CN111847589B - 一种硫化钠生产废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硫化钠生产废水处理系统，包括圆筒，圆筒的内部设置有中空纤维膜组件，圆筒的外部设置有驱动中空纤维膜组件进行正转或反转或正反转交替进行的驱动机构。该硫化钠生产废水处理系统的出水效率高；利用磁力搅拌器配合磁力搅拌器转子使得含有中空纤维膜束的中空纤维膜组件能够转动，能够显著提高过滤效率；同时，该中空纤维膜束的表面不易累计过厚的污染物。在后续采用正、反转交替的方式进行冲洗中空纤维膜束，能够快速、有效的将中空纤维膜束表面附着的污染物给清理掉，清洗时间短，清洗效率高；且，中空纤维膜束的清洗频次低，实施效果好。所述中空纤维膜组件的安装、拆卸、更换操作简单方便，应用价值高。

Description

一种硫化钠生产废水处理系统

技术领域

本发明涉及一种硫化钠生产废水处理系统，属于硫化钠生产技术领域。

背景技术

硫化钠又称臭碱、臭苏打、黄碱、硫化碱。硫化钠为无机化合物，纯硫化钠为无色结晶粉末。吸潮性强，易溶于水。水溶液呈强碱性反应。触及皮肤和毛发时会造成灼伤。故硫化钠俗称硫化碱。硫化钠水溶液在空气中会缓慢地氧化成硫代硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸钠和多硫化钠。由于硫代硫酸钠的生成速度较快，所以氧化的主要产物是硫代硫酸钠。硫化钠在空气中潮解，并碳酸化而变质，不断释出硫化氢气体。工业硫化钠因含有杂质其色泽呈粉红色、棕红色、土黄色。

目前硫化钠的工业生产方法如下：

1)、煤粉还原法，将芒硝与煤粉按100：(21～22.5)(重量比)配比混合于800～1100℃高温下煅烧还原，生成物经冷却后用稀碱液热溶成液体，静置澄清后，把上部浓碱液进行浓缩，即得固体硫化钠。经中转槽、制片(或造粒)制得片(或粒)状硫化钠产品。

2)、吸收法，用380～420g/L氢氧化钠溶液吸收含H₂S>85％硫化氢废气，所得产物经蒸发浓缩，制得硫化钠成品。

3)、硫化钡法，用硫酸钠与硫化钡进行复分解反应制沉淀硫酸钡时可以副产得到硫化钠。

4)、气体还原法，在有铁催化剂存在下，将氢气(或一氧化碳、发生炉煤气、甲烷气)在沸腾炉中与硫酸钠进行反应，可制得优质无水颗粒状硫化钠(含Na₂S 95％～97％)。

5)、生产方法，精制法以生产沉淀硫酸钡过程中副产的浓度为4％左右的硫化钠溶液为原料，用泵打入双效蒸发器蒸浓至23％后，进人搅拌罐脱铁、除碳处理后，用泵打入蒸发器(用纯镍材制造)蒸发碱液达到浓度，送到滚筒水内冷却式制片机制成后，经筛选、包装而得成品。

无论何种方法，在硫化钠的生产过程中，会出现大量含有悬浊物/悬浮物的废水，废水的碱性高，通常先进行中和、沉淀、初过滤之后，采用膜过滤的方式进行净化。膜过滤时通常使用中空纤维膜来进行过滤。

中空纤维膜是指外形像纤维状，具有自支撑作用的膜。中空纤维膜是以聚砜、二甲基乙酰胺为原料加工成中空内腔的纤维丝，再除以高渗透性聚合物，具有选择性渗透特性。由于水蒸气、氢、氨和二氧化碳渗透较快,而甲烷、氮、氩、氧和一氧化碳等渗透较慢,这样就使渗透快的与渗透慢的分离。中空纤维丝的外径通常是500～600pum、内径为200～300pum，做成3-6米的纤维束装入耐高压金属壳体内，纤维束一端被密封，另一端用特殊配方的环氧树脂粘结在一起。其筛分原理为：操作压力一般在0.7-7kPa，原料液在静压差作用下，透过纤维素或高分子材料制成的微孔滤膜，利用其均一孔径，来截留水中的微粒、细菌等，使其不能通过滤膜而被去除。

而目前的中空纤维膜在应用中的结构，通常都是采用日本东丽株式会社的中空纤维膜组件及对应结构，其专利为：授权公告号CN105473211B的“筒式中空纤维膜组件及筒式中空纤维膜组件的制造方法”，所述筒式中空纤维膜组件具备：壳体；中空纤维膜束，其具有多个中空纤维膜；第1灌封部，其以中空纤维膜在所述多个中空纤维膜束的至少一侧的端部开口的方式将所述中空纤维膜粘接；和密封材料，其将所述第1灌封部液密地固定于所述壳体，所述筒式中空纤维膜组件中，所述第1灌封部至少包含内层灌封部和外层灌封部，所述内层灌封部和外层灌封部均是利用灌封剂形成的，所述密封材料与所述外层灌封部相接触，在用所述密封材料进行密封的方向上，形成有内层灌封部和外层灌封部两者。

而上述筒式中空纤维膜组件具有如下缺点：

1)、由于一端是被密封，从而会限制筒式中空纤维膜组件的出水通量的提升。

2)、由于中空纤维膜束呈束状，在过滤的时候，表面易附着大量的污染物，清洗难，即使采用冲洗或反冲洗的手段，也不易清理干净；而附着的污染物会影响后续中空纤维膜的过滤效果，尤其是水通量会显著下降。

3)、由于中空纤维膜束被固定，无法移动；再加上壳体的内部密布中空纤维膜束，无法再安装相应的搅拌机构，这会限定过滤效率的提升。

4)、中空纤维膜组件的拆卸操作麻烦，更换中空纤维膜组件的操作较为麻烦。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种硫化钠生产废水处理系统，具体技术方案如下：

一种硫化钠生产废水处理系统，包括圆筒，所述圆筒的内部设置有中空纤维膜组件，所述圆筒的外部设置有驱动中空纤维膜组件进行正转或反转或正反转交替进行的驱动机构。

上述技术方案的进一步优化，所述中空纤维膜组件的上部与圆筒的顶部之间设置有缓冲机构，所述缓冲机构包括嵌设在圆筒顶部的圆罐、第一竖管、第二竖管，所述圆罐与圆筒的顶部转动连接，所述第一竖管的下端与圆罐的内腔连通，所述第二竖管的下端与第一竖管的上端连通且第二竖管的下端与第一竖管的上端转动连接；所述中空纤维膜组件包括多个中空纤维膜单元，所述中空纤维膜单元包括呈对半折叠设置的中空纤维膜束、外螺纹管，所述中空纤维膜束由若干根中空纤维膜股线集束制成；所述中空纤维膜束对半折叠成两段对半折部，所述中空纤维膜束的两端集成为束头，所述束头填充在外螺纹管的内部且束头与外螺纹管的内壁密封连接，所述束头的端部与圆罐的内腔连通；所述对半折部的中部安装有配重球，所述配重球与对半折部固定连接。

上述技术方案的进一步优化，所述驱动机构包括设置在圆筒下方的磁力搅拌器、与磁力搅拌器相适配的磁力搅拌器转子、设置在圆筒内部的转盘，所述磁力搅拌器的顶部与圆筒的底部固定连接，所述磁力搅拌器转子设置在圆筒的内部且磁力搅拌器转子位于转盘的下方，所述磁力搅拌器转子和转盘之间设置有连杆，所述连杆的上端与转盘的中央固定连接，所述连杆的下端与磁力搅拌器转子的中央固定连接；所述中空纤维膜束的外部套设有圆环状拉环，所述拉环位于两段对半折部的交界处，所述拉环和转盘之间设置有拉簧，所述拉簧的一端与拉环固定连接，所述拉簧的另一端与转盘固定连接。

上述技术方案的进一步优化，所述磁力搅拌器转子的外部套设有位于圆筒内部的挡圈，所述挡圈设置在转盘和圆筒的筒底之间，所述挡圈和圆筒之间设置有连杆，所述连杆的一端与圆筒的内壁固定连接，所述连杆的另一端与挡圈固定连接；所述挡圈的下端与圆筒的筒底之间设置有间隙。

上述技术方案的进一步优化，所述圆筒的侧壁设置有进料孔，所述圆筒的外侧设置有与进料孔相连通的进料阀；所述圆筒的筒底设置有排污孔，所述圆筒的下方设置有与排污孔相连通的排污阀；所述圆筒的筒底设置有冲洗孔，所述圆筒的下方设置有与冲洗孔相连通的进水阀；所述圆筒的顶部安装有与圆筒内腔相连通的排气阀。

上述技术方案的进一步优化，所述中空纤维膜股线由中空纤维膜和玻璃纤维纱线通过螺旋加捻相互缠绕构成，所述玻璃纤维纱线由玻璃纤维纺成；在所述中空纤维膜股线的任一横截面中，中空纤维膜的数量和玻璃纤维纱线的数量之比为3:1；所述中空纤维膜的两端均与圆罐体的内腔连通。

上述技术方案的进一步优化，所述第二竖管的下端与第一竖管的上端之间通过安装第二轴承转动连接。

上述技术方案的进一步优化，所述圆罐包括圆罐体和球缺状罐盖，所述罐盖的边沿与圆罐体的灌口密封连接，所述第一竖管的下端与罐盖固定连接，所述圆罐体和圆筒的顶部之间通过安装第一轴承转动连接。

上述技术方案的进一步优化，所述圆罐体的罐底设置有与外螺纹管相适配的螺孔，所述外螺纹管与螺孔螺纹连接且外螺纹管的上端设置在圆罐体的内部，所述外螺纹管的下部设置有与外螺纹管连接为一体的第一螺母，所述外螺纹管的外部套设有最少两个与外螺纹管的相适配的第二螺母，所述第二螺母与圆罐体的罐底之间设置有密封圈。

本发明的有益效果：

所述硫化钠生产废水处理系统能够对硫化钠生产废水采用中空纤维膜进行过滤，过滤出水的水通量大，出水效率高；利用磁力搅拌器配合磁力搅拌器转子使得含有中空纤维膜束的中空纤维膜组件能够转动，能够显著提高过滤效率；同时，该中空纤维膜束的表面不易积累过厚的污染物，因此，该中空纤维膜束的清洗频次低，实施效果好。在后续采用正、反转交替的方式进行冲洗中空纤维膜束，能够快速、有效的将中空纤维膜束表面附着的污染物给清理掉，清洗时间短，清洗效率高。所述中空纤维膜组件的安装、拆卸、更换操作简单方便，应用价值高。

附图说明

图1为本发明所述硫化钠生产废水处理系统的结构示意图；

图2为本发明所述缓冲机构与中空纤维膜单元的连接示意图；

图3为本发明所述中空纤维膜单元的结构示意图；

图4为本发明所述中空纤维膜单元未安装配重球时的示意图；

图5为本发明所述中空纤维膜束对半折叠时的示意图；

图6为本发明所述驱动机构的结构示意图；

图7为本发明所述中空纤维膜单元的分布示意图；

图8为本发明所述缓冲层、电磁铁、圆罐、套筒的连接示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，所述硫化钠生产废水处理系统，包括圆筒10，所述圆筒10的上、下两端均呈封闭设置；所述圆筒10的内部设置有中空纤维膜组件，所述圆筒10的外部设置有驱动中空纤维膜组件进行正转或反转或正反转交替进行的驱动机构。

为便于说明，硫化钠生产废水简称废水，废水的主要污染物成分见表1。废水被输送到圆筒10的内部，废水被中空纤维膜组件过滤之后得到滤出液，滤出液被水泵抽走。利用驱动机构来驱动中空纤维膜组件进行正转或反转或正反转交替进行，其作用是提高过滤效率。

表1

实施例2

基于实施例1，如图1、3、4、5所示，所述中空纤维膜组件的上部与圆筒10的顶部之间设置有缓冲机构，所述缓冲机构包括嵌设在圆筒10顶部的圆罐30、第一竖管33、第二竖管34，所述圆罐30的上、下两端均呈封闭设置，所述圆罐30与圆筒10的顶部转动连接，所述第一竖管33的下端与圆罐30的内腔连通，所述第二竖管34的下端与第一竖管33的上端连通且第二竖管34的下端与第一竖管33的上端转动连接；所述中空纤维膜组件包括多个中空纤维膜单元2，所述中空纤维膜单元2包括呈对半折叠设置的中空纤维膜束21、外螺纹管22，所述中空纤维膜束21由若干根中空纤维膜股线集束制成；所述中空纤维膜束21对半折叠成两段对半折部211，所述中空纤维膜束21的两端集成为束头212，所述束头212填充在外螺纹管22的内部且束头212与外螺纹管22的内壁密封连接，所述束头212的端部与圆罐30的内腔连通；所述对半折部211的中部安装有配重球23，所述配重球23与对半折部211固定连接。其中，配重球23的中央设置有穿孔，配重球23套设在对半折部211的外部，配重球23与对半折部211之间采用胶水(例如热熔胶)连接。

现有的中空纤维膜是指外形像纤维状，具有自支撑作用的膜。现有的中空纤维膜是以聚砜、二甲基乙酰胺为原料加工成中空内腔的纤维丝，再除以高渗透性聚合物，具有选择性渗透特性。由于水蒸气、氢、氨和二氧化碳渗透较快，而甲烷、氮、氩、氧和一氧化碳等渗透较慢，这样就使渗透快的与渗透慢的分离。中空纤维丝的外径通常是500～600pum、内径为200～300pum，做成3-6米的纤维束装入耐高压金属壳体内，纤维束一端被密封，另一端用环氧树脂粘结在一起。

现有中空纤维膜的过滤原理：筛分过程，操作压力一般在0.7-7kPa，原料液在静压差作用下，透过一种过滤材料。透过纤维素或高分子材料制成的微孔滤膜，利用其均一孔径，来截留水中的微粒、细菌等，使其不能通过滤膜而被去除。决定膜的分离效果的是膜的物理结构，孔的形状和大小。微孔膜的规格目前有十多种，孔径范围为0.1-75μm。

废水在通过中空纤维膜束21的过滤之后，滤出液最终在圆罐30的内部汇聚，在水泵的抽取下，圆罐30内部汇聚的滤出液最终通过第一竖管33、第二竖管34被水泵抽走。

废水在被中空纤维膜束21过滤的过程中，利用驱动机构来驱动中空纤维膜组件进行正转或反转或正反转交替进行，在过滤过程中，所述中空纤维膜组件的转速为160-320r/min。

所述中空纤维膜组件中的中空纤维膜单元2以中空纤维膜组件的旋转中心为轴，呈环形阵列分布；另，可在中空纤维膜组件的旋转中心处增设一个中空纤维膜单元2；中空纤维膜组件中的中空纤维膜单元2的分布图如图7所示。

中空纤维膜组件在转动过程中会产生离心力，由于呈环形阵列分布，再通过改变配重球23的质量，从而使得中空纤维膜组件在转动过程中，中空纤维膜束21会呈现不同程度的弧形弯曲，从而使得中空纤维膜束21能够在圆筒10的内部均布分布。其中，所述配重球23的球心与中空纤维膜组件的旋转中心轴之间的垂直距离为x，所述配重球23的质量与x之间呈正相关变化，即：x越大，对应的配重球23的质量越大；配重球23的质量越大，使得该配重球23产生的离心力越大，从而拉着该配重球23所对应的那根中空纤维膜束21越远离其他的中空纤维膜束21；如此，能够有效保证相邻两个中空纤维膜束21在旋转时不会发生干涉。

如果不设置配重球23，中空纤维膜束21产生的离心力不会集中在某处，这易导致相邻的中空纤维膜束21之间不会拉开足够的距离，从而导致相邻的中空纤维膜束21之间易产生干涉，最终易导致中空纤维膜束21发生碰撞受损，或者发生缠绕。

由于现有的纤维束一端被密封，另一端是用来出水；现有纤维束采用2000根长度为6m的中空纤维丝集束而成，其膜平均孔径为0.1μm，膜面积为0.17m²，纯水通量为85-120L/m³/h，对废水的水通量为22-29L/m³/h，见表2。

表2

另外，所述中空纤维膜束21对半折叠成两段对半折部211，所述中空纤维膜束21的两端集成为束头212，所述束头212的端部与圆罐30的内腔连通。中空纤维膜束21由2000根长度为6m的中空纤维膜股线集束而成，其膜平均孔径为0.1μm，膜面积为0.17m²，纯水通量为143-207L/m³/h，对废水的水通量为35-47L/m³/h，见表3。由此可知：采用将中空纤维膜束21对半折叠成两段对半折部211这种设计的优点是能够显著提高对纯水、废水的水通量。

表3

性能	参数
		膜平均孔径	0.1μm
膜面积	0.17m<sup>2</sup>，
		纯水通量	143-207L/m<sup>3</sup>/h
对废水的水通量	35-47L/m<sup>3</sup>/h

被中空纤维膜束21过滤之后的滤出液在圆罐30的内部大量汇聚，圆罐30具有缓冲作用，在圆罐30内部汇聚有足够的滤出液，才能够保证后续水泵能够保证连续抽水作业。

其中，所述圆罐30与圆筒10的顶部转动连接，第二竖管34的下端与第一竖管33的上端转动连接；如此，所述第二竖管34即使被固定从而无法转动，由于第一竖管33和第二竖管34之间能够发生相对转动，而圆罐30与圆筒10之间能够发生相对转动；如此，当中空纤维膜组件在转动过程中，所述圆罐30也可随着中空纤维膜组件发生相应的转动，中空纤维膜组件在发生相应的转动过程中，即使第二竖管34不转动，也不影响中空纤维膜组件的转动作业。第二竖管34作为与后续水泵相连接的输水管，必须保证不转动，否则无法与后续水泵保证有效的连接。

实施例3

基于实施例2，如图1、3所示，所述驱动机构包括设置在圆筒10下方的磁力搅拌器51、与磁力搅拌器51相适配的磁力搅拌器转子52、设置在圆筒10内部的转盘53，所述磁力搅拌器51的顶部与圆筒10的底部固定连接，所述磁力搅拌器转子52设置在圆筒10的内部且磁力搅拌器转子52位于转盘53的下方，所述磁力搅拌器转子52和转盘53之间设置有连杆54，所述连杆54的上端与转盘53的中央固定连接，所述连杆54的下端与磁力搅拌器转子52的中央固定连接；所述中空纤维膜束21的外部套设有圆环状拉环25，所述拉环25位于两段对半折部211的交界处，所述拉环25和环形的中空纤维膜束21构成霍普夫链环结构，所述拉环25和转盘53之间设置有拉簧27，所述拉簧27的一端与拉环25固定连接，所述拉簧27的另一端与转盘53固定连接。

其中，所述磁力搅拌器转子52为十字状结构，十字状结构使得所述磁力搅拌器转子52的支撑效果更稳定。所述磁力搅拌器51可选用成都锐新仪器仪表有限公司的HI系列自动正反转功能磁力搅拌器，该磁力搅拌器可进行自动反转设定，用户可以选择反转时间间隔。所述磁力搅拌器51能够驱动磁力搅拌器转子52进行正转或反转。

当利用磁力搅拌器51驱动磁力搅拌器转子52进行转动时，磁力搅拌器转子52转动会通过连杆54带动转盘53进行转动，而转盘53转动会通过拉簧27带动相应的中空纤维膜单元2使得所述中空纤维膜组件进行转动。无论中空纤维膜束21的扭动幅度多大，通过设置拉环25，都能够始终保证中空纤维膜束21被对半分成长度相同的两段。由于设置有拉簧27具有缓冲的效果，能够促使中空纤维膜束21被拉紧，只有中空纤维膜束21被拉紧才能够有效的被拉环25分成长度相同的两段；再加上缓冲效果，能有效避免中空纤维膜束21被过大的拉力拉伤，从而保证中空纤维膜束21的使用寿命。

实施例4

基于实施例3，如图6所示，所述磁力搅拌器转子52的外部套设有位于圆筒10内部的挡圈56，所述挡圈56设置在转盘53和圆筒10的筒底之间，所述挡圈56和圆筒10之间设置有连杆57，所述连杆57的一端与圆筒10的内壁固定连接，所述连杆57的另一端与挡圈56固定连接；所述挡圈56的下端与圆筒10的筒底之间设置有间隙。

挡圈56的设置，能够限制磁力搅拌器转子52的位置，从而能够保证所述磁力搅拌器转子52始终位于圆筒10的中部区域，使得磁力搅拌器转子52的旋转轴线不与圆筒10的中轴线发生偏移。其中，所述挡圈56的下端与圆筒10的筒底之间设置有间隙，这使得挡圈56的内外空间处于连通状态，也就避免挡圈56内部的废水无法流出的缺陷发生。

实施例5

基于上述实施例，如图1所示，所述圆筒10的侧壁设置有进料孔，所述圆筒10的外侧设置有与进料孔相连通的进料阀11；所述圆筒10的筒底设置有排污孔，所述圆筒10的下方设置有与排污孔相连通的排污阀12；所述圆筒10的筒底设置有冲洗孔，所述圆筒10的下方设置有与冲洗孔相连通的进水阀14；所述圆筒10的顶部安装有与圆筒10内腔相连通的排气阀15。

利用离心泵将废水输送至进料阀11，打开进料阀11，废水被输送到圆筒10的内部，在圆筒10内部的中空纤维膜单元2对废水进行过滤，过滤后的滤出液在圆罐30的内部汇聚，最终被水泵给抽走。

被中空纤维膜单元2过滤后剩余的浓浆，可通过打开排污阀12，从排污阀12处排向外部，浓浆中含有大量被截留在水中的微粒、细菌等，其可通过集中处理。而输出的滤出液中含有大量的硫化钠且杂质少，使得滤出液具有优良的回收价值。

当需要对圆筒10的内部进行冲洗时，可通过将进水阀14外接水源，例如自来水龙头，自来水能够通过进水阀14输送到圆筒10的内部；之后，可通过中空纤维膜组件按照正反转交替转动的方式进行冲洗，即：中空纤维膜组件按照顺时针转动360°(正转1圈)、逆时针转动360°×1(反转1圈)、顺时针转动360°×1(正转1圈)…的方式进行转动，中空纤维膜组件按照顺时针或逆时针转动360°(转动1圈)所需的时间为2-5秒。在中空纤维膜组件进行转动时，控制圆罐30，使得圆罐30无法转动；因此，当中空纤维膜组件在进行正、反转的过程中，呈对半折叠设置的中空纤维膜束21在不断的被扭、拧，这使得中空纤维膜束21表面附着的污染物能够快速的从中空纤维膜束21表面处脱落，从而加速中空纤维膜束21被冲洗效果，冲洗效率高。整个冲洗过程不超过30分钟，从排污阀12处排出的污水中，悬浮物的含量小于或等于600mg/L。

如果不采用上述正、反转交替的方式进行冲洗，只单独进行正转或反转冲洗，冲洗时间超过75分钟，从排污阀12处排出的污水中，悬浮物的含量仍大于1500mg/L。

由此可知：采用正、反转交替的方式进行冲洗，能够有效提高冲洗效率。

实施例6

基于上述实施例，所述第二竖管34的下端与第一竖管33的上端之间的转动连接方式为：如图1所示，在所述第二竖管34的下端与第一竖管33的上端之间通过安装第二轴承35转动连接。

实施例7

基于上述实施例，所述圆罐30和圆筒10的顶部之间转动连接的具体方式为：如图1、2所示，所述圆罐30包括圆罐体31和球缺状罐盖32，所述罐盖32的边沿与圆罐体31的灌口密封连接，所述第一竖管33的下端与罐盖32固定连接，所述圆罐体31和圆筒10的顶部之间通过安装第一轴承13转动连接。

实施例6的第二轴承35和本实施例中的第一轴承13均可选择全封闭式轴承，全封闭式轴承的密封性能好，满足设计需求。

球缺状罐盖32使得圆罐30内部的滤出液能够更顺畅的集中并从第一竖管33处流到第二竖管34的内部。

实施例8

基于上述实施例，为方便更换中空纤维膜单元2，如图2、3、4所示，所述圆罐体31的罐底设置有与外螺纹管22相适配的螺孔，所述外螺纹管22与螺孔螺纹连接且外螺纹管22的上端设置在圆罐体31的内部，所述外螺纹管22的下部设置有与外螺纹管22连接为一体的第一螺母24，所述外螺纹管22的外部套设有最少两个与外螺纹管22的相适配的第二螺母26，所述第二螺母26与圆罐体31的罐底之间设置有密封圈。

利用扳手卡住第一螺母24从而带动外螺纹管22与螺孔螺纹连接直至外螺纹管22的上端位于圆罐体31的内部，之后，将两个套在外螺纹管22外部的第二螺母26向上拧动直至位于上方的第二螺母26抵紧圆罐体31的底部，再将两个第二螺母26相互抵紧，如此，完成外螺纹管22的安装。由于设置有最少两个第二螺母26，相互抵紧，即使中空纤维膜单元2转动，也不会造成中空纤维膜单元2从圆罐体31的罐底处脱落。

所采用上述设计，所述中空纤维膜单元2的安装、拆卸操作简单方便。

实施例9

基于上述实施例，如何有效控制圆罐30，使得圆罐30无法转动；如图8所示，所述圆罐体31采用铁质材料制成，在铁质材料表面喷涂或镀有防锈层，防锈层可选用镍钴合金或镍基合金。在圆罐体31的外部套设有环形电磁铁61，电磁铁61和圆罐体31之间设置有间隙；所述圆罐体31的外部还套设有位于电磁铁61上方的套筒63，所述套筒63和圆罐体31之间设置有缓冲层，所述缓冲层由尼龙袋621以及填充在尼龙袋621内部的钢珠622制成，钢珠622表面同样采取喷涂/镀有镍钴合金；所述电磁铁61的一侧设置在尼龙袋621的袋口处使得电磁铁61的内侧能与钢珠622接触。所述钢珠622的半径小于或等于3mm。

当电磁铁61通电产生磁力，使得钢珠622被磁化，从而使得钢珠622被吸附向下移动从而使得钢珠622集中在靠近电磁铁61的附近；由于套筒63被与电磁铁61固定，套筒63与圆罐体31之间的间距为固定的；因此，此时的缓冲层靠近电磁铁61的部分能够将圆罐体31抵紧并通过磁力的作用使得圆罐体31无法再转到。

当电磁铁61断电失去磁力，钢珠622失去束缚，此时的圆罐体31在转动初期会受到一定的阻力，之后，圆罐体31转动的阻力会越来越小；而尼龙袋621由耐磨性强的尼龙材料制成，尼龙袋621不易被磨损。

实施例10

基于上述实施例，所述中空纤维膜股线由中空纤维膜和玻璃纤维纱线通过螺旋加捻相互缠绕构成，所述玻璃纤维纱线由玻璃纤维纺成；在所述中空纤维膜股线的任一横截面中，中空纤维膜的数量和玻璃纤维纱线的数量之比为3:1；所述中空纤维膜的两端均与圆罐体31的内腔连通。在本实施例中，采用中空纤维膜的数量和玻璃纤维纱线的数量之比为3:1制成的中空纤维膜束21为组1。

其中，中空纤维膜的膜壁微孔密布，原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液，而大分子溶质被膜截留，达到物质分离及浓缩的目的。

经过大量实验发现：玻璃纤维纱线的设置对水通量的提升无明显助益。但是，玻璃纤维纱线的添加，能够显著提高中空纤维膜股线的抗拉强度；如果不设置玻璃纤维纱线，只依靠中空纤维膜，该中空纤维膜在离心力的作用下被拉拽，当拉拽力过大时，易导致中空纤维膜被撕裂，导致表面微孔结构被破坏，过滤效果显著下降。

在实施例2中，将拉簧27替换成拉绳，最外侧的配重球23的质量为10kg(通常配重球23的质量不超过5kg)，磁力搅拌器转子52的转速为320r/min；测量废水过中空纤维膜束X的水通量，结构如表4所示。

表4

在组1中，组1旋转1h后测量对废水的水通量。

在组2中，中空纤维膜的数量和玻璃纤维纱线的数量之比为3:0制成的中空纤维膜束为组2，组2旋转0.5h后测量对废水的水通量。

在组3中，中空纤维膜的数量和玻璃纤维纱线的数量之比为6:1制成的中空纤维膜束为组3，组3旋转1h后测量对废水的水通量。

在组4中，中空纤维膜的数量和玻璃纤维纱线的数量之比为3:2制成的中空纤维膜束为组4，组4旋转2h后测量对废水的水通量。

在组5中，中空纤维膜的数量和玻璃纤维纱线的数量之比为3:3制成的中空纤维膜束为组5，组5旋转2h后测量对废水的水通量。

在组6中，中空纤维膜的数量和玻璃纤维纱线的数量之比为1:5制成的中空纤维膜束为组6，组6旋转3h后测量对废水的水通量。

通过表4的数据可知：在中空纤维膜股线中，如果不添加玻璃纤维纱线，在过大的离心力作用下，中空纤维膜易被拉裂，导致中空纤维膜表面微孔结构被大量破坏，从而使其对废水的水通量急剧增大，其过滤效果显著下降。如果玻璃纤维纱线的数量过少，也会导致中空纤维膜表面的微孔结构易被拉变形，从而导致其对废水的水通量会显著增大。在一定范围内，增大玻璃纤维纱线的数量，不会导致其对废水的水通量数值会急剧变化；但是，当玻璃纤维纱线的数量增加至一定程度之后，反而会使其对废水的水通量至小于组1的数据。另外，根据实际应用，玻璃纤维纱线的数量过多，会使得中空纤维膜股线的体积增大，最终导致中空纤维膜束21的体积过大。

玻璃纤维纱线的抗腐蚀性好，机械强度高，其表面附着的污物易被冲洗；相对于聚丙烯或尼龙材料制成是纱线来说，最终采用反冲洗手段冲洗表面附着的污物所花费的时间，采用玻璃纤维纱线的最少，例如实施例5中，反冲洗时间不超过30分钟；而采用聚丙烯材料制成是纱线进行反冲洗所需要的时间超过98分钟，采用尼龙材料制成是纱线进行反冲洗所需要的时间超过66分钟。

在上述实施例中，所述硫化钠生产废水处理系统由于采用对半折叠设置，使得中空纤维膜束21的两端均能够出水，出水的水通量显著提升，出水效率高。

采用在过滤时，利用磁力搅拌器51配合磁力搅拌器转子52使得含有中空纤维膜束21的中空纤维膜组件能够转动，这在过滤时，能够显著提高过滤效率，相对于背景技术中的筒式中空纤维膜组件来说，本发明所述中空纤维膜组件的过滤时间要缩短33.7％以上。另外，由于中空纤维膜束21相当于在离心转动状态，即使该中空纤维膜束21表面附着的污染物达到一定程度，也会被离心力“甩出”，从而使得本发明所述中空纤维膜束21的表面不易积累过厚的污染物；因此，在后续采用正反转交替的方式进行冲洗，能够快速、有效的将中空纤维膜束21表面附着的污染物给清理掉，清洗时间短，清洗效率高；同时，本发明的清洗频次比筒式中空纤维膜组件要低57.2％以上，实施效果好。

本发明所述中空纤维膜组件的安装、拆卸、更换操作简单方便，应用价值高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种硫化钠生产废水处理系统，包括圆筒，其特征在于：所述圆筒的内部设置有中空纤维膜组件，所述圆筒的外部设置有驱动中空纤维膜组件进行正转或反转或正反转交替进行的驱动机构；

所述中空纤维膜组件的上部与圆筒的顶部之间设置有缓冲机构，所述缓冲机构包括嵌设在圆筒顶部的圆罐、第一竖管、第二竖管，所述圆罐与圆筒的顶部转动连接，所述第一竖管的下端与圆罐的内腔连通，所述第二竖管的下端与第一竖管的上端连通且第二竖管的下端与第一竖管的上端转动连接；所述中空纤维膜组件包括多个中空纤维膜单元，所述中空纤维膜单元包括呈对半折叠设置的中空纤维膜束、外螺纹管，所述中空纤维膜束由若干根中空纤维膜股线集束制成；所述中空纤维膜束对半折叠成两段对半折部，所述中空纤维膜束的两端集成为束头，所述束头填充在外螺纹管的内部且束头与外螺纹管的内壁密封连接，所述束头的端部与圆罐的内腔连通；所述对半折部的中部安装有配重球，所述配重球与对半折部固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种硫化钠生产废水处理系统，其特征在于：所述驱动机构包括设置在圆筒下方的磁力搅拌器、与磁力搅拌器相适配的磁力搅拌器转子、设置在圆筒内部的转盘，所述磁力搅拌器的顶部与圆筒的底部固定连接，所述磁力搅拌器转子设置在圆筒的内部且磁力搅拌器转子位于转盘的下方，所述磁力搅拌器转子和转盘之间设置有连杆，所述连杆的上端与转盘的中央固定连接，所述连杆的下端与磁力搅拌器转子的中央固定连接；所述中空纤维膜束的外部套设有圆环状拉环，所述拉环位于两段对半折部的交界处，所述拉环和转盘之间设置有拉簧，所述拉簧的一端与拉环固定连接，所述拉簧的另一端与转盘固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种硫化钠生产废水处理系统，其特征在于：所述磁力搅拌器转子的外部套设有位于圆筒内部的挡圈，所述挡圈设置在转盘和圆筒的筒底之间，所述挡圈和圆筒之间设置有连杆，所述连杆的一端与圆筒的内壁固定连接，所述连杆的另一端与挡圈固定连接；所述挡圈的下端与圆筒的筒底之间设置有间隙。

4.根据权利要求1所述的一种硫化钠生产废水处理系统，其特征在于：所述圆筒的侧壁设置有进料孔，所述圆筒的外侧设置有与进料孔相连通的进料阀；所述圆筒的筒底设置有排污孔，所述圆筒的下方设置有与排污孔相连通的排污阀；所述圆筒的筒底设置有冲洗孔，所述圆筒的下方设置有与冲洗孔相连通的进水阀；所述圆筒的顶部安装有与圆筒内腔相连通的排气阀。

5.根据权利要求1所述的一种硫化钠生产废水处理系统，其特征在于：所述中空纤维膜股线由中空纤维膜和玻璃纤维纱线通过螺旋加捻相互缠绕构成，所述玻璃纤维纱线由玻璃纤维纺成；在所述中空纤维膜股线的任一横截面中，中空纤维膜的数量和玻璃纤维纱线的数量之比为3:1；所述中空纤维膜的两端均与圆罐体的内腔连通。

6.根据权利要求1所述的一种硫化钠生产废水处理系统，其特征在于：所述第二竖管的下端与第一竖管的上端之间通过安装第二轴承转动连接。

7.根据权利要求1所述的一种硫化钠生产废水处理系统，其特征在于：所述圆罐包括圆罐体和球缺状罐盖，所述罐盖的边沿与圆罐体的灌口密封连接，所述第一竖管的下端与罐盖固定连接，所述圆罐体和圆筒的顶部之间通过安装第一轴承转动连接。

8.根据权利要求1所述的一种硫化钠生产废水处理系统，其特征在于：所述圆罐体的罐底设置有与外螺纹管相适配的螺孔，所述外螺纹管与螺孔螺纹连接且外螺纹管的上端设置在圆罐体的内部，所述外螺纹管的下部设置有与外螺纹管连接为一体的第一螺母，所述外螺纹管的外部套设有最少两个与外螺纹管的相适配的第二螺母，所述第二螺母与圆罐体的罐底之间设置有密封圈。

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