CN111482089A - 高密度纤维丝模块组及高密度纤维丝hdf模块 - Google Patents

高密度纤维丝模块组及高密度纤维丝hdf模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高密度纤维丝模块组及高密度纤维丝HDF模块，所述高密度纤维丝HDF模块包括固定在机组上用于处理污水的水池，水池一侧壁顶部设置有进水口，水池的另一侧壁底部设置有出水口；所述水池的内部设置有若干高密度纤维丝模块组，高密度纤维丝模块组的产水口连通设置有与出水口相连通的集水装置，高密度纤维丝模块组连接设置有摆动式错流反冲洗装置。本发明采用高密度纤维丝模块组代替微滤膜，实现了污水的固液分离，将摆动式错流反冲洗装置连接设置在高密度纤维丝模块组上，能够使得高密度纤维丝模块组通过机械式摆动，在来水方向上形成错流，大大地增强了清洗效果，而且减少了反洗水量，达到节水的效果。

Description

高密度纤维丝模块组及高密度纤维丝HDF模块
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，更具体涉及一种高密度纤维丝模块组及高密度纤维丝HDF模块。
背景技术
随着保护政策的加强，污水处理标准不断提高。目前，许多地方要求污水排放标准达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)IV类水标准或着更高，这就必然导致之前的污水处理工艺不能达标排放，因此，需要对原有的污水处理工艺进行提标改造。
对于采用高密+膜过滤工艺的污水处理项目，提标会导致絮凝剂投加量大大增加，运行成本增加，对微滤膜造成严重的污堵及损伤，膜通量大大减少，严重时可使整个处理***无法正常运行。为了减轻微滤膜的污堵，只能对微滤膜进行化学药剂的清洗。由于絮凝剂对微滤膜的污堵影响很严重，即使对微滤膜进行化学清洗，膜的通量也就只能恢复一部分，大大地减少了膜的使用寿命。
并且微滤膜经过长时间的使用后，会在滤膜表面形成污垢，极大的增加了***的压差，降低出水水质，影响了使用寿命，因此过滤设备需要不断地反洗以延缓结垢，但是随着使用时间的增加反洗的效果也越来越差，最后只能更换，且现有的反洗装置反洗效果较差，反洗过程需大量水才能进行，无疑增加了反洗水量。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种高密度纤维丝模块组及高密度纤维丝HDF模块，以解决现有采用高密+膜过滤工艺的污水处理的方法会导致絮凝剂对膜污堵的问题，现有的反洗装置反洗效果较差、浪费反洗水量的问题，以避免出现膜污堵的情况，以更好实现污水的固液分离，以延长膜的使用寿命，以增强反洗效果，降低反洗水量。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
高密度纤维丝模块组，包括纤维丝模块以及若干封装在纤维丝模块内并呈中空纤维管状设置用于对污水进行过滤的高密度纤维丝，高密度纤维丝与纤维丝模块内部相连通，高密度纤维丝的外壁上布设有若干与高密度纤维丝内部相连通的过滤孔，纤维丝模块上设置有产水口。
进一步优化技术方案，所述高密度纤维丝呈U型状或环形状。
进一步优化技术方案，所述高密度纤维丝为无机聚合物高密度纤维丝或有机聚合物高密度纤维丝。
进一步优化技术方案，所述无机聚合物为蚕丝、铜丝、不锈钢丝、泡沫镍、氧化锆或氧化铝中的一种或多种。
进一步优化技术方案，所述有机聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚丙烯晴、聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的一种或多种。
高密度纤维丝HDF模块，包括固定在机组上用于处理污水的水池，水池一侧壁顶部设置有用于通入污水的进水口，水池的另一侧壁底部设置有用于排出污水的出水口；所述水池的内部设置有若干高密度纤维丝模块组，高密度纤维丝模块组的产水口连通设置有与出水口相连通的集水装置，高密度纤维丝模块组连接设置有用于通过机械式摆动在来水方向上形成错流以增强高密度纤维丝模块组清洗效果的摆动式错流反冲洗装置。
进一步优化技术方案，所述摆动式错流反冲洗装置包括与高密度纤维丝模块组相连接用于带动高密度纤维丝模块组进行震荡的摆动式错流装置以及设置在高密度纤维丝模块组的下方用于以脉冲式冲洗方式对高密度纤维丝模块组进行频繁冲洗的反冲洗装置。
进一步优化技术方案，所述摆动式错流装置包括与纤维丝模块顶端相固定且一端与水池内壁相铰接的升降吊臂、与升降吊臂活动端相连接的升降绳、与升降绳顶端相连接的绕线轮以及与绕线轮连接用于驱动绕线轮转动的升降电机。
进一步优化技术方案，所述集水装置包括一端与高密度纤维丝模块组的产水口相连通的集水管路，集水管路与出水口之间连通设置有用于消除集水管路振动的柔性连接器。
进一步优化技术方案，所述水池的内壁上设置有用于在高密度纤维丝模块组震荡时减少高密度纤维丝出现污堵情况的超声波振板。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明采用高密度纤维丝模块组代替微滤膜，实现了污水的固液分离，将摆动式错流反冲洗装置连接设置在高密度纤维丝模块组上，能够使得高密度纤维丝模块组通过机械式摆动，在来水方向上形成错流，大大地增强了清洗效果，而且减少了反洗水量，达到节水的效果。反洗过程中选用脉冲式冲洗方式，通过频繁冲击式反洗，更好地将滤渣从高密度纤维丝模块组上冲洗下去。本发明有效避免了出现膜污堵的情况，更好地实现污水的固液分离，延长了膜的使用寿命。
本发明相对于传统微滤膜，过滤精度更高，强度更高，透水率、开孔率更大，耐腐蚀性强，设备使用寿命长，有效避免了絮凝剂对其的污染。过滤精度最高可达到5um，单位面积通量最高达到73L/s·m2(@300mm静水压头)，可以耐受5bar反洗冲洗水压力，有效提高耐污能力。一般微滤膜清洗周期在2周左右，换成高密度纤维丝模块组清洗周期可达到6个月之上，而且通量没有衰减。
本发明占地面积小、运行成本低、出水水质稳定；水头损失小，滤布前后水头损失不超过300mm，总水头损失800～1000mm；自动冲洗，方便维护；设计坚固紧凑、设计简洁，所需机械设备和附属部件很少。
附图说明
图1为本发明所述高密度纤维丝HDF模块的结构示意图；
图2为本发明所述高密度纤维丝模块组的主视图；
图3为本发明所述高密度纤维丝模块组的左视图；
图4为本发明所述高密度纤维丝HDF模块的部分结构示意图。
其中：1、进水口，2、出水口，3、纤维丝模块，4、高密度纤维丝，5、升降电机，6、升降绳，7、升降吊臂，8、集水管路，9、柔性连接器，10、纤维丝模块接头，11、第一产水口，12、第二产水口，13、水池，14、O型圈，15、超声波振板，16、绕线轮，17、反冲洗管路，18、脉冲泵，19、反洗水箱。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
一种高密度纤维丝模块组，结合图2至图3所示，包括纤维丝模块3以及高密度纤维丝4。
纤维丝模块3上设置有产水口，本发明中纤维丝模块3的左侧侧壁上设置有第一产水口11，纤维丝模块3的底壁右端设置有第二产水口12。
高密度纤维丝4设置有若干，通过环氧树脂封封装在纤维丝模块3内，并呈中空纤维管状设置，用于对污水进行高效过滤。高密度纤维丝4与纤维丝模块3内部相连通。
高密度纤维丝4的外壁上布设有若干过滤孔，过滤孔与高密度纤维丝4内部相连通，高密度纤维丝4外壁表面布满了均一的过滤孔，过滤孔径可达5μm。原水通过高密度纤维丝模块组过滤后，清水流出。
高密度纤维丝4呈U型状或环形状，这样使得污水与高密度纤维丝4的接触面积较大。
高密度纤维丝4为无机聚合物高密度纤维丝或有机聚合物高密度纤维丝，即高密度纤维丝4由无机聚合物或有机聚合物编织而成。
无机聚合物为蚕丝、铜丝、不锈钢丝、泡沫镍、氧化锆或氧化铝中的一种或多种。
有机聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚丙烯晴、聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的一种或多种。
一种高密度纤维丝HDF模块，结合图1至图4所示，包括水池13、高密度纤维丝模块组、集水装置和摆动式错流反冲洗装置。
水池13固定在机组上，用于处理污水，水池13一侧壁顶部设置有用于通入污水的进水口1，水池13的另一侧壁底部设置有用于排出污水的出水口2。原水(污水)由机组预留的布水流道进入高密度纤维丝HDF模块表面，再从高密度纤维丝HDF模块表面进入高密度纤维丝模块组表面。
水池13的内部设置有若干组高密度纤维丝模块组，本发明中设置有两组高密度纤维丝模块组，高密度纤维丝模块组的产水口连通设置有集水装置，集水装置与出水口2相连通。
高密度纤维丝模块组连接设置有摆动式错流反冲洗装置，用于通过机械式摆动在来水方向上形成错流，以增强高密度纤维丝模块组清洗效果。
摆动式错流反冲洗装置包括摆动式错流装置和反冲洗装置。摆动式错流装置与高密度纤维丝模块组相连接，用于带动高密度纤维丝模块组进行震荡。反冲洗装置设置在高密度纤维丝模块组的下方，用于以脉冲式冲洗方式对高密度纤维丝模块组进行频繁冲洗。
摆动式错流装置包括升降吊臂7、升降绳6、绕线轮16以及升降电机5。升降吊臂7与纤维丝模块3顶端相固定，且一端与水池13内壁通过销轴相铰接，升降吊臂7为扁平状。升降绳6与升降吊臂7活动端相连接。绕线轮16与升降绳6顶端相连接。升降电机5与绕线轮16连接，用于驱动绕线轮16转动。
升降电机5能够带动绕线轮16转动，进而通过升降绳6带动升降吊臂7和高密度纤维丝模块组上下震荡，由于震荡过程中高密度纤维丝模块组与水流的方向交错，形成摆动式错流，减少了纤维丝的污堵。震荡频率为5～10次/min，具体参数根据进水水质确定，通过控制升降电机5的正反转频率能够控制震荡频率。
集水装置包括集水管路8，集水管路8的一端与高密度纤维丝模块组的产水口相连通，污水经高密度纤维丝模块组过滤后可通过集水管路8汇流到出水口2。
集水管路8的顶端封堵，集水管路8与两组高密度纤维丝模块组之间通过纤维丝模块接头10相连通，即两组高密度纤维丝模块组上的第二产水口与纤维丝模块接头10相连通。纤维丝模块接头10的材质为不锈钢，上面有2个密封槽，装有2个O型圈14，用于模块产水的密封及固定。
纤维丝模块接头10采用注塑标准件，做成了标准模块，加工精度高，拆卸检修及扩能都十分方便。
此外，为了更好地将经过滤后的清水通入到集水管路8内，本发明将两组高密度纤维丝模块组的第一产水口11分别与集水管路8之间采用连接管连通，连接管连通设置在集水管路8的侧壁上。
由于高密度纤维丝模块组的震荡，会带动与之连接的集水管路8也随之振动，为了消除集水管路振动，集水管路8与出水口2之间连通设置有柔性连接器9。
柔性连接器9包括一端与集水管路8相连通、另一端与出水口2相连通的弹簧管，弹簧管内设置有减震弹簧。
反冲洗装置包括与集水管路8相连通的反冲洗管路17以及连接设置在反冲洗管路17末端的反洗水箱19，反冲洗管路17上设置有用于将反洗水箱19内的反冲洗水泵送至纤维丝模块中的脉冲泵18，反冲洗水从纤维丝模块流入到高密度纤维丝内，对高密度纤维丝上的过滤孔进行反冲洗，进而便于将滤渣冲洗下来。
水池13的内壁上设置有超声波振板15，用于在高密度纤维丝模块组震荡时减少高密度纤维丝4出现污堵情况。超声波振板15包括超声波发生器和安装板，安装板上安装有至少一个超声波发生器，超声波发生器能够发出超声波将高密度纤维丝4上的滤渣振动下来。并且，本发明中超声波振板15的安装高度与高密度纤维丝模块组的安装高度相平齐。
本发明的性能参数如下：
过滤精度：5～100um(可选)；
处理量：1～100000m3/d；
自用水率：1～3％；
进水SS：≤20mg/L；
出水SS：≤10mg/L。
本发明相对于传统微滤膜，过滤精度更高，强度更高，透水率、开孔率更大，耐腐蚀性强，设备使用寿命长。过滤精度最高可达到5um，单位面积通量最高达到73L/s·m2(@300mm静水压头)，可以耐受5bar反洗冲洗水压力，有效提高耐污能力。
本发明占地面积小、运行成本低、出水水质稳定；水头损失小，滤布前后水头损失不超过300mm，总水头损失800～1000mm；自动冲洗，方便维护；设计坚固紧凑、设计简洁，所需机械设备和附属部件很少。
本发明对污水进行处理的过程如下。
污水由机组预留的布水流道进入到进水口1，由进水口1进入到水池13内部，水池13内部的污水经高密度纤维丝4表面的过滤孔过滤，再通过高密度纤维丝4进入到纤维丝模块3内部，由纤维丝模块3的产水口流出，此时流出的水为过滤后的清水。经过滤后的清水由集水管路8汇流到出水口2，从出水口2排出。
本装置在使用一段时间后或者在使用过程中，为了防止纤维丝模块3上的过滤孔发生污堵现象，保证纤维丝模块3的过滤效果，采用脉冲式冲洗方式，通过频繁冲击式反洗，更好地将滤渣从纤维丝模块3上冲洗下去。
与此同时，本发明中设置的摆动式错流装置能够通过机械式摆动，在来水方向上形成错流，大大地增强了清洗效果，而且减少了反洗水量，达到节水的效果。
具体地，摆动式错流装置带动高密度纤维丝模块组进行上下摆动的过程为：控制升降电机5正转，升降电机5驱动绕线轮16正向转动，绕线轮16带动升降绳6向上移动，进而拉动与之连接的升降吊臂7和高密度纤维丝模块组向上移动，在来水方向上形成错流。接着，控制升降电机5反转，升降电机5驱动绕线轮16反向转动，绕线轮16带动升降绳6向下移动，进而拉动与之连接的升降吊臂7和高密度纤维丝模块组向下移动，在来水方向上形成错流。如此，反复控制升降电机5进行正转和反转，通过控制升降电机5的正反转频率能够控制高密度纤维丝模块组上下摆动的频率。

Claims (10)

1.高密度纤维丝模块组，其特征在于：包括纤维丝模块(3)以及若干封装在纤维丝模块(3)内并呈中空纤维管状设置用于对污水进行过滤的高密度纤维丝(4)，高密度纤维丝(4)与纤维丝模块(3)内部相连通，高密度纤维丝(4)的外壁上布设有若干与高密度纤维丝(4)内部相连通的过滤孔，纤维丝模块(3)上设置有产水口。
2.根据权利要求1所述的高密度纤维丝模块组，其特征在于：所述高密度纤维丝(4)呈U型状或环形状。
3.根据权利要求1所述的高密度纤维丝模块组，其特征在于：所述高密度纤维丝(4)为无机聚合物高密度纤维丝或有机聚合物高密度纤维丝。
4.根据权利要求3所述的高密度纤维丝模块组，其特征在于：所述无机聚合物为蚕丝、铜丝、不锈钢丝、泡沫镍、氧化锆或氧化铝中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的高密度纤维丝模块组，其特征在于：所述有机聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚丙烯晴、聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的一种或多种。
6.高密度纤维丝HDF模块，其特征在于：包括固定在机组上用于处理污水的水池(13)，水池(13)一侧壁顶部设置有用于通入污水的进水口(1)，水池(13)的另一侧壁底部设置有用于排出污水的出水口(2)；所述水池(13)的内部设置有若干如权利要求1至5任意一项所述的高密度纤维丝模块组，高密度纤维丝模块组的产水口连通设置有与出水口(2)相连通的集水装置，高密度纤维丝模块组连接设置有用于通过机械式摆动在来水方向上形成错流以增强高密度纤维丝模块组清洗效果的摆动式错流反冲洗装置。
7.根据权利要求6所述的高密度纤维丝HDF模块，其特征在于：所述摆动式错流反冲洗装置包括与高密度纤维丝模块组相连接用于带动高密度纤维丝模块组进行震荡的摆动式错流装置以及设置在高密度纤维丝模块组的下方用于以脉冲式冲洗方式对高密度纤维丝模块组进行频繁冲洗的反冲洗装置。
8.根据权利要求6所述的高密度纤维丝HDF模块，其特征在于：所述摆动式错流装置包括与纤维丝模块(3)顶端相固定且一端与水池(13)内壁相铰接的升降吊臂(7)、与升降吊臂(7)活动端相连接的升降绳(6)、与升降绳(6)顶端相连接的绕线轮(16)以及与绕线轮(16)连接用于驱动绕线轮(16)转动的升降电机(5)。
9.根据权利要求6所述的高密度纤维丝HDF模块，其特征在于：所述集水装置包括一端与高密度纤维丝模块组的产水口相连通的集水管路(8)，集水管路(8)与出水口(2)之间连通设置有用于消除集水管路振动的柔性连接器(9)。
10.根据权利要求6所述的高密度纤维丝HDF模块，其特征在于：所述水池(13)的内壁上设置有用于在高密度纤维丝模块组震荡时减少高密度纤维丝(4)出现污堵情况的超声波振板(15)。
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