CN218980538U - 一种聚结滤芯组件及应用其的聚结器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及水处理技术领域，具体涉及一种聚洁滤芯组件及应用其的聚结器。其中，该聚结滤芯组件包括：一滤芯本体，所述滤芯本体具有多孔结构；一超级疏油表层，所述超级疏油表层设置于所述滤芯本体的表面；其中，所述超级疏油表层的表面，具有油与该表面的接触角不小于120°。本申请通过在聚结滤芯的表面设置超级疏油表层，且油与该表面的接触角不小于120°，使滤芯本体的表面形成超级疏油的特性，用于含油污水处理时，由此形成的表面，具有对油分子较大的排斥力，油液不易粘附在滤芯的表面，从而降低或避免堵塞滤芯本体；另外，由于油滴无法通过此超级疏油表层，造成油滴悬浮在滤芯表面的液体中，互相碰撞，提升了聚结效果。

Description

一种聚结滤芯组件及应用其的聚结器

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种聚结滤芯组件及应用其的聚结器。

背景技术

含油污水中的油在污水中主要以游离油、乳化油、溶解油三种形式存在。通常，游离油的油滴粒径比较大，可以通过重力沉降、旋流分离或气浮分离等方法分离，分离出的油可以回收利用。乳化油因为粒径分布比较宽（与乳化方式关联较大，从10-20微米到几十纳米不等），通常使用反相破乳剂、絮凝剂等化学试剂再结合后续气浮或过滤处理来分离，剩余的含油微量溶解油和乳化油的污水再排到生化过程处理。但上述处理过程中化学试剂的引入，会使后续浮选出（或沉淀出）的固体成为高危固废，环境友好性较低。

相关技术中，也有利用聚结器来进行油水分离的记载，油品流入聚结器后，首先流经聚结滤芯，聚结滤芯滤除固体杂质，并聚结水滴或油滴实现油水分离。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：1）油液极易粘附于聚结滤芯的表面，造成滤芯堵塞；2）处理效果欠佳，出水中仍会有较多的微小乳化油残留；3）整个工艺流程较长，须耗费较长的处理周期。

发明内容

本申请实施例通过提供一种聚结滤芯组件及应用其的聚结器，解决现有技术中聚结滤芯表面易粘附油类物质导致油水分离效果不佳的问题，具有油水有效分离且处理周期短、滤芯不易堵塞等优点。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种聚结滤芯组件，该聚结滤芯组件包括：

一滤芯本体，所述滤芯本体具有多孔结构；

一超级疏油表层，所述超级疏油表层设置于所述滤芯本体的表面；

其中，所述超级疏油表层的表面，具有油与该表面的接触角不小于120°。

根据本申请的实施方式，通过在聚结滤芯表面设置超级疏油表层，使滤芯表面形成超级疏油的特性，从而减少或避免油类物质粘附于滤芯表面，减少滤芯堵塞，提升分离效果。

在本申请第一方面的一种可能实现中，所述超级疏油表层，进一步具有水与该表面的接触角小于10°。

根据本申请的实施方式，使聚结滤芯表面具有超级亲水的特性，进一步提升油水分离效果。

在本申请第一方面的一种可能实现中，所述滤芯本体包括：

一内壁骨架，所述内壁骨架的内部中空；

一聚结区，所述聚结区布置于所述内壁骨架的外围；

其中，所述内壁骨架设置连通其中空内部和所述聚结区的通道。

根据本申请的实施方式，内壁骨架为聚结区提供支撑，同时实现透水。

在本申请第一方面的一种可能实现中，所述聚结区由多个聚结层由内至外依次叠加形成。

在本申请第一方面的一种可能实现中，所述聚结层呈网状结构。

在本申请第一方面的一种可能实现中，所述滤芯本体进一步包括：

一第一封板；

一第二封板；

其中，所述第一封板和所述第二封板分别封装于所述聚结区的两端，且，所述第一封板和所述第二封板分别设置有连通所述聚结区各层间间隙的渗透孔。

第二方面，在本申请实施例提供一种聚结器，该聚结器包括：

一壳体，所述壳体的内部形成容纳空间；

一聚结滤芯组件，所述聚结滤芯组件如上述第一方面所述，且，所述聚结滤芯组件布置于所述容纳空间内；

一进液口；

一出水口；

其中，所述进液口与所述出水口之间具有使流体流经所述聚洁滤芯组件的通道。

根据本申请的实施方式，该聚结器通过设置具有超级疏油特性的聚结滤芯组件，用于含油污水处理时，能实现油水的高效分离。

在本申请第二方面的一种可能实现中，该聚结器进一步包括：

一气浮口，所述气浮口连通所述聚结滤芯组件和微气泡生成机构。

根据本申请的实施方式，通过在聚结处理过程中引入气浮处理，辅助浮选出聚结滤芯组件表面的杂质，加速了聚结和油水分离效果。

在本申请第二方面的一种可能实现中，该聚结器进一步包括：

一加压口，所述加压口连通所述容纳空间。

根据本申请的实施方式，通过在容纳空间内加压，以保持容纳空间内部的液位，同时加速出水排出。

在本申请第二方面的一种可能实现中，该聚结器进一步包括：

一反冲洗口，所述反冲洗口连通所述聚结滤芯组件。

根据本申请的实施方式，通过设置反冲洗口，以实现对聚结滤芯组件的反冲洗，进一步降低滤芯堵塞。

附图说明

图1根据本申请的一些实施例，示出了聚结滤芯组件的结构示意图；

图2根据本申请的一些实施例，示出了聚结区的截面剖视图；

图3根据本申请的一些实施例，示出了内壁骨架的结构示意图；

图4根据本申请的一些实施例，示出了聚结器的结构示意图；

图5根据本申请的一些实施例，示出了聚结器的剖视图；

图6根据本申请的一些实施例，示出了油液聚集区的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本申请的技术特征和优点作更详细的说明，以使本申请的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理，并非旨在限制本申请的保护范围。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所示的技术特征的重要性。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一方面，本申请的实施例提供一种聚洁滤芯组件，该聚洁滤芯组件包括：

一滤芯本体，所述滤芯本体具有多孔结构；

一超级疏油表层，所述超级疏油表层设置于所述滤芯本体的表面；

其中，所述超级疏油表层的表面，具有油与该表面的接触角不小于120°。

常规的聚结器滤芯，在用于含油污水等黏度较高液体的聚结分离时，油类物质极易粘附在滤芯的表面，从而导致或加速滤芯的堵塞，使后续维护周期变短；同时还使聚结于滤芯表面的杂质分离变得困难，影响了分离处理效果。

本申请实施例的聚结滤芯组件，通过在滤芯本体的表面设置超级疏油表层，且油与该表面的接触角不小于120°，使滤芯本体的表面形成超级疏油的特性，用于含油污水处理时，由此形成的表面，具有对油分子较大的排斥力，油水混合物同时流过时，可以对油滴形成额外的阻力，配合滤芯本体的不同孔径，可以挡住相应的乳化油滴、悬浮物；同时，此超级疏油表层使油液不易粘附在滤芯的表面，从而降低或避免堵塞滤芯本体；另外，由于油滴无法通过此超级疏油表层，造成油滴悬浮在滤芯表面的液体中，互相碰撞，加速了聚结，通过上述设置，可以高效实现含油污水中大部分乳化油及非溶解悬浮物的聚结分离。

优选地，所述超级疏油表层，具有油与其表面的接触角大于或接近150°，进一步使滤芯表面具有更佳的疏油特性，提升聚结分离效果，缩短处理时间。

在一些可能的实施方式中，所述超级疏油表层，其进一步具有水与该表面的接触角小于10°。这样的表面在超级疏油的特性基础上，进一步具有超级亲水的表面特点，油类不会粘附，但对水具有良好的亲和作用，水基本可以完全附着，含油污水通过时，上述超级疏油表层使聚结滤芯组件具有水通过而截留油滴的特点，利用此特性，可以分离常规物理方法不易分离的含油污水中的乳化油和小粒径悬浮物，且分离速度快、分离效果好。

需要说明的是，上述超级疏油表层可以通过材料改性的方式设于滤芯本体的表面，也可以通过喷涂的方式设于滤芯本体的表面，或者通过其他合理的方式附于滤芯本体的表面，都将不影响本申请技术效果的实现。

示例性的，所述超级疏油表层，可以通过喷涂的方式设于滤芯本体的表面，其厚度可以设置在10微米以下，优选地，可以设置1—100纳米之间。

在一些可能的实施方式中，请参阅图1，所述滤芯本体包括：

一内壁骨架320，所述内壁骨架320的内部中空；

一聚结区310，所述聚结区310布置于所述内壁骨架320的外围；

其中，所述内壁骨架320设置连通其中空内部和所述聚结区310的透水通道。

内壁骨架320为聚结区310提供骨架支撑，同时通过所述透水通道实现透水，出水由其中空内部排出；聚结区310通过多孔结构形成微小孔径，通过上述微小孔径+表面的超级疏油表层，挡住非溶解性的悬浮物和乳化油滴，使其聚结于表面。

在一些可能的实施方式中，所述内壁骨架320可以是薄壁的圆筒状结构，聚结区310围设于圆筒状的外围。

在一些可能的实施方式中，请参阅图2，所述聚结区310可以由多个聚结层311由内至外依次叠加形成，相邻聚结层311之间形成层间间隙312，油滴与杂质在穿过聚结区310的过程中，聚结于各个聚结层311的表面。

进一步的，所述聚结层311可以是网状结构，通过多层网状结构叠加形成微小的过滤孔，使油滴杂质聚结形成于各层网状结构的表面。

示例性地，聚结层311可以由金属网制成，金属网的孔径及叠加层数可以根据待处理的污水品质变化。

优选地，上述金属网的材料可以是304或316L，以提高其耐腐蚀性能。

在一些可能的实施方式中，请参阅图3，内壁骨架320可以包括设于两端的第一筒体321和第二筒体322，第一筒体321与第二筒体322之间设置多个轴向延伸的支撑板 323，相邻支撑板 323之间形成镂空的透水通道325，第一筒体321、第二筒体322用于连接安装，聚结区310围设于支撑板 323的外围，油水混合物流经聚结滤芯组件3，油液和悬浮物聚结形成于聚结区310的表面，水则穿过聚结区310到达内壁骨架320，从透水通道325穿过，再由内壁骨架320的中空内部通出。

在一些可能的实施方式中，如图3所示，上述支撑板 323上可以设置多个第一透水孔324，以进一步加速透水。

在一些可能的实施方式中，如图3所示，在上述支撑板 323上可以设置支撑环326，以加强细长结构支撑板 323的结构强度。

进一步的，支撑环326上也可以设置第二透水孔327。

在一些可能的实施方式中，如图1所示，所述聚结组件进一步还包括第一封板330和第二封板340，第一封板330、第二封板340分别封装于聚结区310的两个端部，第一封板330、第二封板340上分别设置连通聚结区310层间间隙312的多孔结构，以方便聚结于内部聚结层311表面的杂质通出；进一步的，聚结区310与第一封板330、第二封板340之间为密封连接，以迫使层间聚结杂质从两封板流出。

第二方面，本申请的实施例提供一种聚结器，请参阅图4~图5，该聚结器包括：

一壳体1，所述壳体1的内部形成容纳空间110；

一聚结滤芯组件3，所述聚结滤芯组件3如上述第一方面所述，且，所述聚结滤芯组件3布置于所述容纳空间110内；

一进液口2；

一出水口5；

其中，所述进液口2与所述出水口5之间具有使流体流经所述聚洁滤芯组件的流体通道。

在一些可能的实施方式中，如图4所示，所述壳体1可以是立式结构，聚结滤芯组件3立式布置于容纳空间110内，壳体下方可以通过多个支脚11实现固定，立式结构具有更小的占地空间。

进一步的，请参阅图5，所述壳体1的内部可以设置上安装件120和下安装件130，所述聚结滤芯组件3通过第一封板330和第二封板340卡设于下安装件130和上安装件120之间。

在一些可能的实施方式中，该聚结器进一步包括：一气浮口6，所述气浮口6连通聚结滤芯组件3和微气泡生成机构，以利用气浮作用加速滤芯表面的杂质分离。具有超级疏油表层的聚结滤芯组件3，通过引入气浮作用，形成动态冲洗，进一步防止油滴、沥青质或其他黏性物质的粘附，辅助浮选出大油滴，加快了杂质分离的速度，缩短整个流程的处理时间。

需要说明的是，气浮法是水处理方法中的一种，是在水中形成高度分散的微小气泡，粘附废水中疏水基的固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表面密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层，从而实现固液或液液分离的过程。

本申请实施例通过超级疏油表层的疏油特性，结合微气泡冲洗，进一步防止油滴粘附和减少滤芯堵塞，提升聚结分离的效果和处理效率。

在一些可能的实施方式中，所述微气泡生成机构产生微气泡的方法可以是电解法、曝气气浮法、溶气气浮法或其他，优选地，请参阅图5，本申请实施例采用溶气气浮法产生微气泡，微气泡生成机构产生溶气水，溶气水通过气浮口6通入容纳空间110内，气浮口6设置于容纳空间110靠近下方的位置，微气泡在上升的过程中，对聚结滤芯组件3的表面形成动态冲洗，浮选出杂质颗粒。

进一步的，本申请实施例的所述微气泡生成机构可以是溶气泵，相比常规的加压溶气法，溶气泵产生的微气泡粒径更均匀，且气泡稳定性更好，可以进一步提升浮选效果。

在一些可能的实施方式中，请参阅图,5，该聚结器进一步包括：一加压口9，所述加压口9连通所述容纳空间110。通过加压口9向容纳空间110内加压，保持容纳空间110内的液位，同时加速出水。

示例性地，可以通过向加压口9通入压缩气体的方式在容纳空间110内形成压力，压力范围可以设置在0~0.3Mpa之间。

在一些可能的实施方式中，容纳空间110可以连通压力监测装置，以实时监测其内部的压力值，方便操作人员监控聚结滤芯组件3是否发生堵塞。

示例性地，请参阅图5，所述压力监测装置可以是设于壳体1上方的压力表10。

在一些可能的实施方式中，请参阅图5，该聚结器进一步包括：一反冲洗口7，所述反冲洗口7连通所述聚结区310。通过反冲洗口7注入反冲洗液对聚结滤芯组件3进行反冲洗，实现对聚结滤芯的维护。

示例性地，所述反冲洗液可以是干净水、溶气水或聚结分离后的出水等。

在一些可能的实施方式中，请参阅图5，所述反冲洗口7可以设于壳体1下方靠近第二封板340的位置，反冲洗口7通过第二封板340的多孔结构连通聚结区310，以实现对各个聚结层311的冲洗。

优选地，所述反冲洗口7可以定时自动开启，以在线形式实现聚结滤芯组件3的定时冲洗。

在一些可能的实施方式中，请参阅图5，聚结滤芯组件3可以布置于壳体1的中心，内壁骨架320的上端延伸出聚结区310连接壳体1，聚结区310的上方形成油液聚集区4。

在一些可能的实施方式中，请参阅图5，上述油液聚集区4由下至上依次包括整流区410和油仓420，聚结区310内部各聚结层311浮选出的油滴和杂质先进入整流区410，再聚集于油仓420；该聚结器进一步包括：一出油口8，出油口8连通上述油仓420，以实现上浮油液的排出；出油口8同时连通容纳空间110，最外侧聚结层311浮选出的杂质直接由容纳空间110通至出油口8。

在一些较佳的实施方式中，请参阅图6，油液聚集区4设于内壁骨架320的延伸端部，可以包括整流板413、间隔壁420、多个间隔件411和上盖板430，间隔件411设于第一封板330和整流板413之间，间隔件411之间形成整流通道412，间隔壁420设于第一封板330和整流板413的外围，间隔壁420、内壁骨架320、第一封板330和整流板413之间形成封闭的整流区410，各个聚结层311之间的杂质上浮至上述整流区410内，整流板413上设置多个整流孔414；整流板413、上盖板430与间隔壁420之间形成油仓420，油液由整流孔414通出至油仓420聚集。

在一些可能的实施方式中，请参阅图5，容纳空间110的下方设置出水通道140，出水通道140连通内壁骨架320的中空内部和出水口5，以实现出水排出。

示例性的，请参阅图5，上述出水通道140可以是与内壁骨架320的中空内部对接的筒状结构。出水通道140的外部形成与反冲洗口7连通的积水区150，反冲洗液通入后，由第二封板340通至各个聚结层311之间，形成冲洗，优选的，反冲洗口7可以安装单向阀门。

本申请实施例的聚结器，通过在多孔结构的聚结滤芯表面设置超级疏油表层，用于含油污水处理时，可以高效聚结分离出污水中的乳化油和悬浮物，实现油水的快速、高效分离，根据申请人的试验结果，最短可以在10~20分钟内完成含油污水的聚结分离，含油污水经处理后，含油量和悬浮物含量均可以降至30ppm以下；同时，整个分离过程为纯物理方法，不添加化学试剂也不产生新的待处理物，环境友好；结构布局合理，占地空间小，适于工业推广应用。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种聚结滤芯组件(3)，其特征在于，该聚结滤芯组件(3)包括：

一滤芯本体，所述滤芯本体具有多孔结构；

一超级疏油表层，所述超级疏油表层设置于所述滤芯本体的表面；

其中，所述超级疏油表层的表面，具有油与该表面的接触角不小于120°。

2.根据权利要求1所述的聚结滤芯组件(3)，其特征在于，所述超级疏油表层，进一步具有水与该表面的接触角小于10°。

3.根据权利要求1所述的聚结滤芯组件(3)，其特征在于，所述滤芯本体包括：

一内壁骨架(320)，所述内壁骨架(320)的内部中空；

一聚结区(310)，所述聚结区(310)布置于所述内壁骨架(320)的外围；

其中，所述内壁骨架(320)设置连通其中空内部和所述聚结区(310)的通道。

4.根据权利要求3所述的聚结滤芯组件(3)，其特征在于，所述聚结区(310)由多个聚结层(311)由内至外依次叠加形成。

5.根据权利要求4所述的聚结滤芯组件(3)，其特征在于，所述聚结层(311)呈网状结构。

6.根据权利要求4或5所述的聚结滤芯组件(3)，其特征在于，所述滤芯本体进一步包括：

一第一封板(330)；

一第二封板(340)；

其中，所述第一封板(330)和所述第二封板(340)分别封装于所述聚结区(310)的两端，且，所述第一封板(330)和所述第二封板(340)分别设置有连通所述聚结区(310)各层间间隙(312)的渗透孔。

7.一种聚结器，其特征在于，该聚结器包括：

一壳体(1)，所述壳体(1)的内部形成容纳空间(110)；

一聚结滤芯组件(3)，所述聚结滤芯组件(3)如上述权利要求3~5中任一项所述，且，所述聚结滤芯组件(3)布置于所述容纳空间(110)内；

一进液口(2)；

一出水口(5)；

其中，所述进液口(2)与所述出水口(5)之间具有使流体流经所述聚洁滤芯组件的通道。

8.根据权利要求7所述的聚结器，其特征在于，该聚结器进一步包括：

一气浮口(6)，所述气浮口(6)连通所述聚结滤芯组件(3)和微气泡生成机构。

9.根据权利要求7所述的聚结器，其特征在于，该聚结器进一步包括：

一加压口(9)，所述加压口(9)连通所述容纳空间(110)。

10.根据权利要求7所述的聚结器，其特征在于，该聚结器进一步包括：

一反冲洗口(7)，所述反冲洗口(7)连通所述聚结滤芯组件(3)。

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