CN105478010B - 一种用于焦化废水处理的微孔过滤装置及其过滤清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于焦化废水处理的微孔过滤装置及其过滤清洗方法，所述装置包括筒状壳体以及安装在筒状壳体内部的过滤管、过滤膜和刮膜板，所述过滤管竖直安装在筒状壳体上方，过滤膜位于过滤管下方，且倾斜安装；所述刮膜板具有多个通孔，通过通孔套设在过滤管上，并可以沿过滤管上下移动。本发明的过滤装置卸除滤饼过程简便，对微孔过滤管上的滤饼进行快速反吹，可很方便、轻松地将滤饼从过滤管管壁上卸除。过滤装置具有与其配套相适应的过滤和再生操作方式，使其过滤效果更佳，滤芯使用寿命更长。

Description

一种用于焦化废水处理的微孔过滤装置及其过滤清洗方法
技术领域
本发明属于固液过滤分离领域，具体来说涉及一种用于焦化废水处理的微孔过滤装置及其过滤清洗方法。
背景技术
化工生产中液固分离是常见的操作单元，包括沉降和过滤分离两大类。由于前者要求液固两相必须有一定的密度差，而后者不受限制，因此过滤分离应用较广。液固过滤分为粗级过滤(＞100μm)、亚精密过滤(100-10μm)、精密过滤(10-1μm)、超精密过滤(1-0.1μm)、超滤、纳滤及反渗透(＜0.1μm)。对于大多数化工液体而言，需要进行精密过滤。
目前，大于10μm的粗级过滤与亚精密过滤，采用非金属、金属滤布或滤网作过滤介质的间歇或连续过滤机可满足要求。精度要求小于1μm的液体过滤，采用有机或无机微孔膜也可获得较好解决。但应用最广泛的精密过滤却存在如下问题，而成为最薄弱的过滤操作。
10-1μm的液体精密过滤，包括可形成滤饼层的“液体精密滤饼过滤”和不形成滤饼层的“液体精密澄清过滤”。当前，精密滤饼过滤的介质大多采用整体型的用作亚精密过滤的滤布、滤网或滤毡。它存在两大不足：①过滤前期，小于10μm的微粒会穿漏，只有进行反复循环，待10μm左右的微粒形成一定厚度的滤饼后，过滤精度才逐渐达到要求，过滤效率较低。②由于滤布或滤网为非刚性，对较黏细颗粒形成的滤饼难以简便卸除。
焦化废水是指在炼焦生产、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的各类废水，受原煤性质及焦化产品回收等诸多因素的影响，焦化废水的成分非常复杂，含有多种污染物质，其中含有大量的直径小于10μm的细颗粒以及颗粒和有机大分子形成的有机物微团，其占总有机物的一半以上，如果能通过精密过滤将焦化废水中的细颗粒和有机物微团除去，必将对后续处理工艺的简化和减少设备投资方面带来巨大的经济效益。因此，迅速降低焦化废水中的污染物浓度，提高废水的循环利用率是亟待解决的问题，精密过滤是有效手段之一。
为解决液体精密过滤存在的不足，我国科技工作者从事了以刚性高分子材料为过滤介质的微孔过滤技术研制与开发。目前，已完成了刚性高分子烧结管的成型机理、制造工艺、过滤性能与化学性能、应用技术等基础研究。在此基础上研究室结合新型过滤材料的优势开发了与其相适应的特有的过滤设备并对其进行试验取得了很好的过滤和再生效果，实用性和再生性能较好。
发明内容
本发明的目的在于克服传统过滤装置滤芯再生困难，消耗量大，成本高的缺点，提供一种用于焦化废水处理的微孔过滤装置及其过滤清洗方法，该用于焦化废水处理的微孔过滤装置的滤芯消耗量小，并且该微孔过滤装置不存在穿滤现象，过滤质量稳定，成本低。
为此，本发明提供了一种用于焦化废水处理的微孔过滤装置，包括筒状壳体以及安装在筒状壳体内部的过滤管、过滤膜和刮膜板，所述过滤管竖直安装在筒状壳体上方，过滤膜位于过滤管下方，且倾斜安装；所述刮膜板具有多个通孔，通过通孔套设在过滤管上，并可以沿过滤管上下移动。
根据本发明，所述过滤膜的倾斜角度为30-60°，优选为45°。将过滤膜倾斜安装，过滤管与筒状壳体的排渣口相连，由此可以方便将过滤膜上的滤渣通过排渣口排出。
根据本发明，所述用于焦化废水处理的微孔过滤装置还包括链式传动装置，链式传动装置与刮膜板相连，并可以驱动刮膜板沿过滤管上下移动，从而可以将过滤管表面的滤渣刮下来。
根据本发明，所述过滤管为高分子类微孔过滤管；所述过滤膜为陶瓷类粉末烧结微孔过滤膜、金属类粉末烧结微孔过滤膜或高分子类粉末烧结微孔过滤膜中的一种，优选为高分子类粉末烧结微孔过滤膜。
根据本发明，所述过滤膜底部安装有网状钢制板材，钢质板材可以对过滤膜起到加固作用，使得过滤膜牢固地安装在用于焦化废水处理的微孔过滤装置内。
根据本发明，所述刮膜板的通孔周围覆盖有一层橡胶，刮膜板通过通孔套设在过滤管上，通孔周围的橡胶可以保护过滤管不受刮膜板的损坏。
根据本发明，所述筒状壳体包括第一清水冲洗口、第二清水冲洗口、第一气体反冲口、第二气体反冲口、第一过滤出水口、第二过滤出水口、排渣口、压力表和放空口，排渣口与过滤膜相连，放空口位于筒状壳体的中上部，压力表位于筒状壳体的中下部，所述第一清水冲洗口、第一气体反冲口和第一过滤出水口位于筒状壳体的底部，第二清水冲洗口、第二气体反冲口和第二过滤出水口位于筒状壳体的顶部。
本发明还提供了一种用于焦化废水处理的微孔过滤装置的过滤清洗方法，为机械刮膜与气液反洗相结合的方法，两次相邻气液反洗过程中进行一次机械刮膜，在过滤过程中当过滤管达到刮膜压力时，进行机械刮膜，将附着在过滤管表面的滤渣刮除，而后继续过滤，当过滤管达到反洗压力时，启动气液反洗，反洗结束后再次进行过滤，依次循环。
根据本发明，所述刮膜压力为0.12-0.2MPa，反洗压力为0.12-0.2MPa。
根据本发明，所述气液反洗方法包括如下步骤：
1)气吹：将过滤管内充满水，然后用气压将水吹出；
2)水洗：气吹结束后用水冲洗残留在过滤管表面的滤渣，滤渣被冲洗到过滤膜上；
3)再次气吹：对过滤膜进行气吹，将滤渣利用气吹方法脱水，而后将滤渣通过排渣口排出。
根据本发明，步骤1)中，气吹压力为0.4-0.5MPa，优选为0.48MPa，气吹次数为6-8次，每次持续1-2秒，优选为7次。
根据本发明，步骤2)中，水洗压力为0.08-0.1MPa，优选为0.095MPa，水洗时间为15-20秒，优选为16秒。
根据本发明，步骤3)中，气吹压力为0.2-0.3MPa，优选为0.25MPa，气吹时间为1-2分钟，优选为1分钟。
本发明的过滤装置占地面积小，处理量大，并且整个过滤过程在密闭环境中进行，卫生环保，过滤装置维护检修方便且耐腐蚀性能好，可以耐酸、碱、盐以及大部分有机溶剂。卸除滤渣过程简便，对微孔过滤管上的滤渣进行快速反吹，可很方便、轻松地将滤渣从过滤管管壁上卸除。过滤装置具有与其配套相适应的过滤清洗方法，使其过滤效果更佳，滤芯使用寿命更长，滤芯消耗量小，并且该微孔过滤装置用于焦化废水处理时不存在穿滤现象，过滤质量稳定，成本低。
附图说明
图1是用于焦化废水处理的微孔过滤装置的结构示意图。
图2是刮膜板的结构示意图。
图1中，1.第一清水冲洗口；2.第一气体反冲口；3.第一过滤出水口；4.过滤膜；5.排渣口；6.压力表；7.过滤管；8.刮膜板；9.第二清水冲洗口；10.第二过滤出水口；11.第二气体反冲口；12.链式传动装置；13.放空口。
图2中，14.橡胶；15.通孔。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例
如图1所示，本发明的筒状壳体括1第一清水冲洗口，2.第一气体反冲口，3第一过滤出水口，5排渣口，6压力表，9第二清水冲洗口，10第二过滤出水口，11第二气体反冲口，13放空口；本发明还包括4过滤膜，7过滤管；8刮膜板，12链式传动装置。
如图2所示，刮膜板包括14通孔和15橡胶。刮膜板通过14通孔套设在过滤管上，并可以沿过滤管上下移动，从而可以将过滤管表面的滤渣刮下来，通孔周围的橡胶可以保护过滤管不受刮膜板的损坏。
该用于焦化废水处理的微孔过滤装置的过滤清洗方法，为机械刮膜与气液反洗相结合的方法，两次相邻气液反洗过程中进行一次机械刮膜，在过滤过程中当过滤管达到刮膜压力0.18MPa时，进行机械刮膜，将附着在过滤管表面的滤渣刮除，而后继续过滤，当过滤管达到反洗压力0.18MPa时，启动气液反洗，反洗结束后再次进行过滤，依次循环。
所述气液反洗方法包括如下步骤：
1)气吹：将过滤管内充满水，然后用气压将水吹出；气吹压力为0.48MPa，气吹次数为7次，每次持续2秒。
2)水洗：气吹结束后用水冲洗残留在过滤管表面的滤渣，滤渣被冲洗到过滤膜上；水洗压力为0.095MPa，水洗时间为16秒。
3)再次气吹：对过滤膜进行气吹，将滤渣利用气吹方法脱水，而后将滤渣通过排渣口排出；气吹压力为0.25MPa，气吹时间为1分钟。
利用本发明的用于焦化废水处理的微孔过滤装置上对固体悬浮物含量为15g/L的废水进行过滤处理，废水中固体悬浮物粒径分布情况如下表1所示：
表1固体悬浮物粒径分布表：
颗粒直径/μm 粒径分布/％ 颗粒直径/μm 粒径分布/％ 颗粒直径/μm 粒径分布/％
0.1-1.0 11.69 5.0-6.0 3.67 10.0-15.0 12.52
1.0-2.0 14.31 6.0-7.0 4.09 15.0-20.0 12.93
2.0-3.0 6.14 7.0-8.0 4.88 20.0-25.0 5.77
3.0-4.0 3.41 8.0-9.0 5.69 25.0-30.0 2.31
4.0-5.0 3.6 9.0-10.0 5.4 30.0-36.0 3.59
将利用本发明的用于焦化废水处理的微孔过滤装置过滤处理后的废水利用激光粒度分析仪进行检测，结果发现过滤处理后1μm以上固体悬浮物的去除率达到100％，0.5μm以上固体悬浮物的去除率达到98％。本发明的微孔过滤装置利用本发明的过滤清洗方法清洗之后的再生率在99％以上，该微孔过滤装置用于焦化废水处理，连续运行2个月之后，处理效率仍维持在90％以上。

Claims (6)

1.一种用于焦化废水处理的微孔过滤装置的过滤清洗方法，其特征在于：所述微孔过滤装置包括筒状壳体以及安装在筒状壳体内部的过滤管、过滤膜和刮膜板，所述过滤管竖直安装在筒状壳体上方，过滤膜位于过滤管下方，且倾斜安装；所述刮膜板具有多个通孔，通过通孔套设在过滤管上，并可以沿过滤管上下移动；所述过滤膜的倾斜角度为30-60°，所述用于焦化废水处理的微孔过滤装置还包括链式传动装置，链式传动装置与刮膜板相连，并可以驱动刮膜板沿过滤管上下移动；过滤膜底部安装有网状钢制板材；所述刮膜板的通孔周围覆盖有一层橡胶；所述筒状壳体包括第一清水冲洗口、第二清水冲洗口、第一气体反冲口、第二气体反冲口、第一过滤出水口、第二过滤出水口、排渣口、压力表和放空口，排渣口与过滤膜相连，放空口位于筒状壳体的中上部，压力表位于筒状壳体的中下部，所述第一清水冲洗口、第一气体反冲口和第一过滤出水口位于筒状壳体的底部，第二清水冲洗口、第二气体反冲口和第二过滤出水口位于筒状壳体的顶部；
用于焦化废水处理的微孔过滤装置的过滤清洗方法为，机械刮膜与气液反洗相结合的方法，两次相邻气液反洗过程中进行一次机械刮膜，在过滤过程中当过滤管达到刮膜压力时，进行机械刮膜，将附着在过滤管表面的滤渣刮除，而后继续过滤，当过滤管达到反洗压力时，启动气液反洗，反洗结束后再次进行过滤，依次循环。
2.如权利要求1所述的过滤清洗方法，其特征在于，刮膜压力为0.12-0.2MPa，反洗压力为0.12-0.2MPa。
3.如权利要求2所述的过滤清洗方法，其特征在于，所述气液反洗方法包括如下步骤：
1)气吹：将过滤管内充满水，然后用气压将水吹出；
2)水洗：气吹结束后用水冲洗残留在过滤管表面的滤渣，滤渣被冲洗到过滤膜上；
3)再次气吹：对过滤膜进行气吹，将滤渣利用气吹方法脱水，而后将滤渣通过排渣口排出。
4.如权利要求3所述的过滤清洗方法，其特征在于，步骤1)中，气吹压力为0.4-0.5MPa，气吹次数为6-8次，每次持续1-2秒。
5.如权利要求4所述的过滤清洗方法，其特征在于，步骤2)中，水洗压力为0.08-0.1MPa，水洗时间为15-20秒。
6.如权利要求5所述的过滤清洗方法，其特征在于，步骤3)中，气吹压力为0.2-0.3MPa，气吹时间为1-2分钟。
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