CN1864800A - 静态膜过滤装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种静态膜过滤装置及其使用方法，该静态膜过滤装置，包括原料罐、原料供给泵、过滤器和过滤液储存罐，其有不少一个的过滤器，在每个过滤器内装有多孔陶瓷过滤膜，每个过滤器上的进液管与过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔内道相接通，每个过滤器上的出液管与过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔外道相接通，原料罐通过原料供给泵与进液管相接通，过滤器的出液管与过滤液储存罐相接通。本发明结构合理而紧凑，其使用方法简便，利用该静态膜过滤装置及其使用方法，具有过滤量较大、单位时间的过滤量所需能耗较小的优点，可广泛用于悬浊液的精密分离、中水回用等方面。
Description
一、技术领域
本发明涉及用于悬浊液精密分离、中水回用的过滤装置及其使用方法技术领域，是一种静态膜过滤装置及其使用方法，特别适用于悬浊液精密分离、中水回用等方面。
二、背景技术
当前利用多孔陶瓷膜过滤技术通常采用错流过滤工艺，即：悬浊液从过滤膜下端以一定的压力进入膜孔道内部后，小于膜孔的过滤液透过过滤膜从侧面流出，而浓缩液从过滤膜孔道上端流出。因为这种过滤方法是悬浊液从下端进入，从上端流出。过滤膜内侧受压很小，因此透过过滤膜的过滤量小，而浓缩液的流量较大。大量的浓缩液返回料液池循环使用，单位时间的过滤量所需能耗较大，控制条件难以确定。这也是至今膜过滤技术在中水回用方面难以推广的原因之一。
三、发明内容
本发明提供了一种静态膜过滤装置及其使用方法，克服了上述现有技术之不足，其过滤量较大，单位时间的过滤量所需能耗较小。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种静态膜过滤装置，包括原料罐、原料供给泵、过滤器和过滤液储存罐，其有不少一个的过滤器，在每个过滤器内装有多孔陶瓷过滤膜，每个过滤器上的进液管与过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔内道相接通，每个过滤器上的出液管与过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔外道相接通，原料罐通过原料供给泵与进液管相接通，过滤器的出液管与过滤液储存罐相接通。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种静态膜过滤装置，包括原料罐、原料供给泵、过滤器和过滤液储存罐，其有不少一个的过滤器，在每个过滤器内装有多孔陶瓷过滤膜，每个过滤器上的进液管与过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔内道相接通，每个过滤器上的出液管与过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔外道相接通，原料罐通过原料供给泵与进液管相接通，过滤器的出液管与过滤液储存罐相接通；在过滤器上有与多孔陶瓷过滤膜的膜孔外道相通的反冲洗进液管，化学药洗液储罐通过反冲洗泵与每个反冲洗进液管相接通，在每个反冲洗进液管上安装有反冲洗进液控制阀。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种上述静态膜过滤装置的使用方法，在所设定的恒定过滤流量下，在设备安全使用压力范围内，逐步提高过滤压力到所设定的高压过滤值为止；原料液在过滤压力的作用下由进液管进入过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔内道内并经过多孔陶瓷过滤膜的过滤后在膜孔外道得到过滤液，然后过滤液由出液管流出。
本发明的技术方案之四是通过以下措施来实现的：一种上述静态膜过滤装置的使用方法，在设备安全使用压力范围内，在所设定的恒定过滤压力下，过滤流量降到所设定的低过滤流量值为止；原料液在过滤压力的作用下由进液管进入过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔内道内并经过多孔陶瓷过滤膜的过滤后在膜孔外道得到过滤液，然后过滤液由出液管流出。
下面是对上述本发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述过滤液储存罐通过过滤液流量计分别与出液管相接通，过滤液流量计的前后分别安装有进阀和出阀。
上述反冲洗泵通过反冲洗液出口阀与每个反冲洗进液管相接通，原料供给泵通过原料液出口阀与每个过滤器的进液管相接通，在每个进液管上安装有控制阀，洗涤污水排出管通过排污阀与原料液出口阀和控制阀之间的每个进液管相接通；或/和，出液管与化学药洗液储存罐之间通过化学药洗液回流阀相接通。
当过滤压力升高至所设定的高压值时，用过滤液对多孔陶瓷过滤膜进行冲洗，其冲洗是冲洗方向与过滤方向相反而进行的反冲洗或者其冲洗是通过反冲洗进液管和过滤器的出液管进行的循环冲洗，冲洗后的污液经过进液管和洗涤污水排出管排出。
当过滤流量降到所设定的低过滤流量值时，用过滤液对多孔陶瓷过滤膜进行冲洗，其冲洗是冲洗方向与过滤方向相反而进行的反冲洗或其冲洗是通过反冲洗进液管和过滤器的出液管进行的循环冲洗，冲洗后的污液经过进液管和洗涤污水排出管排出。
当冲洗次数达到设定值时，用化学药洗液进行反冲洗或循环冲洗。
本发明结构合理而紧凑，其使用方法简便，利用该静态膜过滤装置及其使用方法，具有过滤量较大、单位时间的过滤量所需能耗较小的优点，可广泛用于悬浊液的精密分离、中水回用等方面。
四、附图说明
附图1为本发明静态膜过滤装置的最佳实施例的主视结构示意图，
附图中的编码分别为：1为原料液(二级水)，2为酸碱槽，3为酸碱泵，4为原料罐，5为沉淀池，6为原料供给泵，7为用于错流过滤的浓缩液流量计，8为用于错流过滤的浓缩液出口阀，9为过滤器，10为进液管，11为控制阀，12为反冲洗进液管，13为出液管，14为洗涤污水出口，15为用于错流过滤的浓缩液汇总出口阀，16为排污阀，17为进阀，18为过滤流量计，19为化学药洗液回流阀，20为反冲洗泵，21为反冲洗液出口阀，22为出阀，23为过滤液储存罐，24为反冲洗液出口阀，25为化学药洗液储存罐，26为化学反冲洗液出口阀，27为过渡液溢流出口，28为化学药洗液返回口，29为洗涤污水排出管，30为反冲洗进液控制阀，31为原料液出口阀。
五、具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1所示，该静态膜过滤装置包括原料罐4、原料供给泵6、过滤器9和过滤液储存罐23，有不少一个的过滤器9，在每个过滤器9内装有多孔陶瓷过滤膜，每个过滤器9上的进液管10与过滤器9中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔内道相接通，每个过滤器9上的出液管13与过滤器9中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔外道相接通，原料罐4通过原料供给泵6与进液管10相接通，过滤器9的出液管13与过滤液储存罐23相接通。
可根据实际需要，对上述静态膜过滤装置作进一步优化或/和改进：
为了便于操作和控制，如附图1所示，过滤液储存罐23通过过滤液流量计18分别与出液管13相接通，这样以便于进行测量；如附图1所示，过滤液流量计18的前后分别安装有进阀17和出阀22；如附图1所示，在过滤器9上有与多孔陶瓷过滤膜的膜孔外道相通的反冲洗进液管12，化学药洗液储罐25通过反冲洗泵20与每个反冲洗进液管12相接通，在每个反冲洗进液管12上安装有反冲洗进液控制阀30；如附图1所示，反冲洗泵20通过反冲洗液出口阀21与每个反冲洗进液管12相接通；如附图1所示，原料供给泵6通过原料液出口阀31与每个过滤器9的进液管10相接通，在每个进液管10上安装有控制阀11，洗涤污水排出管29通过排污阀16与原料液出口阀1和控制阀11之间的每个进液管9相接通；如附图1所示，出液管13与化学药洗液储存罐之间通过化学药洗液回流阀19相通相接通；如附图1所示，在原料罐4原料供给泵6之间有沉淀池5，以便于清除原料液中杂质；如附图1所示，原料罐4通过酸碱泵3与酸碱槽2相接通，这样便于对原料液的酸碱度即PH值进行调节。
本发明最佳实施例的使用方法如下：
恒定过滤流量的正常静态过滤：在所设定的恒定过滤流量下，在设备安全使用压力范围内，逐步提高过滤压力到所设定的高压过滤值为止；原料液在过滤压力的作用下由进液管进入过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔内道内并经过多孔陶瓷过滤膜的过滤后在膜孔外道得到过滤液，然后过滤液由出液管流出。当过滤压力升高至所设定的高压值时，用过滤液对多孔陶瓷过滤膜进行冲洗，其冲洗是冲洗方向与过滤方向相反而进行的反冲洗或者其冲洗是通过反冲洗进液管和过滤器的出液管进行的循环冲洗，冲洗后的污液经过进液管和洗涤污水排出管排出。当冲洗次数达到设定值时，用化学药洗液进行反冲洗或循环冲洗。
恒定过滤压力的正常静态过滤：在设备安全使用压力范围内，在所设定的恒定过滤压力下，过滤流量降到所设定的低过滤流量值为止；原料液在过滤压力的作用下由进液管进入过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔内道内并经过多孔陶瓷过滤膜的过滤后在膜孔外道得到过滤液，然后过滤液由出液管流出。当过滤流量降到所设定的低过滤流量值时，用过滤液对多孔陶瓷过滤膜进行冲洗，其冲洗是冲洗方向与过滤方向相反而进行的反冲洗或其冲洗是通过反冲洗进液管和过滤器的出液管进行的循环冲洗，冲洗后的污液经过进液管和洗涤污水排出管排出。当冲洗次数达到设定值时，用化学药洗液进行反冲洗或循环冲洗。
上述正常静态过滤过程如下：原料液(二级水)1先进入原料罐4，经过沉淀池5由原料供给泵6加压后经过进液管10打入过滤器9中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔内道，在压力的作用下，原料液(二级水)1被多孔陶瓷过滤膜过滤，在多孔陶瓷过滤膜的膜孔外道得到过滤液，所得过滤液经过出液管13、过滤流量计18流到过滤液储存罐23。
上述冲洗过程如下：由反冲洗泵20和反冲洗进液管12将过滤液或化学药洗液加压后打入多孔陶瓷过滤膜的膜孔外道，对多孔陶瓷过滤膜进行反冲洗，多孔陶瓷过滤膜的膜孔内道的反冲洗污液经过出液管11和洗涤污水排出管29被排出。用过滤液循环反冲洗时，膜孔外道的反冲洗液经过出液管13，过滤液流量计18返回过滤液储存罐23。用化学药液循环反冲洗时，膜孔外道的反冲洗药液经过出液管13，化学药洗液回管19返回化学药洗液储存罐25。
在本发明中，多孔陶瓷过滤膜等都是采用的已经公知的现有技术，所设定的恒定过滤流量值、所设定的恒定过滤压力值、设备安全使用压力值和冲洗次数设定值都由静态膜过滤装置的实际设计过滤处理量和实际设计设备安全压力等设计参数决定的；过滤器的数量是根据实际需要的过滤量来确定的，当需要的过滤量大时只需要通过增加并联的过滤器的数量就可实现。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
静态过滤和错流过滤的对比实验：
1、当静态过滤时，过滤量设定为2.5m3/h，过滤压力达到指定反冲洗压力3.5KPa时，每周期平均过滤时间为40分钟，过滤液量为1.67m3。用过滤液进行反冲洗，反冲洗时间为3分钟，反冲洗流量为8m3/h，反冲洗后排出的污液量为0.4m3。每立方米过滤液消耗料液量仅为1.24m3。每立方米过滤液平均消耗电量为0.28KW.h。
2、当错流过滤时，在3.5KPa过滤压力时，平均过滤量为2.0m3/h。在40分钟内过滤过滤量为1.3m3，在错流过滤的同时，浓缩液即污液不断从膜上方以平均每小时2.2m3的流量排出。40分钟内污液量为1.7m3，每立方米过滤液消耗料液量为3.0m3(不含反冲洗后排出的污液量)。每立方米过滤液平均消耗电量为0.4KW.h。
3、在相同条件下，静态过滤比错流过滤，每立方米过滤液少消耗0.12KW.h电量即：(0.4KW.h-0.28KW.h)。节省30％能量。
综上所述，本发明可广泛应用于悬浊液的精密分离，中水回用等方面。例如：污水处理厂的二级水经过膜过滤后，过滤液可作为工业用水(电厂、钢厂等冷却水、建筑施工、再生纸厂纸浆漂洗水)、市政杂用(景观河道、城市绿化、公园用水及城市环境喷洒道路用水等)、农业用水等。
Claims (10)
1、一种静态膜过滤装置，包括原料罐、原料供给泵、过滤器和过滤液储存罐，其特征在于有不少一个的过滤器，在每个过滤器内装有多孔陶瓷过滤膜，每个过滤器上的进液管与过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔内道相接通，每个过滤器上的出液管与过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔外道相接通，原料罐通过原料供给泵与进液管相接通，过滤器的出液管与过滤液储存罐相接通。
2、根据权利要求1所述的静态膜过滤装置，其特征在于过滤液储存罐通过过滤液流量计分别与出液管相接通，过滤液流量计的前后分别安装有进阀和出阀。
3、一种静态膜过滤装置，包括原料罐、原料供给泵、过滤器和过滤液储存罐，其特征在于有不少一个的过滤器，在每个过滤器内装有多孔陶瓷过滤膜，每个过滤器上的进液管与过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔内道相接通，每个过滤器上的出液管与过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔外道相接通，原料罐通过原料供给泵与进液管相接通，过滤器的出液管与过滤液储存罐相接通；在过滤器上有与多孔陶瓷过滤膜的膜孔外道相通的反冲洗进液管，化学药洗液储罐通过反冲洗泵与每个反冲洗进液管相接通，在每个反冲洗进液管上安装有反冲洗进液控制阀。
4、根据权利要求3所述的静态膜过滤装置，其特征在于反冲洗泵通过反冲洗液出口阀与每个反冲洗进液管相接通，原料供给泵通过原料液出口阀与每个过滤器的进液管相接通，在每个进液管上安装有控制阀，洗涤污水排出管通过排污阀与原料液出口阀和控制阀之间的每个进液管相接通；或/和，出液管与化学药洗液储存罐之间通过化学药洗液回流阀相接通。
5、一种根据权利要求1或2或3或4所述的静态膜过滤装置的使用方法，其特征在于：在所设定的恒定过滤流量下，在设备安全使用压力范围内，逐步提高过滤压力到所设定的高压过滤值为止；原料液在过滤压力的作用下由进液管进入过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔内道内并经过多孔陶瓷过滤膜的过滤后在膜孔外道得到过滤液，然后过滤液由出液管流出。
6、根据权利要求5所述的静态膜过滤装置的使用方法，其特征在于：当过滤压力升高至所设定的高压值时，用过滤液对多孔陶瓷过滤膜进行冲洗，其冲洗是冲洗方向与过滤方向相反而进行的反冲洗或者其冲洗是通过反冲洗进液管和过滤器的出液管进行的循环冲洗，冲洗后的污液经过进液管和洗涤污水排出管排出。
7、根据权利要求6所述的静态膜过滤装置的使用方法，其特征在于：当冲洗次数达到设定值时，用化学药洗液进行反冲洗或循环冲洗。
8、一种根据权利要求1或2或3或4所述的静态膜过滤装置的使用方法，其特征在于：在设备安全使用压力范围内，在所设定的恒定过滤压力下，过滤流量降到所设定的低过滤流量值为止；原料液在过滤压力的作用下由进液管进入过滤器中的多孔陶瓷过滤膜的膜孔内道内并经过多孔陶瓷过滤膜的过滤后在膜孔外道得到过滤液，然后过滤液由出液管流出。
9、根据权利要求8所述的静态膜过滤装置的使用方法，其特征在于：当过滤流量降到所设定的低过滤流量值时，用过滤液对多孔陶瓷过滤膜进行冲洗，其冲洗是冲洗方向与过滤方向相反而进行的反冲洗或其冲洗是通过反冲洗进液管和过滤器的出液管进行的循环冲洗，冲洗后的污液经过进液管和洗涤污水排出管排出。
10、根据权利要求9所述的静态膜过滤装置的使用方法，其特征在于：当冲洗次数达到设定值时，用化学药洗液进行反冲洗或循环冲洗。
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