CN108211480A - 一种动态膜分离系统及固液分离工艺 - Google Patents
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Abstract
一种动态膜分离系统，包括原液槽、动态膜分离装置及刮刀单元，所述的动态膜分离装置包括动态膜料槽、动态膜分离单元、滤液罐；所述的动态膜分离单元包括一机架，所述的机架上成型有一泥浆槽，泥浆槽内设有一过滤转鼓，所述的过滤转鼓绕中心轴旋转；所述的过滤转鼓内设有滤液收集管道；过滤转鼓上包裹有至少一层第一滤层，第一滤层上成型有由动态膜涂料形成的动态膜分离层；所述的原液槽和动态膜料槽通过管道连接泥浆槽；所述的滤液罐通过滤液管道连接过滤转鼓的滤液收集管道。本发明还包括采用上述动态膜分离系统的固液分离工艺。与现有技术相比，本发明所述的动态膜分离系统，用于固液分离，具有固液分离效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及固液分离领域，特别涉及一种动态膜分离系统及固液分离工艺。
背景技术
生活污水及工业废水往往自身含有不同粒径大小的悬浮物物，在水处理的各个处理环节也会产生大量悬浮物，例如混凝工艺是目前水处理中广泛应用的工艺。混凝工艺，主要采用物理结合化学的方法，在水中加入一种或几种物质，通过混凝作用，把水中的污染物转变为不溶于水的悬浮物，而大量的悬浮物会对后续的生物处理工艺造成不利影响，需要进行固液处理。另外，在制药、化工、化肥、农药、造纸、染料、颜料、印染等行业，也要用到固液分离操作处理。因此固液处理装置的需求十分巨大。
现有的固液分离装置，如超滤、纳滤、反渗透等各种膜组件，当悬浮物含量较高或者含有钙镁离子的时候，会导致固液分离装置频繁的出现堵塞的现象，需要停止固液分离装置工作，进行反复的冲洗来清除堵塞，这样的处理方式影响处理的连续性，费时费力，效率低，甚至影响了出水的指标。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明目的在于提供一种可以高效实现固液分离，处理效果好的动态膜分离系统及采用该动态膜分离系统的固液分离工艺。
为达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种动态膜分离系统，包括原液槽、动态膜分离装置及刮刀单元，其特征在于：所述的动态膜分离装置包括动态膜料槽、动态膜分离单元、滤液罐；所述的动态膜分离单元包括一机架，所述的机架上成型有一泥浆槽，泥浆槽内设有一过滤转鼓，所述的过滤转鼓绕中心轴旋转；所述的过滤转鼓内设有滤液收集管道，过滤转鼓上开有复数个与滤液收集管道相连通的滤液孔；过滤转鼓上包裹有至少一层第一滤层，第一滤层上成型有由动态膜涂料形成的动态膜分离层；所述的原液槽和动态膜料槽通过管道连接泥浆槽；所述的滤液罐通过滤液管道连接过滤转鼓的滤液收集管道，所述的滤液罐或滤液管道上设有真空泵；所述的刮刀单元包括一刮刀，所述的刮刀单元设于机架上，刮刀能够沿过滤转鼓前进或后退。
进一步的，所述的滤液罐为密闭滤液罐，所述的真空泵连接滤液罐，所述的真空泵连接有一废气处理装置。
进一步的，所述的第一滤层为滤布。
进一步的，所述的原液槽上设有第一超声波系统，所述的第一超声波系统包括设于原液槽内部的若干超声波振子和设于原液槽外部与超声波振子相连的超声波发生器；所述的原液槽为双层结构，所述的超声波振子设于原液槽内层的外侧壁上，以在内层腔体内形成超声波，可以起到加热固液混合物的作用，特别适宜北方冬季的固液混合物处理，同时促进液体的搅拌，使得原液更为均匀；用于含有微生物的固体处理时，能够使其中的固体颗粒物的生物细胞破壁，并且加速固液分离过程，改善混合液的过滤性能，内层下端开口，与出液管相连。
进一步的，所述的滤液管道上设有第一阀门，还包括一反洗管道，所述的反洗管道一端连接滤液罐，另一端连接滤液收集管道，所述的反洗管道上设有第二阀门、水泵。
进一步的，所述的原液槽内设有第一搅拌机构。
进一步的，所述的动态膜料槽上设有第二搅拌机构，用于搅拌动态膜涂料。
进一步的，所述的动态膜料槽内装填有动态膜涂料，所述的动态膜涂料为硅藻土、高岭土、细颗粒活性炭、珍珠岩、粉煤灰、MnO2、TiO2、ZrO2中的1种或2种以上的混合物。
进一步的，所述的泥浆槽上设有第二超声波系统，所述的第二超声波系统包括设于泥浆槽上的超声波振子，和设于机架外部与超声波振子相连的超声波发生器。
优选的，所述的滤液收集管道靠近出水口那端设置有潜水泵，所述的过滤转鼓内沿转鼓的轴线方向设置至少一套支撑杆，起支撑作用，每套支撑杆为3杆以上，优选5杆。
优选的，所述的过滤转鼓内沿过滤转鼓的轴线方向设置至少一套滤液支管，滤液支管连接滤液孔，所述滤液收集管道与各滤液支管相连接；每套滤液支管为3根以上，优选5根。
优选的，所述的滤液收集管道靠近出水口那端设置有潜水泵，所述过滤转鼓内沿过滤转鼓的轴线方向设置至少一个支撑圆盘，支撑圆盘上设置有复数个过滤孔，所述的过滤孔连接滤液收集管道。
进一步的，所述的罩子上设有至少一个加热装置，所述的加热装置优选为红外线加热灯或金属加热管。
本发明还包括一种采用上述动态膜分离系统进行固液分离的工艺。
与现有技术相比，本发明所述的动态膜分离系统，用于固液分离，具有的有益效果为：
1)动态膜的应用，使过滤介质由单一的过滤网变为过滤网和动态膜层，由于动态膜（动态膜层）是由微细颗粒构成的，因而构成无数微孔与网眼较稀的滤网一起共同完成过滤介质的工作，在较高真空作用下，可以得到澄清度极高的滤液；
2)设置了超声波系统，提高了固液分离的处理效率：原液槽超声波系统，可以起到加热固液混合物的作用，特别适宜北方冬季的固液混合物处理，同时促进液体的搅拌，使得原液更为均匀；处理槽超声波系统有利于固液分离，提高了处理效率；
3)在转鼓的上方，设置罩子，将整个转鼓罩住，罩子下方设置了加热装置；一方面净化操作空间，避免干料产生的气味扩散，污染环境。 另一方面，在加热装置作用下，加热干料以及其中的水分，使得部分水分成为水蒸气掉，加速物料的干化；
4)动态膜分离系统设置了反冲洗装置，可以对转鼓进行反洗，从而有效地清洗滤布，能够及时恢复分离效率；
5)中心管上靠近出水口那一端设置了潜水泵，用于辅助抽出转鼓内的滤液；这样，可以促进滤液的抽出，提高速度，同时减轻真空泵的压力。
附图说明
图1为本发明所述的动态膜分离系统实施例1结构示意图；
图2为实施例1的过滤转鼓侧视图；
图3为实施例2的过滤转鼓侧视图；
图4为实施例3的动态膜分离单元示意图；
图5为实施例3的过滤转鼓侧视图。
具体实施方式
下面结合附图实施例，对本发明做进一步描述：
实施例1
如图1、图2所，本发明所述的动态膜分离系统1，包括依次连接的原液槽10、动态膜分离装置和刮刀单元，所述的动态膜分离装置包括：动态膜分离单元11、动态膜料槽12和滤液罐13。所述的动态膜分离单元11包括一机架110，所述的机架110上成型有一泥浆槽1101，泥浆槽1101上部设有一过滤转鼓111，过滤转鼓111可绕中心轴112旋转；所述的过滤转鼓内设有滤液收集管道112，过滤转鼓111上开有复数个与滤液收集管道112相连通的滤液孔；过滤转鼓111上包裹有至少一第一滤层113（如滤布），第一滤层113上成型有由动态膜涂料形成的动态膜分离层114；所述的原液槽10和动态膜料槽12通过管道连接泥浆槽1101；所述的滤液罐13通过滤液管道131连接过滤转鼓111的滤液收集管道112，滤液管道112或滤液罐13上设有真空泵132；所述的刮刀单元115包括一刮刀，所述的刮刀单元115设于机架110上，刮刀能够沿过滤转鼓111前进或后退，所述的机架110上部罩有一罩子116净化操作空间，避免干料产生的气味扩散，污染环境。
进一步的，所述的滤液罐13为密闭滤液罐，所述的真空泵132设于滤液罐13上，所述的真空泵132连接一废气处理装置133（内设活性炭等吸附材料），用于处理抽出的气体，避免污染环境。进一步的，滤液管道131上设有第一阀门1310，还包括一反洗管道134，所述的反洗管道134一端连接滤液罐13，另一端连接滤液收集管道1121，所述的反洗管道134上设有第二阀门1341、水泵1342。
进一步的，原液槽10上设有第一超声波系统101，所述的第一超声波系统101包括设于原液槽10内部的若干超声波振子1011和设于原液槽10外部与超声波振子相连的超声波发生器1012；所述的原液槽10为双层结构，所述的超声波振子设于原液槽10内层的外侧壁上，以在内层腔体内形成超声波，可以起到加热固液混合物的作用，特别适宜北方冬季的固液混合物处理，同时促进液体的搅拌，使得原液更为均匀；用于含有微生物的固体处理时，能够使其中的固体颗粒物的生物细胞破壁，并且加速固液分离过程，改善混合液的过滤性能，内层下端开口，与出液管相连，另外，原液槽10内设有第一搅拌机构102，用于搅拌料液。
进一步的，所述的动态膜料槽12内装填有动态膜涂料，所述的动态膜料槽12上设有第二搅拌机构121，用于搅拌动态膜涂料；所述的动态膜涂料为硅藻土、高岭土、细颗粒活性炭、珍珠岩、粉煤灰、MnO2、TiO2、ZrO2中的1种或2种以上的混合物。
进一步的，所述的泥浆槽1101上设有第二超声波系统1102，所述的第二超声波系统1102包括设于泥浆槽1101上的超声波振子11021，和设于机架110外部与超声波振子11021相连的超声波发生器11022。
进一步的，滤液收集管道112靠近出水口那端设置有潜水泵1121，用于抽出转鼓内的滤液。这样，可以促进滤液的抽出，提高速度，同时减轻真空泵的压力；所述的过滤转鼓111内沿转鼓的轴线方向设置至少一套支撑杆1110，起支撑作用，每套支撑杆为3杆以上，优选5杆。
进一步的，罩子116上设有至少一个加热装置1161，所述的加热装置1161优选为红外线加热灯或金属加热管，在加热装置作用下，加热干料以及其中的水分，使得部分水分成为水蒸气掉，加速物料的干化。
实施例2
如图3所示，与实施例1的区别在于，该实施例未设置潜水泵，过滤转鼓111内沿过滤转鼓的轴线方向设置至少一套滤液支管1111，滤液支管1111连接滤液孔，所述滤液收集管道112与各滤液支管1111相连接；每套滤液支管1111为3根以上，优选5根。
实施例3
与图4、图5所示，与实施例1的区别在于，过滤转鼓111内沿过滤转鼓的轴线方向设置至少一个支撑圆盘1112，支撑圆盘1112上设置有复数个过滤孔11121，所述的过滤孔11121连接滤液收集管道112。
具体使用时，待处理的固液混合物在原液槽内，在超声波作用下，温度得到提升，其中的生物细胞被破壁。之后，混合物从出液管流出，在重力作用下，流入到污泥槽中，必要时，在出液管中加入水泵，以促进料液的流动。
在进行动态膜分离前，先进行动态膜层的预涂，由动态膜层和第一滤层共同完成固液分离。在真空泵的抽吸作用下，在转鼓外表面逐渐吸上所需要的动态膜层厚度，再注入混合液，在真空抽吸作用下，开始进行固液分离。滤过液被吸入过滤转鼓内滤液收集管道被抽走，固液混合物中的固体被吸附在动态膜层表面，由刮刀单元的刮刀刮去，刮刀单元自动进给，不断刮去被污染的动态膜层，当动态膜层被刮干净后，在距转鼓表面一定距离（约15mm）时，刮刀自动停止进给，然后退刀，重新进行动态膜层预涂，进入下一个工作循环。
滤过液被吸入转鼓内通道被抽走分四种，对应四种不同的转鼓设计：第一钟：中心管内套有出液内管，外层开有孔，用于抽空气形成负压，内层连接潜水泵，抽吸滤液；第二种滤过液在真空泵的抽吸下，收集在转鼓的内腔，然后经潜水泵进入滤液收集管道内管被抽出。第三种：滤过液在真空泵的抽吸下，进入各滤液管，然后进入滤液收集管道被抽出。第四种：滤过液在真空泵的抽吸下，收集在转鼓的内腔，然后从过液孔流动到最靠近滤液支管，然后经潜水泵进入滤液收集管道被抽出。
当动态膜分离系统运行到一定时间后，第一滤层被堵塞，分离效率下降，这样就需要进行反洗，以恢复分离效率，此时关闭真空泵、第一阀门，打开第二阀门、水泵，滤液从滤液罐被抽出，进入转鼓内，对滤布进行反冲洗。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种动态膜分离系统，包括原液槽、动态膜分离装置及刮刀单元，其特征在于：所述的动态膜分离装置包括动态膜料槽、动态膜分离单元、滤液罐；所述的动态膜分离单元包括一机架，所述的机架上成型有一泥浆槽，泥浆槽内设有一过滤转鼓，所述的过滤转鼓绕中心轴旋转；所述的过滤转鼓内设有滤液收集管道，过滤转鼓上开有复数个与滤液收集管道相连通的滤液孔；过滤转鼓上包裹有至少一层第一滤层，第一滤层上成型有由动态膜涂料形成的动态膜分离层；所述的原液槽和动态膜料槽通过管道连接泥浆槽；所述的滤液罐通过滤液管道连接过滤转鼓的滤液收集管道，所述的滤液罐或滤液管道上设有真空泵；所述的刮刀单元包括一刮刀，所述的刮刀单元设于机架上，刮刀能够沿过滤转鼓前进或后退。
2.根据权利要求1所述的一种动态膜分离系统，其特征在于：所述的滤液罐为密闭滤液罐，所述的真空泵连接滤液罐，所述的真空泵连接有一废气处理装置。
3.根据权利要求1所述的一种动态膜分离系统，其特征在于：所述的第一滤层为滤布；所述的机架上部罩有一罩子。
4.根据权利要求1所述的一种动态膜分离系统，其特征在于：所述的原液槽上设有第一超声波系统，所述的第一超声波系统包括设于原液槽内部的若干超声波振子和设于原液槽外部与超声波振子相连的超声波发生器；所述的原液槽为双层结构，所述的超声波振子设于原液槽内层的外侧壁上；所述的滤液管道上设有第一阀门，还包括一反洗管道，所述的反洗管道一端连接滤液罐，另一端连接滤液收集管道，所述的反洗管道上设有第二阀门、水泵。
5.根据权利要求1所述的一种动态膜分离系统，其特征在于：所述的原液槽内设有第一搅拌机构；所述的动态膜料槽上设有第二搅拌机构，用于搅拌动态膜涂料。
6.根据权利要求1所述的一种动态膜分离系统，其特征在于：所述的动态膜料槽内装填有动态膜涂料，所述的动态膜涂料为硅藻土、高岭土、细颗粒活性炭、珍珠岩、粉煤灰、MnO2、TiO2、ZrO2中的1种或2种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种动态膜分离系统，其特征在于：所述的泥浆槽上设有第二超声波系统，所述的第二超声波系统包括设于泥浆槽上的超声波振子，和设于机架外部与超声波振子相连的超声波发生器。
8.根据权利要求1所述的一种动态膜分离系统，其特征在于：所述的滤液收集管道靠近出水口那端设置有潜水泵，所述的过滤转鼓内沿转鼓的轴线方向设置至少一套支撑杆，起支撑作用，每套支撑杆为3杆以上；或所述的过滤转鼓内沿过滤转鼓的轴线方向设置至少一套滤液支管，滤液支管连接滤液孔，所述滤液收集管道与各滤液支管相连接；每套滤液支管为3根以上；或所述的滤液收集管道靠近出水口那端设置有潜水泵，所述过滤转鼓内沿过滤转鼓的轴线方向设置至少一个支撑圆盘，支撑圆盘上设置有复数个过滤孔，所述的过滤孔连接滤液收集管道。
9.根据权利要求3所述的一种动态膜分离系统，其特征在于：所述的罩子上设有至少一个加热装置；所述的加热装置为红外线加热灯或金属加热管。
10.一种固液分离工艺，其特征在于：采用权利要求1-9任一权利要求所述的动态膜分离系统进行固液分离。
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