CN201959729U - 一种曝气外压中空纤维微滤或超滤膜分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种曝气外压中空纤维微滤或超滤膜分离装置，原水泵或清洗泵通过管道和阀门分别与曝气型外压微滤或超滤膜组件的上下两个端口相连，空气压缩机通过管道和阀门分别与曝气型外压微滤或超滤膜组件的曝气口相连，反洗泵通过管道和阀门分别与曝气型外压微滤或超滤膜组件的净化水出口相连，反洗加药计量泵与反洗泵的管道相连，从与曝气型外压微滤或超滤膜组件的净化水出口相连的管道引出净化水，从与曝气型外压微滤或超滤膜组件的上下两个端口相连的管道引出浓水。本实用新型及时通过曝气的作用将污染物分散并排出装置，使装置能长期稳定运行。而且由于曝气的氧化作用，可以强化对污水、废水中COD、BOD、氨氮、异色异味的去除。

Description

一种曝气外压中空纤维微滤或超滤膜分离装置

技术领域

本实用新型涉及一种膜分离技术，尤其涉及一种曝气外压中空纤维微滤或超滤膜分离装置。

背景技术

膜分离技术从上世纪50年代出现以来，凭借分离效率高，能耗低，操作简单等优点，已在电力、冶金、石油化工、医药、食品、造纸、印染、水源治理、市政污水回用及海水淡化等领域得到广泛应用，取得了长足的发展。

随着经济社会发展，生产和生活产生的工业废水和市政污水越来越多，这为膜技术的应用开辟了广阔的市场空间。其实，从城市污水处理厂和工厂中排出的废水，经过处理是可以作为工业回用水使用，甚至可以作为饮用水的水源。目前在国外，已经有很多自来水厂应用超滤或微滤技术生产自来水，随着国家新的饮用水标准的修订以及新规范的出台，超滤技术必将被越来越多的自来水厂所采用。根据水利部《21世纪中国水供求》分析，2010年后我国将开始进入严重的缺水期，而水质污染也逐渐成为我国城市安全供水的最大障碍。城市生活污水处理和中水回用将成为解决未来城市水资源危机的有效途径之一。特别是在工业废水处理、市政污水处理和相关回用技术的发展和应用过程中，膜法水处理技术无疑已成为一支重要的力量。

但在实际的应用过程中，膜分离的过程就是截留各种污染物质的过程，不可避免的使膜表面会有大量的藻类、微生物、胶体物质和各种悬浮物滞留富集，使膜的透水量迅速下降，直到堵塞不能正常工作。因此有效的预防膜污染物富集是膜分离系统的重要环节。

在预防膜污染方面专利中，其中由天津膜天膜工程技术有限公司申请的“外压中空纤维膜分离装置及其使用方法”(公开号为CN1333080A)，该项申请主要在膜组件结构和水流线路上进行改进，相比于普通膜系统有较高的在线清洗效率。但它仍存在不足：膜系统在制水过程中没有进行曝气运行，只在反洗过程中曝气，还是不可避免有污染物滞留于膜表面；另外其曝气的一端采用整体浇注的结构形式，不可避免的存在死角，污染物无法彻底排出系统。

在膜的药剂清洗方面有较多的专利，申请人认为膜系统用药剂清洗是一种后处理的方式，是污染物质已经在膜的表面滞留之后所采取的对策，防止出现污染物滞留的状态比污染后用化学药剂清洗更科学和经济。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种曝气外压中空纤维微滤或超滤膜分离装置，该装置通过制水运行过程中的曝气作用，使膜装置截留的污染物及时的分散，排出装置，以此达到长期稳定运行，降低化学清洗的频率。

一种曝气外压中空纤维微滤或超滤膜分离装置，包括曝气型外压微滤或超滤膜组件、原水泵、反洗泵、清洗泵、反洗加药计量泵、空气压缩机、阀门、管道；其特征在于：原水泵或清洗泵通过管道和阀门分别与曝气型外压微滤或超滤膜组件的上下两个端口相连，空气压缩机通过管道和阀门分别与曝气型外压微滤或超滤膜组件的曝气口相连，反洗泵通过管道和阀门分别与曝气型外压微滤或超滤膜组件的净化水出口相连，反洗加药计量泵与反洗泵的管道相连，从与曝气型外压微滤或超滤膜组件的净化水出口相连的管道引出净化水，从与曝气型外压微滤或超滤膜组件的上下两个端口相连的管道引出浓水。曝气型外压微滤或超滤膜组件在进原水的同时进行曝气运行，使曝气型外压微滤或超滤膜组件内部的原水处于翻滚或湍流状态，一部分原水与压缩空气的混合液通过曝气型外压微滤或超滤膜组件的上或下端口返回原水箱，在液压和气压的压力作用下，另一部分原水经过曝气型外压微滤或超滤膜组件过滤从净化水出口的管道流出，从而实现固液分离的目的，定时对装置进行顺冲洗、气液混合反洗和化学药剂清洗。

本实用新型还包括压力表，将压力表分别安装在进入或引出曝气型外压微滤或超滤膜组件1的管道上。

所述的曝气型外压微滤或超滤膜组件包括套管、上下端盖、若干中空纤维膜丝，若干中空纤维膜丝一端浇铸成纤维膜丝开孔并浇铸在一起为上浇铸端，若干中空纤维膜丝另一端浇铸成纤维膜丝闭孔且中空纤维膜丝之间分散为下浇铸端，将两端浇铸好的若干中空纤维膜丝安装在套管和下端盖内，在上端盖上设有净化水出口，在离上浇铸端口10-50mm处设有上端口，在下端盖上设有曝气口，在离下浇铸端口0-100mm处设有下端口。

装置分离过程中的进气量与进水量的体积比为1∶4-2∶1之间。

装置进行气液混合反洗时，进气量与进水量的体积比为1∶2-7∶1之间。

装置分离过程中的净化液流量占原液总流量的10％-95％。

通过本实用新型提供的分离装置，关键是可以预防污染物在膜表面聚集，及时通过曝气的作用将污染物分散并排出装置，使装置能长期稳定运行。而且由于曝气的氧化作用，可以强化对污水、废水中C0D、B0D、氨氮、异色异味的去除。

附图说明

图1是本实用新型的工艺流程图。

图2是本实用新型的主体结构示意图。

图3为本实用新型的曝气型外压微滤或超滤膜组件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1、图2所示，本装置中设置多个阀门，通过控制阀门的开闭对膜组件的制水及清洗进行控制。阀门分为电动阀和手动阀，膜组件的制水和反洗采用电动阀自动控制，膜组件的化学清洗采用手动阀手动控制。一种曝气外压中空纤维微滤或超滤膜分离装置，包括曝气型外压微滤或超滤膜组件1、原水泵6、反洗泵7、清洗泵8、反洗加药计量泵9、空气压缩机14、阀门(F1-F8，K1-K4)、管道、压力表(P1-P4)，图中F1是上进水电动阀，F2是下进水电动阀，F3是产水电动阀，F4是浓水上回流电动阀，F5是浓水下回流电动阀，F6是反洗进水电动阀，F7是反洗排放电动阀，F8是进气电动阀；K1是回流手动调节阀，K2是清洗手动进液阀，K3和K4是清洗手动排放阀，P1为进水压力表，P2为产水压力表，P3为浓水回流压力表，P4为反洗进水压力表；如图3所示，所述的曝气型外压微滤或超滤膜组件1包括套管、上下端盖、若干中空纤维膜丝，若干中空纤维膜丝一端浇铸成纤维膜丝开孔并浇铸在一起为上浇铸端，若干中空纤维膜丝另一端浇铸成纤维膜丝闭孔且中空纤维膜丝之间分散为下浇铸端，将两端浇铸好的若干中空纤维膜丝安装在套管和下端盖内，在上端盖上设有净化水出口4，在离上浇铸端口50mm处设有上端口2，在下端盖上设有曝气口5，在离下浇铸端口50mm处设有下端口3；原水泵6或清洗泵8通过管道和阀门分别与曝气型外压微滤或超滤膜组件1的下端口3和上端口2相连，空气压缩机14通过管道和阀门分别与曝气型外压微滤或超滤膜组件1的曝气口5相连，反洗泵7通过管道和阀门分别与曝气型外压微滤或超滤膜组件1的净化水出口4相连，反洗加药计量泵9与反洗泵7的管道相连，从与曝气型外压微滤或超滤膜组件1的净化水出口4相连的管道引出净化水，从与曝气型外压微滤或超滤膜组件1的上端口2或下端口3相连的管道引出浓水，将压力表分别安装在进入或引出曝气型外压微滤或超滤膜组件1的管道上。曝气型外压微滤或超滤膜组件1在进原水的同时进行曝气运行，使曝气型外压微滤或超滤膜组件1内部的原水处于翻滚或湍流状态，一部分原水与压缩空气的混合液通过曝气型外压微滤或超滤膜组件1的上端口2或下端口3返回原水箱11，在液压和气压的压力作用下，另一部分原水经过曝气型外压微滤或超滤膜组件1过滤从净化水出口4的管道L2流出，从而实现固液分离的目的，定时对装置进行顺冲洗、气液混合反洗和化学药剂清洗。

下面根据管路的布置详细说明以上阀门的位置和作用。

本实用新型的装置，曝气型外压微滤或超滤膜组件1接有多条管道。其直接连接的管道有上进水管L1a，下进水管L1b，产水管L2，进气管L5。浓水上回流管为L3a，浓水下回流管为L3b，L4是反洗管，L6是清洗管，L7是反洗排放管。

膜组件运行时，上下进水错开运行；上进水管道L1a与膜组件的上端口2连接，由电动阀F1控制进水；下进水与膜组件的下端口3连接，由电动阀F2控制进水；

透过膜组件的膜丝的原水从膜组件的净化水出口4流出进入产水管道，由电动阀F3控制，产水进入产水箱。当原水由L1a进入膜组件时，另一部分未透过膜丝的原水从膜组件的下端口3流出到L3b管道，由电动阀F5控制，最后经L3管道回流到原水箱11；当原水由L1b进入膜组件时，另一部分未透过膜丝的原水从膜组件的上端口2流出到L3a管道，由电动阀F4控制，最后经L3管道回流到原水箱11。

L4为反洗总进水管道，电动阀F6控制反洗进水。反洗水从膜组件的净化水出口4进入膜组件中，故反洗管道与产水管道部分共用。反洗所加的药品由加药计量泵9打入反洗管道L4中。反洗水从膜组件的上端口2流出至反洗排放管道L7，由电控阀F7控制反洗排放。

在膜组件1下进水和反洗时段，同时向膜组件1中通入空气。空气压缩机14将空气从膜组件的曝气口5送入膜组件1中，由电动阀F8控制进气。L5为进气管道。上进水时段不需通入空气。

膜组件的清洗设为手动控制。清洗时电动阀全部关闭，K2，K3，K4打开，清洗水箱13中清洗药液被清洗泵8，通过清洗管道L6，清洗过滤器10，从膜组件的下端口3进入膜组件，药液与膜组件充分接触后，通过手动阀K3，K4阀所在的管道回流到清洗药箱13中。

下面详细描述膜分离装置系统的运行步骤。

采用本发明如图1所示的工艺流程图，按下述步骤运行：

1、工作状态

1)上进水：原水箱11中的原水在原水泵6的作用下，经过进水管到L1，L1a，电动阀F1从膜组件的上端口2进入装置中。通过膜组件的过滤作用，透过液从膜组件的净化水出口4中流出，经过电动阀F3，产水管道L2到产水箱12，浓水从膜组件1的下端口3流出，经过电动阀F5，流经浓水管道L3回流到原水箱11中，电动阀F5控制浓水回流状态。

2)下进水：原水箱11中的原水在原水泵6的作用下，经过进水管道L1，L1b，电动阀F2从膜组件下端口3进入膜组件中，同时空气在空气压缩机14作用经过进气管道L5，电动阀F8，从膜组件1的曝气口5进入膜组件。气液在膜组件中充分混合，通过膜组件的过滤作用，透过液从膜组件的净化水出口4中流出，经过电动阀F3，产水管L2到产水箱12，浓水从膜组件的上端口2流出，经过电动阀F4流经浓水管道L3回流到原水箱11中。

3)反洗：超滤产水在反洗水泵7的作用下，经过反洗管道L4，电动阀F6，从净化水出口4进入膜组件，同时空气在空气压缩机14作用经过进气管L5，电动阀F8，从膜组件的曝气口5进入膜组件。反洗所加的药品由加药计量泵9打入反洗管道L4中。气液混合，对膜组件进行反洗，反洗液从膜组件的上端口2流出，经过电动阀F7所在的管道L7排放。

2、清洗状态

当膜组件运行1-3个月后，需对其进行清洗。清洗采用手动控制，配置好的清洗药品储存在清洗水箱13中。清洗液在清洗泵8的作用，经过清洗过滤器10，清洗管道L6，从膜组件的下端口3进入膜组件，清洗液一部分透过膜丝从膜组件的净化水出口4经产水管道L2、K3回流到清洗水箱，另一部分从膜组件的上端口2流出，经K4回流到清洗水箱13。清洗时电动阀全部关闭，手动阀K2、K3、K4打开。如此循环对膜组件清洗直到膜组件恢复产水通量。

Claims (5)

1.一种曝气外压中空纤维微滤或超滤膜分离装置，包括曝气型外压微滤或超滤膜组件、原水泵、反洗泵、清洗泵、反洗加药计量泵、空气压缩机、阀门、管道；其特征在于：原水泵或清洗泵通过管道和阀门分别与曝气型外压微滤或超滤膜组件的上下两个端口相连，空气压缩机通过管道和阀门分别与曝气型外压微滤或超滤膜组件的曝气口相连，反洗泵通过管道和阀门分别与曝气型外压微滤或超滤膜组件的净化水出口相连，反洗加药计量泵与反洗泵的管道相连。

2.根据权利要求1所述的曝气外压中空纤维微滤或超滤膜分离装置，其特征在于：还包括压力表，将压力表分别安装在进入或引出曝气型外压微滤或超滤膜组件的管道上。

3.根据权利要求1或2所述的曝气外压中空纤维微滤或超滤膜分离装置，其特征在于：所述的曝气型外压微滤或超滤膜组件包括套管、上下端盖、若干中空纤维膜丝，若干中空纤维膜丝一端浇铸成纤维膜丝开孔并浇铸在一起为上浇铸端，若干中空纤维膜丝另一端浇铸成纤维膜丝闭孔且中空纤维膜丝之间分散为下浇铸端，将两端浇铸好的若干中空纤维膜丝安装在套管和下端盖内，在上端盖上设有净化水出口，在离上浇铸端口10-50mm处设有上端口，在下端盖上设有曝气口，在离下浇铸端口0-100mm处设有下端口。

4.根据权利要求3所述的曝气外压中空纤维微滤或超滤膜分离装置，其特征在于：装置分离过程中的进气量与进水量的体积比为1∶4-2∶1之间。

5.根据权利要求3所述的曝气外压中空纤维微滤或超滤膜分离装置，其特征在于：装置进行气液混合反洗时，进气量与进水量的体积比为1∶2-7∶1之间。 

Images