CN115869672A - 水洗水净化装置及水洗水净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液体净化领域，公开了一种水洗水净化装置及水洗水净化系统。所述水洗水净化装置包括具有容纳腔的壳体(24)和用于向所述容纳腔内通入水洗水的水洗水进水管(7)，所述壳体的底部设置有净化水出水口(25)，所述水洗水进水管与所述净化水出水口之间设置为过滤反冲段(16)，所述过滤反冲段包括竖向分布的混合区(18)和滤料区，所述滤料区内装填有用于过滤所述水洗水的滤料，所述混合区的至少部分区域内装填有用于横向分布所述水洗水的填料(10)。本发明中通过设置混合区和滤料区，在混合区内装填填料，在滤料区内装填滤料，在净化过程中优化了水洗水分布路径，提高了滤料的使用率，反冲过程中强化了滤料间的扰动，提高了反冲效率。

Description

水洗水净化装置及水洗水净化系统

技术领域

本发明涉及液体净化领域，具体地涉及一种水洗水净化装置及水洗水净化系统。

背景技术

目前有以下几种方法对水洗水进行过滤：1、通过微旋流分离器除去急冷水和水洗水中夹带的催化剂。但是，受到旋流分离器分离精度的限制，该方法实际应用时对2.5μm以下颗粒分离效果差，造成细颗粒无法有效去除。2、采用精密过滤对急冷水、水洗水中的催化剂进行分离和浓缩，但是由于急冷水、水洗水中夹带的催化剂粒径小，且水中含有少量油蜡类物质，导致过滤器在实际运行过程中容易堵塞，且在线反冲再生困难，造成设备运行压差过大，无法正常使用。3、通过均质调节和混凝沉淀的方法去除水中的胶体和悬浮物。但是，该方法实际应用时均质池和沉淀池占地面积大，处理周期长，且需要持续投入混凝剂和絮凝剂，运行费用高。并且通过该方法处理后的净化水固含量仍为100mg/L左右，对于固体悬浮物的去除效率低，且不能有效去除微细不易沉降的颗粒。4、通过絮凝沉淀和超滤膜过滤的方法去除水中的胶体和悬浮物。该方法在实际应用时沉淀池占地面积大，超滤膜过滤运行周期短为45～90分钟，处理量小仅为50～1000L/m³h，反冲洗再生过程需要加入酸碱药剂，导致该方法的投资和运行费用高。5、仅使用滤料对水洗水进行过滤，但细颗粒的滤料无法均匀过滤水洗水，滤料内部产生部分死区，无法利用全部的滤料。

以上方法都存在各种各样的工业应用障碍，即微旋流液固分离精度有限、效率不高，精密过滤及超滤膜过滤设备容易堵塞、清洗再生困难、运行费用高等，并且均未在汽提塔后设置净化处理装置，导致污水处理厂处理负担增重。因此急需一款结构简单、能够优化水洗水路径分布及反冲效率高的净化装置。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的结构复杂、无法优化水洗水路径分布的问题，提供一种水洗水净化装置，该水洗水净化装置具有能够优化水洗水路径分布，提高滤料再生效率的优点。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种水洗水净化装置，所述水洗水净化装置包括具有容纳腔的壳体和用于向所述容纳腔内通入水洗水的水洗水进水管，所述壳体的底部设置有净化水出水口，所述水洗水进水管与所述净化水出水口之间设置为过滤反冲段，所述过滤反冲段包括竖向分布的混合区和滤料区，所述滤料区内装填有用于过滤所述水洗水的滤料，所述混合区的至少部分区域内装填有用于横向分布所述水洗水的填料。

可选地，所述过滤反冲段包括彼此交替排布的多个所述混合区和所述滤料区，相邻的所述混合区和所述滤料区之间通过具有多孔结构的隔板分离。

可选地，每两个相邻的所述滤料区之间连接有连通管，所述连通管上设置有能够通入液体的松动通水口。

可选地，所述混合区内的填料高度不超过所述混合区高度的一半，所述混合区的其余部分装填有所述滤料。

可选地，所述水洗水进水管的上方设置有用于防止所述滤料从所述壳体内排出的阻挡层。

可选地，所述净化水出水口的上方设置有至少部分伸入所述容纳腔的反冲水进水管，以能够通过该反冲水进水管向所述容纳腔内通入反冲水并冲洗所述过滤反冲段；所述水洗水进水管的上方设置有至少部分伸入所述壳体内部的冲洗水进水管，以能够通过该冲洗水进水管向所述容纳腔内通入反冲水并压实所述过滤反冲段。

可选地，所述反冲水进水管与所述过滤反冲段之间设置有至少部分伸入所述壳体内部的进气管，以能够通过该进气管向壳体内通入气体。

可选地，所述过滤反冲段的下方设置有由无机材质颗粒组成的垫料段。

可选地，所述壳体的上方设置有反冲水溢流口，所述壳体的顶部设置有排气口。

本发明第二方面提供一种水洗水净化系统，所述水洗水净化系统至少包括上述的水洗水净化装置、连接至所述水洗水进水管的水洗水出水装置和连接至所述净化水出水口的净化水收集缓冲罐。

可选地，所述水洗水净化系统包括多个并联的所述水洗水净化装置。

本发明中通过设置混合区和滤料区，并在混合区内装填填料，在滤料区内装填滤料，优化了净化过程中的水洗水分布路径，减少了滤料中出现的死区，提高了滤料的使用率，从而提高了净化效率，此外，在滤料的反冲再生过程中，填料在混合区的有限空间内随机运动，强化了与滤料及反冲水之间的相互作用，以促进滤料表面附着的杂质细粉脱落，破坏含油细粉絮状物的团聚，提高反冲过程中截留物质的脱除，提高反冲效率，有助于维持过滤效果。

附图说明

图1是本发明中水洗水净化装置的一种优选实施方式结构示意图；

图2是图1中水洗水净化装置净化水洗水的流程示意图；

图3是图1中水洗水净化装置反冲水反冲的流程示意图；

图4是图2中混合区的放大示意图；

图5是图3中混合区的放大示意图；

图6是水洗水净化系统的一种实施方式的流程示意图。

附图标记说明

1-水洗水出水装置；2-水洗水净化装置；3-净化水收集缓冲罐；4-液固分离器；5-冲洗水进水管；6-阻挡层；7-水洗水进水管；8-隔板；9-连通管；10-填料；11-垫料段；12-进气管；13-松动通水口；14-反冲溢流口；15-排气口；16-过滤反冲段；17-反冲水进水管；18-混合区；19-滤料区；20-大气；21-油类回收装置；22-细粉浓浆集中处理装置；23-净化水回收装置；24-壳体；25-净化水出口；a-水洗水；b-气体；c-反冲水；e-冲洗水；f-净化水。

具体实施方式

以下结合附图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。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。

如图1所示，本发明一方面提供一种水洗水净化装置，该水洗水净化装置包括具有容纳腔的壳体24和用于向所述容纳腔内通入水洗水的水洗水进水管7，所述壳体24的底部设置有净化水出水口25，所述水洗水进水管7与所述净化水出水口25之间设置为过滤反冲段16，所述过滤反冲段16包括竖向分布的混合区18和滤料区19，所述滤料区19内装填有用于过滤所述水洗水的滤料，所述混合区18的至少部分区域内装填有用于横向分布所述水洗水的填料10。具体地，所述横向指垂直于所述壳体24轴线的截面方向。

本发明中通过设置混合区18和滤料区19，并在混合区18内装填填料，在滤料区19内装填滤料，优化了净化过程中的水洗水分布路径，减少了滤料中出现的死区，提高了滤料的使用率，从而提高了净化效率本发明中通过设置混合区和滤料区，并在混合区内装填填料，在滤料区内装填滤料，优化了净化过程中的水洗水分布路径，减少了滤料中出现的死区，提高了滤料的使用率，从而提高了净化效率，此外，在滤料的反冲再生过程中，填料在混合区的有限空间内随机运动，强化了与滤料及反冲水之间的相互作用，以促进滤料表面附着的杂质细粉脱落，破坏含油细粉絮状物的团聚，提高反冲过程中截留物质的脱除，提高反冲效率，有助于维持过滤效果。

具体地，本发明中的水洗水净化装置2主要用于甲醇制烯烃(MTO)水洗水中的催化剂细粉杂质及油类物质的过滤，其中催化剂细粉杂质含量为0.1g/L-2.0g/L，细粉的平均粒径为1μm-20μm，水洗水中油相物质的含量为0.05g/L-2g/L，该油类物质主要为C5及以上烃类。

水洗水进水管7中水洗水a的喷出速度为0.2-2.0m/s，优选0.8-1.3m/s；其通过滤料的表观速度为0.5mm/s-4mm/s，优选1.0mm/s-2.2mm/s。此外，滤料中使用的媒介为平均粒径0.1mm-0.4mm的多形态且具有吸附性的有机或无机材质的颗粒。水洗水a经净化后得到净化水f，其中油类物质焊料降至10mg/L以下，催化剂细粉杂质平均含量小于20mg/L。

在本发明的一种实施方式中，所述过滤反冲段16包括彼此交替排布的多个所述混合区18和所述滤料区19，相邻的所述混合区18和所述滤料区19之间通过具有多孔结构的隔板8分离。具体地，为了优化水洗水a的分布路径，减少净化过程中滤料中出现的死区，在每两个滤料区19之间设置一个混合区18，所述混合区18内的填料10高度不超过所述混合区18高度的一半，所述混合区18的其余部分装填有所述滤料。混合区18内装填有一种或多种尺寸的大颗粒填料10，所述填料10的当量尺寸不小于1mm。此外，隔板18可以为多孔结构，比如格栅板或多孔板等具有较大流通面积的板状结构。可以理解的是，为了防止填料10从所述混合区18中流出，隔板18的流通通道尺寸应小于混合区18内填料10的尺寸，且远大于过滤反冲填料段16中的滤料尺寸。

具体地，如图1、图2和图6所示，水洗水进水管7由总管和喷管组成，所述总管从壳体24的侧壁穿入，壳体24内部的水洗水进水管7上设置有一个或多个喷管，每个所述喷管的出口朝下正对过滤反冲填料段16顶部的滤料区19表面，喷管出口距离滤料区19上表面的高度不大于壳体24直径的1/3。在水洗水a的过滤净化过程中，水洗水a在靠近过滤反冲填料段16的顶部喷出，冲击滤料区19的上表面，强化了水洗水a进入过滤反冲填料段16内部的推动力，同时由于冲击也强化了过滤反冲填料段16中水洗水a的扰动，减少了滤料区12表面致密物的形成，延缓了水洗水a的入口压力与净化水f的出口压力之间压力差的升高，增加了水洗水净化装置2净化阶段的使用周期。进一步地，水洗水a通过过滤反冲填料段16一段滤料区19过滤后，进入混合区18，经由突变多尺度放置的填料10重新优化分布后进入下一个滤料区19过滤，以减少水洗水a流动过程在滤料中产生的死区和沟流，提高过滤净化的效率；通过多组滤料区19及混合区18处理后的净化水f通过净化水出口25排出水洗水净化装置2，经净化水收集缓冲罐3去往后续工艺流程。过滤净化过程中，水洗水a中的杂质和油类物质截留在过滤反冲填料段16中，此过程中，混合区18中填料10的分布如图4所示。

进一步地，如图1和图3所示，所述净化水出水口25的上方设置有至少部分伸入所述容纳腔的反冲水进水管17，以能够通过该反冲水进水管17向所述容纳腔内通入反冲水c并冲洗所述过滤反冲段16；所述水洗水进水管7的上方设置有至少部分伸入所述壳体24内部的冲洗水进水管5，以能够通过该冲洗水进水管5向所述容纳腔内通入冲洗水e并压实所述过滤反冲段16。可以理解的是，在本发明的其他实施方式中，也可以通过所述净化水出水口25向所述容纳腔内通入反冲水c。

具体地，当所述滤料中的催化剂细粉杂质及油类物质达到饱和之后(即水洗水a的入口压力与净化水f的出口压力差达到3kg)，需要对所述滤料进行反冲再生，即清洗掉所述滤料中的催化剂细粉杂质及油类物质。具体地，对滤料进行反冲再生时，向反冲水进水管17中通入反冲水c，由于滤料中的催化剂细粉杂质及油类物质含量比较大，因此该反冲水c可以是水洗水a，也可以使用净化水f。此外，所述水洗水进水管7的上方设置有用于防止所述滤料从所述壳体24内排出的阻挡层6，所述壳体24的上方设置有反冲水溢流口14。反冲操作时，在反冲水c的带动下大颗粒填料10在混合区18随机运动强化多相之间的相互作用，破坏杂质聚并和絮状物的生成，加快滤料表面附着油相及杂质细粉脱离至反冲水c内，最终从反冲溢流口14排出水洗水装置2。

由于受反冲水c的携带，滤料及混合区18内的填料10都向反冲水c的水流方向运动，整个过滤反冲填料段16发生膨胀，但由于隔板18的限制，混合区18内大尺寸填料10只能在有限区域内随机运动，不断挤压向上运动的滤料颗粒群，强化气泡破碎，破坏催化剂细粉杂质的聚并，提高油类物质脱附效率。具体地，滤料颗粒可通过隔板8落在混合区18的填料10表面，而混合区18内的大颗粒填料10无法离开混合区18空间。此外，反冲过程中，反冲水c逐渐净化掉滤料中残留的催化剂细粉杂质以及油类物质，使所述杂质及油类物质脱离滤料并聚集于反冲水c的上层，通过阻挡层6对反冲水c中少量带出的滤料颗粒进行截留后，含有杂质及油类物质的反冲水c通过反冲水溢流口14排出水洗水净化装置2。具体地，阻挡层6可以为斜挡板或填料。反冲过程中，混合区18中填料10的分布如图5所示。

进一步地，为了优化反冲水c进入时的分布，在所述过滤反冲段16的下方设置有由无机材质颗粒组成的垫料段11，所述垫料段11内的填料由一种或多种粒径的无机材质颗粒构成，当由单一颗粒构成时，平均粒径1mm-2mm，当垫料段11为多种颗粒构成时，应为由上至下的粒径递增的分布装填，最小平均粒径1mm-2mm。

在本发明的一种优选实施方式中，如图3所示，所述反冲水进水管17与所述过滤反冲段16之间设置有至少部分伸入所述壳体24内部的进气管12，以能够通过该进气管12向反冲水内通入气体b。具体地，在反冲过程中，可以向进气管12和水洗水进水管7内通入气体b，从而对反冲水c造成扰动，增加反冲水c的表面张力，从而提高了反冲过程中杂质及油质的过滤效率，强化了固相和液相之间的物质传递。具体地，所述气体b可以为氮气或空气，所述气体在过滤反冲填料段16内流动的表观气速，应大于0.05m/s小于0.6m/s。此外，所述壳体24的顶部设置有排气口15，所述气体b从排气口15排出壳体24。具体地，进气管12从壳体24的下部侧壁穿入，出口朝下，可以位于垫料段11的内部或下部。

滤料净化后，停止从反冲水进水管17注入反冲水c，通过冲洗水进水管5向过滤反冲段16注入冲洗水e正向冲洗过滤反冲段16。如此，可对上部滤料进行二次过滤，同时也可以对松散的过滤反冲段16进行冲刷、压实及整定。

更进一步地，每两个相邻的所述滤料区19之间连接有连通管9，所述连通管9上设置有能够通入液体的松动通水口13。反冲完成后，打开连通管9上的阀门，使得滤料颗粒可顺利返回至各个滤料区19，实现催化剂细粉、油类物质与过滤反冲段16中滤料颗粒的分离，水洗水净化装置2恢复为初始状态，可切换至净化过程继续操作。由于连通管9的内径比较细，当滤料颗粒阻塞连通管9时，打开松动通水口13，并向连通管9内注入液体，疏通连通管9，并将管内的滤料颗粒冲至滤料区19。

如图6所示，本发明第二发明提供一种水洗水净化系统，所述水洗水净化系统至少包括水洗水净化装置2、连接至所述水洗水进水管7的水洗水出水装置1和连接至所述净化水出水口25的净化水收集缓冲罐3。

在本发明的一种实施方式中，所述水洗水净化系统包括多个并联的水洗水净化装置2。在过滤净化过程中，水洗水出水装置1连接至水洗水净化装置2的水洗水进水管7，以向多个所述水洗水净化装置2内通入水洗水a，净化水f从净化水出水口25流出，并流至净化水收集缓冲罐3内，再流至净化水回收装置23内。在反冲过程中，通过反冲水进水管17向水洗水净化装置2内注入反冲水c，所述反冲水c可以使用净化水f。反冲过程中可以通过进气管12和水洗水进水管7，向水洗水净化装置2内通入气体b，增加反冲水c的表面张力，从而提高反冲效率，气体b从排气口15排出，流入大气20。反冲结束后，停止从反冲水进水管17注入反冲水c，通过冲洗水进水管5向过滤反冲段16注入冲洗水e正向冲洗过滤反冲段16。如此，可对上部滤料进行二次过滤，同时也可以对松散的过滤反冲段16进行冲刷、压实及整定。从反冲溢流口14流出的冲洗水e汇流至液固分离器4中，固液分离器4处理后将上层油类物质排入油类回收装置21内，将下层液体排入细粉浓浆集中处理装置22内。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种水洗水净化装置，其特征在于，所述水洗水净化装置包括具有容纳腔的壳体(24)和用于向所述容纳腔内通入水洗水的水洗水进水管(7)，所述壳体(24)的底部设置有净化水出水口(25)，所述水洗水进水管(7)与所述净化水出水口(25)之间设置为过滤反冲段(16)，所述过滤反冲段(16)包括竖向分布的混合区(18)和滤料区(19)，所述滤料区(19)内装填有用于过滤所述水洗水的滤料，所述混合区(18)的至少部分区域内装填有用于横向分布所述水洗水的填料(10)。

2.根据权利要求1所述的水洗水净化装置，其特征在于，所述过滤反冲段(16)包括彼此交替排布的多个所述混合区(18)和所述滤料区(19)，相邻的所述混合区(18)和所述滤料区(19)之间通过具有多孔结构的隔板(8)分离。

3.根据权利要求2所述的水洗水净化装置，其特征在于，每两个相邻的所述滤料区(19)之间连接有连通管(9)，所述连通管(9)上设置有能够通入液体的松动通水口(13)。

4.根据权利要求1所述的水洗水净化装置，其特征在于，所述混合区(18)内的填料(10)高度不超过所述混合区(18)高度的一半，所述混合区(18)的其余部分装填有所述滤料。

5.根据权利要求1所述的水洗水净化装置，其特征在于，所述水洗水进水管(7)的上方设置有用于防止所述滤料从所述壳体(24)内排出的阻挡层(6)。

6.根据权利要求1所述的水洗水净化装置，其特征在于，所述净化水出水口(25)的上方设置有至少部分伸入所述容纳腔的反冲水进水管(17)，以能够通过该反冲水进水管(17)向所述容纳腔内通入反冲水(c)并冲洗所述过滤反冲段(16)；所述水洗水进水管(7)的上方设置有至少部分伸入所述壳体(24)内部的冲洗水进水管(5)，以能够通过该冲洗水进水管(5)向所述容纳腔内通入冲洗水(e)并压实所述过滤反冲段(16)。

7.根据权利要求6所述的水洗水净化装置，其特征在于，所述反冲水进水管(17)与所述过滤反冲段(16)之间设置有至少部分伸入所述壳体(24)内部的进气管(12)，以能够通过该进气管(12)向壳体(24)内通入气体。

8.根据权利要求1所述的水洗水净化装置，其特征在于，所述过滤反冲段(16)的下方设置有由无机材质颗粒组成的垫料段(11)。

9.根据权利要求1所述的水洗水净化装置，其特征在于，所述壳体(24)的上方设置有反冲水溢流口(14)，所述壳体(24)的顶部设置有排气口(15)。

10.一种水洗水净化系统，其特征在于，所述水洗水净化系统至少包括根据权利要求1-9中任意一项所述的水洗水净化装置(2)、连接至所述水洗水进水管(7)的水洗水出水装置(1)和连接至所述净化水出水口(25)的净化水收集缓冲罐(3)。

11.根据权利要求10所述的水洗水净化系统，其特征在于，所述水洗水净化系统包括多个并联的所述水洗水净化装置(2)。

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