CN103224302B

CN103224302B - 碟片式膜柱水处理方法及装置

Info

Publication number: CN103224302B
Application number: CN201310120486.8A
Authority: CN
Inventors: 朱士圣; 吴鹏; 刘政艳
Original assignee: NANJING GUONENG ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: Nanjing State Environmental Protection Co., Ltd.
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2033-04-09
Also published as: CN103224302A

Abstract

碟片式膜柱水处理方法，对高浓度污水立即进行处理，即可达到需要的排放标准，根据处理水质及排放标准选择串联、并联、一级或二级处理形式。碟片式膜柱水处理与其他工艺组合使用，并作为最终排放前的处理工序，确保高浓度污水处理后可靠达标。碟片式膜柱水处理装置可串联、并联交替使用，操作方式灵活。装置可根据需要设计为可串联、可并联运行的模式，实现串联时处理水量少、处理水质标准高、并联时处理水量大、排放标准低的运行方式，满足不同处理水量、水质需求。

Description

碟片式膜柱水处理方法及装置

技术领域

本发明碟片式膜柱水处理方法及装置涉及一种污水、废水处理方法及装置，属于环境保护治理技术领域，尤其涉及一种高浓度污水的处理方法及装置。

背景技术

随着工业迅速发展、人民生活水平不断提高，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。由于废水的成分更复杂，有些还有毒性，废水处理更困难也更重要。

几种典型的高浓度有机废水，如焦化废水、制药废水、纺织/印染废水、石油/化工废水、垃圾渗滤液等，其主要生产工段的出水COD浓度一般均在3000～5000mg/L以上,有的工段出水甚至超过10000mg/L，即使是各工段的混合水，一般也均在2000mg/L以上。

高浓度难降解废水难处理的原因，本质上是由其特性决定的，除了在处理时的外部环境条件(如温度、pH值等)没有达到生物处理的最佳条件外，还有两个重要的原因，一是由于化合物本身的化学组成和结构，在微生物群落中，没有针对要处理的化合物的酶，使其具有抗降解性；二是在废水中含有对微生物有毒或者能抑制微生物生长的物质(有机物或无机物)，从而使得有机物不能快速的降解。

目前，处理这类废水，多采用生物处理，且以好氧法或好氧法的改进型(如A/O工艺等)为主，有的也采用厌氧生物处理。从这些工艺在国内外的实际运用情况看，主要存在工艺流程长、外加物(如外加碳源物、调节pH药剂等)量大且费用高等问题，从而导致整体上单位水量造价和单位水量成本均较高。

发明内容

本发明目的是，提供一种操作简便、使用寿命长、组件易于维护、建设及运行费用低、处理效果好、便于推广使用的废水处理方法，尤其是碟片式膜柱水处理方法，本发明尤其是提供一种高浓度污水碟片式膜柱处理装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：碟片式膜柱水处理方法，对高浓度污水进行处理，不需要任何形式的预处理，即可达到需要的排放标准，根据处理水质及排放标准选择串联、并联、一级或二级处理形式。碟片式膜柱水处理与其他工艺组合使用，作为最终排放前的处理工序，确保高浓度污水处理后可靠达标。

本发明尤其是用于焦化废水、制药废水、纺织/印染废水、石油/化工废水、垃圾渗滤液或废水的生化后道的处理，COD浓度均在2000～10000mg/L的废水。COD浓度在2500～6000mg/L的废水，生化后道废水浓度范围立即进行处理并排放。

根据处理水质及排放标准选择一级或二级处理形式。碟管式膜柱水处理装置也可与其他工艺组合使用，作为最终排放前的处理工序，尤其是作为生化后道的处理并排放，确保高浓度污水处理后可靠达标。

进一步的，处理时废水先经简易过滤除去粒径大于10μm的颗粒，然后进入原液储罐；并将原液储罐内液体PH值调节到6～6.5；当原液储罐中的液位达到设定高度时，第一级碟片式膜柱水处理装置系统启动，由高压柱塞泵将原液储罐内原液泵入碟片式膜柱水处理装置系统。第一级碟片式膜柱水处理装置系统产出的净水直接进入第二级碟片式膜柱水处理装置系统，产生的浓缩液在膜组件内循环，达到设定的回收率后排放到浓缩液储存池。经过第二级碟片式膜柱水处理装置系统后，产出的净水再经消毒装置处理后排放或回用；由于第二级碟片式膜柱水处理装置产生的浓缩液中污染物质浓度不高，浓缩液中排到第一级碟片式膜柱水处理装置再进行一次处理，以提高系统的水回收率。

碟片式膜柱水处理装置，其特征在于：主要由中空过滤膜片、支撑板、支撑碟片、中间布水装置、外壳、两端法兰、各种密封件及联接螺栓等部件组成，把中空过滤膜片和支撑碟片叠放在一起，用中间布水装置和端盖法兰进行固定，然后置入耐压外壳中，两端用金属端板密封。

碟片式膜柱水处理装置的中空过滤膜片由两张同心环状过滤膜组成，膜中间设一层不锈钢过水支撑板，支撑板表面有一定方式排列的凸点，使处理水在高压下被迫形成湍流，增加透过速率和自清洗功能。这三层环状材料组成膜片组件，外环焊接，内环与中间布水装置固定，为原液流通口。

支撑碟片将膜片组件夹在中间，但不与膜片组件直接接触，支撑碟片两侧的凹槽内设置O型橡胶垫圈，起到支撑膜片组件、隔离污水和净水的作用。

本发明的有益效果是：碟片式膜柱水处理方法可以不需要任何形式的预处理，直接处理污、废水，即可达到需要的排放标准。系统操作方式灵活，可根据处理水质、水量要求的排放标准选择串联、并联处理形式，处理后的净水可达到国家GB16889-1997中的一级排放标准或中水回用标准。同时由于不依赖于生物处理，碟片式膜柱水处理装置具有良好的稳定性、安全性和适应性。

碟片式膜柱水处理方法也可与其他工艺组合使用，作为最终排放前的处理工序，无论预处理环结是否高效、稳定，都可以稳定的达标出水。

表1不同行业水样经碟片式膜柱水处理装置处理后水质情况

水样	COD（mg/L）	BOD（mg/L）	SS（mg/L）	氨氮（mg/L）
					印染废水	95	56	68	15
化工废水	96	57	67	15
					垃圾渗滤液	96	57	68	15

注：设计标准《城市生活垃圾污染控制标准》（GB16889-1997）一级，进水COD>2500mg/L（-6000mg/L），BOD>700mg/L，SS>300mg/L，氨氮>1000mg/L.

碟片式膜柱水处理方法可节约用地、节省工程投资。碟片式膜柱水处理装置对进水水质的适应性强，对调节池容积的要求很低，区别于其它传统生化处理工艺，一般情况下不需由调节池进行水质调节，因此不必设计建造较大容积的调节池，处理工艺中不含生化处理过程，因此又可节省大量生化处理系统所需的占地面积，同时使整个处理工程的土建投资费用大幅降低。

膜柱结垢少，膜污染轻，膜寿命长。膜柱的特殊结构及水力学设计使膜组易于清洗，避免了结垢和其他膜污染，从而延长了膜片寿命。膜表面可产生很高的切向流速，同时支撑板表面有一定方式排列的凸点，使流体在膜组件内连续转向，防止了由于平滑流动而引起的流体浓度极化，开敞式膜片通道，即使污水的SDI高达20，系统仍可正常工作，无需复杂的预处理，同时膜的使用寿命可长达3年以上。

碟片式膜柱水处理装置为组合式结构，膜组件、支撑碟片、O型橡胶圈等构件都可单独拆卸更换、清洗，当中空过滤膜片需更换时可进行单个更换，对于过滤性能好的膜片仍可继续使用，这最大程序减少了换膜成本。

碟片式膜柱水处理装置可串联、并联交替使用，操作方式灵活。装置可根据需要设计为可串联、可并联运行的模式，实现串联时处理水量少、处理水质标准高、并联时处理水量大、排放标准低的运行方式，满足不同处理水量、水质需求。

另外，碟片式膜柱水处理装置可移动使用。装置根据工程需要可制作为集装箱式设计、车载式设备以及室内安装形式的设备，方便不同的使用需求。

附图说明

图1为本发明碟片式膜柱水处理方法串联流程图。

图2为本发明碟片式膜柱水处理方法并联加串联流程图。

图3为本发明碟片式膜柱水处理装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

系统运行时，将污水由调节池泵入简易过滤器，除去粒径大于10μm的颗粒，然后进入原液储罐。

在原液进入储罐的过程中，酸、碱添加系统启动，将储罐内液体PH值调节到6～6.5。当原液储罐中的液位达到设定高度时，第一级碟片式膜柱水处理装置系统启动，由高压柱塞泵将原液泵入碟片式膜柱水处理装置系统。第一级装置系统产出的净水直接进入第二级碟片式膜柱水处理装置系统，产生的浓缩液在膜组件内循环，达到设定的回收率后排放到浓缩液储存池。经过第二级碟片式膜柱水处理装置系统后，产出的净水再经消毒装置处理后排放或回用。由于这里产生的浓缩液中污染物质浓度不高，可以排到第一级碟片式膜柱水处理装置再进行一次处理，以提高系统的水回收率。

碟片式膜柱水处理装置中，中间布水装置1、O形橡胶环2、支撑碟片3、支撑板4、膜片5。进水通过中间布水装置使进水均匀，经中空过滤膜片过滤后通过支撑碟片进入支撑碟片与外壳之间的间隙，被处理的液体以最短的距离快速流经过滤膜，膜表面可产生很高的切向流速，同时支撑板表面有一定方式排列的凸点，使流体在膜组件内连续转向，再流入到下一个过滤膜片，从而在过滤膜组件内部形成由支撑板到过滤膜片，再到支撑板，再到过滤膜片的切向流过滤，浓缩液最后从进料端法兰处流出。被处理污水流经过滤膜的同时，透过液通过支撑碟片与外壳间隙不断排出。浓缩液与透过液通过安装于支撑碟片上的O型密封圈隔离。

当碟片式膜柱水处理装置运行一段时间后，膜组的清洗由系统根据压差自动执行，只需要在两个清洗剂储罐中分别置入酸性清洗剂和碱性清洗剂即可。由于碟片式膜柱水处理装置系统采用的管道、零备件大多是标准件，安装、维修比较方便。同时，系统内的膜片可以单独抽换。该系统所有操作均可由计算机控制，具有自动检测和显示系统，自动化程度高，操作方便。

另外，碟片式膜柱水处理方法可根据处理水质、水量要求的排放标准选择串联、并联处理形式，可根据需要达到的处理水质要求增加一级、二级或高压碟片式膜柱水处理装置。即随着处理规模的增减而增减碟片式膜柱水处理装置数量，随着水质要求的提高而增加第二级或第三级碟片式膜柱水处理装置系统。

本发明所述碟片式膜柱水处理方法及装置是一种适用于污水、废水处理，尤其适用于高浓度污水的处理方法及装置。碟片式膜柱水处理装置主要由中空过滤膜片、支撑碟片、中间布水装置、外壳、两端法兰、各种密封件及联接螺栓等部件组成，把过滤膜片和支撑碟片叠放在一起，用中间布水装置和端盖法兰进行固定，然后置入耐压外壳中，就形成一个碟片式膜柱水处理装置。采用碟片式膜柱水处理装置对高浓度污水进行处理，不需要任何形式的预处理，即可达到需要的排放标准，可根据处理水质及排放标准选择串联、并联处理形式。碟片式膜柱水处理装置也可与其他工艺组合使用，作为最终排放前的处理工序，确保高浓度污水处理后可靠达标。碟片式膜柱水处理装置具有避免物理堵塞、结垢和污染程度低、膜使用寿命长、组件易于维护、膜片更换费用低、处理效果好等优点，便于推广使用。

以上实施例并没有限定本发明，而以权利要求书的的内容及等效方案构成本发明要求的内容。

Claims

1.碟片式膜柱水处理方法，其特征在于：碟片式膜柱水处理作为最终排放前的处理工序，用于焦化废水、制药废水、纺织/印染废水、石油/化工废水、垃圾渗滤液或废水，COD浓度均在2000～10000mg/L的废水，确保高浓度污水处理后达标；用于生化后续废水的COD浓度在2500～6000mg/L;废水先经简易过滤除去粒径大于10μm的颗粒，然后进入原液储罐；并将原液储罐内液体PH值调节到6～6.5；当原液储罐中的液位达到设定高度时，第一级碟片式膜柱水处理装置系统启动，由高压柱塞泵将原液储罐内原液泵入碟片式膜柱水处理装置系统；第一级碟片式膜柱水处理装置系统产出的净水直接进入第二级碟片式膜柱水处理装置系统，产生的浓缩液在膜组件内循环，达到设定的回收率后排放到浓缩液储存池。

2.根据权利要求1所述的碟片式膜柱水处理方法，其特征在于：第二级碟片式膜柱水处理装置产生的浓缩液中污染物质浓度不高时，此浓缩液中排到第一级碟片式膜柱水处理装置再进行一次处理，以提高系统的水回收率。

3.碟片式膜柱水处理装置，其特征在于：包括中空过滤膜片、支撑板、支撑碟片、中间布水装置、外壳、两端法兰、各种密封件及联接螺栓，把中空过滤膜片和支撑碟片叠放在一起，用中间布水装置和端盖法兰进行固定，然后置入耐压外壳中，两端用金属端板密封，其中浓缩液出口端与原液进水端在不同侧；中空过滤膜片由两张同心环状过滤膜组成，膜中间设一层不锈钢过水支撑板，支撑板表面有一定方式排列的凸点，使处理水在高压下被迫形成湍流，增加透过速率和自清洗功能；这三层环状材料组成膜片组件，外环焊接，内环与中间布水装置固定，为原液流通口；支撑碟片将膜片组件夹在中间，但不与膜片组件直接接触，支撑碟片两侧的凹槽内设置O型橡胶垫圈，起到支撑膜片组件、隔离污水和净水的作用。

4.根据权利要求3所述碟片式膜柱水处理装置，其特征在于：膜片规格尺寸为直径200毫米、250毫米和300毫米，长度分别为1000毫米、1300毫米、1500毫米三种，膜片通道之间宽度为2mm。