公布日：2024.04.12
申请日：2024.03.11
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备及方法，涉及煤化工气化工艺污水处理技术领域，包括底座，所述底座的一侧设有粗滤组件，所述粗滤组件的一侧顶部设有精滤组件，所述精滤组件的底部设有混合组件，所述混合组件上设有控制组件，所述底座的另一侧设有酸吸收组件，所述粗滤组件包括滤罐，所述滤罐的内部从上到下均匀设置有锥形斗，所述锥形斗的底部设有排液管，各个所述锥形斗的顶部均设有网板，所述网板的表面铺设有滤料，本发明可在工作完毕后便于对膜进行清理，此外，随着酸吸收的进行可有效提高酸吸收效率，另外，对滤料进行清理时可进一步提升对滤料的清理效果。
权利要求书
1.一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，其特征在于，包括底座，所述底座的一侧设有粗滤组件，所述粗滤组件的顶部设有精滤组件，所述精滤组件的底部设有混合组件，所述粗滤组件上设有控制组件，所述底座的另一侧设有酸吸收组件；所述粗滤组件包括滤罐，所述滤罐的内部从上到下均匀设置有锥形斗，所述锥形斗的底部设有排液管，各个所述锥形斗的顶部均设有网板，所述网板的表面铺设有滤料，所述排液管的中部侧面设有冲洗硬管，所述冲洗硬管的顶部设有锥形块；所述滤罐的两侧从上到下均匀开设有导槽，所述导槽的内部滑动配合有活动座；所述精滤组件包括水泵，所述水泵的输出端口设有引水管，所述引水管的端部固定连通有精滤器；所述混合组件包括弧形板，所述弧形板的一侧通过环形座设有混合筒，所述混合筒内滑动配合有混合板，所述弧形板的两侧对称设有第一电动推杆，所述混合筒的底部通过放液管固定连通有中空座，所述中空座的一侧活动贯穿有软毛刷；所述酸吸收组件包括吸收池，所述吸收池的中部设有膜吸收模块，所述膜吸收模块与所述软毛刷对应，所述膜吸收模块包括设于吸收池中部的安装框，所述安装框内设有离子交换膜，所述离子交换膜的材料为聚乙烯；所述控制组件包括侧架，所述侧架设于所述弧形板的端部，所述侧架的中部设有第二电动推杆，所述第二电动推杆的伸缩端设有三角块，所述三角块的底部对应配合有梯形块；所述滤罐的顶部设有进水管，所述进水管的内部底端设有布水模块，所述锥形斗数量不少于三个，所述排液管和冲洗硬管之间设有波纹管，所述排液管的底部设有第一电磁阀，各个所述锥形斗内的滤料的粒径从上到下依次减小，所述冲洗硬管贯穿滤罐的侧壁；所述冲洗硬管上设有第一电动阀，各个所述冲洗硬管的外部一端通过集流管连通，所述冲洗硬管的外部一侧套接有缓冲弹簧，所述梯形块设于集流管的侧面，所述三角块和梯形块的上下两侧均设有等长的斜面；所述精滤器的外部通过支架设于所述滤罐的顶部，所述精滤器的底部设有汇集筒，所述汇集筒的圆周侧面底部固定连通有分流管，所述分流管呈环形阵列分布，所述分流管的外部一端固定连通有环形管，所述环形管的底面等间距固定连通有支管，所述混合板固定套接在支管的底部，所述混合板的表面均匀开设有导流槽，所述汇集筒的侧面中部设有加料管，所述加料管上设有第二电磁阀，所述加料管与外部的碱液供给系统连接；所述弧形板滑动连接在滤罐的外部靠近精滤组件的一侧，所述混合筒的中部固定套接有齿圈，所述齿圈的侧面啮合有齿轮，所述齿轮的底部设有旋转电机，所述旋转电机设于所述环形座的表面，所述第一电动推杆的固定端与所述支架的底部固定连接；所述中空座的底部均匀设有排液孔，所述中空座与所述膜吸收模块靠近粗滤组件的一侧区域对应，所述放液管上设有第三电动阀，所述软毛刷的内部一侧与中空座的内壁之间设有弹性片和锁止组件。
2.根据权利要求1所述的一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，其特征在于，滤罐两侧的所述活动座的内部一端与对应的锥形斗的侧面固定连接，所述活动座的中部滑动贯穿有导杆，所述导杆的两端分别与所述导槽的上下两侧固定连接，所述导杆的底侧套接有限位弹簧，所述滤罐的侧面顶部设有排杂管。
3.根据权利要求1所述的一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，其特征在于，所述水泵的输入端设有排水管，所述排水管的端部与所述滤罐的底部端口连接，所述排水管上设有第二电动阀。
4.一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的方法，所述方法利用如权利要求1所述的一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备实现对污水的处理，其特征在于，包括以下步骤：S1、将待处理污水注入所述滤罐内进行砂滤，污水从上到下依次经过各个所述锥形斗上的滤料，利用不同粒径的滤料对滤罐内的污水进行过滤，除去大体积的杂质；S2、经过砂滤后的污水在所述水泵的作用下进入所述精滤器内通过精密滤芯对污水进行再次过滤，除去污水中的微小颗粒物；S3、经过精滤后的污水进入所述混合筒内，并利用精滤组件向混合筒内的污水中按比例加入碱液调节pH，使氨氮以分子形式存在，加入完毕后利用混合筒的转动以及上下运动进行配合将碱液与污水均匀混合；S4、混合完毕后排入所述吸收池内所述膜吸收模块的一侧区域，并向吸收池内所述膜吸收模块的另一侧区域加入稀硫酸作为吸收液，使得污水中的氨分子被稀硫酸吸收；S5、使用完毕后，利用所述控制组件使得滤罐内的滤料振动，同时通过所述冲洗硬管从锥形斗的底部注水对滤料进行反冲洗，并利用控制组件与混合组件的配合对膜吸收模块进行清理。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备及方法，工作完毕后便于对膜进行清理，此外，随着酸吸收的进行可有效提高酸吸收效率，另外，对滤料进行清理时可进一步提升对滤料的清理效果，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的设备，包括底座，所述底座的一侧设有粗滤组件，所述粗滤组件的一侧顶部设有精滤组件，所述精滤组件的底部设有混合组件，所述混合组件上设有控制组件，所述底座的另一侧设有酸吸收组件；
所述粗滤组件包括滤罐，所述滤罐的内部从上到下均匀设置有锥形斗，所述锥形斗的底部设有排液管，各个所述锥形斗的顶部均设有网板，所述网板的表面铺设有滤料，所述排液管的中部侧面设有冲洗硬管，所述冲洗硬管的顶部设有锥形块；
所述滤罐的两侧从上到下对称且均匀开设有导槽，所述导槽的内部滑动配合有活动座；
所述精滤组件包括水泵，所述水泵的输出端口设有引水管，所述引水管的端部固定连通有精滤器；
所述混合组件包括弧形板，所述弧形板的一侧通过环形座设有混合筒，所述混合筒内滑动配合有混合板，所述弧形板的两侧对称设有第一电动推杆，所述混合筒的底部通过放液管固定连通有中空座，所述中空座的一侧活动贯穿有软毛刷；
所述酸吸收组件包括吸收池，所述吸收池的中部设有膜吸收模块；
所述控制组件包括侧架，所述侧架设于所述弧形板的端部，所述侧架的中部设有第二电动推杆，所述第二电动推杆的伸缩端设有三角块，所述三角块的底部对应配合有梯形块。
优选的，所述滤罐的顶部设有进水管，所述进水管的内部底端设有布水模块，所述锥形斗数量不少于三个，所述排液管和冲洗硬管之间设有波纹管，所述排液管的底部设有第一电磁阀，各个所述锥形斗内的滤料的粒径从上到下依次减小，所述冲洗硬管贯穿滤罐的侧壁。
优选的，所述冲洗硬管上设有第一电动阀，各个所述冲洗硬管的外部一端通过集流管连通，所述冲洗硬管的外部一侧套接有缓冲弹簧，所述梯形块设于集流管的侧面，所述三角块和梯形块的上下两侧均设有等长的斜面。
优选的，两侧的所述活动座的内部一端与对应的锥形斗的侧面固定连接，所述活动座的中部滑动贯穿有导杆，所述导杆的两端分别与所述导槽的上下两侧固定连接，所述导杆的底侧套接有限位弹簧，所述滤罐的侧面顶部设有排杂管。
优选的，所述水泵的输入端设有排水管，所述排水管的端部与所述滤罐的底部端口连接，所述排水管上设有第二电动阀。
优选的，所述精滤器的外部通过支架设于所述滤罐的顶部，所述精滤器的底部设有汇集筒，所述汇集筒的圆周侧面底部呈环形陈列等间距固定连通有分流管，所述分流管的外部一端固定连通有环形管，所述环形管的底面等间距固定连通有支管，所述混合板固定套接在支管的底部，所述混合板的表面均匀开设有导流槽，所述汇集筒的侧面中部设有加料管，所述加料管上设有第二电磁阀，所述加料管与外部的碱液供给系统连接。
优选的，所述弧形板滑动连接在滤罐的外部靠近精滤组件的一侧，所述混合筒的中部固定套接有齿圈，所述齿圈的侧面啮合有齿轮，所述齿轮的底部设有旋转电机，所述旋转电机设于所述环形座的表面，所述第一电动推杆的固定端与所述支架的底部固定连接。
优选的，所述中空座的底部均匀设有排液孔，所述中空座与所述膜吸收模块靠近粗滤组件的一侧区域对应，所述放液管上设有第三电动阀，所述软毛刷的内部一侧与中空座的内壁之间设有弹性片和锁止组件。
优选的，所述膜吸收模块与所述软毛刷对应，所述膜吸收模块包括设于吸收池中部的安装框，所述安装框内设有离子交换膜，所述离子交换膜的材料为聚乙烯。
一种膜技术处理煤化工气化工艺污水中氨氮的方法，包括以下步骤：
S1、将待处理污水注入所述滤罐内进行砂滤，污水从上到下依次经过各个所述锥形斗上的滤料，利用不同粒径的滤料对滤罐内的污水进行过滤，除去大体积的杂质；
S2、经过砂滤后的污水在所述水泵的作用下进入所述精滤器内通过精密滤芯对污水进行再次过滤，除去污水中的微小颗粒物；
S3、经过精滤后的污水进入所述混合筒内，并利用精滤组件向混合筒内的污水中按比例加入碱液调节pH，碱液优选为氢氧化钠溶液，使氨氮以分子形式存在，加入完毕后利用精滤组件和混合筒的转动以及上下运动进行配合将碱液与污水均匀混合；
S4、混合完毕后排入所述吸收池内所述膜吸收模块的一侧区域，并向吸收池内所述膜吸收模块的另一侧区域加入稀硫酸作为吸收液，使得污水中的氨分子被稀硫酸吸收；
S5、使用完毕后，利用所述控制组件与混合组件的配合使得滤罐内的滤料振动，同时通过所述冲洗硬管从锥形斗的底部注水对滤料进行反冲洗，并利用控制组件与混合组件的配合对膜吸收模块进行清理。
与现有技术相比，本发明具有以下好处：
1、本发明通过控制各个第一电动阀的开合使第一电动阀的开通量从上到下依次递减，控制清洗液进入锥形斗的量，最上侧的第一电动阀开通至最大时，足够的清洗液进入最上侧的锥形斗内，实现各个滤层滤料的充分反冲洗，且又由于各个滤料间采用分层结构，降低反冲洗清洗液的流动阻力，提高对滤料的反冲洗效果。
2、本发明在最顶部滤料出现堵塞时，通过控制第二电动推杆的伸出长度，使三角块上下两侧斜面的端侧与梯形块上下两侧斜面的端侧对应重合，再使第一电动推杆带动三角块上下运动，在缓冲弹簧的作用下通过锥形块与锥形斗锥面的贴合实现各个锥形斗的上下往复运动，实现锥形斗内滤料的高频微量振动，防止滤料表面杂质颗粒物堵塞滤料的间隙，并防止滤料之间的间隙增大而导致较多的杂质颗粒物渗入。
3、本发明在滤料出现板结时，利用第二电动推杆使得三角块和梯形块的斜面重合面积达到最大，再使第一电动推杆带动三角块上下运动，此时冲洗硬管往复运动的行程增大，使得锥形斗内的滤料震动幅度增大，将滤料中出现板结的区域进行破裂分散，并增大滤料间的间隙，使滤料中截留的杂质颗粒从间隙中被清洗液从锥形斗底部向上冲出，提高对滤料的反冲洗效果。
4、本发明在酸吸收的过程中，第三电动阀闭合，利用第一电动推杆带动弧形板向下运动使中空座向下运动伸入吸收池内的污水内，再利用第一电动推杆使中空座小幅度上下缓慢往复运动对污水搅动，加快氨氮分子的移动速度，使得高浓度氨氮分子更多的向氨氮分子浓度较低的区域转移，加快氨氮分子被吸收的速度，提高酸吸收效率。
5、本发明在使用完毕且在中空座伸入吸收池后，第三电动阀开通，利用第一电动推杆带动弧形板快速向上运动，在短时间在混合筒的底侧产生高压气体并通过放液管进入中空座内，使软毛刷在高气压的作用下快速伸出中空座的外部并利用锁止组件对软毛刷锁止定位，利用第一电动推杆往复伸缩带动软毛刷上下缓慢往复运动对离子交换膜侧面清理。
（发明人：易智;闫慧;郭磊;王传芳;闫学亚;孙皓;代晋国;贾原;翟学东）
