專利名稱：旋流吸附過濾濃縮分離工藝及旋流吸附過濾濃縮分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的技術(shù)領(lǐng)域是提供一種固液分離工藝及設(shè)備，特別涉及到采 用旋流吸附過濾的工藝方法對(duì)固體液體比重相近的含固液體進(jìn)行濃縮、固液 分離而采用的技術(shù)路線及裝置。
背景技術(shù)：
目前，公知的旋流固液分離技術(shù)是利用旋轉(zhuǎn)的含固液體因其固液比重不 同而所受離心力大小也不同，而形成比重大的組份向漩渦的邊緣集聚，比重 小的組分向漩渦的中心集聚，從而實(shí)現(xiàn)固液濃縮分離的目的；它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、占地面積小、制造運(yùn)行成本低、工作連續(xù)可靠的優(yōu)點(diǎn)；但是，對(duì)于其固 體顆粒小表觀比重與液體比重相差不大的含固液體物料，旋流固液分離就不 易獲得較好的分離效果——除非采用很高的旋轉(zhuǎn)速度(需要較大的動(dòng)力)或 添加藥劑使固體份顆粒團(tuán)聚增大其表觀比重。
目前，公知的濃縮技術(shù)在整個(gè)污水處理工藝中占有非常重要的地位，其 普遍采用主要的濃縮技術(shù)為重力濃縮，被稱為濃密機(jī)的裝置占有較大的土地 面積，且濃縮效果并不理想， 一般只能達(dá)到污泥含固量3%左右；在進(jìn)入脫水 工序時(shí)都必須采用再濃縮手段，且都必須采用絮凝工序?yàn)樵贊饪s創(chuàng)造條件，而絮凝劑的使用，特別是高分子絮凝劑加入后，使待分離污水增加了表觀粘 度，使脫水性能降低。
目前，公知的旋流過濾技術(shù)一般是將旋流過程和過濾過程串聯(lián)起來進(jìn)行 的，這往往導(dǎo)致裝置復(fù)雜、動(dòng)力較大或過濾過程不易控制(尤其對(duì)于處理城市 市政污泥之類的物料)而限制了它的使用范圍。
目前，公知的高分子吸附材料在制成微孔海綿狀型材時(shí)，具有較強(qiáng)的吸 水性并具一定的毛細(xì)自吸高度，用這樣的材料做過濾材料，可以在料漿壓力 不高時(shí)亦可獲得較好的分離效果和較大的處理量，在物料呈半流態(tài)或不呈流 態(tài)狀時(shí)，也可利用材料的自吸作用、毛細(xì)作用，使物料中液體份滲透出來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)公知的旋流分離技術(shù)適用范圍的局 限性，公知重力濃縮占地面積大、濃縮效果差、基建投資大、后續(xù)處理藥劑 耗量高等缺點(diǎn)，提供一種利用旋流分離工藝和吸附過濾結(jié)合的旋流吸附過濾 濃縮分離工藝及裝置。
本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為提供一種旋流吸附過濾濃縮分離工 藝，其工藝流程特征是在垂直的旋流器直筒壁切向引入低濃度含固液體， 進(jìn)水的動(dòng)能使旋流器內(nèi)含固液體繞旋流器中心旋轉(zhuǎn)，沖刷旋流器內(nèi)沿約二分 之一半徑位置處環(huán)形排列的吸附過濾分離管，流動(dòng)的含固液體致使吸附過濾 分離管表面不易形成過厚的濾餅層，含固液體中的清液被吸附過濾分離管包 覆的高吸水材料吸入管中排出，含固液體和分離液的流動(dòng)方向相錯(cuò),形成錯(cuò)流分離，含固液體則得以濃縮，沉降至分離器錐底的高濃度底泥經(jīng)排泥閥排 出；為實(shí)現(xiàn)這種旋流吸附過濾濃縮分離工藝，本發(fā)明解決其技術(shù)問題而采用 了旋流吸附過濾濃縮分離裝置，其方案為由分離器直筒體、分離器錐筒體、 排泥閥、進(jìn)水管、進(jìn)水水量調(diào)節(jié)閥、若干數(shù)量的吸附過濾分離管、若干數(shù)量 的吸附滲濾分離管、排水收集器、滲濾水收集器、排水管、排水反清洗三通 閥、吸附材料反清洗進(jìn)水管、溢流管、溢流閥、檢視蓋、支架構(gòu)成旋流吸附 過濾濃縮分離裝置；其特征是分離器直筒體底部焊接有分離器錐筒體，組 成旋流分離器的塔體，塔體安裝在支架上，塔體上部切線方向安裝有進(jìn)水管， 進(jìn)水管上安裝有進(jìn)水水量調(diào)節(jié)閥，塔體頂部安裝有溢流管，溢流閥安裝在溢 流管上，檢視蓋用連接螺栓安裝在塔體頂部，分離器錐筒體下部為集泥斗， 集泥斗的底部安裝有排泥閥，若干數(shù)量的吸附過濾分離管環(huán)形排列垂直安裝 在排水收集器上，從排水收集器底部接出排水管至分離器外，排水收集器通 過旋流導(dǎo)流板連接于塔體上部，若干數(shù)量的吸附滲濾分離管環(huán)形排列垂直安 裝在滲濾水收集器土 ，從滲濾水收集器底部接出滲濾水排水管至分離器外， 滲濾水收集器通過多孔隔板連接于分離器錐筒體中部；排水管、清洗水進(jìn)水 管通過排水反清洗三通閥連接；所述吸附過濾分離管、吸附滲濾分離管由管 壁開有密布通孔的承載管、緊密套裝粘結(jié)在承載管外的管型高分子彈性吸水
材料(吸水材料微孔;i:徑為》l 2um或4)lum以下)制成的吸附層、管件
接頭、螺旋封頭組成。
本發(fā)明用于城市污水污泥濃縮時(shí)預(yù)期達(dá)成的功效是工作時(shí)， 一定水頭 的污水經(jīng)進(jìn)水管從旋流器直筒體切線方向進(jìn)入，污水在旋流器內(nèi)形成漩渦，污水中的少量大重顆粒因離心力和重力作用逐漸朝器壁向下集聚，污水中的 更多污泥沒有被旋流分離出來，而是被阻隔于吸附過濾分離管吸附層壁外，
而被旋流的污水帶走；清液穿透吸水材料被吸入吸附過濾分離管，經(jīng)排水收 集器及滲濾水收集器匯集，再經(jīng)排水管排出；隨著污水的不斷進(jìn)入和清液的 不斷排出，上下層污水污泥濃度差越來越大，下層的污泥濃縮至一定倍率； 濃相污泥的排出，可以是連續(xù)式排泥，為獲取更高含固量的污泥，也可以采 用間歇式排泥；旋流的主要作用是不斷沖刷吸附過濾分離管上包覆的吸附層 表面，使被隔離并吸出部分液體份的濃相污泥不在其表面形成較厚的濾餅 層，從而實(shí)現(xiàn)裝置濃縮分離進(jìn)出物料的動(dòng)態(tài)平衡；當(dāng)裝置運(yùn)行一段時(shí)間后， 吸水材料表面集聚過厚的濾餅層或污水中的微粒過多進(jìn)入吸水材料內(nèi)部，裝 置達(dá)不到設(shè)計(jì)處理量或污泥濃度時(shí)，停止進(jìn)水，排空污泥，開啟反清洗水閥， 對(duì)吸水材料進(jìn)行清洗。
采用本發(fā)明旋流吸附過濾濃縮分離工藝及旋流吸附過濾濃縮分離裝置 用于城市污水污泥濃縮時(shí)的有益效果是，在不大的水力壓頭下實(shí)現(xiàn)污水的微 孔吸附過濾和污泥的旋流沉降濃縮；其優(yōu)點(diǎn)是過濾效果好，濾液中不含大 于吸水材料微孔直徑(小l 2iim)的顆粒物；污泥濃縮倍率高，處理后的
污泥含固量比傳統(tǒng)濃縮池污泥含固量高1 3倍；旋流吸附過濾濃縮分離裝
置單位容積處理量大，可達(dá)100 300m3/m3 d;對(duì)污水中污泥比重、污泥沉 降性沒有嚴(yán)格要求；旋流吸附過濾濃縮分離裝置同時(shí)替代了沉淀池、濃縮池、 過濾器，并使整個(gè)過程處于密閉狀態(tài)；場(chǎng)地占用少；在進(jìn)入污水水位高于進(jìn) 水管時(shí)，可以做到分離過程無機(jī)電動(dòng)力；由于吸附分離過程處理污水不需澄清即可進(jìn)行分離，從而絮(混)凝劑使用量可大幅度降低甚至為零；吸附分 離管上包覆的吸水材料耐腐蝕性好，經(jīng)久耐用，清洗更換方便。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。 圖1是本發(fā)明旋流吸附過濾濃縮分離裝置實(shí)施例示意圖 圖中l(wèi).支架，2.多孔隔板，3.旋流導(dǎo)流板，4.進(jìn)水管，4-l.進(jìn)水水量 調(diào)節(jié)閥，5.溢流管，5-l.溢流閥，6.檢視蓋，7.吸附過濾分離管，8.分離器 直筒體，9.排水收集器，IO.分離器錐筒體，10-1.集泥斗，ll.排水管，12. 吸附滲濾分離管，13.滲濾水收集器，14.滲濾水排水管，15.排泥閥，16.滲 濾水排水反清洗三通閥，17.排水反清洗三通閥，18.清洗水進(jìn)水管。 圖2.是吸附過濾分離管7的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中7-l.承載管，7-2.吸附層，7-3.管件接頭，7-4.螺旋封頭。
具體實(shí)施例方式
分離器直筒體(8)底部焊有分離器錐筒體(10)，組成旋流分離器的塔 體，分離器錐筒體(10)中腰部焊有多孔隔板(2)，錐體下部即為集泥斗 (10-1)，塔體安裝在支架(l)上，塔體上部切線方向安裝有進(jìn)水管(4)，進(jìn) 水管(4)上安裝有進(jìn)水水量調(diào)節(jié)闊(4-1)，塔體頂部安裝有溢流管(5)， 溢流閥(5-1)安裝在溢流管(5)上，檢視蓋(6)用連接螺栓安裝在塔體 頂部，集泥斗(10-1)的底部安裝有排泥閥(15)，若干數(shù)量的吸附過濾分離管(7)環(huán)形排列垂直安裝在排水收集器(9)上，從排水收集器(9)底部 接出排水管(11)至分離器錐筒體(10)夕卜，排水收集器(9)通過旋流導(dǎo) 流板(3)連接于塔體上部，若干數(shù)量的吸附滲濾分離管(12)環(huán)形排列垂 直安裝在滲濾水收集器(13)上，滲濾水收集器(13)連接于多孔隔板(2) 上，從滲濾水收集器(13)底部接出滲濾水排水管(14)至分離器錐筒體(10) 外，排水管(11)、滲濾水排水管(14)與清洗水進(jìn)水管(18)分別通過排 水反清洗三通閥(17)、滲濾水排水反清洗三通閥(16)連接；所述吸附過 濾分離管(7)由管壁開有密布通孔的承載管(7-1)、緊密套裝粘結(jié)在承載 管外的管型高分子吸水材料吸附層(7-2)、管件接頭(7-3)、螺旋封頭(7-4) 組成，所述吸附滲濾分離管(12)結(jié)構(gòu)與吸附過濾分離管(7)相同，僅吸 附層之表層微孔可制成直徑為小1 P m以下。
在圖l所示實(shí)施例中，預(yù)期達(dá)成污水旋流吸附過濾濃縮分離的功效如下 工作時(shí)， 一定水頭的污水經(jīng)進(jìn)水水量調(diào)節(jié)閥(4-1)、進(jìn)水管(4)，從分 離器直筒體(8)切線方向進(jìn)入，污水在旋流器內(nèi)形成漩渦，污水中的少量 大重顆粒因離心力和重力作用逐漸朝分離器直筒體(8)，分離器錐筒體(10) 器壁并沿壁向下集聚，污水中的更多污泥被阻隔于吸附過濾分離管(7)壁 外，由管型高分子吸水材料制成的吸附層(7-2)吸去清液而增濃，繼而被 旋轉(zhuǎn)的污水帶走；清液穿透吸附層(7-2)被吸入吸附過濾分離管(7)之承 載管(7-1)內(nèi)，經(jīng)排水收集器(9)搜集，再經(jīng)排水管(11)排出；經(jīng)濃縮 旋流沉降到錐體的污水，被吸附滲濾分離管(12)繼續(xù)吸出清液，滲濾水通 過滲濾水收集器(13)、從滲濾水排水管(14)排出；隨著污水的不斷進(jìn)入和清液的不斷排出，上下層污水污泥濃度差越來越大，下層集泥斗(io-i)
中的污泥濃縮至一定倍率后，濃相污泥經(jīng)排泥閥(15)排出；污泥可以是連
續(xù)式排泥，為獲取更高含固量的污泥，也可以采用間歇式排泥；旋流的主要 作用是不斷沖刷吸附過濾分離管(7)上包覆的吸附層(7-2)表面，使被隔 離并吸出大部分液體份的濃相污泥不在其表面形成較厚的濾餅層，從而實(shí)現(xiàn) 裝置濃縮分離進(jìn)出物料的動(dòng)態(tài)平衡；當(dāng)裝置運(yùn)行一段時(shí)間后，吸附層外表面 集聚過厚的濾餅層或污水中的微粒過多進(jìn)入吸水材料內(nèi)部，裝置達(dá)不到設(shè)計(jì) 處理量或出泥濃度時(shí)，停止進(jìn)水，排空污泥，關(guān)閉排泥閥(15)，通過排水 三通閥(17)、滲濾水排水三通閥(16)，接通清洗水進(jìn)水管(18)與排水管 (11)、滲濾水排水管(14)的通路，導(dǎo)入反清洗水，對(duì)吸附過濾分離管(7) 及吸附滲濾分離管(12)進(jìn)行反清洗，以恢復(fù)裝置的工作性能。 本裝置用于其它物料的濃縮亦具有同樣功效。
權(quán)利要求
1.一種旋流吸附過濾濃縮分離工藝，其工藝流程特征是在垂直的旋流器直筒壁切向引入低濃度含固液體，進(jìn)水的動(dòng)能使分離器內(nèi)含固液體繞旋流器中心旋轉(zhuǎn)，沖刷分離器內(nèi)沿約二分之一半徑位置處環(huán)形排列的吸附過濾分離管，流動(dòng)的含固液體致使吸附過濾分離管表面不易形成過厚的濾餅層，含固液體中的清液被吸附過濾分離管包覆的高吸水材料吸入管中排出，含固液體和分離液的流動(dòng)方向相錯(cuò)，形成錯(cuò)流分離，含固液體則得以濃縮，沉降至分離器錐底的高濃度底泥經(jīng)排泥閥排出；為實(shí)現(xiàn)這種旋流吸附過濾濃縮分離工藝，本發(fā)明解決其技術(shù)問題而采用了旋流吸附過濾濃縮分離裝置，其方案為由支架(1)、多孔隔板(2)、旋流導(dǎo)流板(3)、進(jìn)水管(4)、進(jìn)水水量調(diào)節(jié)閥(4-1)、溢流管(5)、溢流閥(5-1)、檢視蓋(6)、若干數(shù)量的吸附過濾分離管(7)、分離器直筒體(8)、排水收集器(9)、分離器錐筒體(10)、排水管(11)、若干數(shù)量的吸附滲濾分離管(12)、滲濾水收集器(13)、滲濾水排水管(14)、排泥閥(15)、滲濾水排水反清洗三通閥(16)、排水反清洗三通閥(17)、清洗進(jìn)水管(18)、構(gòu)成旋流吸附過濾濃縮分離裝置；其特征是旋流器直筒體(8)底部焊接有分離器錐筒體(10)，組成旋流分離器的塔體，塔體安裝在支架(1)上，塔體上部切線方向安裝有進(jìn)水管(4)，進(jìn)水管(4)上安裝有進(jìn)水水量調(diào)節(jié)閥(4-1)，塔體頂部安裝有溢流管(5)，溢流閥(5-1)安裝在溢流管(5)上，檢視蓋(6)用連接螺栓安裝在塔體頂部，分離器錐筒體(10)下部為集泥斗(10-1)，集泥斗(10-1)的底部安裝排泥閥(15)，若干數(shù)量的吸附過濾分離管(7)環(huán)形排列垂直安裝在排水收集器(9)上，從排水收集器(9)底部接出排水管(11)至塔體外，排水收集器(9)通過旋流導(dǎo)流板(3)連接于塔體上部，若干數(shù)量的吸附滲濾分離管(12)環(huán)形排列垂直安裝在滲濾水收集器(13)上，從滲濾水收集器(13)底部接出滲濾水排水管(14)至塔體外，滲濾水收集器(13)通過多孔隔板(2)連接于分離器錐筒體(10)中部；排水管(11)、滲濾水排水管(14)與清洗水進(jìn)水管(18)分別通過排水反清洗三通閥(17)、滲濾水排水反清洗三通閥(16)連接；所述吸附過濾分離管(7)、吸附滲濾分離管(12)由管壁開有密布通孔的承載管(7-1)、緊密套裝粘結(jié)在承載管(7-1)外的管型高分子彈性吸水材料(吸水材料微孔直徑為φ1～2μm或φ1μm以下)制成的吸附層(7-2)、管件接頭(7-3)、螺旋封頭(7-4)組成。
全文摘要
一種旋流吸附過濾濃縮分離工藝及裝置，屬固液分離技術(shù)領(lǐng)域。低濃度含固液體切向進(jìn)入分離器，進(jìn)水的動(dòng)能使分離器內(nèi)含固液體繞中心旋轉(zhuǎn)，并沖刷分離器內(nèi)安裝的吸附過濾分離管表面，使之不易形成過厚的濾餅層，含固液體中的清液被吸附過濾分離管包覆的微孔高吸水材料吸入管中排出，含固液體和分離液的流動(dòng)方向相錯(cuò)，形成錯(cuò)流分離，含固液體得以濃縮，沉降至分離器錐底的高濃度底泥經(jīng)排泥閥排出。使用本發(fā)明工藝及裝置，清液過濾效果好，排泥含固量比傳統(tǒng)濃縮池污泥高1～3倍；處理量可達(dá)100～300m³/m³·d；本裝置同時(shí)替代沉淀池、濃縮池、過濾器，并使分離過程處于密閉狀態(tài)；可以做到分離過程無機(jī)電動(dòng)力；絮(混)凝劑使用量可大幅度降低甚至為零。
文檔編號(hào)B01D36/04GK101574599SQ200910104060
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
發(fā)明者熊四達(dá) 申請(qǐng)人:熊四達(dá)