申请日2017.03.01
公开(公告)日2017.06.13
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明涉及一种超重力污水处理装置，首先利用过滤器和膜组件对电脱盐污水进行前处理，之后将碱液罐中的碱液和经过滤器、膜组件处理后的污水进行混合经过超重力机的流体通道进入超重力机，通过独特的超重力机结构，以及中空转轴和套筒之间成形的与填料区连通的具有螺旋通道的旋转通道，实现了流体经中空转轴后再经旋转通道实现流体的自旋进入，并在进入填料区的一刻在旋转作用力、剪切力和流体的自旋作用力下，实现了流体中污水和碱液的充分混合，提高了液液接触的充分度，从而实现了碱液对污水中油类物质和COD的脱除。
权利要求书
1.一种超重力污水处理装置，其特征在于，设置有用于储存电脱盐污水或气提水污水的储存罐，与储存罐的污水出口连接设置有过滤器;
与过滤器的污水出口连接设置有膜组件，所述膜组件由多级管式膜组件组成，多级管式膜组件具有浓水出口和净化水出口;
还设置有用于储存破乳剂的碱液罐，以及超重力机;
所述超重力机具有外壳，在外壳的中轴线上贯通外壳设置有动力驱动的中空转轴，在转轴内具有流体通道，所述转轴上设置有可密封的流体进口;所述流体进口同时与浓水出口、碱液罐的碱液出口连接;
在转轴外部，与所述转轴同轴套设连接有套筒，从而在所述转轴与所述套筒内壁之间成形通道，所述转轴朝向所述套筒延伸设置有多个旋转通道，在旋转通道内设置有凸起或者凹入的螺旋通道;所述旋转通道贯通所述套筒设置;
与所述转轴、套筒同轴套设连接有填料筒，在所述填料筒内成形填料区;所述旋转通道与填料区连通;
在外壳上设置有流体出口，所述流体出口和填料区连通;
所述流体出口还和分离器相连接。
2.根据权利要求1所述的超重力污水处理装置，其特征在于，所述过滤器包括一级过滤器和二级过滤器，所述一级过滤器的过滤孔径小于50um，二级过滤器的过滤孔径小于5um。
3.根据权利要求1或2所述的超重力污水处理装置，其特征在于，多个所述旋转通道的入口直径之和等于或者小于中空转轴的内径。
4.根据权利要求3所述的超重力污水处理装置，其特征在于，所述填料区设置有多层填料，所述转轴与电机连接。
5.根据权利要求1或2或4所述的超重力污水处理装置，其特征在于，碱液罐的碱液出口和超重力机的流体进口通过动力泵连接，浓水出口和超重力机的流体进口通过动力泵连接。
6.根据权利要求5所述的超重力污水处理装置，其特征在于，所述旋转通道均垂直于所述转轴设置。
7.一种超重力污水处理工艺，其包括如下处理步骤：
(1)对电脱盐污水或气提水污水等高浓度污水在40-60℃下进行过滤除杂处理，滤除粒径大于50um的机杂颗粒;
(2)对经除杂后的污水进行冷却处理，至其温度为40-60℃;
(3)对经冷却后的污水升压至0.3-3.0MPa，设置温度为40-60℃，进入膜组件，所述膜组件的膜材质为高亲水超疏油性膜，水透过膜，油在进水侧浓缩富集，油水获得了分离;
(4)经膜分离后的浓缩油和杂质的浓水和破乳剂在旋转状态下，进入超重力机流体进口，并经过旋转通道后自旋进入填料区，在填料区内，浓水和破乳剂在离心力的作用下进行液液混合，实现油水分离。
8.根据权利要求7所述的超重力污水处理工艺，其特征在于，在所述步骤(3)中，由一级膜分离处理和二级膜分离处理组成，所述一级膜分离处理用于分离大于50um的物质，二级膜分离处理用于分离大于5um的物质。
9.根据权利要求7或8所述的超重力污水处理工艺，其特征在于，所述膜分离为PC6040卷式膜分离;
所述破乳剂为碱液。
10.根据权利要求7或8所述的超重力污水处理工艺，其特征在于，还设置有膜分离清洗装置对膜组件进行清洗和反清洗。
说明书
一种超重力污水处理装置及工艺
技术领域
本发明涉及一种超重力污水处理装置，属于污水处理技术领域。
背景技术
污水是现代工业中常见的工业废物之一，污水根据其来源的不同，会含有不同的有害物质，诸如重金属、有机物、微生物等。从这些有害物质的存在形态来看，一部分是水溶性的，另外一部分则是以油状形式存在的。总的来讲，不论是含有上述哪种有害物质的污水，又或者是有害物质以何种形式存在的污水，都需要对其进行适当的物理或化学处理，以使其在进行排放时可以满足国家对于这类污水的排放要求。
目前，常见的污水处理方法有物理法、物理化学法、化学法和生物法。其中，物理法是一种物理或者机械的分离方法，具体包括沉淀法、过滤法、离心分离法。
物理化学法是一种物理化学的分离方法，包括气提、吸附、萃取、离子交换、反渗透、电解电渗析等。
化学法是通过向污水中加入化学物质从而实现有害物质通过化学反应转化为无害物质的过程，包括中和、氧化、还原、化学沉淀等。
生物法是利用微生物对污水中的有机物进行微生物氧化、分解的代谢反应过程，包括活性污泥、生物滤池、厌氧反应等。
利用上述方法对污水进行处理时，最为困难的是，对于含有油的废水处理难度较大。客观来讲，油在水中的状态主要分为游离态、乳化态和溶解态，而其中游离态和乳化态占很大比重，尤以乳化态比重最大，那么如何实现废水中乳化态油的脱除，是含油污水处理的关键症结所在。目前，对于这类型污水的处理，大多采用化学方法，而且一定需要多种化学方法和生物法的组合处理才可以达到一定的处理效果。即便如此，处理效果也亟待提高。
所以，提供合适的污水处理装置实现对含油污水的有效处理，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种超重力污水处理装置，旨在使用超重力实现对含油污水的脱油以及脱COD的处理。本发明还进一步提供了一种超重力污水处理工艺。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种超重力污水处理装置，其特征在于，设置有用于储存电脱盐污水或气提水污水的储存罐，与储存罐的污水出口连接设置有过滤器;
与过滤器的污水出口连接设置有膜组件，所述膜组件由多级管式膜组件组成，多级管式膜组件具有浓水出口和净化水出口;
还设置有用于储存破乳剂的碱液罐，以及超重力机;
所述超重力机具有外壳，在外壳的中轴线上贯通外壳设置有动力驱动的中空转轴，在转轴内具有流体通道，所述转轴上设置有可密封的流体进口;所述流体进口同时与浓水出口、碱液罐的碱液出口连接;
在转轴外部，与所述转轴同轴套设连接有套筒，从而在所述转轴与所述套筒内壁之间成形通道，所述转轴朝向所述套筒延伸设置有多个旋转通道，在旋转通道内设置有凸起或者凹入的螺旋通道;所述旋转通道贯通所述套筒设置;
与所述转轴、套筒同轴套设连接有填料筒，在所述填料筒内成形填料区;所述旋转通道与填料区连通;
在外壳上设置有流体出口，所述流体出口和填料区连通;
所述流体出口还和分离器相连接。
所述过滤器包括一级过滤器和二级过滤器，所述一级过滤器的过滤孔径小于50um，二级过滤器的过滤孔径小于5um。
多个所述旋转通道的入口直径之和等于或者小于中空转轴的内径。
所述填料区设置有多层填料，所述转轴与电机连接。
碱液罐的碱液出口和超重力机的流体进口通过动力泵连接，浓水出口和超重力机的流体进口通过动力泵连接。
所述旋转通道均垂直于所述转轴设置。
一种超重力污水处理工艺，其包括如下处理步骤：
(1)对电脱盐污水或气提水污水等高浓度污水在40-60℃下进行过滤除杂处理，滤除粒径大于50um的机杂颗粒;
(2)对经除杂后的污水进行冷却处理，至其温度为40-60℃;
(3)对经冷却后的污水升压至0.3-3.0MPa，设置温度为40-60℃，进入膜组件，所述膜组件的膜材质为高亲水超疏油性膜，水透过膜，油在进水侧浓缩富集，油水获得了分离;
(4)经膜分离后的浓缩油和杂质的浓水和破乳剂在旋转状态下，进入超重力机流体进口，并经过旋转通道后自旋进入填料区，在填料区内，浓水和破乳剂在离心力的作用下进行液液混合，实现油水分离。
在所述步骤(3)中，由一级膜分离处理和二级膜分离处理组成，所述一级膜分离处理用于分离大于50um的物质，二级膜分离处理用于分离大于5um的物质。
所述膜分离为PC6040卷式膜分离;
所述破乳剂为碱液。
还设置有膜分离清洗装置对膜组件进行清洗和反清洗。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1、本发明所述的超重力污水处理装置，在污水处理领域首次引入了超重力机，首先利用过滤器和膜组件对电脱盐污水等高浓度污水进行前处理，之后将碱液罐中的破乳剂和经过滤器、膜组件处理后的污水中的浓水进行混合经过超重力机的流体通道进入超重力机，通过独特的超重力机结构，以及中空转轴和套筒之间成形的与填料区连通的具有螺旋通道的旋转通道，实现了流体经中空转轴后再经旋转通道实现流体的自旋进入，并在进入填料区的一刻在旋转作用力、剪切力和流体的自旋作用力下，周向速度增加，所产生的离心力将流体推向外缘，在这个过程中流体被填料区内的填料切割、破碎、分散，从而形成微米至纳米级的液膜、液滴和液丝，产生巨大、快速更新的相界面，在众多弯曲孔道的填料中产生流动接触，实现了流体中污水和破乳剂的充分混合，提高了液液接触的充分度，使得破乳剂和浓水中的油包水分子充分接触，浓水中的油包水分子被充分破乳，提高了油水分离的能力，从而实现了破乳剂对污水中油类物质和COD的脱除，成功得实现了破乳和脱油。
2、本发明所述的超重力污水处理装置，进一步还设置了多个所述旋转通道的入口直径之和等于或者小于中空转轴的内径，从而保证旋转通道的内径在适宜的区间内，保证流体的自旋速度和自旋状态，从而进一步提高填料区内流体中两种混合液体的充分接触。
3、本发明所述的超重力污水处理工艺，首先，需要在加热条件下进行除杂处理，给予高浓度污水初步的处理;之后对其进行冷却，保证其温度达到30-50℃;之后在压力、温度作用下利用膜组件对污水进行最为重要的分离处理，在该步骤中设置适宜的压力和温度可有效控制膜组件对污水的分离程度，保证分离后的浓水适宜进入后续的超重力处理，实现了流体中污水和破乳剂的充分混合，提高了液液接触的充分度，使得破乳剂和浓水中的油包水分子充分接触，浓水中的油包水分子被充分破乳，提高了油水分离的能力，从而实现了破乳剂对污水中油类物质和COD的脱除，获得优异的污水处理成果。
