[发明专利]多相态同向流膜分离装置及工艺

说明书

技术领域

本发明属于水处理及物料膜分离领域，尤其是适用于液—液,液—固、液—液—固、气—液—固等多相态物料的膜分离净化的多相顺流悬浮式膜过滤装置。

背景技术

目前，在工业污水处理及物料分离领域中，现有的处理技术及装置对高浊度水、含油废水、电镀废水等工业污水的处理及物料分离对有效成分的收率都难以满足不断提高的环保政策要求及企业的要求，大部分设备需要添加絮凝剂做药剂，而物料分离过程中采用的膜技术或树脂吸附技术很容易产生堵塞及有效成分流失严重等问题。

虽然近年来膜技术在水处理及物料分离领域的普及率越来越高，但使用中膜污染问题没有得到有效解决，由此带来的膜管堵塞问题也给使用相关企业造成很多不便。作为高端过滤的膜技术，处理精度一般在10nm-1μm之间，在这样的精度下水体或待处理物料中的杂质很容易堵塞、粘附膜孔道或由于过滤中出现的浓度梯度造成浓差极化使膜技术处理能力下降。

污水处理与物料膜分离净化领域中，处理物料多为液—液,液—固、液—液—固、气—液—固等高浓度的多相态物料，处理过程中普遍存在膜污染速度快等问题，使得膜在使用过程中，经常因为被污染物堵塞膜表面造成处理量下降及膜设备停止运行，而现有膜污染控制技术在这些问题上没有有效的解决手段，不仅使膜技术及膜设备的应用受到影响，严重的甚至影响生产的正常运行。

在工业污水处理过程中普遍存在杂质去除率低、无法达标排放、回收率低等一系列问题，物料分离过程中有效成分收率低、膜堵塞严重等问题也十分突出，而传统的处理方法及现有的膜技术在这些问题上，没有有效的解决手段，这些都会对环境、经济效益产生不良影响，因此具有耐污性能的膜处理工艺是工业、水处理领域的迫切要求。

以煤矿矿井水处理为例，目前生产中最普遍的混凝沉淀工艺，添加絮凝剂后需要3~4个小时的絮凝过程，保证不容易过滤的悬浮小颗粒在絮凝剂的作用下粘结在一起变大、吸附共沉，然后再通过过滤装置将达到过滤范围的胶体去除，之后还需经过精度更高的过滤设备将残余的微小杂质去除。

而对于膜技术10nm~500nm的过滤精度，煤矿矿井水中的杂质颗粒远远大于膜孔径，经膜设备过滤出水的相应杂质含量可以达到要求，但是膜技术面临的主要问题则是过滤的主要部件——膜的污染问题。

膜污染主要有杂质附着在膜的表面阻挡污水通过膜孔道、杂质颗粒进入膜孔道形成镶嵌阻挡水分透过、水中杂质在膜表面形成浓差极化效应膜表面浓度最高的杂质形成凝胶层阻挡水分透过，等等。

虽然膜技术在国内已有十几年的历史，但是除了反渗透外一直没有在工业上大规模的投入使用，主要原因就是膜的污染控制问题，因此研究膜的污染控制是膜技术的关键。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的不足之处，提供一种可解决现有工业污水处理中絮凝剂使用过多，处理流程过长等一系列问题以及膜技术处理污水或物料分离时，膜组件在使用中遇到的膜易污堵等问题的多相顺流悬浮式膜过滤装置以及一种有效持续控制膜污染、解决膜堵塞等问题的新工艺，可使膜组件可以长时间稳定的进行物料浓缩分离或者水处理。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种多相态同向流膜分离装置，包括循环槽、循环泵和外压式膜组件，外压式膜组件包括壳体和壳体内设置的膜丝管，壳体设有进料口、浓液出口以及清水出口，膜丝管一端为开口端、另一端为封闭端，膜丝管的开口端为固定在壳体内的固定端，膜丝管的封闭端为自由端，膜丝管的开口端与清水出口对应连通设置，浓液出口位于壳体的一侧，清水出口、进料口和膜丝管开口端三者为同侧设置且均位于壳体另一侧，供料槽的出口通过供料管与膜组件的进料口连接，供料管上设有循环泵，浓液出口通过管路与循环槽的进口连接。

膜组件竖向设置或者横向设置，所述浓液出口与清水出口分别位于膜组件壳体的两端，进料口位于壳体的侧面上。

膜组件竖直设置，所述浓液出口与清水出口分别位于膜组件壳体的顶、底端，进料口位于壳体的底侧面上。

膜组件竖直设置，所述清水出口与浓液出口分别位于膜组件壳体的顶、底端，进料口位于壳体的顶侧面上。

所述浓液出口包括浓液侧出口和浓液端出口，进料口位于壳体侧表面上，管路包括浓液输送管和侧输送管，浓液端出口通过浓液输送管与循环槽的进口连接，浓液侧出口通过侧输送管与浓液输送管连接，所述侧输送管上设有调节阀，浓液输送管上设有浓水阀，侧输送管接入浓液输送管的连接处位于浓水阀与浓液端出口之间。