CN217895276U - 一种珍珠岩动态膜过滤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种珍珠岩动态膜过滤系统，包括进水管路、循环泵、出水管路、动态膜过滤器、预涂膜管道、空压机及储气罐，在所述循环泵的进口连接有进水管路，在循环泵的出口连接出水管路，在进水管路上安装有前置过滤器，在所述的出水管路上连接有动态膜过滤器，在动态膜过滤器的出口处通过预涂膜管道连接至进水管路上，在所述的预涂膜管道上安装有预涂膜管道气动阀，在该出水管道上连接有出水管道气动阀，所述的空压机与储气罐连接，该储气罐为预涂膜管道气动阀及出水管道气动阀提供气源。本实用新型采用动态膜过滤器对污水进行处理，经错流过滤对液体实施高效固液分离，杂质在膜丝上的聚积减少，从而减少了对膜丝的反洗频率，达到降耗的目的。

Description

一种珍珠岩动态膜过滤系统

技术领域

本实用新型属于污水处理领域，涉及一种过滤系统，特别是一种珍珠岩动态膜过滤系统。

背景技术

过滤器在污水处理厂中广泛应用，国内采用的过滤介质主要有玻璃钢或塑料蜂窝填料、立体波纹填料、软性纤维填料、半软性填料以及不规则粒状填料(砂、碎石、矿渣、焦炭、无烟煤)等。玻璃钢或塑料填料表面光滑，生物膜附着力差，易老化，且在实际使用中往往容易产生不同程度填料的堵塞；软性填料中的水流流态不理想，易被生物膜粘结在一起，产生板结现象，使其表面积大为减小，进而在板结的内部产生厌氧作用，影响处理效果；不规则粒状填料水流阻力大，易引起堵塞。因此，我国开展了应用片状陶粒处理水源水微污染的研究。

片状陶粒属于不规则粒状填料，尽管挂膜性能良好，但水流阻力大，容易堵塞，强度差，易破碎，不耐水冲刷，限制了它仅能应用于水源水的微污染处理，而不能应用于污水处理。

另外，目前较为常见的过滤器其常见的滤料为石英砂。砂滤是以天然石英砂或者锰砂和无烟煤作为滤料的水过滤处理工艺。所采用的石英砂粒径一般为0.5-1.2mm，不均匀系数为2。滤层厚度和过滤速度由原水和出水水质而定。砂滤可分为重力式和压力式，常用于经澄清(沉淀)处理后的给水处理或污水经二级处理后的深度处理。根据原水和出水水质要求可具有不同的滤层厚度和过滤速度。主要作用是截留水中的大分子固体颗粒和胶体，使水澄清。

但是，砂滤器为不规则填料，采用死端过滤的方式，随着杂质在填料层中不断聚积，内部压头损失不断增大，过滤效果变差。当进出水压头损失达到设定值时，砂滤系统采用反洗的方式恢复过滤器的使用。砂滤器每工作12h，需要进行一次清洗，采用气水反冲洗与表面清洗结合起来的方式进行清洗。气水同时清洗需要使用气13～17L/(m2·s)和水6～8L/(m2·s)，历时4～8min；水冲洗需要使用水6～8L/(m2·s)，历时3～5min；表面冲洗需要使用水0.5～2.0L/(m2·s)，历时4～6min。该死端过滤的方式不但所需的反洗次数多，对水和气消耗较大，而且，还会增加运行费用。因此，研究一种具有良好过滤效果及减少运行成本的过滤器具有重大的意义。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构设计科学合理，过滤效果好、运行成本低、易于实现的珍珠岩动态膜过滤系统。

本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种珍珠岩动态膜过滤系统，其特征在于：包括进水管路、循环泵、出水管路、动态膜过滤器、预涂膜管道、空压机及储气罐，在所述循环泵的进口连接有进水管路，在循环泵的出口连接出水管路，在进水管路上安装有前置过滤器，在所述的出水管路上连接有动态膜过滤器，在动态膜过滤器的出口处通过预涂膜管道连接至进水管路上，在动态膜过滤器的排污口处连接有排污管道，在所述的预涂膜管道上安装有预涂膜管道气动阀，在所述的动态膜过滤器的出口处连接有出水管道，在该出水管道上连接有出水管道气动阀，所述的空压机与储气罐连接，该储气罐为预涂膜管道气动阀及出水管道气动阀提供气源。

而且，在所述的进水管路上前置过滤器与循环泵之间安装有泵前管道止回阀。

而且，在所述的出水管路上循环泵与动态膜过滤器之间安装有泵后管道止回阀。

而且，所述的动态膜过滤器包括罐体、负压机、吊盘、支撑盘、膜丝、滤料及振打机构，在罐体内设有上下水平设置的吊盘及支撑盘，在吊盘与支撑盘之间间隔设置有纵向连接的膜丝，在支撑盘上置有滤料，在罐体上高于支撑盘的位置设有进水口，在罐体的上方设有负压连接口，在该负压连接口处连接有负压机；所述的振打机构包括气缸，在所述罐体的内部吊盘的正上端通过安装架安装有气缸，在气缸的缸杆上连接有连接杆，该连接杆与吊盘相连接，所述的气缸通过气体管道与储气罐连接，在该气体管道上连接有气体管道止回阀。

而且，所述的膜丝为由PET制成的管状结构，在管壁上设有间隔均布的微孔。

而且，所述的滤料为珍珠岩，其粒径大于膜丝的微孔孔径。

本实用新型的优点和有益效果为：

1、本珍珠岩动态膜过滤系统，采用动态膜过滤器对污水进行处理，该过滤方法不同于传统的死端过滤，它利用负压在水流的作用下将珍珠岩附着在膜丝上，完成预涂膜操作，经错流过滤对液体实施高效固液分离，出水浊度满足0.5NTU，杂质在膜丝上的聚积减少，从而减少了对膜丝的反洗频率，达到降耗的目的；同时，动态膜过滤器内，可对其内部的膜丝、珍珠岩进行自清洗，从而延长珍珠岩吸附饱和时间，滤料更换频率低。

2、本珍珠岩动态膜过滤系统的反洗频率较传统的过滤器低，能够节省90％以上的反洗耗水；滤料不会板结，无需担心过滤器堵塞。现有技术为死端过滤，原水在压力作用下通过滤料，易造成污染物在滤料表面大量沉积，不易清洗。本实用新型采用的是错流过滤的方式，原水对滤料产生较大的剪切力，减小了对滤料的污染。传统的石英砂过滤过程中易板结，珍珠岩可以过滤原水中悬浮状态的固体粒子，滤液有较高的澄清度和滤速。本实用新型将珍珠岩过滤与错流过滤相结合，利用珍珠岩良好的过滤性能与错流过滤的不易造成污染物附着的能力，实现对原水的有效过滤。

3、本珍珠岩动态膜过滤系统，通过膜丝与珍珠岩的结合，加大了污水水流与滤料的接触面积，提高了对污水的过滤能力，从而解决了现有过滤器依靠加大过滤横截面来提高过滤能力的问题，使本过滤器的体积大大减小，节省了占地空间，本过滤器仅为传统过滤器的三分之一大小。以处理水量为100m3/h的过滤器为例，传统过滤器占地约为5.3*1.2，动态膜过滤器约为1.5*1.5。

4、本珍珠岩动态膜过滤系统，通过错流过滤与珍珠岩过滤相结合，极大的提高了过滤效率，降低使用成本。

附图说明

图1为本实用新型的系统布局图；

图2为本实用新型振打机构与吊盘装配的结构示意图；

图3为本实用新型膜丝与吊盘装配的俯视图。

附图标记说明：

1-前置过滤器、2-泵前管道止回阀、3-预涂膜管道气动阀、4-预涂膜管道、5-循环泵、6-泵后管道止回阀、7-排污管道、8-动态膜过滤器、9-压力表、10-气体管道止回阀、11-出水管道气动阀、12-储气罐、13-空压机、14-气缸、15-缸杆、16-连接杆、17-吊盘、18-膜丝。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型的珍珠岩动态膜过滤系统，包括动态膜过滤器8、循环泵5、空压机13、储气罐12、前置过滤器1、预涂膜管道4，排污管道7、预涂膜管道气动阀3、出水管道气动阀11、泵前管道止回阀2、泵后管道止回阀6和气体管道止回阀10。

所述的动态膜过滤器包括罐体、负压机、吊盘17、支撑盘、膜丝18、滤料及振打机构，在罐体内设有上下水平设置的吊盘及支撑盘，在吊盘与支撑盘之间间隔设置有纵向连接的膜丝，在支撑盘上置有滤料，在罐体上高于支撑盘的位置设有进水口，在罐体的上方设有负压连接口，在该负压连接口处连接有负压机；所述的振打机构包括气缸14，在所述罐体的内部吊盘的正上端通过安装架安装有气缸，在气缸的缸杆15上连接有连接杆16，该连接杆与吊盘相连接，所述的气缸通过气体管道与储气罐连接，在该气体管道上连接有气体管道止回阀。气缸的缸杆伸缩，带动吊盘进行升降，由于膜丝具有一定的弹性，因此，其起到对膜丝的振动作用，将膜丝上附着污染物抖落掉。

所述的膜丝为由PET制成的管状结构，在管壁上设有间隔均布的微孔。所述的滤料为珍珠岩，其粒径大于膜丝的微孔孔径。

本实施例中的负压机选用挂墙式吸尘机，厂家是雷米斯，型号是RMS-1200。挂墙式吸尘机开启导致动态膜过滤器内产生负压，其主要目的是为了将过滤后的污水送至下一级处理工艺。在挂墙式吸尘机的作用下，膜丝内部对膜丝外部产生负压力，可以使罐体内的污水进入膜丝内部，进而从罐体上部出水管道排出。由于罐体内充满清水，珍珠岩分散在清水中，在负压力的作用下，珍珠岩与清水共同向膜丝内侧运动，而膜丝为微孔材质，珍珠岩粒径大于膜丝的微孔，导致其吸附在膜丝表面，充当过滤介质。

动态膜过滤器通过预涂膜模式，在罐体内灌满清水，在循环泵的作用下，清水循环通过动态膜过滤器，使得珍珠岩附着在膜丝表面，涂膜均匀后，再进入过滤模式。停止过滤后，关闭挂墙式吸尘机，罐体内负压逐渐减小，部分污染物及珍珠岩脱落，经过振打机构去除附着在膜丝上的污染物。

使用时，污水通过前置过滤器的进口端进入本系统。空压机为系统运行提供气源，空压机出口与储气罐的进口相连，储气罐所储气体供预涂膜管道气动阀、出水管道气动阀及动态膜过滤器中的气缸使用。为防止液体进入气体管道对管道或储气罐造成影响，在气体管道上设置气体管道止回阀，其进口与储气罐的出口相连，出口与动态膜过滤器的气缸连接。循环泵的进口与前置过滤器的出口连通，出口与动态膜过滤器的进口连通。

预涂膜管道分别连接动态膜过滤器的出口与循环泵的进水管路。排污管道分别连接动态膜过滤器的排污口与排污池。预涂膜管道气动阀的进口与动态膜过滤器相连，出口与循环泵连通。出水管道气动阀的进口与动态膜过滤器的出口连接，出口连通出水管道。泵前管道止回阀防止污水倒流至前置过滤器，其进口与前置过滤器连通，出口与循环泵相连。泵后管道止回阀防止污水回流至循环泵，其进口与动态膜过滤器的进口相连，出口与循环泵的出口连通。

本实用新型的珍珠岩动态膜过滤系统，需在首次启动时完成预涂膜过程，即通过水流及负压力的作用，将珍珠岩吸附在膜丝的微孔上。本实用新型循环泵的进水管路、循环泵、循环泵的出水管路、动态膜过滤器和预涂膜管道形成循环水路。

在设备首次运行前，在真空状态下将珍珠岩置于动态膜过滤器中。之后开启进水管道、预涂膜管道、气管上的手动阀门，关闭排污、放空阀门。保持出水管道气动阀关闭，打开预涂膜管道气动阀。将动态膜过滤器内灌满清水后，开启循环泵，开始预涂膜过程。预涂过程通常在30min内完成，可通过动态膜过滤器上的人孔观察效果。人孔观测出动态膜过滤器内水为清澈透明状，即为预涂膜过程完成。打开出水管道气动阀，将清水通过出水管道排至用水点，同时关闭预涂膜管道气动阀，结束预涂膜过程。

本系统在运行一段时间以后，在膜丝及珍珠岩上会沾附一些污染物，影响过滤效果，这时，利用振打机构，让附着在膜丝及珍珠岩上的污染物脱落，主要是振打通过反冲洗也难去除的污染物。储气罐为振打机构的气缸提供气源，振打模式为气动方式运行。振打次数至少10次，依据现场情况确定振打次数。运行前振打是为了调试振打功能。

本珍珠岩动态膜过滤系统在运行结束后，进行反冲洗操作。动态膜过滤器运行过程中，压力表9感应压力，当进出口压差大于0.05MPa，系统发出警报提醒。反冲洗模式启动前，打开振打模式，保持预涂膜管道气动阀及出水管道气动阀关闭。启动反冲洗模式，打开排污阀门，保持排污管道畅通。在动态膜过滤器内灌满清水，并打开空压机，提供压缩空气，将罐体内清水用高压气源压至膜丝内，可将附着在膜丝上的污染物反冲干净。

以直径为1000mm的珍珠岩动态膜过滤器系统与传统过滤系统为例，测试反洗时消耗气量与水量大小。

试验结果如下表所示：

试验结果的数据表明：

使用本珍珠岩动态膜过滤系统，在反洗时，日均消耗气量约为传统过滤系统的0.039倍，节省了约95％的气体消耗，日均消耗水量约为传统过滤系统的0.036倍，节省了约95％的反洗水消耗，极大的节省了运行消耗。

本珍珠岩动态膜过滤系统可应用于水上游乐场的水质净化。将浊度为20NTU的原水对本珍珠岩动态膜过滤系统进行试验，取运行5天的样本，每天在5个时间点(9：00、11：00、13：00、15：00、17：00)进行取样。

试验结果如下表所示：

试验结果的数据表明：

使用本实施例的珍珠岩动态膜过滤系统，出水浊度≤0.5NTU，满足水上游乐场的水质标准。污水进入系统，首先通过前置过滤器截留大颗粒物，进入动态膜过滤器，通过珍珠岩填料及膜丝的截留作用，进一步降低出水浊度，出水满足《游泳池水质标准》(CJ/T244-2016)。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (6)

1.一种珍珠岩动态膜过滤系统，其特征在于：包括进水管路、循环泵、出水管路、动态膜过滤器、预涂膜管道、空压机及储气罐，在所述循环泵的进口连接有进水管路，在循环泵的出口连接出水管路，在进水管路上安装有前置过滤器，在所述的出水管路上连接有动态膜过滤器，在动态膜过滤器的出口处通过预涂膜管道连接至进水管路上，在动态膜过滤器的排污口处连接有排污管道，在所述的预涂膜管道上安装有预涂膜管道气动阀，在所述的动态膜过滤器的出口处连接有出水管道，在该出水管道上连接有出水管道气动阀，所述的空压机与储气罐连接，该储气罐为预涂膜管道气动阀及出水管道气动阀提供气源。

2.根据权利要求1所述的一种珍珠岩动态膜过滤系统，其特征在于：在所述的进水管路上前置过滤器与循环泵之间安装有泵前管道止回阀。

3.根据权利要求1所述的一种珍珠岩动态膜过滤系统，其特征在于：在所述的出水管路上循环泵与动态膜过滤器之间安装有泵后管道止回阀。

4.根据权利要求1所述的一种珍珠岩动态膜过滤系统，其特征在于：所述的动态膜过滤器包括罐体、负压机、吊盘、支撑盘、膜丝、滤料及振打机构，在罐体内设有上下水平设置的吊盘及支撑盘，在吊盘与支撑盘之间间隔设置有纵向连接的膜丝，在支撑盘上置有滤料，在罐体上高于支撑盘的位置设有进水口，在罐体的上方设有负压连接口，在该负压连接口处连接有负压机；所述的振打机构包括气缸，在所述罐体的内部吊盘的正上端通过安装架安装有气缸，在气缸的缸杆上连接有连接杆，该连接杆与吊盘相连接，所述的气缸通过气体管道与储气罐连接，在该气体管道上连接有气体管道止回阀。

5.根据权利要求4所述的一种珍珠岩动态膜过滤系统，其特征在于：所述的膜丝为由PET制成的管状结构，在管壁上设有间隔均布的微孔。

6.根据权利要求5所述的一种珍珠岩动态膜过滤系统，其特征在于：所述的滤料为珍珠岩，其粒径大于膜丝的微孔孔径。

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