[发明专利]一种用于污水处理的超滤装置

说明书

技术领域

本产品是用于污水尤其是高浓度废水处理的超滤装置。

背景技术

目前，部分成分简单、生物降解性好、浓度较低的废水都可通过组合传统的工艺得到处理，而浓度高、难以生物降解的废水治理工作在技术和经济上存在很大困难。这类废水如不妥善处理，将给当地地面水、地下水环境造成严重污染，对周边人民群众的身体健康产生严重威胁。实践证明，处理这类废水采用传统的污水处理方法如厌氧→兼氧(氨氮吹脱)→曝气→二次沉淀或氧化沟、SBR等，处理后的水很难达标或者仅达到排入城市下水道标准，且污水停留时间长，工艺流程复杂，处理费用很大。当今世界范围内的学者研究证明：处理此类废水，在基本处理工艺在充分利用生化处理的经济优越性的基础上，还需将几个不同的处理工艺单元进行优化组合，从而取得经济和社会生态的双重效益，因为仅仅依靠单一的处理工艺很难达到严格的出水要求或者对生产残余物的再处置要求。常见的几种组合方式有：A生化段+絮凝沉降+活性炭吸附，该工艺组合方式优点为投资省，操作简单；最大缺点为化学药剂投加量大，运行费用贵，以及会产生大量的固体废弃物。B生化段+化学氧化，该工艺组合方式优点为不产生固体废弃物；但化学氧化要求很高反应温度，需要大量的能耗，同时高温度对反应器的材质提出更高的要求，造成巨大的投资费用，而且需要大量的氧化剂，运行费用极其昂贵。C生化段+膜工艺，通过生化段去除废水中的生物可降解有机污染物，然后通过后续工段超滤工艺过滤难降解有机物，本装置就是用于该组合方式之内。

超滤系统是一种从溶液中分离出大粒子溶质的膜分离过程，其分离机理是机械筛分原理，超滤膜具有选择性分离的特点。超滤过程如下：在压力作用下，料液中含有的溶剂及各种小的溶质从高压料侧透过超滤膜到达低压侧，从而得到透过液；而尺寸比膜孔大的分子被膜截留成为浓缩液。与传统生化处理工艺相比，微生物菌体通过高效超滤系统从出水中分离，确保大于0.02μm的颗粒物、微生物和与COD(化学需氧量)相关的悬浮物安全地截流在系统内。溶质在被膜截留的过程中有以下几种作用方式：

①在膜表面的机械截留；

②在膜表面及孔内吸附；

③膜孔的堵塞；

超滤具有以下特点：

①属于压力驱动型膜分离过程；

②超滤膜的分离范围为相对分子量(MW)500-1000000的大分子物质和胶体物质，相对应分子的直径为0.005-0.1μm；

③分离机理为微孔过滤；

④膜的形态为不对称结构；

⑤过滤的方式可为“死端过滤”或“错流过滤”；

⑥操作压力低，一般不考虑渗透压的影响。

本装置采用错流式过滤。

与传统污水处理工艺相比，我们使用超滤装置代替了二沉池，提高了有机物的去除率，因为在传统活性污泥法中，由于受到二沉池对活性污泥沉降特性要求的影响，当生物处理达到一定程度时，要继续提高系统的去除效率很困难，往往需要延长很长的水力停留时间也只能少量提高总的去除效率。使用超滤装置后，由于分离效率大大提高，生化段内微生物浓度可从常规法的3～5g/l提高到15～30g/l，可以在比传统活性污泥法更短的水力停留时间内达到更好的去除效果，减少了生化反应器体积，提高了生化反应效率，出水无菌体和悬浮物，因此在提高系统处理能力和提高出水水质方面表现出很大的优势。

本装置包括：进水槽→进水泵→超滤环路→回流过滤器。其中超滤环路由循环泵、膜组件、阀门、回流管、清液管等组成。

经生化处理后的污水，由生化池溢流入进水槽，再由安装在进水槽底部的进水泵分配到超滤装置的各个环路，这样可以降低由曝气时产生的大量气泡对泵造成不利影响以及由于超滤进水对生化池内液体混合流态的影响。超滤装置的各环路有单独的循环泵在沿膜管内壁提供一个需要的流速，从而形成紊流，产生较大的过滤通量，避免堵塞。每个环路包含2～5个膜组件，每个膜组件由若干膜元件构成，其元件数量视组件大小而定，以管径Φ160的膜组件为例，它是由19只Φ25的膜元件构成，如附图1，①为PVC管②为各膜元件之间的空隙，端部用橡胶板固定、环氧树脂密封③为膜元件。该装置还可使用管径Φ250的膜组件，它包含37个膜元件。组件之间及组件与管路之间采用法兰连接。滤液在超滤环路内循环过滤，过滤后的清液经清液管排入超滤清液罐内，浓缩液由回流管经过袋式过滤器过滤后回流至生化池内，通过定期清洗过滤器滤网使浓缩液中的杂质维持在较低水平，避免影响装置运行。超滤装置图见附图2。