CN117865420A - 一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备及方法，涉及煤化工气化工艺污水处理技术领域，包括底座，所述底座的一侧设有粗滤组件，所述粗滤组件的一侧顶部设有精滤组件，所述精滤组件的底部设有混合组件，所述混合组件上设有控制组件，所述底座的另一侧设有酸吸收组件，所述粗滤组件包括滤罐，所述滤罐的内部从上到下均匀设置有锥形斗，所述锥形斗的底部设有排液管，各个所述锥形斗的顶部均设有网板，所述网板的表面铺设有滤料，本发明可在工作完毕后便于对膜进行清理，此外，随着酸吸收的进行可有效提高酸吸收效率，另外，对滤料进行清理时可进一步提升对滤料的清理效果。

Description

一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备及方法

技术领域

本发明涉及煤化工气化工艺污水处理技术领域，具体为一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备及方法。

背景技术

气化污水具有COD高、氨氮浓度高、碱度、硬度高的特点，高浓度氨氮对生化系统中微生物具有很大的抑制作用，因此在进入后续生化处理前需要进行预处理，煤化工气化污水预处理前需要经过机械过滤和精密过滤，除去大体积杂质颗粒，防止对后续工艺中的膜体造成损伤，机械过滤中可选用石英砂、活性炭和陶粒等新材料作为滤料。

申请号为201410078008.X的发明专利公开了一种膜技术处理碎煤加压气化工艺污水的方法，包括：（1）从酚氨回收装置排放的工艺污水先经过机械过滤和精密过滤除去机械杂质，防止对膜造成堵塞或损伤；（2）过滤后的工艺污水加碱调节pH值至9-10.5，使污水中的酚类形成酚氧负离子，防止对膜造成污堵，然后通过两至三级膜系统脱除污水中绝大部分酚类和其它有机物；（3）步骤（2）排出的淡水加酸调节pH至6-8，使游离氨形成铵盐，通过末级膜脱除污水中的绝大部分氨氮，但是，在膜长时间使用后会有较多的细小颗粒物附着，影响污水的处理效果，且不方便清理。

并且，随着酸吸收的进行，污水中的氨氮分子浓度逐渐降低，迁移速度变慢，导致酸吸收效率降低，此外，现有技术一般需要先进行砂滤和精密过滤，防止杂质颗粒物破坏膜体，但是，在利用砂滤器进行粗滤过程中，不同粒径的滤料会发生不同程度的堵塞，导致对滤料的反冲洗效果较差，并且滤料发生板结时会进一步影响对滤料的反冲洗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备及方法，工作完毕后便于对膜进行清理，此外，随着酸吸收的进行可有效提高酸吸收效率，另外，对滤料进行清理时可进一步提升对滤料的清理效果，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，包括底座，所述底座的一侧设有粗滤组件，所述粗滤组件的一侧顶部设有精滤组件，所述精滤组件的底部设有混合组件，所述混合组件上设有控制组件，所述底座的另一侧设有酸吸收组件；

所述粗滤组件包括滤罐，所述滤罐的内部从上到下均匀设置有锥形斗，所述锥形斗的底部设有排液管，各个所述锥形斗的顶部均设有网板，所述网板的表面铺设有滤料，所述排液管的中部侧面设有冲洗硬管，所述冲洗硬管的顶部设有锥形块；

所述滤罐的两侧从上到下对称且均匀开设有导槽，所述导槽的内部滑动配合有活动座；

所述精滤组件包括水泵，所述水泵的输出端口设有引水管，所述引水管的端部固定连通有精滤器；

所述混合组件包括弧形板，所述弧形板的一侧通过环形座设有混合筒，所述混合筒内滑动配合有混合板，所述弧形板的两侧对称设有第一电动推杆，所述混合筒的底部通过放液管固定连通有中空座，所述中空座的一侧活动贯穿有软毛刷；

所述酸吸收组件包括吸收池，所述吸收池的中部设有膜吸收模块；

所述控制组件包括侧架，所述侧架设于所述弧形板的端部，所述侧架的中部设有第二电动推杆，所述第二电动推杆的伸缩端设有三角块，所述三角块的底部对应配合有梯形块。

优选的，所述滤罐的顶部设有进水管，所述进水管的内部底端设有布水模块，所述锥形斗数量不少于三个，所述排液管和冲洗硬管之间设有波纹管，所述排液管的底部设有第一电磁阀，各个所述锥形斗内的滤料的粒径从上到下依次减小，所述冲洗硬管贯穿滤罐的侧壁。

优选的，所述冲洗硬管上设有第一电动阀，各个所述冲洗硬管的外部一端通过集流管连通，所述冲洗硬管的外部一侧套接有缓冲弹簧，所述梯形块设于集流管的侧面，所述三角块和梯形块的上下两侧均设有等长的斜面。

优选的，两侧的所述活动座的内部一端与对应的锥形斗的侧面固定连接，所述活动座的中部滑动贯穿有导杆，所述导杆的两端分别与所述导槽的上下两侧固定连接，所述导杆的底侧套接有限位弹簧，所述滤罐的侧面顶部设有排杂管。

优选的，所述水泵的输入端设有排水管，所述排水管的端部与所述滤罐的底部端口连接，所述排水管上设有第二电动阀。

优选的，所述精滤器的外部通过支架设于所述滤罐的顶部，所述精滤器的底部设有汇集筒，所述汇集筒的圆周侧面底部呈环形陈列等间距固定连通有分流管，所述分流管的外部一端固定连通有环形管，所述环形管的底面等间距固定连通有支管，所述混合板固定套接在支管的底部，所述混合板的表面均匀开设有导流槽，所述汇集筒的侧面中部设有加料管，所述加料管上设有第二电磁阀，所述加料管与外部的碱液供给系统连接。

优选的，所述弧形板滑动连接在滤罐的外部靠近精滤组件的一侧，所述混合筒的中部固定套接有齿圈，所述齿圈的侧面啮合有齿轮，所述齿轮的底部设有旋转电机，所述旋转电机设于所述环形座的表面，所述第一电动推杆的固定端与所述支架的底部固定连接。

优选的，所述中空座的底部均匀设有排液孔，所述中空座与所述膜吸收模块靠近粗滤组件的一侧区域对应，所述放液管上设有第三电动阀，所述软毛刷的内部一侧与中空座的内壁之间设有弹性片和锁止组件。

优选的，所述膜吸收模块与所述软毛刷对应，所述膜吸收模块包括设于吸收池中部的安装框，所述安装框内设有离子交换膜，所述离子交换膜的材料为聚乙烯。

一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的方法，包括以下步骤：

S1、将待处理污水注入所述滤罐内进行砂滤，污水从上到下依次经过各个所述锥形斗上的滤料，利用不同粒径的滤料对滤罐内的污水进行过滤，除去大体积的杂质；

S2、经过砂滤后的污水在所述水泵的作用下进入所述精滤器内通过精密滤芯对污水进行再次过滤，除去污水中的微小颗粒物；

S3、经过精滤后的污水进入所述混合筒内，并利用精滤组件向混合筒内的污水中按比例加入碱液调节pH，碱液优选为氢氧化钠溶液，使氨氮以分子形式存在，加入完毕后利用精滤组件和混合筒的转动以及上下运动进行配合将碱液与污水均匀混合；

S4、混合完毕后排入所述吸收池内所述膜吸收模块的一侧区域，并向吸收池内所述膜吸收模块的另一侧区域加入稀硫酸作为吸收液，使得污水中的氨分子被稀硫酸吸收；

S5、使用完毕后，利用所述控制组件与混合组件的配合使得滤罐内的滤料振动，同时通过所述冲洗硬管从锥形斗的底部注水对滤料进行反冲洗，并利用控制组件与混合组件的配合对膜吸收模块进行清理。

与现有技术相比，本发明具有以下好处：

1、本发明通过控制各个第一电动阀的开合使第一电动阀的开通量从上到下依次递减，控制清洗液进入锥形斗的量，最上侧的第一电动阀开通至最大时，足够的清洗液进入最上侧的锥形斗内，实现各个滤层滤料的充分反冲洗，且又由于各个滤料间采用分层结构，降低反冲洗清洗液的流动阻力，提高对滤料的反冲洗效果。

2、本发明在最顶部滤料出现堵塞时，通过控制第二电动推杆的伸出长度，使三角块上下两侧斜面的端侧与梯形块上下两侧斜面的端侧对应重合，再使第一电动推杆带动三角块上下运动，在缓冲弹簧的作用下通过锥形块与锥形斗锥面的贴合实现各个锥形斗的上下往复运动，实现锥形斗内滤料的高频微量振动，防止滤料表面杂质颗粒物堵塞滤料的间隙，并防止滤料之间的间隙增大而导致较多的杂质颗粒物渗入。

3、本发明在滤料出现板结时，利用第二电动推杆使得三角块和梯形块的斜面重合面积达到最大，再使第一电动推杆带动三角块上下运动，此时冲洗硬管往复运动的行程增大，使得锥形斗内的滤料震动幅度增大，将滤料中出现板结的区域进行破裂分散，并增大滤料间的间隙，使滤料中截留的杂质颗粒从间隙中被清洗液从锥形斗底部向上冲出，提高对滤料的反冲洗效果。

4、本发明在酸吸收的过程中，第三电动阀闭合，利用第一电动推杆带动弧形板向下运动使中空座向下运动伸入吸收池内的污水内，再利用第一电动推杆使中空座小幅度上下缓慢往复运动对污水搅动，加快氨氮分子的移动速度，使得高浓度氨氮分子更多的向氨氮分子浓度较低的区域转移，加快氨氮分子被吸收的速度，提高酸吸收效率。

5、本发明在使用完毕且在中空座伸入吸收池后，第三电动阀开通，利用第一电动推杆带动弧形板快速向上运动，在短时间在混合筒的底侧产生高压气体并通过放液管进入中空座内，使软毛刷在高气压的作用下快速伸出中空座的外部并利用锁止组件对软毛刷锁止定位，利用第一电动推杆往复伸缩带动软毛刷上下缓慢往复运动对离子交换膜侧面清理。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明轴侧结构示意图；

图3为本发明内部结构示意图；

图4为本发明图3中A处放大结构示意图；

图5为本发明图3中B处放大结构示意图；

图6为本发明图3中C处放大结构示意图；

图7为本发明图3中D处放大结构示意图。

图中：1、底座；2、粗滤组件；201、滤罐；202、进水管；203、锥形斗；204、排液管；205、网板；206、冲洗硬管；207、波纹管；208、锥形块；209、集流管；210、第一电动阀；211、缓冲弹簧；212、导槽；213、活动座；214、导杆；215、限位弹簧；216、排杂管；3、精滤组件；301、水泵；302、排水管；303、第二电动阀；304、引水管；305、支架；306、精滤器；307、汇集筒；308、分流管；309、环形管；310、支管；311、加料管；312、混合板；313、导流槽；4、混合组件；401、弧形板；402、环形座；403、混合筒；404、齿圈；405、旋转电机；406、齿轮；407、第一电动推杆；408、放液管；409、中空座；410、第三电动阀；411、软毛刷；5、酸吸收组件；501、吸收池；502、安装框；503、离子交换膜；6、控制组件；601、侧架；602、第二电动推杆；603、三角块；604、梯形块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案，一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，包括底座1，底座1的一侧设有粗滤组件2，粗滤组件2的一侧顶部设有精滤组件3，精滤组件3的底部设有混合组件4，混合组件4上设有控制组件6，底座1的另一侧设有酸吸收组件5，粗滤组件2用于对污水进行初步的过滤，除去大体积杂质和颗粒，精滤组件3用于对污水精滤，除去污水中微小杂质和颗粒，混合组件4用于将氢氧化钠溶液与污水进行均匀混合，使氨氮以分子形式存在，酸吸收组件5利用稀酸和离子交换膜503吸收污水中的氨分子。

粗滤组件2包括滤罐201，滤罐201的顶部设有进水管202，滤罐201的侧面顶部设有排杂管216，进水管202的内部底端设有布水模块，布水模块用于将污水均匀分散到最顶部的滤料上，滤罐201的内部从上到下均匀设置有锥形斗203，锥形斗203数量不少于三个，锥形斗203的底部设有排液管204，排液管204用于将经过滤料过滤后的污水向下排出，排液管204的底部设有第一电磁阀，第一电磁阀用于控制排液管204的启闭，各个锥形斗203的顶部均设有网板205，网板205的表面铺设有滤料，各个锥形斗203内的滤料的粒径从上到下依次减小，滤料的材料优选为活性炭和陶粒，污水进入滤罐201后首先与位于最顶部的粒径最大的滤料接触，首先除去污水中的大体积杂质颗粒，排液管204的中部侧面设有冲洗硬管206，冲洗硬管206上设有第一电动阀210，各个冲洗硬管206上通过设置第一电动阀210，实现各个冲洗硬管206的单独启闭控制，冲洗硬管206贯穿滤罐201的侧壁，各个冲洗硬管206的外部一端通过集流管209连通，集流管209与外部的清洗液供给系统连接，外部的清洗液经过加压后进入集流管209内，通过各个冲洗硬管206分别进入各个锥形斗203的底部，对滤料进行反向冲洗。

精滤组件3包括水泵301，水泵301的输入端设有排水管302，排水管302的端部与滤罐201的底部端口连接，排水管302上设有第二电动阀303，水泵301的输出端口设有引水管304，引水管304的端部固定连通有精滤器306，使第二电动阀303开通，利用水泵301将滤罐201底部的经过粗滤后的污水通过引水管304排入精滤器306，利用精滤器306内的精密滤芯对污水进行精滤。

精滤器306的外部通过支架305设于滤罐201的顶部，精滤器306的底部设有汇集筒307，汇集筒307的圆周侧面底部呈环形陈列等间距固定连通有分流管308，分流管308的外部一端固定连通有环形管309，环形管309的底面等间距固定连通有支管310，精滤后的污水进入汇集筒307内后通过分流管308进入环形管309内，再进入各个支管310内，即可使精滤后的污水排入混合筒403内。

汇集筒307的侧面中部设有加料管311，加料管311上设有第二电磁阀，加料管311与外部的碱液供给系统连接，第二电磁阀开通后，加料管311用于向汇集筒307内通入氢氧化钠溶液，使得氢氧化钠溶液经过支管310均匀的分散在混合筒403内的污水中。

混合组件4包括弧形板401，弧形板401滑动连接在滤罐201的外部靠近精滤组件3的一侧，弧形板401的一侧通过环形座402设有混合筒403，混合筒403的中部固定套接有齿圈404，齿圈404的侧面啮合有齿轮406，齿轮406的底部设有旋转电机405，旋转电机405设于环形座402的表面，旋转电机405的转动带动齿轮406转动，齿轮406带动齿圈404转动，齿圈404带动混合筒403在环形座402内转动，即可与支管310相对转动，达到混合搅拌的目的。

混合筒403内滑动配合有混合板312，混合板312固定套接在支管310的底部，混合板312的表面均匀开设有导流槽313，弧形板401的两侧对称设有第一电动推杆407，第一电动推杆407的固定端与支架305的底部固定连接，混合筒403的底部通过放液管408固定连通有中空座409，放液管408上设有第三电动阀410，第一电动推杆407可通过弧形板401驱动混合筒403上下运动，使得混合筒403与混合板312上下相对运动，实现污水和氢氧化钠溶液在竖直方向上的混合搅拌。

中空座409的底部均匀设有排液孔，中空座409与膜吸收模块靠近粗滤组件2的一侧区域对应，混合筒403内混合后的混合液经过放液管408进入中空座409内，并经过排液孔均匀的排入吸收池501中位于膜吸收模块的一侧区域内。

酸吸收组件5包括吸收池501，吸收池501的中部设有膜吸收模块，膜吸收模块包括设于吸收池501中部的安装框502，安装框502内设有离子交换膜503，离子交换膜503的材料为聚乙烯，还可以是聚丙烯和聚氯乙烯。

本实施例装置在使用时，首先将待处理污水经过进水管202注入滤罐201的内部顶侧，并通过布水模块均匀的在滤罐201内分散，污水依次经过各个锥形斗203，在各个锥形斗203内的不同粒径的滤料的作用下对污水进行初步过滤，此时第一电动阀210均处于闭合状态，第一电磁阀均处于开通状态，污水经过多种不同粒径的滤料过滤完毕后聚集在滤罐201的内部底侧，此时开通第二电动阀303并启动水泵301，污水在水泵301的作用下通过排水管302和引水管304进入精滤器306内，利用精密滤芯对污水进行再次过滤，除去微小颗粒物，经过精滤后的污水进入汇集筒307内，再经过分流管308、环形管309和支管310进入混合筒403内，其次将加料管311与外部的碱液供给系统连接，开通第二电磁阀，使得氢氧化钠溶液经过加料管311进入汇集筒307内，即可经过各个支管310均匀的加入污水中，同时启动旋转电机405和第一电动推杆407，旋转电机405通过齿轮406和齿圈404的啮合驱动混合筒403转动，混合筒403与支管310相对转动，实现污水与氢氧化钠溶液在水平方向上的混合，同时使第一电动推杆407往复伸缩带动弧形板401上下运动，使得混合筒403上下运动，并与混合板312做相对运动，实现污水与氢氧化钠溶液在竖直方向上的混合，混合完毕后开通第三电动阀410，混合液经过放液管408进入中空座409内经过底部的排液孔排入吸收池501位于离子交换膜503的一侧，此时中空座409位于吸收池501的上方，再向吸收池501位于离子交换膜503的另一侧注入稀硫酸，混合液内的氨氮分子即可经过离子交换膜503被稀硫酸吸收转换为铵盐，以此实现混合液中氨氮浓度的降低。

使用完毕后，将集流管209与外部的清洗液供给系统连接，同时使第一电动阀210开通，第一电磁阀闭合，清洗液经过加压后进入集流管209内再进入各个冲洗硬管206内，进而可从各个锥形斗203的底部向上对各个粒径的滤料进行反冲洗，除去滤料中的杂质颗粒，被清洗液冲洗出的杂质颗粒物经过排杂管216排出。

值得注意的是，由于不同粒径的滤料上所聚集的杂质颗粒体积和数量不同，因此在对各层滤料进行反冲洗时，通过控制各个冲洗硬管206上的第一电动阀210的开合程度，控制清洗液进入各个锥形斗203内的清洗液的量，由于最上侧的滤料粒径大，所截留的杂质颗粒体积大，因此需要使得该层对应的第一电动阀210开通至最大，使得足够的清洗液进入最上侧的锥形斗203内，且各个第一电动阀210的开通量从上到下依次递减，即可实现各个滤层滤料的充分反冲洗。

并且，现有技术中普遍采用滤料紧密堆叠的方式进行砂滤作业，各层不同粒径的滤料紧贴在一起，导致反冲洗时清洗液向上流动阻力增大，反冲洗效果较低，本发明通过对各层滤料单独进行反冲洗，有效降低反冲洗清洗液的流动阻力，提高对滤料的反冲洗效果。

第二实施例

请参阅图1-7，基于第一实施例提供的一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，在实际使用的过程中，尤其是对污水进行粗滤的过程中，污水首先与最顶部粒径最大的滤料接触，且随着污水处理的进行，位于最顶部的滤料表面会聚集较多体积较大的杂质，导致滤料间的间隙被堵塞，影响污水的向下进给，且在使用过程中，滤料与杂质颗粒物结合后会导致滤料板结，尤其是最上层的滤料由于杂质颗粒物体积较大聚集数量较多，板结更加严重，对各层滤料进行反冲洗时，会增大清洗液向上流动的阻力，降低反冲洗效果，此外，在进行酸吸收的过程中，随着酸吸收的进行，吸收池501内的污水中含有的氨氮分子浓度降低，导致酸吸收进程逐渐变缓，影响污水的处理效率，并且在使用完毕后不方便对离子交换膜503清理，为了解决上述问题：

排液管204和冲洗硬管206之间设有波纹管207，波纹管207的设置使得冲洗硬管206实现水平滑动，冲洗硬管206的顶部设有锥形块208，冲洗硬管206的外部一侧套接有缓冲弹簧211，锥形块208的顶部锥面通过与锥形斗203底部锥面贴合，使得冲洗硬管206水平移动时驱动锥形斗203沿竖直方向运动，缓冲弹簧211实现冲洗硬管206往复运动的复位。

滤罐201的两侧从上到下对称且均匀开设有导槽212，导槽212的内部滑动配合有活动座213，两侧的活动座213的内部一端与对应的锥形斗203的侧面固定连接，活动座213的中部滑动贯穿有导杆214，导杆214的两端分别与导槽212的上下两侧固定连接，导杆214的底侧套接有限位弹簧215，活动座213通过与锥形斗203顶部竖直侧面的固定连接，使得锥形斗203沿导槽212上下运动，限位弹簧215实现锥形斗203的复位。

中空座409的一侧活动贯穿有软毛刷411，软毛刷411的内部一侧与中空座409的内壁之间设有弹性片和锁止组件，膜吸收模块与软毛刷411对应，锁止组件用于对软毛刷411的锁止，在弹性片的作用下，软毛刷411初始状态下端面与中空座409的侧面平齐，且此时锁止组件不对软毛刷411锁止。

控制组件6包括侧架601，侧架601设于弧形板401的端部，侧架601的中部设有第二电动推杆602，第二电动推杆602的伸缩端设有三角块603，三角块603的底部对应配合有梯形块604，梯形块604设于集流管209的侧面，三角块603和梯形块604的上下两侧均设有等长的斜面，利用第二电动推杆602的伸缩带动三角块603水平往复运动，以此实现三角块603与梯形块604之间斜面接触面积的调节。

本实施例在使用时，污水灌入滤罐201内落在最顶部的滤料上后，体积较大的杂质颗粒被截留在最顶部的滤料上，滤料间隙容易被严重遮挡，导致污水不能及时从滤料间隙排出，进而会导致顶层滤料上优先出现污水聚集的情况，通过在最顶部的锥形斗203的侧壁上设置液位传感器，当最顶部的锥形斗203内聚集的污水液位大于液位传感器所设阈值时，则主动判断出最顶部滤料出现堵塞，此时启动第二电动推杆602带动三角块603伸长，使得三角块603的斜面与梯形块604的斜面贴合，再启动第一电动推杆407，使得第一电动推杆407通过弧形板401和侧架601带动三角块603上下运动，同时三角块603的上下两侧的斜面分别与梯形块604上下两侧的斜面配合，在缓冲弹簧211的作用下即可实现集流管209带动冲洗硬管206的水平往复运动，并通过锥形块208与锥形斗203锥面的贴合实现各个锥形斗203的上下往复运动，从而实现锥形斗203内滤料的振动，防止杂质颗粒物堵塞滤料的间隙。

应该说明的是，当滤料产生较大幅度振动时，滤料表面的杂质颗粒会渗入滤料之间的间隙内，导致滤料之间的间隙增大，大大降低了对污水的过滤效果，因此通过控制第二电动推杆602的伸出长度，使得三角块603上下两侧斜面的端侧与梯形块604上下两侧斜面的端侧对应重合，进而降低冲洗硬管206水平往复运动的行程，使得滤料的振动幅度有效降低，实现滤料的高频率低幅度的振动，即可在避免杂质颗粒堵塞滤料间隙的同时防止滤料之间的间隙增大而导致较多的杂质颗粒物渗入。

另外，在使用完毕对滤料进行反冲洗的过程中，各层滤料与杂质颗粒结合后极易发生板结，尤其是位于最上层的滤料截留的杂质颗粒体积较大，更容易出现板结，且板结的硬度较大，在对各层滤料进行反冲洗时，冲洗液难以从滤料间隙内通过，冲洗液向上流动的阻力会大大增加，因此，通过在排液管204内设置液体压力传感器，在反冲洗时，排液管204内的液体压力大于所设阈值时，主动判断出滤料出现板结，此时启动第二电动推杆602带动三角块603伸长，使得三角块603和梯形块604的斜面重合面积达到最大，再启动第一电动推杆407通过弧形板401和侧架601带动三角块603上下运动，由于三角块603和梯形块604的斜面重合面积增大，使得冲洗硬管206往复运动的行程增大，进而通过锥形块208使得锥形斗203的振动幅度增大，使得锥形斗203内的滤料震动幅度增大，从而将滤料中出现板结的区域进行分散，同时增大滤料间的间隙，使得滤料中截留的杂质颗粒从间隙中被冲洗液冲出，从而进一步提高对滤料的反冲洗效果，液体压力传感器检测到排液管204内的压力恢复正常阈值时，即说明板结的滤料清除完毕。

此外，在吸收池501内进行酸吸收的过程中，随着酸吸收的进行，污水中靠近离子交换膜503一侧的氨氮分子浓度逐渐降低，氨氮浓度分布不均，导致氨氮分子被吸收的速率降低，因此在酸吸收的过程中，使第三电动阀410闭合，启动第一电动推杆407带动弧形板401向下运动，放液管408为硬质管材，使得中空座409向下运动伸入吸收池501内与其对应的污水内，再使第一电动推杆407缓慢往复伸缩使得中空座409小幅度上下缓慢往复运动，实现对污水的搅动，加快氨氮分子的移动速度，使得高浓度氨氮分子更多的向氨氮分子浓度较低的区域转移，加快氨氮分子被吸收的速度，提高酸吸收效率。

另外，在使用完毕后，离子交换膜503的侧面会附着较多的细小微杂质，影响后续的正常使用，因此，在中空座409伸入吸收池501后，通过使第三电动阀410开通，并利用第一电动推杆407收缩带动弧形板401快速向上运动，使得混合筒403与混合板312快速产生相对运动，从而在短时间会在混合筒403的内部底侧产生高压气体，高压气体通过放液管408进入中空座409内，使得侧面的软毛刷411在高气压的作用下快速伸出中空座409的外部，弹性片被拉伸，软毛刷411伸出后利用锁止组件对软毛刷411锁止定位，此时软毛刷411与离子交换膜503上氨氮分子进入侧贴合，再利用第一电动推杆407往复伸缩带动软毛刷411上下缓慢往复运动，即可对离子交换膜503的侧面进行清理，避免影响下次使用。

第三实施例

本发明还提供一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的方法，包括以下步骤：

S1、将待处理污水注入滤罐201内进行砂滤，污水从上到下依次经过各个锥形斗203上的滤料，利用不同粒径的滤料对滤罐201内的污水进行过滤，除去大体积的杂质；

S2、经过砂滤后的污水在水泵301的作用下进入精滤器306内通过精密滤芯对污水进行再次过滤，除去污水中的微小颗粒物；

S3、经过精滤后的污水进入混合筒403内，并利用精滤组件3向混合筒403内的污水中按比例加入碱液调节pH，碱液优选为氢氧化钠溶液，使氨氮以分子形式存在，加入完毕后利用精滤组件3和混合筒403的转动以及上下运动进行配合将碱液与污水均匀混合；

S4、混合完毕后排入吸收池501内膜吸收模块的一侧区域，并向吸收池501内膜吸收模块的另一侧区域加入稀硫酸作为吸收液，使得污水中的氨分子被稀硫酸吸收；

S5、使用完毕后，利用控制组件6与混合组件4的配合使得滤罐201内的滤料振动，同时通过冲洗硬管206从锥形斗203的底部注水对滤料进行反冲洗，并利用控制组件6与混合组件4的配合对膜吸收模块进行清理。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，其特征在于，包括底座，所述底座的一侧设有粗滤组件，所述粗滤组件的顶部设有精滤组件，所述精滤组件的底部设有混合组件，所述粗滤组件上设有控制组件，所述底座的另一侧设有酸吸收组件；

所述粗滤组件包括滤罐，所述滤罐的内部从上到下均匀设置有锥形斗，所述锥形斗的底部设有排液管，各个所述锥形斗的顶部均设有网板，所述网板的表面铺设有滤料，所述排液管的中部侧面设有冲洗硬管，所述冲洗硬管的顶部设有锥形块；

所述滤罐的两侧从上到下对称且均匀开设有导槽，所述导槽的内部滑动配合有活动座；

所述精滤组件包括水泵，所述水泵的输出端口设有引水管，所述引水管的端部固定连通有精滤器；

所述混合组件包括弧形板，所述弧形板的一侧通过环形座设有混合筒，所述混合筒内滑动配合有混合板，所述弧形板的两侧对称设有第一电动推杆，所述混合筒的底部通过放液管固定连通有中空座，所述中空座的一侧活动贯穿有软毛刷；

所述酸吸收组件包括吸收池，所述吸收池的中部设有膜吸收模块；

所述控制组件包括侧架，所述侧架设于所述弧形板的端部，所述侧架的中部设有第二电动推杆，所述第二电动推杆的伸缩端设有三角块，所述三角块的底部对应配合有梯形块。

2.根据权利要求1所述的一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，其特征在于，所述滤罐的顶部设有进水管，所述进水管的内部底端设有布水模块，所述锥形斗数量不少于三个，所述排液管和冲洗硬管之间设有波纹管，所述排液管的底部设有第一电磁阀，各个所述锥形斗内的滤料的粒径从上到下依次减小，所述冲洗硬管贯穿滤罐的侧壁。

3.根据权利要求1所述的一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，其特征在于，所述冲洗硬管上设有第一电动阀，各个所述冲洗硬管的外部一端通过集流管连通，所述冲洗硬管的外部一侧套接有缓冲弹簧，所述梯形块设于集流管的侧面，所述三角块和梯形块的上下两侧均设有等长的斜面。

4.根据权利要求1所述的一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，其特征在于，两侧的所述活动座的内部一端与对应的锥形斗的侧面固定连接，所述活动座的中部滑动贯穿有导杆，所述导杆的两端分别与所述导槽的上下两侧固定连接，所述导杆的底侧套接有限位弹簧，所述滤罐的侧面顶部设有排杂管。

5.根据权利要求1所述的一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，其特征在于，所述水泵的输入端设有排水管，所述排水管的端部与所述滤罐的底部端口连接，所述排水管上设有第二电动阀。

6.根据权利要求1所述的一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，其特征在于，所述精滤器的外部通过支架设于所述滤罐的顶部，所述精滤器的底部设有汇集筒，所述汇集筒的圆周侧面底部呈环形陈列等间距固定连通有分流管，所述分流管的外部一端固定连通有环形管，所述环形管的底面等间距固定连通有支管，所述混合板固定套接在支管的底部，所述混合板的表面均匀开设有导流槽，所述汇集筒的侧面中部设有加料管，所述加料管上设有第二电磁阀，所述加料管与外部的碱液供给系统连接。

7.根据权利要求6所述的一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，其特征在于，所述弧形板滑动连接在滤罐的外部靠近精滤组件的一侧，所述混合筒的中部固定套接有齿圈，所述齿圈的侧面啮合有齿轮，所述齿轮的底部设有旋转电机，所述旋转电机设于所述环形座的表面，所述第一电动推杆的固定端与所述支架的底部固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，其特征在于，所述中空座的底部均匀设有排液孔，所述中空座与所述膜吸收模块靠近粗滤组件的一侧区域对应，所述放液管上设有第三电动阀，所述软毛刷的内部一侧与中空座的内壁之间设有弹性片和锁止组件。

9.根据权利要求1所述的一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，其特征在于，所述膜吸收模块与所述软毛刷对应，所述膜吸收模块包括设于吸收池中部的安装框，所述安装框内设有离子交换膜，所述离子交换膜的材料为聚乙烯。

10.一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的方法，所述方法利用如权利要求1所述的一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备实现对污水的处理，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将待处理污水注入所述滤罐内进行砂滤，污水从上到下依次经过各个所述锥形斗上的滤料，利用不同粒径的滤料对滤罐内的污水进行过滤，除去大体积的杂质；

S2、经过砂滤后的污水在所述水泵的作用下进入所述精滤器内通过精密滤芯对污水进行再次过滤，除去污水中的微小颗粒物；

S3、经过精滤后的污水进入所述混合筒内，并利用精滤组件向混合筒内的污水中按比例加入碱液调节pH，使氨氮以分子形式存在，加入完毕后利用精滤组件和混合筒的转动以及上下运动进行配合将碱液与污水均匀混合；

S4、混合完毕后排入所述吸收池内所述膜吸收模块的一侧区域，并向吸收池内所述膜吸收模块的另一侧区域加入稀硫酸作为吸收液，使得污水中的氨分子被稀硫酸吸收；

S5、使用完毕后，利用所述控制组件与混合组件的配合使得滤罐内的滤料振动，同时通过所述冲洗硬管从锥形斗的底部注水对滤料进行反冲洗，并利用控制组件与混合组件的配合对膜吸收模块进行清理。