管；气浮循环槽上部设有溢流堰，浓缩液排出管的另一端插入气浮循环槽中；循环管从气浮循环槽底部接出并汇入进料管。

所述配套装置还包括多段槽，多段槽出水口与进料管相接；溢流堰出水口通过管道导入多段槽前段。

所述配套装置还包括固液分离器，固液分离器的进料口通过管道与多段槽底部连通，与固液分离器的出料口相连的管道导入多段槽前段。

所述气液混合动力装置为气液混合泵。

所述气液混合动力装置由设置在进料管上的泵和压缩空气入口构成。

本发明提供的方法巧妙地结合了膜技术和气浮技术，对高盐、含油、高浊度、高悬浮物废水等难处理料液均适用，不仅能保证膜组件长期稳定运行，又能使部分污染物及时排出循环体系外，具有工艺简单易操作、出水水质好、设备占地面积小、膜寿命长、处理成本低等技术优势。该分离方法整体采用双循环运行模式，即膜侧净化循环和回收净化循环，工作方式采用错流方式，其具体原理是：气液混合料液从膜组件下部供入膜组件，在膜分离的过程中，随着清水的透出，物料的浓度迅速上升，由于浓差极化和新产生的析出悬浮物和结晶体，容易导致膜的污染。但是在气浮存在的条件下，高度分散在料液中的微小气泡与油滴、结晶体以及其他悬浮物粘附在一起，在压力和自身浮力的作用下沿着水流方向向上运动，从而将这些悬浮物带出膜组件之外，同时空气泡的搅拌作用有效地减小或消除了浓差极化带来的污染问题，防止悬浮物在膜表面附着，从而使膜能够长时间的稳定运行。尔后，自料液中分离出来的净化液经渗透液出口（通常设在膜组件的侧壁上）排出膜组件；而携带了大量微气泡的浓缩液则从膜组件上部排出并通过浓缩液排出管流到气浮循环槽中。由于在膜组件中压力较大，料液中的空气能够以稳定的气泡存在；气泡随浓缩液排出膜组件后压力骤降，导入气浮循环槽后，被释放出的气泡迅速上浮，将粘附在气泡表面的悬浮物托至液面，利用简单的溢流就可以轻松除去浮油、浮渣。根据浮油、浮渣的不同性质，可选择将气浮循环槽溢出液排入平流槽或隔油槽等多段槽中作深度处理。另一方面，滞留在气浮循环槽中的浓缩液以及经过深度处理后的气浮循环槽溢出液与原始待处理液混合后重新供入膜组件，如此循环有助于实现高效、彻底分离的目的。

对于高盐分废水，现有单一的反渗透处理方案之所以处理不了，主要是因为盐分极易在反渗透膜表面结晶析出，造成膜的堵塞。但如果利用本发明的方法及配套装置（膜组件选用反渗透膜），在气浮的协助下，盐分刚开始结晶出细小颗粒就被气泡带出了膜系统之外，杜绝了因晶体粘附在膜表面而产生的堵膜现象，从而有效地保证了膜及整个处理系统的稳定运行。由于膜过程本身就是一个结晶（高盐废水）、破乳（含油废水）的分离过程，因此本发明的方法在使用时并不需要投加任何药剂，避免了化学药剂的失效和二次污染。

此外，本发明的膜气浮分离方法本身对膜的类型并没有特别的依赖性，可以在微滤、超滤、纳滤以及反渗透等各种膜类型中推广。

附图说明

图1是实施例1中配套装置的结构示意图；

图2是实施例2的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

膜气浮分离方法，步骤包括：竖向安装膜组件，然后使携带有微气泡的料液从膜组件下部供入以进行膜过程；从膜组件上方排出的气液混合浓缩液导入气浮循环槽中溢流除去浮油和浮渣，气浮循环槽溢出液经除油去渣后与留在气浮循环槽中的液体以及原始待处理液汇合，形成所述料液。

与上述膜气浮分离方法配套的装置，如图1所示，包括竖向安装的膜组件6、气浮循环槽3、循环管9、多段槽10以及固液分离器11（板框过滤器）；膜组件6下部连有进料管8，进料管8的另一端与多段槽出水口14相接，同时，从气浮循环槽3底部接出的循环管9也汇入进料管8，进料管8上设有气液混合泵7；膜组件6上部连有浓缩液排出管4，浓缩液排出管4的另一端插入气浮循环槽3中；此外，膜组件6上还设有渗透液出口5。

气浮循环槽3上部设有溢流堰2，溢流堰出水口15通过管道导入多段槽10前段；固液分离器11的进料口13通过管道与多段槽10底部连通，与固液分离器11的出料口12相连的管道导入多段槽10前段；多段槽10上还设有入水口1。

若上述装置用于处理含油乳化废水，则膜组件6选用超滤膜。在气液混合泵7的作用下，微气泡高度分散到料液中；料液携带微气泡经超滤膜组件6处理后自然破乳，粘附着油污的微气泡随浓缩液（气液混合浓缩液）一同进入气浮循环槽3，气泡上浮，将油污托至液体表面，进而溢流至多段槽10。在多段槽10中，上浮的油、渣利用刮油机除去，而一些较大颗粒的悬浮物则逐渐沉淀到多段槽10底部，利用板框过滤器11滤除。同时，从设置在多段槽10后段的入水口1（若待处理液中污染物浓度较高，可选择将入水口1设在多段槽10的前段或中段）补入原始待处理液。多段槽10出水与滞留在气浮循环槽3中的液体配水后形成料液，进入膜组件6作循环处理，净化后水则从渗透液出口5排出。

膜在气浮分离过程中得到自净化，系统停机检修或洗膜的频率大幅度降低，膜的使用寿命和整个处理效率都得到了提升，大大降低了废水的处理成本。

对于高盐废水，膜组件6选用反渗透膜。现有单一的反渗透处理方案之所以处理不了高盐废水，主要是因为盐分极易在反渗透膜表面结晶析出，造成膜的堵塞。但如果利用本发明的方法及配套装置，在气浮的协助下，盐分刚开始结晶出细小颗粒就被气泡带出了膜系统之外，杜绝了因晶体粘附在膜表面而产生的堵膜现象，从而有效地保证了膜及整个处理系统的稳定运行。

实施例2

根据实际需要，本发明的配套装置还可以其他形式呈现，比如图2。图2所示的配套装置中固液分离器11'采用了离心机，多段槽10'具体使用了平流槽，而气液混合动力装置选择的是泵16+压缩空气入口17组合的方式。由于平流槽更适宜去除沉淀物，因此图2的配套装置更适合于处理不含油的高浊度、高悬浮物废水。

Claims

1.膜气浮分离方法，其特征在于，步骤包括：竖向安装膜组件，然后使携带有微气泡的料液从膜组件下部供入以进行膜过程。

2.如权利要求1所述的膜气浮分离方法，其特征在于，从膜组件上部排出的浓缩液导入气浮循环槽中溢流除去浮渣和/或浮油，留在气浮循环槽中的液体与原始待处理液汇合，形成所述料液。

3.如权利要求1所述的膜气浮分离方法，其特征在于，从膜组件上方排出的浓缩液导入气浮循环槽中溢流除去浮渣和/或浮油，溢出液经除油和/或去渣后与留在气浮循环槽中的液体以及原始待处理液汇合，形成所述料液。

4.权利要求1所述膜气浮分离方法的配套装置，包括竖向安装的膜组件，膜组件下部连有进料管、上部连有浓缩液排出管，同时膜组件上还设有渗透液出口，其特征在于，所述进料管上设有气液混合动力装置。

5.如权利要求4所述的配套装置，其特征在于，该配套装置还包括气浮循环槽和循环管；气浮循环槽上部设有溢流堰，浓缩液排出管的另一端插入气浮循环槽中；循环管从气浮循环槽底部接出并汇入进料管。

6.如权利要求5所述的配套装置，其特征在于，所述配套装置还包括多段槽，多段槽出水口与进料管相接；溢流堰出水口通过管道导入多段槽前段。

7.如权利要求6所述的配套装置，其特征在于，所述配套装置还包括固液分离器，固液分离器的进料口通过管道与多段槽底部连通，与固液分离器的出料口相连的管道导入多段槽前段。

8.如权利要求4-7任一所述的配套装置，其特征在于，所述气液混合动力装置为气液混合泵。

9.如权利要求4-7任一所述的配套装置，其特征在于，所述气液混合动力装置由设置在进料管上的泵和压缩空气入口构成。