CN103349859B - 一种分离碳酸钙溶液的陶瓷过滤器装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分离碳酸钙溶液的陶瓷过滤器装置及工艺。陶瓷过滤器装置主要包括：进水箱、陶瓷过滤器、清洗水箱、酸箱、浆液箱、进水泵、清洗水泵和阀。过滤时间为20~40min，清洗包括气水反洗和酸洗。陶瓷过滤器是由壳体，支撑板，陶瓷膜或陶瓷滤芯组成。采用含有一定钙离子浓度的海水、污水、废水为原料，加入可溶性碳酸盐后形成碳酸钙沉淀，采用陶瓷过滤器分离回收碳酸钙净化水，效率高、设备易清洗、产水量大，可以根据颗粒粒径大小选择过滤元件的过滤孔径。且可采用该过滤器对碳酸钙溶液进行洗涤，以保证碳酸钙产品质量。本发明采用陶瓷过滤器分离水溶液中碳酸钙，不仅可以有效保证产水水质，且可回收碳酸钙产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种分离碳酸钙溶液的陶瓷过滤器装置及工艺。陶瓷过滤器装置是由壳体（聚乙烯、聚丙烯、玻璃钢等高分子材料或碳钢内衬工程塑料），支撑板，陶瓷膜或陶瓷滤芯组成。目的在于对含有小颗粒碳酸钙溶液，采用陶瓷过滤器装置进行连续稳定固液分离，保证过滤后溶液的水质，回收碳酸钙。
背景技术
在水处理（含海水预处理）过程中，常常会因为水中含有较高浓度的钙离子导致设备、管道等结垢，加入沉淀剂碳酸钠会形成碳酸钙很好地去除钙离子，但由于碳酸钙的极易附着使得分离较为困难，尤其不能采用有机膜进行分离，碳酸钙附着在有机膜表面，导致膜很脆，极易断丝，或堵塞膜孔。
目前国内外陶瓷过滤器的专利很多，如：CN 102641615 A一种错流式陶瓷膜过滤器试验装置、CN200820053070陶瓷膜过滤器、CN99200491.8多孔陶瓷过滤器和CN 200420150222.3一种新型多孔陶瓷过滤器，其中的过滤器的结构形式、过滤元件及工艺不同，用途不同。
发明内容
本发明的目的是提供一种分离碳酸钙溶液的陶瓷过滤器装置及工艺。采用化学法合成碳酸钙或处理中含有一定浓度钙离子的海水、浓盐水、污水、废水，加入可溶性碳酸盐后形成碳酸钙沉淀，采用陶瓷过滤器分离回收碳酸钙净化水，效率高、设备易清洗、产水量大，可以根据颗粒粒径大小选择过滤元件的过滤孔径。且可采用该过滤器对碳酸钙溶液进行洗涤，以保证碳酸钙产品质量。本发明采用陶瓷过滤器分离水溶液中的碳酸钙，不仅可以有效保证产水水质，且可回收碳酸钙产品。
本发明提供的一种分离碳酸钙溶液的陶瓷过滤器装置主要包括：进水箱、陶瓷过滤器、清洗水箱、酸箱、浆液箱、进水泵、清洗水泵和阀，阀包括产水阀、清洗水阀 、回流阀、浆液阀、反洗阀、排气阀、进气阀、洗水阀、酸洗阀和排放阀。
进水箱的底部用管线经进水泵与陶瓷过滤器中部连接，陶瓷过滤器底部有浆液阀、回流阀和排放阀，三个阀门可以进行切换，陶瓷过滤器的浓液部分经回流阀回到进水箱，部分经浆液阀进入浆液箱，陶瓷过滤器上封头有进气阀供清洗时用，筒体上部有排气阀，清洗时打开进气阀的同时，开排气阀，陶瓷过滤器上封头有产水阀和反洗阀，产水时首先打开清洗水阀将清洗水箱打满供清洗时使用，关闭清洗水阀再打开产水阀进行产水，过滤结束后，打开反洗阀、洗水阀、排放阀，启动清洗水泵，将清洗水箱的水打入陶瓷过滤器中进行清洗，清洗结束后，打开酸洗阀再将酸箱内稀酸打入陶瓷过滤器中进行酸洗。
陶瓷过滤器包括壳体、支撑板、陶瓷膜或陶瓷滤芯，陶瓷滤芯为死端过滤滤芯，过滤器由中间进水口，顶端产水口和底端回流口；该过滤器壳体是由工程塑料（如聚乙烯、聚丙烯、玻璃钢等高分子材料）或碳钢内衬工程塑料制成。
所述的陶瓷膜或陶瓷滤芯的排列是三角形、菱形或其它排列，排列整齐均匀；所述的陶瓷膜或陶瓷滤芯为死端过滤，膜元件上端为法兰式，采用压盖直接固定在花板上；所述的过滤器装置壳体上端设置排气阀，便于气水擦洗排气；所述的过滤器的大小依据产水量进行设计，单根膜-72支膜。所述的陶瓷膜操作压力为0.1~0.5MPa，膜面流速0.15~4m/s，过滤时间20~40min，清洗由酸洗和水洗组成。
本发明提供的陶瓷过滤器装置用于分离碳酸钙溶液的工艺包括下述步骤：
1）过滤：采用含有碳酸钙溶液的海水、浓盐水、污水、废水为原料，首先进入进水箱1，打开清洗水阀、排放阀，采用进水泵将原料水溶液打入陶瓷过滤器，经陶瓷过滤器过滤后，透过液为净化水，浓缩液为高浓度碳酸钙溶液，部分回流，部分打入浆液箱供继续处理。
2）过滤器的洗涤：过滤进行30~40min时，停车进行清洗。打开浆液阀将过滤器中液体放净，关闭浆液阀；打开洗水阀、反洗阀、排气阀，启动清洗泵，至排气阀有水流出，停清洗泵，打开进气阀、排放阀，通入压缩空气对过滤器进行气水擦洗，5~10s关进气阀，将过滤器内水放净关闭排放阀、洗水阀；打开酸洗阀，启动清洗泵，至排气阀有酸流出，停清洗泵，打开进气阀、排放阀，通入压缩空气对过滤器进行气酸擦洗，5~10s关阀进气，将过滤器内酸放净关闭排放阀、酸洗阀；打开洗水阀、反洗阀，启动清洗泵，至排气阀有水流出，停清洗泵，打开进气阀、排放阀，通入压缩空气对过滤器进行气水擦洗，5~10s关进气阀，将过滤器内水放净关闭排放阀、洗水阀、反洗阀、排气阀，进入过滤状态。
本发明提供的一种分离碳酸钙溶液的陶瓷过滤器装置及工艺包括过滤和清洗。过滤时间为20~40min，清洗包括气水反洗和酸洗。本发明用于分离回收碳酸钙净化水，效率高、设备易清洗、产水量大，可以根据颗粒粒径大小选择过滤元件的过滤孔径。且可采用该过滤器对碳酸钙溶液进行洗涤，以保证碳酸钙产品质量。本发明采用陶瓷过滤器分离水溶液中碳酸钙，不仅可以有效保证产水水质，且可回收碳酸钙产品。
附图说明
图1陶瓷膜过滤碳酸钙工艺流程图。
图2陶瓷过滤器结构示意图。
具体实施方式
本发明结合附图详细描述如下：
如图1所示，1-进水箱，2-陶瓷过滤器，3-清洗水箱，4-酸箱，5-浆液箱，6-进水泵，7-清洗水泵，8-产水阀，9-清洗水阀，10-回流阀，11-浆液阀，12-反洗阀，13-排气阀，14-进气阀，15-洗水阀，16-酸洗阀，17-排放阀，以及管线。
进水箱1的底部用管线经进水泵与陶瓷过滤器2中部连接，进水箱1的顶部经回流阀10连接陶瓷过滤器2底部和浆液阀11之间，并与排放阀17相通，浆液箱5经浆液阀连接陶瓷过滤器2底部，陶瓷过滤器2顶部和上部分别设进气阀14和排气阀13，陶瓷过滤器2顶部经反洗阀12、清洗水泵7、洗水阀15连接清洗水箱3，酸箱4经酸洗阀16连接于清洗水泵7和洗水阀15之间，清洗水箱3经清洗水阀9连接到陶瓷过滤器2顶部和产水阀8之间。
如图2所示，陶瓷过滤器包括封头18、固定花板19、壳体20、陶瓷膜或陶瓷滤芯21（陶瓷滤芯为死端过滤滤芯）、进水口22，产水口23、底端回流口24、进气口25、排气口26、排水口27、反洗水口28、压力表29。
该过滤器壳体是由工程塑料（如聚乙烯、聚丙烯、玻璃钢等高分子材料）或碳钢内衬工程塑料制成。壳体20中部有进水口22，底端有排水口27，排水口27与壳体20底部之间设底端回流口24，固定花板19是将处理水进行分离的关键部件，带法兰的滤芯21穿过固定花板19，通过密封圈、压板用螺栓将滤芯固定在固定花板19上；封头18顶部有进气口25和压力表29，封头18顶端设产水口23，产水口23下方有反洗水口28；固定花板19下方有排气口26；滤芯产水通过封头18汇集由产水口23输出，滤芯节流的浓缩液部分经回流口24回流继续浓缩，部分经排水口27排出回收碳酸钙。所述的陶瓷膜或陶瓷滤芯的排列是三角形、菱形或其它排列，排列整齐均匀；所述的陶瓷膜或陶瓷滤芯为死端过滤，膜元件上端为法兰式，及采用压盖直接固定在花板上。
实施例 1 海水进水箱1内是碳酸钙浓度为0.95‰的海水，陶瓷膜膜孔径为0.5mm，膜面流速0.18m/s。
海水进料量为3m3/h，采用进水泵6将原料海水1打入陶瓷过滤器2，经陶瓷过滤器过滤后，透过液为净化水8，浓缩液为高浓度碳酸钙溶液，部分回流10，部分打入浆液箱5供继续处理，40min后系统进入清洗状态。系统产水浊度为0.2~0.5NTU 。
打开阀11将过滤器中液体放净，关闭浆液阀11；打开洗水阀15、反洗阀12、排气阀13，启动清洗泵7，至排气阀13有水流出，停清洗泵7，打开进气阀14、排放阀17，通入压缩空气对过滤器进行气水擦洗，5~10s关进气阀14，将过滤器内水放净关闭排放阀17、洗水阀15；打开酸洗阀16，启动清洗泵7，至排气阀13有酸流出，停清洗泵7，打开进气阀14、排放阀17，通入压缩空气对过滤器进行气酸擦洗，气体流量500L/s，压力0.6MPa，5~10s关进气阀14，将过滤器内酸放净关闭排放阀17、酸洗阀16；打开洗水阀15、反洗阀12，启动清洗泵7，至排气阀13有水流出，停清洗泵7，打开进气阀14、排放阀17，通入压缩空气对过滤器进行气水擦洗，5~10s关进气阀14，将过滤器内水放净关闭排放阀17、洗水阀15、反洗阀12、排气阀13，系统进入过滤状态。
实施例 2
装入进水箱1内是碳酸钙浓度为1.5‰ TDS（(Total dissolved solids，简称TDS)）为45000mg/L的淡化后浓盐水，陶瓷膜膜孔径为1mm,，膜面流速0.17m/s。
TDS为42000mg/L的浓盐水进料量为9m3/h，采用进水泵6将原料海水1打入陶瓷过滤器2，经陶瓷过滤器过滤后，透过液为净化水8，浓缩液为高浓度碳酸钙溶液，部分回流10，部分打入浆液箱5供继续处理，30min后系统进入清洗状态。系统产水浊度为1~3NTU 。
打开浆液阀11将过滤器中液体放净，关闭浆液阀11；打开洗水阀15、反洗阀12、排气阀13，启动清洗泵7，至排气阀13有水流出，停清洗泵7，打开阀14、排放阀17，通入压缩空气对过滤器进行气水擦洗，5~10s关进气阀14，将过滤器内水放净关闭阀17、洗水阀15；打开酸洗阀16，启动清洗泵7，至排气阀13有酸流出，停清洗泵7，打开进气阀14、排放阀17，通入压缩空气对过滤器进行气酸擦洗，气体流量500L/s，压力0.6MPa，5~10s关进气阀14，将过滤器内酸放净关闭排放阀17、酸洗阀16；打开洗水阀15、反洗阀12，启动清洗泵7，至排气阀13有水流出，停清洗泵7，打开进气阀14、排放阀17，通入压缩空气对过滤器进行气水擦洗，5~10s关进气阀14，将过滤器内水放净关闭阀17、洗水阀15、反洗阀12、排气阀13，系统进入过滤状态。
所用原料为含有一定碳酸钙浓度的海水、浓盐水、污水、废水；陶瓷过滤器装置进水管管口向下，一面冲击滤芯或膜；过滤器装置壳体上端设置排气阀，便于气水擦洗排气；过滤器的大小依据产水量进行设计，小至单根膜，大至72支膜；陶瓷膜操作压力为0.1~0.5MPa，膜面流速0.15~4m/s，过滤时间20~40min，清洗一定是水洗加酸洗。
Claims (7)
1.一种分离碳酸钙溶液的工艺，使用的陶瓷过滤器装置主要包括：进水箱、陶瓷过滤器、清洗水箱、酸箱、浆液箱、进水泵、清洗水泵和阀，阀包括产水阀、清洗水阀、回流阀、浆液阀、反洗阀、排气阀、进气阀、洗水阀、酸洗阀和排放阀；
进水箱的底部用管线经进水泵与陶瓷过滤器中部连接，进水箱的顶部经回流阀连接陶瓷过滤器底部和浆液阀之间，并与排放阀相通，浆液箱经浆液阀连接陶瓷过滤器底部，陶瓷过滤器顶部和上部分别设进气阀和排气阀，陶瓷过滤器顶部经反洗阀、清洗水泵、洗水阀连接清洗水箱，酸箱经酸洗阀连接于清洗水泵和洗水阀之间，清洗水箱经清洗水阀连接到陶瓷过滤器顶部和产水阀之间；其特征在于经过下述步骤：
1）过滤：采用含有碳酸钙溶液的海水、浓盐水、污水、废水为原料，首先进入进水箱，打开清洗水阀、排放阀，采用进水泵将原料水溶液打入陶瓷过滤器，经陶瓷过滤器过滤后，透过液为净化水，浓缩液为高浓度碳酸钙溶液，部分回流，部分打入浆液箱供继续处理；
2）过滤器的洗涤：过滤进行30~40min时，停车进行清洗，打开浆液阀将过滤器中液体放净，关闭浆液阀；打开洗水阀、反洗阀、排气阀，启动清洗泵，至排气阀有水流出，停清洗泵，打开进气阀、排放阀，通入压缩空气对过滤器进行气水擦洗，5~10s关进气阀，将过滤器内水放净关闭排放阀、洗水阀；打开酸洗阀，启动清洗泵，至排气阀有酸流出，停清洗泵，打开进气阀、排放阀，通入压缩空气对过滤器进行气酸擦洗，5~10s关进气阀，将过滤器内酸放净关闭排放阀、酸洗阀；打开洗水阀、反洗阀，启动清洗泵，至排气阀有水流出，停清洗泵，打开进气阀、排放阀，通入压缩空气对过滤器进行气水擦洗，5~10s关进气阀，将过滤器内水放净关闭排放阀、洗水阀、反洗阀、排气阀，进入过滤状态。
2.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的陶瓷膜操作压力为0.1~0.5MPa，膜面流速0.15~4m/s，过滤时间20~40min，清洗由酸洗和水洗组成。
3.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的陶瓷过滤器包括封头、固定花板、壳体、陶瓷膜或陶瓷滤芯、进水口，产水口、底端回流口、进气口、排气口、排水口、反洗水口、压力表；
壳体中部有产水口，底端有排水口，排水口与壳体底部之间设底端回流口；带法兰的滤芯穿过固定花板并通过密封圈、压板用螺栓将滤芯固定在固定花板上；封头顶部有进气口和压力表，封头顶端设产水口，产水口下方有反洗水口；固定花板下方有排气口；滤芯产水通过封头汇集由产水口输出，滤芯节流的浓缩液部分经回流口回流继续浓缩，部分经排水口排出回收碳酸钙。
4.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的陶瓷膜或陶瓷滤芯的排列是三角形、菱形均匀排列。
5.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的陶瓷膜或陶瓷滤芯为死端过滤，膜元件上端为法兰式。
6.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的过滤器壳体是由工程塑料或碳钢内衬工程塑料制成。
7.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的过滤器的大小依据产水量进行设计，单根膜-72支膜。
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