CN213078060U - 超滤膜预处理工艺评价试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超滤膜预处理工艺评价试验装置，包括：储存有待处理污水的原水罐；有机膜组件；无机膜组件，有机膜组件的入口和无机膜组件的入口均与原水罐的出口连通，且有机膜组件与无机膜组件并联，原水罐内的待处理污水能够经由有机膜组件进行处理，原水罐内的待处理污水能够经由无机膜组件进行处理；产水罐，有机膜组件和无机膜组件的产水出口均与产水罐连通，有机膜组件和无机膜组件处理后的产水通入并储存在产水罐中。本实用新型解决了现有技术中的超滤膜评价装置只能够单一评价有机膜或者无机膜的问题。

Description

超滤膜预处理工艺评价试验装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种超滤膜预处理工艺评价试验装置。

背景技术

石化行业在油气开采与炼油化工过程中有大量的污水需要处理，无论是达标外排还是循环回用，都需要选择合适的工艺对其进行处理。污水回用、减量化并处理至达标外排是资源的循环利用，也是环境保护趋势。但是随着对污水排放标准的不断提高，对处理工艺也提出了更明确的要求。

针对污水中悬浮物、油、微生物等物质的去除，目前的预处理工艺一般是通过物理方法和化学方法进行简单处理。加絮凝药剂将污水中的悬浮物凝聚，然后通过沉降或者过滤去除大分子量物质。或者使用超滤膜过滤技术去除以上杂质，为后续处理工艺创造良好的反应条件。

目前超滤膜主要分为两类，一类是有机膜，一类是无机膜。有机膜已经产品化，有国际上通用规格的膜组件，无机膜则尺寸多有不同，为定制化产品，两种工艺均为超滤工艺，具有高通量、亲水疏油性等特点，但是超滤膜具体使用时选用何种类型，如何进行快速可靠评价其处理性能，现有的设备通常结构复杂，通用性差，评价过程繁琐冗长，并且装置只能够单一评价有机膜或者无机膜，实际评价时需要有机膜和无机膜的评价装置分别进行评价。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种超滤膜预处理工艺评价试验装置，以解决现有技术中的超滤膜评价装置只能够单一评价有机膜或者无机膜的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种超滤膜预处理工艺评价试验装置，包括：储存有待处理污水的原水罐；有机膜组件；无机膜组件，有机膜组件的入口和无机膜组件的入口均与原水罐的出口连通，且有机膜组件与无机膜组件并联，原水罐内的待处理污水能够经由有机膜组件进行处理，原水罐内的待处理污水能够经由无机膜组件进行处理；产水罐，有机膜组件和无机膜组件的产水出口均与产水罐连通，有机膜组件和无机膜组件处理后的产水通入并储存在产水罐中。

进一步地，有机膜组件包括：有机膜循环泵；有机膜，有机膜循环泵设置在有机膜和原水罐之间，并驱动原水罐内的待处理污水进入有机膜进行处理。

进一步地，有机膜为卷式有机膜。

进一步地，无机膜组件包括：无机膜循环泵；无机膜，无机膜循环泵设置在无机膜和原水罐之间，并驱动原水罐内的待处理污水进入无机膜进行处理。

进一步地，无机膜为陶瓷膜。

进一步地，超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括多条浓水回流管线，浓水回流管线的一端与有机膜组件或无机膜组件的浓水出口连通，浓水回流管线的另一端与原水罐连通，有机膜组件和/或无机膜组件内的浓水通过浓水回流管线回流至原水罐内。

进一步地，超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括反洗泵，反洗泵的入口与产水罐的出口连通，反洗泵的出口与有机膜组件和/或无机膜组件连通，反洗泵能够利用产水罐内的产水对有机膜组件和/或无机膜组件进行反冲洗。

进一步地，超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括多条反洗排水管线，反洗排水管线的一端与有机膜组件或无机膜组件的浓水出口连通，反洗排水管线的另一端与排水池连通。

进一步地，超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括反洗气组件，反洗气组件包括顺次连通的空压机和储气罐，储气罐的出口与无机膜组件连通，并能够向无机膜组件内通气，并进行反洗气。

进一步地，超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括提升泵，提升泵与原水罐的入口连通，并将待处理污水输送至原水罐内。

应用本实用新型的技术方案，通过设置有与原水罐并联的有机膜组件和无机膜组件，使得原水罐内的待处理污水能够跟据需要在有机膜组件和无机膜组件内进行处理，这样，将有机膜和无机膜的处理集成在一套装置中，通过这一套装置即可实现对有机膜和无机膜两种超滤膜的处理性能均进行有效评价，使得超滤膜的评价试验方便快捷，并且还可以更直观的对两种超滤膜处理后的结果进行对比，从而为后续污水处理预处理工艺及膜选型提供技术参数。此外，该装置整体结构简单，操作方便，通用性好，便于实现自动化控制，极大降低了操作者的劳动强度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的超滤膜预处理工艺评价试验装置的结构简图；以及

图2示出了图1中的超滤膜预处理工艺评价试验装置的工艺流程图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、原水罐；21、有机膜循环泵；22、有机膜；31、无机膜循环泵；32、无机膜；40、产水罐；50、浓水回流管线；60、反洗泵；70、反洗排水管线；81、空压机；82、储气罐；90、提升泵；100、排水池。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中的超滤膜评价装置只能够单一评价有机膜或者无机膜的问题，本实用新型提供了一种超滤膜预处理工艺评价试验装置。

如图1所示的一种超滤膜预处理工艺评价试验装置，包括储存有待处理污水的原水罐10、有机膜组件、无机膜组件和产水罐40，有机膜组件的入口和无机膜组件的入口均与原水罐10的出口连通，且有机膜组件与无机膜组件并联，原水罐10内的待处理污水能够经由有机膜组件进行处理，原水罐10内的待处理污水能够经由无机膜组件进行处理；有机膜组件和无机膜组件的产水出口均与产水罐40连通，有机膜组件和无机膜组件处理后的产水通入并储存在产水罐40中。

本实施例通过设置有与原水罐10并联的有机膜组件和无机膜组件，使得原水罐10内的待处理污水能够跟据需要在有机膜组件和无机膜组件内进行处理，这样，将有机膜22和无机膜32的处理集成在一套装置中，通过这一套装置即可实现对有机膜22和无机膜32两种超滤膜的处理性能均进行有效评价，使得超滤膜的评价试验方便快捷，并且还可以更直观的对两种超滤膜处理后的结果进行对比，从而为后续污水处理预处理工艺及膜选型提供技术参数。此外，该装置整体结构简单，操作方便，通用性好，便于实现自动化控制，极大降低了操作者的劳动强度。

在本实施例中，有机膜组件包括有机膜循环泵21和有机膜22，有机膜循环泵21设置在有机膜22和原水罐10之间，即有机膜循环泵21的入口与原水罐10的出口连通，其出口与有机膜22连通，从而为待处理污水的运动提供动力，使得原水罐10内的待处理污水进入有机膜22进行处理。本实施例采用的有机膜22为卷式有机膜，当然，也可以根据情况选用其他有机膜进行试验评价。

相似地，无机膜组件包括无机膜循环泵31和无机膜32，无机膜循环泵31设置在无机膜32和原水罐10之间，即无机膜循环泵31的入口与原水罐10连通，其出口与无机膜32连通，从而为待处理污水的运动提供动力，使得原水罐10内的待处理污水进入无机膜32进行处理。这样，有机膜循环泵21和无机膜循环泵31即为并联关系，二者即可将原水罐10内的待处理污水分别通入到各自支路中的有机膜22或者无机膜32中。有机膜循环泵21和无机膜循环泵31除了采用循环泵外，也可以根据需要选用其他种类的驱动泵。本实施例采用的无机膜32为陶瓷膜，当然，也可以根据情况选用其他无机膜进行试验评价。

在本实施例中，超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括多条浓水回流管线50，本实施例设置有两条浓水回流管线50，其中一条浓水回流管线50的一端与有机膜组件中有机膜22的浓水出口连通、另一端与原水罐10连通，另一条浓水回流管线50的一端与无机膜组件中无机膜32的浓水出口连通、另一端与原水罐10连通，这样，有机膜组件和无机膜组件中未完成处理的浓水可以经过各自的浓水回流管线50流回到原水罐10中，从而对原水罐10中的待处理污水起到一定的稀释作用，减少有机膜22和无机膜32的堵塞情况，降低清洁次数和频率，保证装置长时间稳定运行。

本实施例的超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括反洗泵60，反洗泵60的入口与产水罐40的出口连通，反洗泵60的出口分为两支路，两支路分别与有机膜组件和无机膜组件连通，这样，反洗泵60就能够利用产水罐40内处理后得到的产水对有机膜组件的有机膜22和无机膜组件的无机膜32进行反冲洗，从而解决有机膜22和无机膜32堵塞的情况，实现装置的自清洁。

可选地，超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括多条反洗排水管线70，本实施例设置有两条反洗排水管线70，其中一条反洗排水管线70的一端与有机膜组件中有机膜22的浓水出口连通、另一端与排水池100连通，另一条反洗排水管线70的一端与无机膜组件中无机膜32的浓水出口连通、另一端与排水池100连通，这样，有机膜22和无机膜32的反洗共用管线及水箱，而且反冲洗为在线反洗，经过反冲洗过后在有机膜22和无机膜32中形成的反洗浓水即可通过各自的反洗排水管线70集中排放至排水池100中。

由于陶瓷膜需进行气、水联合反洗，因而本实施例的超滤膜预处理工艺评价试验装置还设置有反洗气组件为陶瓷膜提供反洗气，反洗气组件包括顺次连通的空压机81和储气罐82，储气罐82的出口与陶瓷膜连通，并能够向陶瓷膜内通气，从而对陶瓷膜进行反洗气。

可选地，超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括提升泵90，提升泵90设置在原水罐10之前，其与原水罐10的入口连通，从而将待处理污水输送至原水罐10内。

在本实施例中，超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括多个阀门，装置的各个部件之间，各管线上均可以根据需要设置阀门，例如原水罐10和有机膜组件之间，原水罐10和和无机膜组件之间、有机膜组件和产水罐40之间、无机膜组件和产水罐40之间均设置有阀门，通过阀门控制装置的连通状态，从而使得装置在有机膜处理、无机膜处理、循环模式、直排模式、反冲洗模式等状态之间切换。

除了阀门外，本实施例的超滤膜预处理工艺评价试验装置还设置有在线pH计、压力传感器、液位开关、电磁流量计、就地压力表、就地流量计、电磁阀等自动控制部件，阀门也可以根据需要设置有手动型和自动型，自动型阀门以及上述部件均可以与控制系统电连接，通过控制系统上的触摸屏和PLC控制面板即可实时监测并控制超滤膜预处理工艺评价试验装置的运行状态和运行方式，实现自动化控制。

优选地，超滤膜预处理工艺评价试验装置中的主要部件，连通各部件的各管线以及阀门均选用SS316L不锈钢材质，电磁流量计选用钛合金材质，对污水有很好的耐受性。并且装置整体做防爆设计，可以吊装至现场开展试验工作。

以下列举一具体使用过程：

卷式有机膜主要参数：出水管接口尺寸1.9cm；组件直径6.1cm；组件长度101.6cm；导流层流道高度2.28mm。

陶瓷膜主要参数：膜元件外径40mm；膜管长度1200mm。

反冲洗药剂为：0.5％的NaOH溶液；0.5％的NaOCl；0.5％的HCl溶液。

按照图2所示的工艺流程图，详细操作如下：

1、开机运行

卷式有机膜和陶瓷膜为并联设置，选择其中一支膜进行试验，试验前均需确认手动阀门(即SV-001至SV-016)的状态。之后点击触摸屏上“超滤有机膜运行”或者“陶瓷膜运行”，系统进入自动运行状态。在PLC程序控制下，自动开启相应的电磁阀、提升泵、循环泵，系统处于连续运行阶段，循环泵运行30min后(累计运行时间，根据运行工况调整)，进入反冲洗阶段，反洗时间约15S，反洗结束后恢复至正常运行阶段。

2、关键工况

(1)系统连续进水运行时，提升泵90的启停由原水罐上的液位开关控制，当试验为批处理模式时，系统中水量满足循环泵流量时，手动关闭提升泵90。

(2)系统初次运行时，需调整手动阀门SV-005和SV-006的开启度，使流量计FG-001的数值为50L/h，后期运行开启度保持不变，观察流量计的数值是否有变化。

(3)陶瓷膜反洗时需使用气反洗，陶瓷膜运行时，空压机处于接通状态，若储气罐82内压力低于0.8MPa，空压机81启动充气，达到压力值时自动关闭。反冲洗一次结束后，压力下降，空压机81会自动补气到储气罐82，反洗所需气量较小，需调节储气罐82出口阀门的开启度。

(4)观察膜产水和浓水管线上的压力值，和流量计FG-001数值，如出水压力降低，且流量计FG-001数值下降10～15％时，说明膜需要清洗。

(5)液位开关LS-003高液位报警，系统停止运行，报警后开启手动阀SV-013，防止溢流，再启动系统。

(6)在试验废水量不充足的情况下，可使用产水罐40中的产水作为试验原水，打开阀门SV-010，关闭阀门SV-008和SV-009，启动超滤反洗泵60，将产水输送至原水罐10内进行试验。

3、设备停止

(1)系统停止运行前，为降低设备和管线中残留的含盐废水对设备的腐蚀，建议采用清水对系统进行清洗；

(2)开启阀门SV-013和SV-014，将试验用污水排出系统外，关闭此阀门，在原水罐10中注入新鲜水，点击触摸屏上“超滤有机膜运行”或“陶瓷膜运行”系统进入清洗状态。新鲜水在系统中运行10～15min；

(3)点击触摸屏上“超滤有机膜系统关闭”或“陶瓷膜系统关闭”按钮，系统停止运行；

(4)开启阀门SV-014和SV-013，将罐内水放空，关闭阀门；

(5)设备上手动阀门保持原状态，电磁阀处于关闭状态；

(6)当设备遇到不可预料的情况时，将电控柜的紧急停止按钮按下，或者直接切断总电源。

4、化学清洗

化学清洗周期：设备间歇运行，且间隔时间较长时，在每次试验结束后进行化学清洗。设备连续运行时，观察产水管线上的流量计FT-001数值，流量下降10～15％时，系统需进行化学清洗。

化学清洗步骤：

(1)化学清洗使用原水罐10，采用系统产水或者新鲜水，首先在原水罐中加入一定量的水，配置浓度为0.5％的NaOH溶液(陶瓷膜使用0.5％的NaOCl或0.5％NaOH溶液)。

(2)超滤有机膜清洗时，开启电磁阀KV-001和KV-019，启动有机膜循环泵21，清洗液在系统中循环运行30min，关闭有机膜循环泵21，打开手动阀门SV-014，放空系统中的液体。

(3)陶瓷膜清洗时，开启电磁阀KV-004和KV-020，启动无机膜循环泵31，清洗液在系统中循环运行30min，关闭无机膜循环泵31，打开手动阀门SV-014，放空系统中的液体。

(4)将新鲜水加入到原水罐10内，运行系统，直至pH接近中性，检查产水量，数值与在同等条件下第一次测试所得的产水透过值的差值若在10％范围内，可停止化学清洗，如果超出10％，需采用酸液再次进行化学清洗。

(5)在原水罐10内配置0.5％的盐酸溶液，重复以上步骤进行化学清洗，直至纯水产水率与在同等条件下测得的数值在10％的差距范围内。

需要说明的是，图2中NC指的是阀门为常闭式，NO指的是阀门为常开式，上述实施例中的多个指的是至少两个。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、解决了现有技术中的超滤膜评价装置只能够单一评价有机膜或者无机膜的问题；

2、将有机膜和无机膜的处理集成在一套装置中，通过这一套装置即可实现对有机膜和无机膜两种超滤膜的处理性能均进行有效评价，使得超滤膜的评价试验方便快捷；

3、可以更直观的对两种超滤膜处理后的结果进行对比，从而为后续污水处理预处理工艺及膜选型提供技术参数；

4、装置整体结构简单，操作方便，通用性好，便于实现自动化控制，极大降低了操作者的劳动强度。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超滤膜预处理工艺评价试验装置，其特征在于，包括：

储存有待处理污水的原水罐(10)；

有机膜组件；

无机膜组件，所述有机膜组件的入口和所述无机膜组件的入口均与所述原水罐(10)的出口连通，且所述有机膜组件与所述无机膜组件并联，所述原水罐(10)内的待处理污水能够经由所述有机膜组件进行处理，所述原水罐(10)内的待处理污水能够经由所述无机膜组件进行处理；

产水罐(40)，所述有机膜组件和所述无机膜组件的产水出口均与所述产水罐(40)连通，所述有机膜组件和所述无机膜组件处理后的产水通入并储存在所述产水罐(40)中。

2.根据权利要求1所述的超滤膜预处理工艺评价试验装置，其特征在于，所述有机膜组件包括：

有机膜循环泵(21)；

有机膜(22)，所述有机膜循环泵(21)设置在所述有机膜(22)和所述原水罐(10)之间，并驱动所述原水罐(10)内的待处理污水进入所述有机膜(22)进行处理。

3.根据权利要求2所述的超滤膜预处理工艺评价试验装置，其特征在于，所述有机膜(22)为卷式有机膜。

4.根据权利要求1所述的超滤膜预处理工艺评价试验装置，其特征在于，所述无机膜组件包括：

无机膜循环泵(31)；

无机膜(32)，所述无机膜循环泵(31)设置在所述无机膜(32)和所述原水罐(10)之间，并驱动所述原水罐(10)内的待处理污水进入所述无机膜(32)进行处理。

5.根据权利要求4所述的超滤膜预处理工艺评价试验装置，其特征在于，所述无机膜(32)为陶瓷膜。

6.根据权利要求1所述的超滤膜预处理工艺评价试验装置，其特征在于，所述超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括多条浓水回流管线(50)，所述浓水回流管线(50)的一端与所述有机膜组件或所述无机膜组件的浓水出口连通，所述浓水回流管线(50)的另一端与所述原水罐(10)连通，所述有机膜组件和/或所述无机膜组件内的浓水通过所述浓水回流管线(50)回流至所述原水罐(10)内。

7.根据权利要求1所述的超滤膜预处理工艺评价试验装置，其特征在于，所述超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括反洗泵(60)，所述反洗泵(60)的入口与所述产水罐(40)的出口连通，所述反洗泵(60)的出口与所述有机膜组件和/或所述无机膜组件连通，所述反洗泵(60)能够利用所述产水罐(40)内的产水对所述有机膜组件和/或所述无机膜组件进行反冲洗。

8.根据权利要求1所述的超滤膜预处理工艺评价试验装置，其特征在于，所述超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括多条反洗排水管线(70)，所述反洗排水管线(70)的一端与所述有机膜组件或所述无机膜组件的浓水出口连通，所述反洗排水管线(70)的另一端与排水池(100)连通。

9.根据权利要求1所述的超滤膜预处理工艺评价试验装置，其特征在于，所述超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括反洗气组件，所述反洗气组件包括顺次连通的空压机(81)和储气罐(82)，所述储气罐(82)的出口与所述无机膜组件连通，并能够向所述无机膜组件内通气，并进行反洗气。

10.根据权利要求1所述的超滤膜预处理工艺评价试验装置，其特征在于，所述超滤膜预处理工艺评价试验装置还包括提升泵(90)，所述提升泵(90)与所述原水罐(10)的入口连通，并将所述待处理污水输送至所述原水罐(10)内。

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