CN102350111B - 高效工业废水过滤器 - Google Patents

Abstract

一种高效工业废水过滤器，其特征在于：它包括主罐（100）、副罐（20）、连接管道（4）和压力表（6），其中主罐100包括过滤区（1）、花板（8）、薄膜滤袋（7）、泥斗（9）、吊耳（2）和支撑座（3）。本高效工业废水过滤器具有：低压过滤；高流通量，一次净化；较宽的过滤范围；极佳的化学稳定性；自动反清洗，连续过滤；设备体积小，占地面积省；寿命长，使用成本低等优点。

Description

高效工业废水过滤器

技术领域

 本发明涉及一种工业过滤器，具体是一种高效工业废水过滤器。

背景技术

硫酸是重要的基础化工原料之一，是化学工业中最重要的产品，主要用于制造无机化学肥料，其次作为基础化工原料用于有色金属的冶炼、石油精炼和石油化工、纺织印染、无机盐工业、某些无机酸和有机酸、橡胶工业、油漆工业以及国防军工、农药医药、制革、炼焦等工业部门，此外还用于钢铁酸洗。

 硫酸工业属于化工行业，因此具有化工行业的高污染性。硫酸工业排放的主要污染物包括大气污染物和水污染物，其中大气污染物主要为二氧化硫（SO₂） 、水污染物主要为重金属。硫酸工业排放的主要水污染物是砷、氟和重金属离子等。氟过量则会引起中毒，氟中毒主要表现为氟骨症和氟斑牙。砷进入人体内被吸收后，破坏了细胞的氧化还原能力，影响细胞正常代谢，引起组织损害和机体障碍，可直接引起中毒死亡。镉和镉化合物引起的中毒有急性、慢性中毒之分。急性镉中毒主要损害呼吸系统；慢性镉中毒则会引起肾小管病变，继而使肾功能衰竭，也会导致骨骼软化，嗅觉消失及其他器官的损害。铅一直被列为强污染物范围，急性铅中毒症状为胃疼，头痛，神经性烦躁，在最严重的情况下，可能人事不醒，直至死亡；在很低的浓度下，铅的慢性长期健康效应表现为影响大脑和神经系统。

硫酸工业废水处理方法有石灰法、石灰-铁盐法、三段逆流石灰法、流化法和氧化法等，目前最常用的是石灰法和石灰-铁盐法。对含有 砷As 及重金属的硫酸废水国外一般采用氧化-铁盐-石灰法多级处理方法。

    石灰法通常用来处理砷含量较低的酸性废水。石灰乳与酸性废水在中和槽中混合、反应，废水中的砷主要以 AsO₃ ^3-和 AsO₄ ^3-的形态存在，石灰乳与废水中部分砷反应生产亚砷酸钙[Ca(AsO₂)₂]或其碱式盐[Ca(OH)AsO₂]及砷酸钙[Ca₃(AsO₄)₂]等。当 pH增至8以上时，废水中原有的 Fe(OH)₂ 被氧化成Fe(OH)₃，Fe(OH)₃ 胶体为表面活性物质，可将砷、亚砷酸钙、砷酸铁盐及其他杂质吸附成絮凝沉降，加快沉降速度。由于低温下 AsO₃ ^3-和AsO₄ ^3-与石灰乳生成盐的反应缓慢，且生成的亚砷酸钙、砷酸钙晶体颗粒细小，较难沉淀分离，因此处理高砷、氟废水时，单纯采用石灰法处理废水很难做到达标排放的水质标准。

为使硫酸废水达到排放或回用标准，传统的后处理工艺有离子交换、电渗析、超滤、反渗透等。但这些工艺对进水的要求都较高，要求有较完整的预处理系统，因此需增加很多设备，系统流程长，且抗污染性差，运行不稳定，需经常更换滤料或膜元件。操作复杂。占地面积大。这些使得工程造价及运行费用都很高。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点，针对硫酸工业废水特点，本发明提供了一种高效工业废水过滤器。

高效工业废水过滤器与众不同之处在于它是以薄膜为滤料达到真正的表面过滤效果，这种独特的过滤方法的好处是：使液体中的悬浮物全部停留在薄膜的表面，由于薄膜具有极佳的不粘性和非常小的摩擦系数，因而过滤袋不会产生堵塞的现象。这样在不增加运行负荷的情况下既保证了液体的最大通量，同时也有效地收集液体中的固体颗粒。质密、多孔、光滑的膨体聚四氟乙烯（EPTFE）薄膜使固体颗粒的穿透接近零，它的低摩擦系数，化学稳定性和表面光滑的特点使过滤压力仅需7-15PSI（0.05-0.1MPa），并且膜的表面极为容易清理。极为短暂的以秒计算的清膜时间，使过滤、反冲洗、排泥达到连续自动运行。它可以使高浓度含重金属、砷、氟等硫酸废水经过常规预处理后直接通过本高效工业废水过滤器过滤后即可达标排放或回用。

本高效工业废水过滤器除可用于硫酸工业废水处理外，还可用广泛应于电镀废水、含煤废水、含硫废水、冶金废水、重金属废水等需深层过滤的工业废水处理中，均可使出水水质达标。

本发明的技术方案如下：

   一种高效工业废水过滤器，它包括主罐、副罐、连接管道和压力表，其中主罐包括过滤区、花板、薄膜滤袋、泥斗、吊耳和支撑座；主罐为碳钢衬胶材质，主罐出水区为敞口式圆筒，上部有出水口，便于过滤后清水排出，并设置液位装置，以控制反洗水位，过滤区顶部焊有吊耳；过滤区为长圆筒状，并设有碳钢衬胶防腐层；过滤区上部分别留有冲洗出水管口及排气管口，排气管出口装有不锈钢的压力表，在过滤区下部留有进水口，过滤区圆筒外部焊有四只支撑座；过滤区下方为圆锥筒状碳钢衬胶泥斗。主罐与副罐用碳钢的连接管道连接。

    所述主罐上设有化学清洗进、出口和进气口，所述化学清洗进、出口分别配有衬胶隔膜进酸液阀、衬胶隔膜出酸液阀，进气口配有手动进气球阀。

 还包括气动挠性进水阀、气动挠性回流阀、气动挠性反冲阀、气动挠性排泥阀和气动挠性排气阀，所述气动挠性进水阀与进水口连接，气动挠性回流阀与气动挠性进水阀连接，气动挠性反冲阀与副罐连接，气动挠性排泥阀设置在主罐底部，气动挠性排气阀与排气管口连接。

    在所述主罐出水区上部设置液位装置。

    在所述主罐的出水区与过滤区独立，出水区与过滤区以法兰螺栓连接，并在出水区与过滤区中间夹有花板⑻。

    所述花板材质为碳钢材质，并具有弹性聚脲体防腐层；花板上均布用来固定薄膜滤袋的圆孔，薄膜滤袋为聚四氟乙烯材质；花板下方为过滤区，过滤区里面布满由花板上固定垂挂下来的薄膜滤袋。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的高效工业废水过滤器具有低压过滤功能：过滤压力，仅需0.05-0.1MPa。

（2）本发明的高效工业废水过滤器高流通量，一次净化能力：过滤效果是其它一般膜过滤能力的5-10倍，在某些特殊领域甚至可达到20倍，且不需要借助其它固液分离设备或多级处理来达到净化液体的目的，而是一次过滤完成固液分离。

（3）本发明的高效工业废水过滤器具有宽阔的过滤范围：被过滤液体中的固体含量从20PPM（0.002%）到10000 PPM（1%）均可被有效去除且滤液清澈。

（4）本发明的高效工业废水过滤器的化学稳定性极佳：能耐任何酸、碱、盐溶液。

（5）本发明的高效工业废水过滤器可以实现自动反清洗，连续过滤：可在数秒之内自动反清洗过滤膜，反清洗压力仅需0.035 MPa，反清洗时不需排空过滤器，反清洗一结束，过滤器又进入过滤状态，整个过程由电脑控制，无需人工操作。

（6）本发明的高效工业废水过滤器还具有设备体积小，占地面积省的优点：本过滤器仅需其它相同处理量的传统过滤装置的十分之一的占地面积，过滤器的体积也远小于其它过滤装置。

（7）本发明的高效工业废水过滤器寿命长，使用成本低：本过滤器过滤膜具有独特的卓越性能而达到寿命长，维护费用大大减少，由于低压过滤，能耗低，使用成本也大为降低。

附图说明

图1为本发明的高效工业废水过滤器的主视图。

图2为本发明的高效工业废水过滤器的俯视图。

图3为本发明的高效工业废水过滤器的左视图。

图中：100为主罐、20为副罐、1为过滤区、2为吊耳、3为支撑座、4为连接管道、5为液位装置、6为压力表、7为薄膜滤袋、8为花板、9为泥斗、10为出水区，11为气动挠性进水阀、12为衬胶隔膜进酸液阀、13为气动挠性回流阀、14为气动挠性反冲阀、15为衬胶隔膜出酸液阀、16为气动挠性排泥阀、17为气动挠性排气阀、18为手动进气球阀、a为排渣口、b为出水口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的操作运行做更进一步的解释。

    如图1至3，一种高效工业废水过滤器，它包括主罐100、副罐20、连接管道4和压力表6，其中主罐100包括过滤区1、花板8、薄膜滤袋7、泥斗9、吊耳2和支撑座3；主罐100为碳钢衬胶材质，主罐100出水区1为敞口式圆筒，上部有出水口( b)，便于过滤后清水排出，并设置液位装置5，以控制反洗水位，过滤区1顶部焊有吊耳2；过滤区1为长圆筒状，并设有碳钢衬胶防腐层；过滤区1上部分别留有冲洗出水管口c及排气管口f，排气管f出口装有不锈钢的压力表6，在过滤区1下部留有进水口(d)，过滤区1圆筒外部焊有四只支撑座3；过滤区1下方为圆锥筒状碳钢衬胶泥斗9。主罐100与副罐20用碳钢的连接管道4连接。

    主罐100上设有化学清洗进(g)、出口(j )和进气口(k)，所述化学清洗进(g)、出口(j )分别配有衬胶隔膜进酸液阀12、衬胶隔膜出酸液阀15，进气口(k)配有手动进气球阀18。

还包括气动挠性进水阀11、气动挠性回流阀13、气动挠性反冲阀14、气动挠性排泥阀16和气动挠性排气阀17，所述气动挠性进水阀11与进水口(d)连接，气动挠性回流阀13与气动挠性进水阀11连接，气动挠性反冲阀14与副罐20连接，气动挠性排泥阀16设置在主罐100底部，气动挠性排气阀17与排气管口f连接。

    主罐100出水区1上部设置液位装置5。

    主罐100的出水区10与过滤区1独立，出水区10与过滤区1以法兰螺栓连接，并在出水区10与过滤区1中间夹有花板⑻。

    花板8材质为碳钢材质，并具有弹性聚脲体防腐层；花板8上均布用来固定薄膜滤袋7的圆孔，薄膜滤袋7为聚四氟乙烯材质；花板8下方为过滤区1，过滤区1里面布满由花板上固定垂挂下来的薄膜滤袋7。

    经过常规预处理后的废水由提升泵提升通过气动挠性进水阀11进入本发明主罐100的过滤区1, 主罐100的过滤区1中空气经气动挠性排气阀17排空, 过滤区1液位至气动挠性排气阀17接口时，气动挠性排气阀17自动关闭，废水经过薄膜滤袋7过滤，清液经出水区10出水口b排出达标排放或回收利用，过滤一段时间后, 当滤饼达到一定厚度或过滤时间达到给定值时，控制系统自动进入反冲清膜状态，气动挠性进水阀11、气动挠性回流阀13和气动挠性反冲阀14按各自功能自动切换， 即：气动挠性进水阀11关闭， 停止进液；气动挠性回流阀13打开， 使进水泵出口液打循环返回；气动挠性反冲阀14打开经副罐20排掉部分待滤废水，使主罐100与副罐20之间的连接管道4内产生负压，出水区1清液瞬时反向流动， 将薄膜滤袋7外表面沉积的滤饼冲掉， 起到清膜作用。 滤饼脱离滤袋⑺后沉降到主罐100的底部锥形的泥斗9，系统重新进入过滤状态。当底部滤饼达到一定量时, 系统在反冲清膜后进入排渣状态，已设定参数自动打开气动挠性排泥阀16，泥斗9内沉积泥渣通过排渣口a迅速排出。排渣程序执行后，系统立即自动进入下一轮进液、过滤、反冲程序。

本发明的工作过程和工作原理如下：

    （1）工业废水经过常规预处理后由提升水泵提升进入主罐，废水在主罐内经过薄膜滤袋，清液透过膨体聚四氟乙烯薄膜进入上部出水区，成为清液流出。废水中的固体物被全部截留在薄膜滤袋表面，形成滤饼。

（2）当薄膜滤饼达到一定厚度，或过滤时间达到给定值，以秒计的瞬时反向流形成反清洗，出水区清水由上而下，从薄膜滤袋内向外冲洗，剥落薄膜滤袋脱离滤袋的滤饼沉积在主罐泥斗内，当达到一定量时，被迅速从底部排渣口排出。

（3）由主罐和副罐组成的反冲洗为负压自动反清洗，当主罐上部出水区清水下降到一定高度时由水位控制器控制停止反洗，进入正常过滤状态。如此反复循环，自动运行。

（4）上述整个过程都由一单板机构成的控制系统控制, 自动运行，无需人工操作，并可根据生产需要随时设定或更换运行参数。

上述整个过程都由一单板机构成的控制系统控制, 可根据生产需要随时设定或更换运行参数, 操作非常简单、方便。

Claims (1)

1.一种高效工业废水过滤器，其特征在于：它包括主罐（100）、副罐（20）、连接管道（4）和压力表（6），其中主罐（100）包括过滤区（1）、花板（8）、薄膜滤袋（7）、泥斗（9）、吊耳（2）和支撑座（3）；主罐（100）为碳钢衬胶材质，主罐（100）出水区（10）为敞口式圆筒，上部有出水口(b)，并设置液位装置（5），过滤区（1）顶部焊有吊耳（2）；过滤区（1）为长圆筒状，并设有碳钢衬胶防腐层；过滤区（1）上部分别留有冲洗出水管口（c）及排气管口（f），排气管口（f）出口装有压力表（6），在过滤区（1）下部留有进水口(d)，过滤区（1）圆筒外部焊有四只支撑座（3）；过滤区（1）下方为圆锥筒状碳钢衬胶泥斗（9）；主罐（100）与副罐（20）用碳钢的连接管道（4）连接；所述主罐（100）上设有化学清洗进(g)、出口(j)和进气口(k)，所述化学清洗进(g)、出口(j)分别配有衬胶隔膜进酸液阀（12）、衬胶隔膜出酸液阀（15），进气口(k)配有手动进气球阀（18）；还包括气动挠性进水阀（11）、气动挠性回流阀（13）、气动挠性反冲阀（14）、气动挠性排泥阀（16）和气动挠性排气阀（17），所述气动挠性进水阀（11）与进水口(d)连接，气动挠性回流阀（13）与气动挠性进水阀（11）连接，气动挠性反冲阀（14）与副罐（20）连接，气动挠性排泥阀（16）设置在主罐（100）底部，气动挠性排气阀（17）与排气管口（f）连接；所述主罐（100）出水区（10）上部设置液位装置（5）；在所述主罐（100）的出水区（10）与过滤区（1）独立，出水区（10）与过滤区（1）以法兰螺栓连接，并在出水区（10）与过滤区（1）中间夹有花板（8）；所述花板（8）材质为碳钢材质，并具有弹性聚脲体防腐层；花板（8）上均布用来固定薄膜滤袋（7）的圆孔，薄膜滤袋（7）为聚四氟乙烯材质；花板（8）下方为过滤区（1），过滤区（1）里面布满由花板上固定垂挂下来的薄膜滤袋（7）。

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