CN102657965B

CN102657965B - 压紧式高精度纤维球高效过滤器

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Publication number: CN102657965B
Application number: CN201210144989.4A
Authority: CN
Inventors: 程中和; 程双喜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2032-05-11
Also published as: CN102657965A

Abstract

本发明公开了一种压紧式高精度纤维球高效过滤器，涉及含油污水处理技术。本发明由依次连接的上封头（2）、筒体（1）、下封头（3）和底座（4）组成。本发明过滤精度高；自动化程度高；投资成本及运行成本低；占地面积小；适用面广、通用性强。本发明不仅适用于油田含油污水处理技术领域，也适用于印染污水、造纸污水、电镀污水、医药污水、屠宰污水和皮革污水等多种工业污水处理技术领域。

Description

压紧式高精度纤维球高效过滤器

技术领域

本发明涉及含油污水处理技术，尤其涉及一种压紧式高精度纤维球高效过滤器。

背景技术

传统的油田含油污水处理技术模式已经运行半个多世纪了，存在居多问题：

1、沉降罐静态分离占地面积大；

2、污泥长久浸泡积压难以脱水处理；

3、常规过滤器过滤污水过滤精度不能达标。

过滤技术发展到今天，在过滤器行业中明显分成三大系列：

第一系列是初级过滤器，如：双滤料过滤器、核桃壳过滤器和砂滤器等；

第二系列是精细过滤器，如：滤芯过滤器、陶瓷过滤器和膜过滤器等；

第三系列是深度过滤器，如：纤维球过滤器和纤维束过滤器等。

这些过滤器各有各的优缺点：初级过滤器对来水的要求不高，但出水水质不高；精细过滤器出水水质很高，但对来水的水质的要求很高，因此精细过滤器就需要对其进行多级的保护。

经检索，时至今日，还没有一种过滤器能把这三大过滤器系列的优点有机地结为一体。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种压紧式高精度纤维球高效过滤器，成功地将上述三大系过滤器系列的优点有机地结为一体，实现了过滤领域的一次重大突破。

本发明的目的是这样实现的：

传统的油田污水处理药剂一是量大，二是很杂：有破乳剂、分散剂、絮凝剂、调节PH的酸、碱剂，还有除垢剂。其目的就是使油从水中分离出来，漂浮在水面，以便后续的去油罐除油。

一种新型的高效絮凝剂——硅藻土（粘土矿物）蓝藻絮凝剂(见本发明人的ZL200710168991.4，ZL201010028954.5，该高效絮凝剂已形成市场，湖北大学化工厂有售）的作用相反，是将原油吸附于体内，只用一种药剂（成分简单）。

高效絮凝剂还改变了传统的旧工艺，简单地说：沉降罐、除油罐、气浮装置、双滤料过滤器、核桃壳过滤器、常规纤维球过滤器已经完成历史赋予的使命，将在油田污水处理中退出历史舞台，这将是一个大的变革！

这种变革将使油田污水处理及污泥资源化处理技术走向科学、走向简单。

具体地说，本过滤器是一种压紧式高精度纤维球高效过滤器，由依次连接的上封头、筒体、下封头和底座组成。

本发明具有下列优点和积极效果：

1、过滤精度高

保证达到油田A1标准；

2、自动化程度高

设备的全部操作都进入程序化，无需人工操作；

3、投资成本及运行成本低

本发明运行的流量能达到50～1500m³/h，投资成本与运行成本比传统的污水处理低。

4、占地面积小

只需传统面积的10%；

5、适用面广、通用性强。

总之，本发明不仅适用于油田含油污水处理技术领域，也适用于印染污水、造纸污水、电镀污水、医药污水、屠宰污水和皮革污水等多种工业污水处理技术领域。

附图说明

图1是本过滤器的结构简图；

图2是圆锥形内胆的结构图；

图3是本过滤器的结构详图。

图中：

1—筒体，

1-1—上固定筛板，1-2—格栅筋板，1-3—圆锥形内胆，

1-4—人孔， 1-5—视镜， 1-6—纤维球；

2—上封头；

2-1—上封头大法兰， 2-2—滤后水出口法兰，2-3—密封座，

2-4—空气排空出口阀门，2-5—反冲洗出口法兰，2-6—搅拌减速机，

2-7—搅拌轴， 2-8—搅拌浆叶， 2-9—导向支承管，

2-10—压紧弹簧， 2-11—卷扬机， 2-12—钢丝绳，

2-13—钢丝绳滑轮座；

3—下封头；

3-1—下活动筛板， 3-2—下格栅筋板，

3-3—下压紧液压缸， 3-4—下封头支撑钢管，3-5—下法兰，

3-6—下封头支撑筋板，3-7—进气口法兰， 3-8—布气盘管，

3-9—污水、反洗水进口法兰 3-10—排污口法兰；

4—底座，

4-1—罐体支撑钢管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本过滤器详细说明：

一、本过滤器的结构

如图1、3，本过滤器是一种压紧式高精度纤维球高效过滤器，由依次连接的上封头2、筒体1、下封头3和底座4组成；

（1）在筒体1的上部设置有格栅筋板1-2，格栅筋板1-2内部固定有方形的上固定筛板1-1；圆锥形内胆1-3的上部与上固定筛板1-1固定连接，圆锥形内胆1-3下端与筒体1的内壁连接；在筒体1的中部设置有人孔1-4，在筒体1的下部设置有视镜1-5，在筒体1的内部装有纤维球1-6；

（2）筒体1的上端与上封头2用上封头大法兰2-1连接，在上封头2的左边设置有滤后出水口法兰2-2，在上封头2的中部设置有搅拌轴2-7的密封座2-3，在上封头2的右边设置有空气排空出口阀门2-4及反冲洗出口法兰2-5；搅拌轴2-7穿过密封座2-3其上端与搅拌减速机2-6的法兰连接，搅拌轴2-7的下部连接有搅拌桨叶2-8；在上封头2上设置有4根导向管2-9，在导向管2-9上部设置有预紧压缩弹簧2-10，搅拌减速机2-6整体在4根导向管2-9垂直上、下移动；搅拌减速机2-6、钢丝绳2-12、导向轮2-13和卷扬机2-11依次连接（导向轮2-13可改变牵引方向）；

（3）筒体1的下部与下封头3固定连接，在下封头3的中部固定有下封头支撑钢管3-4，下封头支撑钢管3-4的下端固定有下法兰3-5，下压紧液压缸3-3通过下法兰3-5与下封头3连接；

下压紧液压缸3-3的液压杆采用法兰与下格栅筋板3-2连接，下活动筛板3-1固定在下格栅筋板3-2中，下封头3的下端设置有下封头支撑筋板3-6与支承钢管3-4焊接固定，下封头3的下部右边设置有污水、反洗水进口法兰3-9，其左边设置有排污口法兰3-10，在下封头3的中部设置有布气盘管3-8，布气盘管3-8与进气口法兰3-7连接（压缩空气由此进入）；

（4）底座4通过4根罐体支撑钢管4-1支撑罐体。

上述的零部件除下述的外，均为通用件。

①圆锥形内胆1-3

圆锥形内胆1-3如图2所示。

本过滤器的工作原理是：

现有的精细过滤技术中多采用滤芯，尤其是采用微孔滤芯进行过滤。但现有技术中的滤芯，均存在不可反洗再生以及对进水要求很高的不足。

本过滤器利用下压紧液压缸3-3的活塞能提供静压的一个功能，对罐体内的纤维球1-6（滤料）进行有效地压缩，使纤维球1-6在空间随机形成三维微孔结构，维孔孔径沿滤液流向呈梯度分布，集表面、深层和精细过滤于一体，可截留不同粒径的杂质，过滤范围之大（0.1～1000μm）是其它任何过滤器无法比拟的。由于过滤与反洗是一对矛盾，过滤时需要压紧纤维球1-6，反洗时又需要蓬松纤维球1-6。过滤器60为了提高过滤精度，罐体内所装的纤维球1-6是传统过滤器的2～3倍。为了洗涤干净除了设有传统的搅拌以外，另增加了布气盘管3-8，起到气浮作用，实现气、水联合反洗。

深层过滤的最大特点应该具有一定深度的过滤梯度，过滤梯度取决于密度梯度。在正滤的条件下（由上至下过滤），人们按粗、细从上至下排列，上部最粗、松，下部最细、密，这样的排列人们把它称为理想的密度梯度。然而，只要一反洗，这种人为的排列就会立即被打破。

本过滤器解决了这一上述难题。

在筒体1内，在上固定筛板1-1的下边，设计了一个圆锥形内胆1-3——滤料模型内胆。该内胆为上小下大（过滤方向为反滤）。下压紧液压缸3-3的活塞推动下活动筛板3-1，运动方向由下至上压紧纤维球1-6至圆锥形内胆1-3内，活塞的顶力不变（定量），圆锥形内胆1-3的底面积由大变小，那么，沿圆锥形内胆1-3向上各处的压强就会由下向上递增，这样就形成了密度梯度。有了密度梯度，才能实现过滤梯度，这是深层过滤的特点。

深层过滤是利用过滤介质间隙进行过滤的过程。悬浮颗粒小于过滤介质的孔隙，因此颗粒可以进人较长而弯曲的孔隙而被截留。这一过程的特征是过滤作用产生于过滤介质层内部，同时每个孔隙具有从流经它的悬浮液中截留颗粒的可能性。

压紧液压缸3-3利用活塞提供静压的一个功能将滤料压紧到设计所需要的密度。压紧液压缸与下封头连接在罐体的下方，活塞杆通过法兰与下活动筛板3-1连接，设计顶力在50～1000T不等，视过滤精度而定。压紧液压缸3-3的运动行程在1000～2000mm范围内，视罐体大、小而定。圆锥形内胆1-3的锥度在5～30度区间，视过滤密度而定；过滤密度的调整视水质要求而定.本过滤器属精细过滤器，密度一般应保持在一定的范围内，即：150kg/m³→250kg/m³→350kg/m³梯度递增。

本圆锥形内胆1-3具有的密度梯度如下所示：

最下层为10目（1.7mm），由下向上，密度逐渐递增，例如分别为20目（0.85mm）、60目（0.25mm）、100目（0.15mm）、最上层为100000目（0.15um）。

各层分层收集各负其责，最下层收集1.7mm以上的大颗粒，中间收集0.15mm以上的颗粒，中间偏上层收集1.5um以上的小颗粒，最上层收集0.15um以上的微米颗粒。这样，本过滤器就解决了传统过滤器不能解决的过滤范围广同时过滤精度高的问题。

二、本过滤器的使用方法

1）滤前准备

启动下压紧液压缸3-3，液压杆推动下活动筛板3-1上升至上止点，在上固定筛板1-1与下活动筛板3-1之间的纤维球1-6被下压紧液压缸3-3强力压缩到过滤缸体内——圆锥型内胆1-3。

2）过滤步骤

污水先在沉降罐中和高效絮凝剂混合，经沉降，污泥带水部分首先打入污泥快速固液分离器快速分离，其余上清液部分在泵的作用下由过滤器罐体下部进入，当污水充满罐体后，应打开空气排空出口阀门2-4排出空气；空气排尽后，关闭空气排空出口阀门2-4并打开滤后水阀门，污水通过圆锥形内胆1-3的被压缩的纤维球1-6进行精细分离，滤后水由上部的滤后水出口流出。

3）打散步骤

本发明的纤维球1-6经由下活动筛板3-1向上运动的大力压紧，且经过24h过滤后，大量的悬浮物颗粒进入滤料内部致使滤料急剧膨胀形成滤饼。当压紧下液压缸3-3向下运行松开压紧后，当罐体内水被放至下活动筛板3-1以下后，打散装置开始工作。打散装置是利用搅拌桨叶2-8（4块桨叶组成），在卷扬机的作用下预先提升到紧贴上固定筛板1-1，当需要打散时，卷扬机2-11松开在压紧弹簧2-10的作用下，搅拌机构在重力的作用下将滤料滤饼从椎体形内胆1-3中推出突然坠地，达到滤料滤饼打散的目的。

4）洗涤步骤

过滤进行24h后（一个周期）需要进行洗涤，此时应将下压紧液压缸3-3压紧松开，将下活动筛板3-1向下运行至下止点，打开排水阀将罐体内水放至下活动筛板3-1平面以下，打散装置开始工作，由上至下伸出，将纤维球1-6推出圆锥形内胆1-3外，在重力的作用下将纤维球1-6打散，纤维球1-6打散后，开启罐体下部反冲洗进水阀门将清水打入罐体，开启搅拌，同时开启进气阀门，在气、水的作用下经30min洗涤，纤维球1-6就可重新再用（反复使用）。

Claims

1.一种压紧式高精度纤维球高效过滤器，其特征在于：

由依次连接的上封头（2）、筒体（1）、下封头（3）和底座（4）组成；

在筒体（1）的上部设置有格栅筋板（1-2），格栅筋板（1-2）内部固定有方形的上固定筛板（1-1）；圆锥形内胆（1-3）的上部与上固定筛板（1-1）固定连接，圆锥形内胆（1-3）下端与筒体（1）的内壁连接；在筒体（1）的中部设置有人孔（1-4），在筒体（1）的下部设置有视镜（1-5），在筒体（1）的内部装有纤维球（1-6）；

筒体（1）的上端与上封头（2）用上封头大法兰（2-1）连接，或直接焊接，在上封头（2）的左边设置有滤后出水口法兰（2-2），在上封头（2）的中部设置有搅拌轴（2-7）的密封座（2-3），在上封头（2）的右边设置有空气排空出口阀门（2-4）及反冲洗出口法兰（2-5）；搅拌轴（2-7）穿过密封座（2-3），其上端与搅拌减速机（2-6）的法兰连接，搅拌轴（2-7）的下部连接有搅拌桨叶（2-8）；在上封头（2）上设置有4根导向管（2-9），在导向管（2-9）上部设置有预紧压缩弹簧（2-10），搅拌减速机（2-6）整体在4根导向管（2-9）垂直上、下移动；搅拌减速机（2-6）、钢丝绳（2-12）、导向轮（2-13）和卷扬机（2-11）依次连接，导向轮（2-13）可改变牵引方向；

筒体（1）的下部与下封头（3）固定连接，在下封头（3）的中部固定有下封头支撑钢管（3-4），下封头支撑钢管（3-4）的下端固定有下法兰（3-5），下压紧液压缸（3-3）通过下法兰（3-5）与下封头（3）连接；

下压紧液压缸（3-3）的液压杆采用法兰与下格栅筋板（3-2）连接，下活动筛板（3-1）固定在下格栅筋板（3-2）中，下封头（3）的下端设置有下封头支撑筋板（3-6）与支承钢管（3-4）焊接固定，下封头（3）的下部右边设置有污水、反洗水进口法兰（3-9），其左边设置有排污口法兰（3-10），在下封头（3）的中部设置有布气盘管（3-8），布气盘管（3-8）与进气口法兰（3-7）连接，压缩空气由此进入；

底座（4）通过4根罐体支撑钢管（4-1）支撑罐体；

所述的圆锥形内胆（1-3）为上小下大，过滤方向为反滤，下压紧液压缸（3-3）的活塞推动下活动筛板（3-1），运动方向由下至上压紧纤维球（1-6）至圆锥形内胆（1-3）内，活塞的顶力不变，圆锥形内胆（1-3）的底面积由大变小，沿圆锥形内胆（1-3）向上各处的压强就会由下向上递增，这样就形成了密度梯度；圆锥形内胆（1-3）具有的密度梯度为最下层为10目，由下向上，密度逐渐递增，分别为20目、60目和100目，最上层为100000目。