CN201648131U - 一种外压式预涂无机动态膜水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种外压式预涂无机动态膜水处理装置，主要包括废水沉降收集罐、涂膜液罐和动态膜组件，涂膜液罐中涂膜液经离心泵输送到动态膜组件中，在一定跨膜压力之下涂膜剂在动态膜组件中的基膜外壁形成动态膜，截留液回流至涂膜液罐中，动态膜涂制完后，通过离心泵把废水沉降收集罐中的废水输送到动态膜组件中，利用动态膜错流过滤，截留液进入废水沉降收集罐中，渗透液从阀门流出，利用本工艺装置制备的动态膜不仅具有良好的渗透性能、化学稳定性及截留能力，还可以在同一基膜外壁反复涂制动态膜，大大减缓基膜的污染，从而减少运行成本，非常适用于各类化工废水及城市生活污水的处理。

Description

一种外压式预涂无机动态膜水处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种利用膜分离技术处理废水的装置，尤其涉及一种预涂动态膜废水处理装置。

背景技术

目前，膜技术已经成功应用于生活及各类工业废水的处理，具有适应性强、选择性好、无相变化、操作稳定、出水水质可靠等优点，已经得到世界各国的普遍重视。但膜组件价格昂贵以及膜污染造成的通量衰减等问题却严重阻碍了膜技术的推广应用。动态膜分离技术是可以有效解决或缓解以上问题的一种方法，是分离膜中比较特殊的一种，可分为自生动态膜和预涂动态膜。其中预涂动态膜是在一定跨膜压力驱动之下，含有预涂剂的溶液透过基膜壁，在基膜表面形成具有分离性能的滤饼层，即动态膜层。在处理废水时，动态膜可以很好地保护基膜，大大减缓基膜的污染，从而延长基膜清洗周期及使用寿命；另外预涂剂材料种类丰富，单次涂膜用量少，价格便宜；可以使用市场上现有的膜组件，也可以根据实际情况自行设计组装；制备动态膜工艺简单，形成稳定动态膜时间短；具有稳定的渗透通量和截留性能。随着无机膜技术的不断发展及显示的优越性能，以无机膜为载体的预涂无机动态膜成为新的亮点，是未来非常有前途的膜分离技术。

现在，动态膜分离技术的研究还处于起步阶段，需要在动态膜的形成机理及影响动态膜分离性能的因素方面作更深入的研究(李晓波，胡保安，顾平.动态膜分离技术研究进展[J].膜科学与技术，2007，27(4)：91~94)。另一方面，为了使其尽早进入废水处理实用工程领域，还必须进行与应用相关的研究，如动态膜在处理废水过程中的性能及应采取的优化措施等。但现今对动态膜相关应用方面的开发研究还比较少，特别是以管式无机膜为载体的外层预涂无机动态膜分离技术为主的成套工艺装置还未见报道和相关专利。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种高效、低廉的一种外压式预涂无机动态膜水处理工艺装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：由废水沉降收集罐、涂膜液罐和动态膜组件组成，动态膜组件上部设置的出水口通过三通管分别和涂膜液罐顶部进水口及废水沉降收集罐顶部的中心进水管连接，动态膜组件底部设置的进水口通过管道连接转子流量计和离心泵后，再分别和废水沉降收集罐扩大段的中部位置的废水出口通过管道及涂膜液罐中部设置的涂膜液回流口相连，废水沉降收集罐中部设有一层水平倾角为60°的斜板，下半部为倒圆锥体，上半部为扩大段，废水出口设置在扩大段的中部位置；涂膜液罐中部设有涂膜液回流口，涂膜液罐中使用的涂膜剂可以是金属氧化物(ZrO²、MnO²等)、无机电解质(Fe²⁺、Mn²⁺等水合氧化物)以及超细粉体无机材料(高岭土、膨润土)等；动态膜组件中填装的基膜为单通道管式无机微滤膜，在其外壁形成预涂无机动态膜。

本实用新型的优点主要体现在以下几个方面：

(1)本工艺装置组合了动态膜分离技术和沉降分离技术，即废水经沉降收集罐4预处理后再利用预涂无机动态膜分离，可以大大降低污染物对动态膜及载体污染，从而延长动态膜运行周期，降低运行成本。

(2)本工艺装置采用管式无机微滤膜为载体，其外壁形成具有合适厚度的预涂无机动态膜，相对在内壁形成动态膜而言，处理废水时具有高的过滤面积/体积比，增加了渗透通量。

(3)本工艺装置使用的涂膜剂可以是金属氧化物(ZrO₂、MnO₂等)、无机电解质(Fe²⁺、Mn²⁺等水合氧化物)以及超细粉体无机材料(高岭土、膨润土)等廉价材料，每次制备动态膜时涂膜剂用量少，形成稳定动态膜时间短，可以大大节省该工艺装置推广应用中的造价。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

实施例，如附图1所示，由废水沉降收集罐4、涂膜液罐8和动态膜组件12组成。废水沉降收集罐4中部设有一层水平倾角为60°的斜板3；废水沉降收集罐4下半部为倒圆锥体，上半部为扩大段；废水沉降收集罐4底部设有污泥排放阀1；废水沉降收集罐4扩大段的中部位置设有废水出口，通过管道和阀门20相连。涂膜液罐8底部设置的涂膜液出口通过管道和阀门21相连。阀门20和阀门21分别通过管道和离心泵23的进口管相连。离心泵23的出口管通过两个三通管分别和阀门19、阀门22和转子流量计17相连。其中阀门19另一端通过管道和涂膜液罐8中部设置的涂膜液回流口相连。阀门22另一端通过管道和离心泵23的进口管相连。转子流量计17另一端通过管道和阀门15相连。阀门15另一端和动态膜组件12底部设置的进水口相连。动态膜组件12中部设有开口和压力表14连接。动态膜组件12上部设置的出水口通过三通管分别和阀门7及阀门9相连。其中阀门9另一端通过管道和涂膜液罐8顶部进水口相连，阀门7另一端通过三通管分别和设置在废水沉降收集罐4顶部的中心进水管5及阀门6相连，阀门6另一端再和废水进水管相连。中心进水管5底部出水端口设有挡板2。动态膜组件12顶部法兰出口和三通管下端接口相连，三通管上端接口和压力表11相连，三通管左端接口和阀门10相连，阀门10另一端和反冲洗进水管相连。动态膜组件12底部法兰出口通过三通管连接阀门16和阀门18，阀门18另一端和涂膜液罐8顶部进水口相连，阀门16另一端和清水排放管相连。

参照附图1，本实用新型的实施可分三个阶段进行，即动态膜涂制过程、废水处理过程及反冲洗过程。

动态膜涂制过程：首先关闭阀门7、阀门10、阀门16、阀门19、阀门20、阀门21和阀门22，打开阀门9、阀门15和阀门18。再把涂膜剂和自来水加入至涂膜液罐8中配制一定体积和浓度的涂膜液。打开阀门9和阀门21，接通电源启动离心泵23，调节阀门9、阀门15和阀门19控制好膜面流速和跨膜压力。涂膜液经过离心泵后一部分经阀门19回流至涂膜液罐8中，可以起到搅拌涂膜液的作用，另一部分涂膜液流进转子流量计17，从转子流量计17流出后流经阀门15流进动态膜组件12，在动态膜组件12的壳程空间至下而上通过，涂膜剂在一定的跨膜压力和错流速度之下被截留在管式基膜外壁，形成一层动态膜，截留液从动态膜组件12上部设置的出水口流出经阀门9进入涂膜液罐8中，如此循环。在涂膜过程中，为保证涂膜液浓度不变，渗透液流经阀门18后流回至涂膜液罐8中。约15分钟左右即可形成较稳定的动态膜。

废水处理过程：涂膜约15分钟后，动态膜已经达到基本稳定，这时可先打开阀门16和关闭阀门18，再打开阀门22，接着打开阀门7，接着关闭阀门21、阀门19和阀门9，接着打开阀门20，调节阀门7、阀门15和阀门22控制好膜面错流速度和跨膜压力。废水经过离心泵23后一部分经阀门22回流至离心泵23进口管，另一部分废水流进转子流量计17，从转子流量计17流出后经阀门15流进动态膜组件12，在动态膜组件12的壳程空间至下而上通过，在一定的跨膜压力和错流速度之下废水中微细污染物被动态膜截留在下来，清水透过动态膜层和基膜管壁后进入动态膜组件12的基膜管程空间，渗透液经阀门16流出。

反冲洗过程：在处理废水过程中，废水中的细微颗粒物主要进入到动态膜层的空隙中造成污染，也有少量细微颗粒物进入基膜的空隙中造成基膜污染，当污染较重时必须进行反冲洗，把动态膜层从基膜外壁上冲刷掉，同时恢复基膜通透性能。为增强清洗效果，采取先正冲洗，再反冲洗相结合的方法。因此，在废水处理过程中清水透过量下降较明显时，先关闭阀门22，将阀门7和阀门15全打开，以保证低压高速正冲洗，可以把大部分动态膜从基膜外壁冲洗掉。再进行反冲洗，先关闭阀门15和阀门20，打开阀门10，清水从反冲洗进水管流经阀门10进入动态膜组件12的基膜管程空间，调节阀门16的开度，在高压低速条件下反冲洗，清水反向渗透到动态膜组件12的壳程空间，以达到反冲洗的目的，从而恢复基膜的通透性能。

Claims (2)

1.一种外压式预涂无机动态膜水处理装置，其特征在于，由废水沉降收集罐(4)、涂膜液罐(8)和动态膜组件(12)组成，动态膜组件(12)上部设置的出水口通过三通管分别和涂膜液罐(8)顶部进水口及废水沉降收集罐(4)顶部的中心进水管连接，动态膜组件(12)底部设置的进水口通过管道连接转子流量计(17)和离心泵(23)后，再分别和废水沉降收集罐(4)扩大段的中部位置的废水出口通过管道及涂膜液罐(8)中部设置的涂膜液回流口相连；所述动态膜组件(12)中填装的基膜为单通道管式无机微滤膜。

2.根据权利要求1所述的一种外压式预涂无机动态膜水处理装置，其特征在于，废水沉降收集罐(4)中部设有一层水平倾角为60°的斜板(3)，下半部为倒圆锥体，上半部为扩大段，废水出口设置在扩大段的中部位置。 

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