CN203971765U - 超滤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种超滤系统，该系统包含：超滤膜组合设备，其进水口接收需过滤流体；超滤膜组合设备中设置有用于过滤的超滤膜结构；该超滤膜结构的表面沿超滤膜组合设备内水流动的方向设置，超滤膜组合设备接收需过滤流体的进水口和排出经过滤水的出水口分别设置于超滤膜结构的两侧；超滤水箱，其进水口连接超滤膜组合设备的出水口，超滤水箱的出水口接后续设备。本实用新型采用非对称结构超滤膜进行过滤，过滤后的水将含有水，离子，和小分子量物质，而胶体物质、颗粒、细菌、病毒和原生动物将被膜去除，相较现有技术提高过滤效果。

Description

超滤系统

技术领域

本实用新型涉及一种废水深度处理技术，具体涉及一种超滤系统。

背景技术

目前，印染行业工业流体排放量很大，同时其流体对环境造成的危害也非常严重。现有技术中印染流体处理技术采用传统的过滤装置，包括过滤网、过滤膜、碳吸附过滤，真空过滤等。但其缺点在于，印染排水排量很大，采用传统用的过滤技术很难同时保证排量与过滤效果，并且现有的过滤技术队印染工业中的部分有毒有害物质过滤效果不太理想，对环境造成不可避免的影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种超滤系统，进一步降低外排流体对环境的影响，实现水资源化的同时减轻纳污河体的负荷，节约水资源。

为实现上述目的，本实用新型提供一种超滤系统，其特点是，该系统包含：

超滤膜组合设备，其进水口接收需过滤流体；超滤膜组合设备中设置有用于过滤的超滤膜结构；该超滤膜结构的表面沿超滤膜组合设备内水流动的方向设置，超滤膜组合设备接收需过滤流体的进水口和排出经过滤水的出水口分别设置于超滤膜结构的两侧；

超滤水箱，其进水口连接超滤膜组合设备的出水口，超滤水箱的出水口接后续设备。

上述超滤膜组合设备中的超滤膜结构包含：表面膜和支撑该表面膜的支撑结构；超滤膜结构上设有非对称的微孔结构。

上述表面膜为厚度0.1微米的光滑薄膜，其微孔结构的孔径为0.002到0.1微米；支撑结构为孔径小于等于15微米的非对称结构海绵体。

上述超滤水箱的出水口还通过管路连接至超滤膜组合设备的进水口。

上述超滤水箱出水口连接至超滤膜组合设备进水口的管路中设有超滤反冲洗泵、100微米反洗过滤器、加杀菌剂系统和控制管路通断的阀门。

上述超滤膜组合设备还设有污水出水口，该污水出水口与超滤膜组合设备的进水口设置于超滤膜结构的同一侧。

该系统还包含有清洗溶液箱，其进水口通过管路连接至超滤膜组合设备的污水出水口，清洗溶液箱的出水口通过管路连接至超滤膜组合设备的进水口。

上述清洗溶液箱出水口连接至超滤膜组合设备进水口前的管路中设有化学清洗泵、5微米清洗过滤器和控制管路通断的阀门。

上述超滤膜组合设备的出水口还通过管路连接至清洗溶液箱的进水口。

上述超滤膜组合设备的进水口前的管路中还设有超滤进水泵、100微米精密过滤器和控制进水通断的阀门。

本实用新型超滤系统和现有技术的污水过滤系统相比，其优点在于，本实用新型采用非对称结构超滤膜进行过滤，过滤后的水将含有水，离子，和小分子量物质，而胶体物质、颗粒、细菌、病毒和原生动物将被膜去除，相较现有技术提高过滤效果；

本实用新型的超滤膜结构中超滤膜上孔径小于支撑结构上的孔径，这种小孔径光滑膜表面和较大孔径支撑材料的结合使得过滤微小颗粒的流动阻力很小并不易堵塞；

本实用新型中水流沿着超滤膜结构光滑膜表面流动，在超滤膜结构处形成流体剪切的条件，而使得污染物较难在膜表面形成，切向流动的流程技术使得颗粒难于在膜表面堆积，使的膜在清洗周期间获得长久的生产力。

附图说明

图1为本实用新型超滤系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本实用新型的具体实施例。

如图1所示，本实用新型公开一种超滤系统，该系统包含超滤膜组合设备1、超滤水箱2、清洗溶液箱3。

超滤膜组合设备1进水口前的管路中设有超滤进水泵4、100微米精密过滤器5和控制进水通断的阀门。超滤进水泵4以70立方米每小时的流速输送需过滤流体至超滤膜组合设备1的进水口，系统实时总进水量：70 吨/时，100微米精密过滤器5对需过滤流体进行初步过滤。

超滤膜组合设备1中设置有用于过滤的超滤膜结构。超滤膜组合设备1中的超滤膜结构包含：表面膜（内表面）和支撑该表面膜的支撑结构。表面膜是一种很薄的聚合材料，由聚砜PS、聚醚砜PES、 PVDF或是聚丙烯晴（PAN）制成并带有非对称的微孔结构。表面膜为一层极光滑及薄（0.1微米）的孔径在0.002到0.1微米间（MWCO约为1,000-500,000）的膜，而支撑结构为孔径小于等于15微米的非对称结构海绵体支撑结构。这种小孔径光滑膜表面和较大孔径支撑材料的结合使得过滤微小颗粒的流动阻力很小并不易堵塞。

该超滤膜结构的表面沿超滤膜组合设备内水流动的方向设置，超滤膜组合设备1接收流体的进水口和排出经过滤水的出水口分别设置于超滤膜结构的两侧。

溶解物质和比超滤膜结构孔径小的物质将能作为透过液（超滤膜组合设备1出水口排出的经过滤水）透过超滤膜结构由超滤膜组合设备1出水口排出，不能透过超滤膜结构的物质被慢慢浓缩于排放液中。因此透过液将含有水，离子，和小分子量物质，而胶体物质，颗粒，细菌，病毒和原生动物将被膜去除。超滤膜可反复使用并可用普通的清洗剂清洗。

超滤是一种流体切向流动和压力驱动的过滤过程并按分子量大小来分离颗粒。需过滤的流体沿超滤膜结构表面流动。这样在中空纤维的内壁上形成流体剪切的条件，而使得污染物较难在超滤膜结构表面形成。在流体料液中的悬浮物将被浓缩并被作为排放液排出。这种切向流动的流程技术使得颗粒难于在膜表面堆积，使的超滤膜结构在清洗周期间获得长久的生产力。 进水口和出水口的压力差将决定流体沿膜表面的流体情况。此外，进料液（需过滤流体）的一部分将透过超滤膜结构，这部分被称为产水或透过液。料液侧和产水侧的压力差直接影响产水的产率。 结合使得过滤微小颗粒的流动阻力很小并不对称式超滤膜过滤。

超滤水箱2的进水口连接超滤膜组合设备1的出水口，超滤水箱2的出水口接后续设备，例如反渗透设备。超滤水箱2的出水口还通过管路连接至超滤膜组合设备1的进水口。

超滤水箱2出水口连接至超滤膜组合设备1进水口的管路中设有超滤反冲洗泵6、100微米反洗过滤器7、加杀菌剂系统8和控制管路通断的阀门。超滤反冲洗泵6输送反冲洗水回到超滤膜组合设备1，过程中由100微米反洗过滤器7进行过滤，需要的话由加杀菌剂系统8添加杀菌剂。

超滤反冲洗泵6需要满足以下设置要求：

1）超滤系统共设2台超滤反冲洗泵6，超滤反冲洗泵6出力应满足超滤系统反洗水量的要求。

2）反洗水泵进口应配手动衬胶蝶阀，出口设双作用气动衬胶蝶阀，水泵出口还应装逆止阀。

3）水泵的出口应配带就地指示压力表。

4）超滤反冲洗泵6、管道及附件的材料均采用不锈钢或UPVC等耐腐蚀材质。

5）密封方式应考虑耐腐蚀，机械密封。

6）超滤反冲洗泵6采用离心泵，但不得采用直联泵。

超滤膜组合设备1还设有污水出水口，该污水出水口与超滤膜组合设备的进水口设置于超滤膜结构的同一侧。在超滤膜组合设备1过滤中透过超滤膜结构的流体由出水口排出，不能透过超滤膜结构的物质被慢慢浓缩于排放液中并由污水出水口排出。

超滤系统还包含有清洗溶液箱3，其进水口通过管路连接至超滤膜组合设备1的污水出水口，清洗溶液箱的出水口通过管路连接至超滤膜组合设备1的进水口。清洗溶液箱3出水口连接至超滤膜组合设备1进水口前的管路中设有化学清洗泵9、5微米清洗过滤器10和控制管路通断的阀门。

另，超滤膜组合设备1的出水口还通过管路连接至清洗溶液箱3的进水口。该管路上设有阀门控制通断。

本实用新型中超滤系统中的设备需满足以下要求：

1）超滤系统的设置应满足反渗透装置的运行要求。超滤进出水管应采用UPVC管道。

2）超滤系统给水及出水管等应设有足够的接口及阀门，以便清洗时与清洗液进出管相连。

3）超滤系统应设回流管和回流阀，但超滤装置设计应按错流/死端过滤运行方式设计。

4）超滤滤元组件应安装在组合架上，组合架上应配备全部管道及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。管道、法兰、阀门均采用不锈钢材质或防腐型阀门。管材应适应超滤装置清洗介质的要求。

5）超滤组合架的设计应满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。

6）超滤装置出水管上应设置取样接口。取样点的数量和位置应能有效的诊断并确定系统的运行情况。取样接口应带取样阀。

7） 超滤滤元孔径应能满足除胶体硅的要求。

8）每套超滤装置出水管上应设置供SDI取样的接口和取样阀门。超滤装置出水母管上应设置自动总排水阀，排水阀通径应与母管相同或小1档。

上述清洗溶液箱3和超滤水箱2的输出流体还回流至超滤膜组合设备1进行超滤反冲洗，超滤反冲洗流程是中空超滤所特有的非常有效的手段。其他型式的膜在反洗时会脱层或分解。在此程序中加压的透过液从产水口透过膜支撑体，膜体而进入原水进/出口，水流方向与生产时相反，故称为反洗。上下原水口可交错排液。超滤产水水质的水可用于反洗。由反洗水带进的悬浮物将会聚集在支撑结构内而随后不断释放出颗粒，细菌及TOC等，故原水不适合作反洗水。根据原水水质的不同和污染情况的不同，反洗时可能要考虑加药。如针对微生物活性较强的水可采用加氯反洗；反洗通量开始时较低而随着膜的清洁而慢慢升高。

超滤反冲洗参数：反冲洗频率：每运行30-40 min反洗1次；反冲洗过程总历时：1 min；实际反冲时间：30 s；反冲洗设计通量：150-180 L/m² h；反冲流量/支UF膜件：8-9吨/小时。

本实用新型还进行超滤快冲流程：快冲的主要目的是把反冲洗下来的大量污染物冲出膜件和系统，所以快冲程序一般伴随着反洗程序。快冲过程中，产水口是关闭的，因此对一半的滤膜会同时有反洗的效果，这是由进出口压差造成。交错方向的快冲会使清洗更为有效。

超滤快冲参数：超滤快冲时机：每次反洗后即刻快冲；流量/支膜件： 8-9吨/小时；流量/套膜堆：200-240吨/小时；每次快冲用时：0.5 min；快冲压力：1.0kgf/cm²。

当通过反洗和快冲不能恢复膜的通量时（通常表现为膜通量降低到一定程度以及跨膜压差TMP升高到一定程度），必须要通过化学清洗来恢复膜的清洁。化学清洗系统通常由清洗泵、清洗箱及相应的管路组成。清洗药剂在膜件内高速流动以清除污垢。化学清洗过程可有一步或几步来完成（碱洗，碱加氯洗，酸洗），根据污染情况的不同来确定清洗的步骤。

化学清洗参数：清洗循环流量/支膜件：3-4吨小时（推荐范围：16-20）；流量/套膜件堆：100-120吨/小时；清洗压力：1.0kgf/cm²。

化学清洗包含有：

1）碱液清洗，其流程为：加热水（< 60mg/l, CaCO3 硬度）至30-45℃之间；在标准压力和流量下让热水在系统内循环；缓慢加入碱（NaOH）至pH值12( - 0.5%重量比NaOH)；在系统内循环碱液20-30分钟；排放清洗液，用10-30℃之间的净水将系统彻底冲洗干净。

2）碱/氯清洗，其流程为：加热水（< 60mg/l, CaCO3 硬度）至30-45℃之间；在标准压力和流量下让热水在系统内循环；缓慢加入碱（NaOH）至pH值12( - 0.5%重量比NaOH)；加入液氯（NaOCl）使总氯浓度至200mg/l； 循环碱/氯液20-30分钟；检查碱/氯液浓度，在需要时加入NaOCl以保持总氯浓度；排放清洗液，用10-30℃之间的净水将系统彻底冲洗干净。 

3）酸液清洗，其流程为：加热水（< 60mg/l, CaCO3 硬度）至 30-45℃之间；在标准压力和流量下让热水在系统内循环；缓慢加入柠檬酸（固体）将pH值调至2.5(0.5%重量比柠檬酸)；循环酸液20-30分钟；排放清洗液，用10-30℃之间的净水将系统彻底冲洗干净。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种超滤系统，其特征在于，该系统包含：

超滤膜组合设备（1），其进水口接收需过滤流体；超滤膜组合设备（1）中设置有用于过滤的超滤膜结构；该超滤膜结构的表面沿超滤膜组合设备内水流动的方向设置，超滤膜组合设备（1）接收需过滤流体的进水口和排出经过滤流体的出水口分别设置于超滤膜结构的两侧；

超滤水箱（2），其进水口连接所述超滤膜组合设备（1）的出水口，超滤水箱（2）的出水口接后续设备。

2.如权利要求1所述超滤系统，其特征在于，所述超滤膜组合设备（1）中的超滤膜结构包含：表面膜和支撑该表面膜的支撑结构；所述超滤膜结构上设有非对称的微孔结构。

3.如权利要求2所述超滤系统，其特征在于，所述表面膜为厚度0.1微米的光滑薄膜，其微孔结构的孔径为0.002到0.1微米；所述支撑结构为孔径小于等于15微米的非对称结构海绵体。

4.如权利要求1所述超滤系统，其特征在于，所述超滤水箱（2）的出水口还通过管路连接至所述超滤膜组合设备（1）的进水口。

5.如权利要求4所述超滤系统，其特征在于，所述超滤水箱（2）出水口连接至超滤膜组合设备（1）进水口的管路中设有超滤反冲洗泵、100微米反洗过滤器、加杀菌剂系统和控制管路通断的阀门。

6.如权利要求1所述超滤系统，其特征在于，所述超滤膜组合设备（1）还设有污水出水口，该污水出水口与超滤膜组合设备的进水口设置于超滤膜结构的同一侧。

7.如权利要求6所述超滤系统，其特征在于，该系统还包含有清洗溶液箱（3），其进水口通过管路连接至所述超滤膜组合设备（1）的污水出水口，清洗溶液箱的出水口通过管路连接至超滤膜组合设备（1）的进水口。

8.如权利要求7所述超滤系统，其特征在于，所述清洗溶液箱（3）出水口连接至超滤膜组合设备（1）进水口前的管路中设有化学清洗泵、5微米清洗过滤器和控制管路通断的阀门。

9.如权利要求7所述超滤系统，其特征在于，所述超滤膜组合设备（1）的出水口还通过管路连接至清洗溶液箱（3）的进水口。

10.如权利要求1所述超滤系统，其特征在于，所述超滤膜组合设备（1）的进水口前的管路中还设有超滤进水泵、100微米精密过滤器和控制进水通断的阀门。