專利名稱：一種具有氣液分離功能的高通量、耐壓微網(wǎng)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有氣液分離功能的高通量、耐壓微網(wǎng)元件，應(yīng)用于污水或污泥中微網(wǎng)雜質(zhì)分離設(shè)備，尤其適用于濃度高、粘度大的初沉污泥中氣液分離。
背景技術(shù)：
微網(wǎng)由于其組件成本低、通量大、取材來源廣、動力消耗低、易于清洗等優(yōu)點在膜分離領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。有研究者在污水和污泥中雜質(zhì)分離預(yù)處理技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用中采用微網(wǎng)，利用微網(wǎng)孔徑小于雜質(zhì)粒徑而大于污泥絮體的原理，成功地實現(xiàn)了剩余活性污泥、初沉污泥中污泥雜質(zhì)的有效分離。在微網(wǎng)污泥雜質(zhì)分離設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用中，為了使污泥雜質(zhì)混合液處于完全混合 狀態(tài)并有效地控制微網(wǎng)污染，往往在微網(wǎng)分離組件的底部輔以曝氣裝置，并施以較大的曝氣強度，尤其在濃度高、粘度大的初沉污泥中，為維持穩(wěn)定的微網(wǎng)通量，曝氣強度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的膜分離工藝，微網(wǎng)組件單位投影面積的曝氣強度高達(dá)I. 5^3. Om3/(m2 min)，使得反應(yīng)器中的氣液比很高，而微網(wǎng)又具有孔徑大、通量高的特性，使得氣液混合流體極易進(jìn)入微網(wǎng)元件內(nèi)部，并隨微網(wǎng)集水管輸出系統(tǒng)，從而導(dǎo)致出泥管道系統(tǒng)和水泵等設(shè)備發(fā)生汽蝕、轉(zhuǎn)子流量計不穩(wěn)定難以計數(shù)等問題，甚至?xí)l(fā)生出水?dāng)嗔鳌４送?，又由于微網(wǎng)的高通量特性，使得微網(wǎng)內(nèi)外兩側(cè)的跨膜壓差遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的平板膜，勢必會減少微網(wǎng)元件的有效厚度，從而導(dǎo)致微網(wǎng)污染加重、通量下降、微網(wǎng)使用壽命縮短等問題，直接阻礙了微網(wǎng)污泥雜質(zhì)分離技術(shù)的應(yīng)用和推廣。因此，優(yōu)選微網(wǎng)元件的高性能材質(zhì)、提高其抗壓能力、研究從源頭實現(xiàn)氣液分離的方法，成為微網(wǎng)雜質(zhì)分離技術(shù)實現(xiàn)工程化應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種具有氣液分離功能的高通量、耐壓微網(wǎng)元件，能夠延長微網(wǎng)的運行周期和使用壽命，阻隔氣體進(jìn)入微網(wǎng)元件內(nèi)部，穩(wěn)定出水流量，保護(hù)水泵等設(shè)備及管道系統(tǒng)不被汽蝕，適用于污水或污泥中微網(wǎng)雜質(zhì)分離設(shè)備，尤其適用于濃度高、粘度大的初沉污泥中氣液分離。本發(fā)明提出的具有氣液分離功能的高通量、耐壓微網(wǎng)元件，所述微網(wǎng)元件外形為矩形，依次由第一微網(wǎng)過濾面、第一過濾通道、氣液分離通道、第二過濾通道和第二微網(wǎng)過濾面疊合而成元件腔體，所述腔體的四周包覆有邊條，腔體頂部開孔，該孔連接出流管，所述元件內(nèi)腔由第一過濾通道、氣液分離通道和第二過濾通道組成；所述第一微網(wǎng)過濾面和第二微網(wǎng)過濾面均由微網(wǎng)組成，所述第一過濾通道和第二過濾通道均由網(wǎng)格式或條狀支撐板組成，所述氣液分離通道由開孔板、集液槽和小孔組成，2塊開孔板之間沿垂直方向開有集液槽，開孔板上開有水平或傾斜向下的小孔，所述小孔與集液槽連通；氣液混合流體在液位差或外界抽吸力的作用下，大于微網(wǎng)孔徑的顆粒物被截留在微網(wǎng)外表面，小于微網(wǎng)孔徑的顆粒物及濾液透過微網(wǎng)，進(jìn)入元件內(nèi)腔；在第一過濾通道和第二過濾通道的導(dǎo)流作用下，氣液混合流體穿過支撐板，到達(dá)氣液分離通道的外側(cè)，部分過濾液通過開孔板上的水平小孔或傾斜向下的小孔進(jìn)入集液槽，得到分離液，而混合液中氣體則被阻隔在開孔板外側(cè)，并形成向上的氣流，在元件腔體上部匯集，并重新穿第一過濾液通道和第二過濾通道、透過第一微網(wǎng)過濾面和第二微網(wǎng)過濾面，回到外部環(huán)境中；而分離液在集液槽的導(dǎo)流作用下，通過元件腔體頂部的出流管排至體系外。本發(fā)明中，所述微網(wǎng)的材質(zhì)可以為滌綸、錦綸、尼龍、篩絹或鋼絲網(wǎng)等具有一定光潔度、機(jī)械強度和均勻孔徑的材質(zhì)。本發(fā)明中，所述開孔板上開有水平方向或傾斜向下的小孔，孔密度小于10%。本發(fā)明中，所述第一過濾通道2和第二過濾通 道11上的支撐板5采用PVC或ABS，網(wǎng)格狀支撐板5的網(wǎng)格邊長為0. 5-5cm，條狀支撐板5的間距為0. 5_5cm。本發(fā)明中，所述的氣液分離通道3材質(zhì)為PC或PVC。本發(fā)明根據(jù)微網(wǎng)孔徑的大小，在外界壓力的驅(qū)動下，大于微網(wǎng)孔徑的顆粒物被截留，而小于微網(wǎng)孔徑的顆粒物及濾液進(jìn)入元件內(nèi)腔，內(nèi)腔有濾液通道和氣液分離通道；濾液通道為網(wǎng)格狀或條狀支撐板，能承受微網(wǎng)兩側(cè)較高的跨膜壓差，并具有濾液導(dǎo)流的作用；氣液分離通道由兩片開孔板和導(dǎo)流槽組成，導(dǎo)流槽把開孔板分隔成一系列條狀集液槽。氣液混合流體進(jìn)入微網(wǎng)后，穿過網(wǎng)格狀或條狀支撐板，部分過濾液在抽吸力的作用下通過開孔板上的水平小孔或傾斜向下的小孔進(jìn)入集液槽，并通過微網(wǎng)元件頂部與集液槽連通的集水管流出，而混合流體中的氣體遇到開孔板時，由于氣體密度小，小孔阻力大，從而被阻隔在開孔板外側(cè)，并在浮力的作用下，沿開孔板外壁上升，在微網(wǎng)元件上部匯集，當(dāng)累積到一定程度后，在氣體的擠壓作用下，重新穿過濾液通道、透過微網(wǎng)過濾面，回到外部環(huán)境中。整個微網(wǎng)元件為半封閉式結(jié)構(gòu)，通過微網(wǎng)網(wǎng)孔和元件頂部的集水管與外界連通。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
(I)本發(fā)明微網(wǎng)元件適用于污水或污泥中微網(wǎng)雜質(zhì)分離設(shè)備，尤其適用于濃度高、粘度大的初沉污泥中氣液分離。(2)本發(fā)明微網(wǎng)元件可根據(jù)分離物料的粒徑及處理要求，靈活選擇微網(wǎng)材質(zhì)和孔徑，具有高通量、易清洗的特性。(3)本發(fā)明微網(wǎng)元件具有氣液分離的功能，能有效分離氣水混合液，穩(wěn)定出流量，保護(hù)水泵等設(shè)備及管道系統(tǒng)不被汽蝕。(4)本發(fā)明微網(wǎng)元件內(nèi)腔設(shè)置網(wǎng)格狀或條狀支撐板，具有較強的耐壓能力，能承擔(dān)較高的跨膜壓差，維持穩(wěn)定的微網(wǎng)通量。(5)本發(fā)明微網(wǎng)元件易于制造、安裝及拆卸，且微網(wǎng)取材來源廣，投資省。


圖I是本發(fā)明微網(wǎng)元件的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明微網(wǎng)元件中氣液分離通道的示意 圖3是微網(wǎng)元件實現(xiàn)氣液分離的原理 圖中標(biāo)號1為第一微網(wǎng)過濾面，2為第一過濾通道，3為氣液分離通道，4為微網(wǎng)，5為支撐板，6為開孔板,7為集液槽,8為出流管,9為邊條,10為小孔,11為第二過濾通道，12為第二微網(wǎng)過濾面。
具體實施例方式下面通過實施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。如圖I 一圖3所示，本發(fā)明微網(wǎng)分離元件外形為矩形，由第一微網(wǎng)過濾面I、第一過濾通道2、氣液分離通道3第二過濾通道11和第二微網(wǎng)過濾面12構(gòu)成，四周輔以邊條9通過粘結(jié)劑組裝而成，微網(wǎng)元件頂部開小孔設(shè)置出流管8 ;第一微網(wǎng)過濾面I和第二微網(wǎng)過濾面12均由微網(wǎng)4組成，第一過濾通道2和第二過濾通道11由網(wǎng)格狀或條狀支撐板5組成，氣液分離通道3由2塊開孔板6和一系列集液槽7組成，開孔板6上開有水平小孔或傾斜向下的小孔10。首先，氣液混合流體在外界壓力的驅(qū)動下，大于微網(wǎng)孔徑的顆粒物被截留在微網(wǎng)外表面，而小于微網(wǎng)孔徑的顆粒物及濾液則透過微網(wǎng)4，進(jìn)入微網(wǎng)元件內(nèi)腔；內(nèi)腔有第一過濾通道2、氣液分離通道3和第二過濾通道11，在第一過濾通道2和第二過濾通道11的導(dǎo) 流作用下，氣液混合流體穿過網(wǎng)格狀或條狀支撐板5，到達(dá)氣液分離通道3的外側(cè)，部分過濾液通過開孔板6上的水平小孔或傾斜向下的小孔10進(jìn)入集液槽7，得到分離液，而混合液中氣體則被阻隔在開孔板6外側(cè)，并形成向上的氣流，在微網(wǎng)元件上部匯集，并重新穿過第一過濾通道2和第二濾液通道11、透過第一微網(wǎng)過濾面I和第二微網(wǎng)過濾面12，回到外部環(huán)境中；而分離液在集液槽7的導(dǎo)流作用下，通過微網(wǎng)元件頂部的出流管8排至體系外。實施例I :
在微網(wǎng)污泥雜質(zhì)分離設(shè)備處理剩余活性污泥中使用本發(fā)明，污泥濃度10g/L，雜質(zhì)濃度1.2g/L，微網(wǎng)材質(zhì)選用40目滌綸網(wǎng)，采用穿孔管曝氣，氣水比1:1，微網(wǎng)通量為500L/(m2 h),穩(wěn)定運行一個月。實施例2
在微網(wǎng)污泥雜質(zhì)分離設(shè)備處理初沉污泥中使用本發(fā)明，污泥濃度50g/L，雜質(zhì)濃度5g/L，微網(wǎng)材質(zhì)選用40目滌綸網(wǎng)，采用穿孔管曝氣，氣水比5:1，微網(wǎng)通量為300L/(m2 h)，穩(wěn)定運行20d。實施例3
在微網(wǎng)污水雜質(zhì)分離設(shè)備處理城市生活污水中使用本發(fā)明，雜質(zhì)濃度170mg/L，，微網(wǎng)材質(zhì)選用80目滌綸網(wǎng)，采用穿孔管曝氣，氣水比2:1，微網(wǎng)通量為I. 5m3/(m2 h)，穩(wěn)定運行15d。
權(quán)利要求
1.ー種具有氣液分離功能的高通量、耐壓微網(wǎng)元件，其特征在于所述微網(wǎng)元件外形為矩形，依次由第一微網(wǎng)過濾面、第一過濾通道、氣液分離通道、第二過濾通道和第二微網(wǎng)過濾面組合而成的元件腔體，所述腔體的四周包覆有邊條，腔體頂部開孔，該孔連接出流管，所述元件內(nèi)腔由第一過濾通道、氣液分離通道和第二過濾通道組成；所述第一微網(wǎng)過濾面和第二微網(wǎng)過濾面均由微網(wǎng)組成，所述第一過濾通道和第二過濾通道均由網(wǎng)格狀或條狀支撐板組成，所述氣液分離通道由開孔板、集液槽和小孔組成，2塊開孔板之間沿垂直方向開有集液槽，開孔板上開有水平或傾斜向下的小孔，所述小孔與集液槽連通；氣液混合流體在液位差或外界抽吸カ的作用下，大于微網(wǎng)孔徑的顆粒物被截留在微網(wǎng)外表面，小于微網(wǎng)孔徑的顆粒物及濾液透過微網(wǎng)，進(jìn)入元件內(nèi)腔；在第一過濾通道和第二過濾通道的導(dǎo)流作用下，氣液混合流體穿過支撐板，到達(dá)氣液分離通道的外側(cè)，部分過濾液通過開孔板上的水平小孔或傾斜向下的小孔進(jìn)入集液槽，得到分離液，而混合液中氣體則被阻隔在開孔板外側(cè)，并形成向上的氣流，在元件腔體上部匯集，并重新穿第一過濾液通道和第二過濾通道、透過第一微網(wǎng)過濾面和第二微網(wǎng)過濾面，回到外部環(huán)境中；分離液在集液槽的導(dǎo)流作用下，通過元件腔體頂部的出流管排至體系外。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有氣液分離功能的高通量、耐壓微網(wǎng)元件，其特征在于所 述微網(wǎng)的材質(zhì)為滌綸、錦綸、尼龍、篩絹或鋼絲網(wǎng)中任ー種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有氣液分離功能的高通量、耐壓微網(wǎng)元件，其特征在于所述開孔板上開有水平方向或傾斜向下的小孔，孔密度小于10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有氣液分離功能的高通量、耐壓微網(wǎng)元件，其特征在于所述第一過濾通道和第二過濾通道上的支撐板采用PVC或ABS，網(wǎng)格狀支撐板的網(wǎng)格邊長為0.5_5cm,條狀支撐板的間距為0. 5_5cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有氣液分離功能的高通量、耐壓微網(wǎng)元件，其特征在于所述的氣液分離通道材質(zhì)為PC或PVC。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有氣液分離功能的高通量、耐壓微網(wǎng)元件，應(yīng)用于水中或污泥中微網(wǎng)雜質(zhì)分離設(shè)備，尤其適用于濃度高、粘度大的初沉污泥中氣液分離。其外形為矩形，外表面為微網(wǎng)過濾面，內(nèi)腔為濾液通道和氣液分離通道，為半封閉式結(jié)構(gòu)。內(nèi)腔的濾液通道為網(wǎng)格狀或條狀支撐板，氣液分離通道由開孔板和導(dǎo)流槽組成，導(dǎo)流槽把開孔板分隔成一系列條狀集液槽，氣液混合流體經(jīng)過開孔板后被分離，過濾液在集液槽內(nèi)匯集，并通過微網(wǎng)元件頂部與集液槽連通的小孔流出；而氣液混合流體中的氣體則被開孔板阻隔，重新穿過濾液通道、透過微網(wǎng)過濾面，回到外部環(huán)境中。本發(fā)明微網(wǎng)元件易于制造、拆卸、過濾通量大，且設(shè)置支撐板可耐外界高壓，并具有分離氣液混合流體的功能。
文檔編號C02F1/44GK102951703SQ201210439120
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者藏莉莉, 王榮生, 梅曉潔, 蔣玲燕, 王志偉, 杜興治, 祝超偉, 狄翰嫻, 魏海娟 申請人:同濟(jì)大學(xué), 上海城投污水處理有限公司白龍港污水處理廠, 上海子箴環(huán)保設(shè)備有限公司, 中國環(huán)境科學(xué)研究院