CN103566764A - 一种道路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种道路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置及方法，包括滤清器、污水箱、污水泵、清水箱以及空气压缩机，该滤清器为以烧结微滤膜管为过滤介质的过滤器。该方法主要包括如下步骤：初始过滤阶段、稳定过滤阶段、过滤终止和反吹洗阶段、清扫作业后收工彻底清洗等等。本发明由于采用的过滤介质为管式高分子烧结微滤膜，其具有抗拉强度大，密度低，孔隙率高且均匀的特点，无需预过滤即可处理高浓度污水、且过滤介质适应性强。

Description

一种道路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置及方法

技术领域

本发明涉及污水净化处理的技术领域，特别涉及一种道路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置及方法。

背景技术

道路清洗扫路车是利用高压柱塞式水泵产生较高压力的水通过高压喷嘴清洗地面，然后又将污水回收的一种路面清洁的机械，其清洁效率高、清洁效果好，该产品从刚开始推向市场，就一直受到各城市环卫用户的欢迎，每年的销售量以30%以上的速度递增。

但道路清洗扫路车运行成本高，特别是加一次水作业时间短、用水量大、污水回收量大等缺点严重影响道路清洗扫路车的进一步推广使用，目前局限于对清洁程度要求高的城市主干道的清洁作业。

道路清洗扫路车生产企业一直在寻找一种回收污水循环再生利用的方法，以达到延长加水间隔时间、减小返场加水时间、提高车辆利用率、降低用户的运行成本的目的，以扩展道路清洗扫路车的使用范围。

授权公告号为CN 201704664的中国专利公开了“污水循环利用式道路清扫车”，其采用离心分离法实现回收污水的固液分离，但离心分离法的过滤精度很难达到10微米以下，虽然基本上可以满足清洗扫路车高压柱塞式水泵的进水精度要求，但由于离心分离后的出水浑浊度很高，浑浊水喷射到地面时造成了二次污染，使清洁效果极不理想。

申请公布号为 CN 102311159 A的中国专利公开了“过滤组件、过滤装置和车辆”，其采用过滤精度为0.01-0.03微米超滤膜片过滤回收污水，虽然水质清澈，但存在以下致命缺限：1）超滤膜自然脱水干燥将导致膜孔的崩塌，从而严重影响膜的透过性和机械强度，因此非工作状态时该超滤膜必须浸入保护液中进行密封保存，从而极大的增加了非工作状态的保养工作量；2）由于回收污水沉淀时间短，因此污水浓度大，浑浊度高，为了防止超滤膜表面产生滤饼，采用曝气的方法防止污水颗粒在膜表面沉积，因此耗气量大，气泵工作负荷大；3）超滤膜对进水要求高，污水颗粒物粒径要小于50微米，因此超滤前面还需要增加一道预过滤；4）当污水浓度过大时，出水量急剧降低，因此严重影响道路清洗扫路车的作业时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种无需预过滤即可处理高浓度污水、且过滤介质适应性强可重复使用的道路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种道路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置，包括滤清器、污水箱、污水泵、清水箱以及空气压缩机；该滤清器的壳体内安装有滤管连接板，该滤管连接板上固定安装有若干烧结微滤膜管，且该滤管连接板将壳体内腔分隔成污水进水腔以及出水及反吹洗腔两个腔室；所述的污水进水腔的腔壁设有原水进水口及排污口；所述的出水及反吹洗腔的腔壁设有清水出水口及反吹洗进气口；各开口处设有相应的阀门；该原水进水口和排污口分别通过管道与污水箱连通；该清水出水口通过管道与清水箱连通；该反吹洗进气口通过管道与空气压缩机连通。

所述的反吹洗进气口进一步通过管道与清水箱连通，两者之间的管道上设置反洗水泵与反洗阀门。

所述污水泵的出口管道与进口管道之间设置有带分流阀门的分流管道。

所述的排污口与污水箱之间设置有重力沉降箱。

所述的反吹洗进气口与空气压缩机之间设置有压缩空气罐。

所述的烧结微滤膜管为以超高分子量粉末状塑料烧结而成，塑料材质一般为但不限于PE/PA烧结膜。

所述滤清器设置有两个或者多个，且各滤清器共用一套其他设备。

所有的阀门通过电磁阀控制的气缸或油缸驱动开启或关闭。

一种道路清洗扫路车回收污水再生利用方法，使用上述装置，包括如下步骤：

（1）初始过滤阶段：在开始清洁过滤时，打开污水泵，同时打开分流阀门，减少原水进水流量；

（2）稳定过滤阶段：当出水水质澄清后，且滤清流量变化平缓时，关闭分流阀门，滤清器进入稳定过滤阶段；

（3）过滤终止和反吹洗阶段：当污水进水腔、出水及反吹洗腔之间的压差急剧增加，出水流量急剧减小时，关闭原水进水阀门、清水出水阀门，打开通气孔阀门和排污阀门，当污水进水腔内的污水被放净、烧结微滤膜管的内腔还充满滤清水时，立即开启反吹阀门，实现气水联合反吹洗；

（4）回复到步骤（2），并如此循环反复，直到当次清洁作业结束；

（5）清扫作业后收工彻底清洗：清洁作业结束后，先关闭污水泵，再关闭进水阀门、清水出水阀门，打开通气孔阀门和排污阀门，打开反洗阀门；然后先开启反洗水泵反洗，反洗后关闭反洗阀门，再开启反吹阀门，进行气水联合反吹洗，如此反复。

所述初始过滤阶段的时间为在滤清启动开始到出水水质浑浊度达到1NTU后继续延时过滤3分钟以上。

所述初始过滤阶段，进、出水压差应控制在0.1～0.5bar范围内。

所述稳定过滤阶段和过滤终止时，滤清器进、出水腔压差最大压差应不超过2.5bar。

所述步骤（3）的反吹洗阶段的压缩空气压力不低于4bar。

所述步骤（5）中，水洗的压力大于0.2bar，水洗流量不小于额定产水流量的1.5倍；压缩空气压力不低于4bar。

采用上述方案后，由于本发明采用的过滤介质为管式高分子烧结微滤膜，其具有抗拉强度大，密度低，孔隙率高且均匀的特点，因此本发明具有以下特点：1）单位过滤面积的流通量大，占用车厢空间小，重量轻；2）过滤精度高，出水水质清澈，水质浑浊度要小于1NTU，完全可以达到满足高压柱塞式水泵的进水要求，而且不会对作业路面产生二次污染；3）不需要预过滤，只需短暂的简单沉淀即可过滤，从而使设备简单，简化操作程序；4）由于管式高分子烧结微滤膜主要依靠架桥过滤方式，能处理高浓度的污水，只是随着浓度的不同，反吹时间间隔有所变化；5）过滤介质能重复使用，反吹洗再生简单、容易，再生后过滤流量衰减小；6）对含有不同固体颗粒物浑浊液的适应性要强，可耐强酸、强碱、强腐蚀性和一般氧化性物质，只是不耐强氧化性；7）由于过滤介质抗拉强度高达4Mpa，即使偶尔出现误操作也不会对过滤介质造成过大损伤，影响使用寿命；6）整个处理过程均可通过电控气缸或油缸实现自动化控制，操作简单，可靠，实现驾驶员“傻瓜式”一键操作。

附图说明

图1是本发明所述装置的结构示意图；

图2是本发明所述方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

本发明所揭示的是一种道路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置，如图1所示，为本发明的较佳实施例。所述的装置包括滤清器1、污水箱8、污水泵3、清水箱4以及空气压缩机5，还可以进一步包括压缩空气罐6、反洗水泵7或者重力沉降箱9。其中：

所述的滤清器1为以烧结微滤膜管14为过滤介质的过滤器，该烧结微滤膜管14为以超高分子量粉末状塑料烧结而成，一般可以为PE/PA烧结膜，其过滤精度通常为0.3～1微米，其膜管外/内径为38/20mm或31/20mm，长度可根据空间尺寸任意定制。

该滤清器1包括壳体，该壳体可以由相互盖合在一起的筒体11及盖板12组成，该壳体内安装有滤管连接板13，该滤管连接板13上固定安装有若干所述的烧结微滤膜管14。该滤管连接板13将所述壳体的内部空间分隔成污水进水腔15以及出水及反吹洗腔16两个腔室，所述的烧结微滤膜管14位于污水进水腔15内。所述的污水进水腔15的腔壁设有原水进水口151、排污口152及通气口153。所述的出水及反吹洗腔16的腔壁设有清水出水口161及反吹洗进气口162。

所述的原水进水口151与污水箱8通过管道连通，在污水箱8与原水进水口151之间的管道上设置污水泵3及进水阀门A；优选地，该污水泵3的出口管道与进口管道之间还可以设置有带分流阀门G的分流管道。

所述排污口152也通过管道与污水箱8连通，且两者之间的管道上设有排污阀门B；优选地，该排污口152与污水箱8之间还设置有重力沉降箱9，该重力沉降箱9可使污水中较大粒径的沙粒通过短时间的沉淀而分离，从而去除污水箱8中粒径较大的沙粒，减小污水泵的磨损。

所述清水出水口161通过管道与清水箱4连通，两者之间的管道上设有清水出水阀门C。

所述的反吹洗进气口162通过管道与空气压缩机5连通，两者之间的管道上设置有反吹阀门D；优选地，该反吹洗进气口162与空气压缩机5之间还设置有压缩空气罐6。该压缩空气罐6的设置是为了增加空气的压力，以便可以降低空气压缩机的功率，减少能耗。

所述的反吹洗进气口162还可以进一步通过管道与清水箱4连通，两者之间的管道上设置反洗水泵7与反洗阀门F。该结构设置的目的为可以实现气水联合反吹洗，以达到更佳的反清洗效果。

所述的通气口153设置有一通气孔阀门E，该通气口153可以进一步通过管道连接所述的污水箱8或者重力沉降箱9。该通气口153的设置是为了方便滤清器1在排污时通入空气，以防止罐内形成负压而使排污不顺畅，因此该通气口153并非必要设置。

本装置的工作过程为：所述污水箱8中的污水通过污水泵3进入污水进水腔15，通过烧结微滤膜管14过滤，滤清水通过清水出水阀门C管进入清水箱4，完成对污水进行过滤的过程；当烧结微滤膜管14外表面形成的滤饼过厚需要反吹洗时，首先由反洗水泵7泵入清水由反洗阀门F进入出水及反吹洗腔16内对烧结微滤膜管14进行反洗；反洗结束后关闭反洗阀门F，开启反吹阀门D，压缩空气罐6中的压缩空气通过反吹阀门D进入清水及反吹洗腔16，由于烧结微滤膜管14在反洗后其内存有清水，因此压缩空气将推动烧结微滤膜管14内腔的清水产生瞬时急剧膨胀，膜管的微孔孔径瞬时增大，使烧结微滤膜管14外表面的滤饼脱落，膜管管壁内的固体颗粒也一同吹出，从而使膜管得到反吹洗再生。

为了控制反吹洗时间，设置有污水进水腔压力表a和出水及反吹洗腔压力表b，以对污水进水腔15和出水及反吹洗腔16内的压力进行监测。

为了使反吹气流更均匀，使反吹效果更好，可以在出水及反吹洗腔16内设有至少一个布气板，该布气板与所述的滤管连接板13间隔设置（本实施例设置有两个布气板17、18），且该布气板17、18上开有若干布气孔，各布气孔与滤管连接板13上的各烧结微滤膜管14一一对应。由于该布气板上的每个布气孔正对一个烧结微滤膜管，从而对反吹洗气流可以起到引导作用，解决了反吹洗不均匀、反吹洗不彻底的现象，反吹洗不再存在死角。另外，还可以在所述的反吹洗进气口162处安装一个布气管19，该布气管19伸入到所述出水及反吹洗腔16的内部，且该布气管19伸于出水及反吹洗腔16内部的径向管壁开有若干径向孔，轴向内端部为封堵结构。该布气管19使进入出水及反吹洗腔16内的气流从纵向改为向四周的横向，从而可以使气流进一步均匀公布，使反吹洗更均匀。

更进一步的，所述滤清器可以设置两个或者多个，而共一套污水泵、反洗水泵及压缩空气罐。如图1所示实施例，就设置了两个滤清器，即滤清器1及滤清器2（图中，滤清器2的各阀门以及压力表的相应标号相对滤清器1在其后加2）。这样当一个滤清器反吹洗时，其它滤清器可以正常工作，控制器可以分别控制各滤清器定时交叉反吹洗。这种设置的优点时是可以减小压缩空气罐的容积，同时也减小了压缩空气机的功率消耗；而且可以达到无需停机就可以进行反吹洗的效果，可提高工作效率。

此外，上述所有阀门均可通过电磁阀控制的气缸或油缸驱动开启或关闭，更进一步，电磁阀可以由控制器通过合适的控制程序实现自动控制，操作者可以实现一键式操作。

本发明还揭示了一种道路清洗扫路车回收污水再生利用方法，其工艺流程如图2所示，其包括如下步骤：

1）初始过滤阶段：装有新管或已清洗干净的烧结微滤膜管14的滤清器1在开始清洁过滤时，打开污水泵3，同时打开分流阀门G，减少原水进水流量。该初始过滤阶段的时间一般要求控制在滤清启动开始到出水水质浑浊度达到1NTU后继续延时过滤3分钟以上，也可以控制总初始过滤时间大于4分钟。且该初始过滤阶段，进、出水压差一般应控制在0.1～0.5bar范围内。

2）稳定过滤阶段：当出水水质澄清后，且滤清流量变化平缓时，关闭分流阀门G，滤清器1进入稳定过滤阶段。该稳定过滤阶段和过滤终止时，滤清器进、出水腔压差最大压差应不超过2.5bar。

3）过滤终止和反吹洗阶段：当污水进水腔15、出水及反吹洗腔16之间的压差急剧增加（由污水进水腔压力表a和出水及反吹洗腔压力表b进行监测），出水流量急剧减小时，关闭原水进水阀门A、清水出水阀门C，打开通气孔阀门E和排污阀门B，当污水进水腔15内的污水被放净、烧结微滤膜管14的内腔还充满滤清水时，立即开启反吹阀门D，实现气水联合反吹洗。该反吹洗阶段的压缩空气压力通常不低于4bar。

4）回复到步骤（2），并如此循环反复，直到清扫车当次清洁作业结束；

5）清扫作业后收工彻底清洗：清洁作业结束后，先关闭污水泵3，再关闭进水阀门A、清水出水阀门C，打开通气孔阀门E和排污阀门B，打开反洗阀门F；然后先开启反洗水泵7反洗，反洗后关闭反洗阀门F，再开启反吹阀门D，进行气水联合反吹洗，如此反复，连续反吹洗三次以上。该阶段，水洗的压力一般需大于0.2bar，水洗流量需不小于额定产水流量的1.5倍；压缩空气压力通常不低于4bar。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种道路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置，其特征在于：包括滤清器、污水箱、污水泵、清水箱以及空气压缩机；该滤清器的壳体内安装有滤管连接板，该滤管连接板上固定安装有若干烧结微滤膜管，且该滤管连接板将壳体内腔分隔成污水进水腔以及出水及反吹洗腔两个腔室；所述的污水进水腔的腔壁设有原水进水口及排污口；所述的出水及反吹洗腔的腔壁设有清水出水口及反吹洗进气口；各开口处设有相应的阀门；该原水进水口和排污口分别通过管道与污水箱连通；该清水出水口通过管道与清水箱连通；该反吹洗进气口通过管道与空气压缩机连通。

2.根据权利要求1所述的一种道路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置，其特征在于：所述的反吹洗进气口进一步通过管道与清水箱连通，两者之间的管道上设置反洗水泵与反洗阀门。

3.根据权利要求1所述的一种道路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置，其特征在于：所述污水泵的出口管道与进口管道之间设置有带分流阀门的分流管道。

4.根据权利要求1所述的一种道路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置，其特征在于：所述的排污口与污水箱之间设置有重力沉降箱。

5.根据权利要求1所述的一种路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置，其特征在于：所述的反吹洗进气口与空气压缩机之间设置有压缩空气罐。

6.根据权利要求1所述的一种道路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置，其特征在于：所述的烧结微滤膜管为以超高分子量粉末状塑料烧结而成。

7.根据权利要求1所述的一种路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置，其特征在于：所述的烧结微滤膜管为PE/PA烧结膜。

8.根据权利要求1-7之一所述的一种道路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置，其特征在于：所述滤清器设置有两个或者多个，且各滤清器共用一套其他设备。

9.根据权利要求1-7之一所述的一种道路清洗扫路车的回收污水循环再生利用装置，其特征在于：所有的阀门通过电磁阀控制的气缸或油缸驱动开启或关闭。

10.一种道路清洗扫路车回收污水再生利用方法，使用权利要求1-9之一所述的装置，其特征在于包括如下步骤：

（1）初始过滤阶段：在开始清洁过滤时，打开污水泵，同时打开分流阀门，减少原水进水流量；

（2）稳定过滤阶段：当出水水质澄清后，且滤清流量变化平缓时，关闭分流阀门，滤清器进入稳定过滤阶段；

（3）过滤终止和反吹洗阶段：当污水进水腔、出水及反吹洗腔之间的压差急剧增加，出水流量急剧减小时，关闭原水进水阀门、清水出水阀门，打开通气孔阀门和排污阀门，当污水进水腔内的污水被放净、烧结微滤膜管的内腔还充满滤清水时，立即开启反吹阀门，实现气水联合反吹洗；

（4）回复到步骤（2），并如此循环反复，直到当次清洁作业结束；

（5）清扫作业后收工彻底清洗：清洁作业结束后，先关闭污水泵，再关闭进水阀门、清水出水阀门，打开通气孔阀门和排污阀门，打开反洗阀门；然后先开启反洗水泵反洗，反洗后关闭反洗阀门，再开启反吹阀门，进行气水联合反吹洗，如此反复。

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