[发明专利]一种预涂层膜分离技术及成套装置

说明书

发明公开了一种预涂层膜分离技术及成套装置，包括一组或多组可拓展的预涂层膜过滤器功能模块，一套共用的涂膜系统，一套共用的进水产水系统，一套共用的爆膜反洗系统；所述的涂膜系统包括膜粉投加装置、涂膜箱、循环涂膜泵；所述的进水产水系统包括变频供水泵；所述的爆膜反洗系统包括反洗水泵、补气调压阀、压缩气体缓冲罐、进气阀；目的是实现，按处理规模拓展预涂层膜过滤器功能模块的数量，每组模块可独立进行过滤、爆膜反洗、涂膜等操作过程，各组模块之间运行状态可以相互独立，也可以相互交叉，通过自控程序做到调配有序、互不干扰，满足高度集成、可模块化拓展的工业化要求。

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别涉及一种预涂层膜分离技术及成套装置。

背景技术

在大孔径网膜材料上，通过预涂和过滤初期截留污染物共同形成动态膜的分离层的过程，被称为微滤成膜技术，是目前动态膜过滤技术最常见的型式。

1988年，美国AWWA协会出版了第一版《微滤成膜技术的供水实务手册》 (M30)。美国AWWA协会于1999年出版了第二版，现已经出版第三版。硅藻土粉末微滤成膜早期应用于饮料行业，如：可口可乐、百事可乐,娃哈哈以及啤酒、白酒等行业，是有机膜法以外高端水处理技术。粉末微滤成膜技术是美国环保局(USEPA)认可的饮用水处理技术，能有效地去除水中的胶体、悬浮物、细菌、藻类等。硅藻土粉末微滤成膜特别适用于水库水处理，全美已经有了300多家大型自来水厂采用该项技术。例如纽约市的Croton水厂，水源为水库水，日处理水量113万吨。

微滤成膜技术是目前动态膜技术领域中被工业化应用最常见的形式。但由于其涂膜厚度大、涂膜过程复杂、爆膜反洗过程复杂、反洗排污量大、初始过滤精度低、需要在过滤运行中通过截留污染物的累积及进行二次涂膜逐步提升过滤精度，因此存在对过滤物料工况适应范围窄、运行条件要求高、滤后料液产品品质不稳定等缺点；导致其应用范围被大大限制，因此自20世纪 90年代工业化应用以来，一般只用于洁净水处理、工业物料粗分离方面，至于在污水处理、高精度物料分离技术领域，仍被传统的固化膜技术牢牢占据。

目前微滤成膜技术常用成膜材料：一般以大孔支撑网(如低廉的材料的无纺布、金属丝网和中空纤维等)或者烧结滤芯作为涂膜的载体(也称基膜或滤元)；以硅藻土、纤维素、高岭土、树脂粉末等作为涂膜材料；运行前期主要依靠在滤元表面形成的涂膜粉体堆积层所产生筛分作用实现过滤效果，运行中后期主要依靠截留污染物的累积得到过滤精度的提升和吸附作用的增强实现过滤效果。

目前微滤成膜技术常用涂膜方式：靠涂膜泵水力涂膜，膜层较厚一般在 3-6mm，涂膜时间长一般在30min以上，膜层容易脱落，为防止脱落一般需要在涂膜过程中投加絮凝剂如PAC，来增强膜层与过滤基材之前的粘附性；或者在膜过滤器的产水端与进水端之间设保持泵，形成连续内循环靠水力压实，运行维护复杂。

目前微滤成膜技术，基准膜层过滤精度通常不高，起始过滤精度一般在1μ m以上，3-5μm过滤精度范围，一般在达到过滤精度要求之前还需进行在线铺膜的过程：先以较低通量引入污水(物料)过滤的同时，继续向污水中持续投加涂膜材料，涂膜材料与水中被截留的污染物颗粒共同逐渐形成截留精度较高的膜层，直至达到过滤精度要求方才转入正常运行；另外系统采用在线铺膜技术，目标也是延缓滤膜压实，渗透性得到提高，使压差上升变慢，过滤周期延长，截污能力提高，有时为了防止预涂膜表面很快被堵塞、减缓水头损失的增长速度、延长过滤周期，需在过滤的同时连续向滤池中补加硅藻土，其作用是起到连续不断更换滤层，保持滤层的通透性；最终导致膜粉材料消耗量大，运行维护困难、适用范围窄等确定。

目前微滤成膜技术反洗过程较为复杂、操作繁琐：由于膜层较厚，反洗过程一般分为气爆膜、水反洗、水冲洗等几个过程多次反复，一般此过程需要持续操作30min左右，操作复杂、反洗排污量大。