一种固液分离用过滤材料、滤袋及其在线再生方法与流程

1.本发明属于污水处理领域，具体涉及一种固液分离用过滤材料、滤袋及其在线再生方法。


背景技术：

2.近年来，随着我国城市化、工业化的快速发展，国内废水的排放量逐年增长，导致自然水体恶化，水资源污染的形势严峻。因此，国家对环保产业的重视程度和支持力度不断提升，使污水处理行业得到了快速发展。
3.在现有技术中，治理固液分离的污水处理系统中，常用的工艺方法有过滤法、沉淀法。其中，过滤法指的是利用过滤介质（筛网、纱布、粒物）截留污水中的悬浮物，易发生过滤介质的堵塞，需人为、机械的清理或更换新过滤介质来恢复通量，运行成本升高，工序操作复杂，且所用的过滤介质往往孔径大、过滤效果差、使用寿命短。沉淀法是利用污水的悬浮物与水的相对密度不同，借助重力沉淀使悬浮物分离，悬浮物可自然沉降、混凝沉降、化学沉淀等，该方法往往需要较大的占地面积去，且失效率高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种固液分离用过滤材料、滤袋及其在线再生方法，该过滤材料及滤袋固液分离效果好，过滤精度高，使用寿命长。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种固液分离用过滤材料，所述过滤材料包括依次叠设在一起的进水层、过渡层和出水层，所述进水层为熔喷层，所述过渡层为粗旦纤维针刺毡、水刺毡或针刺水刺复合毡，所述出水层为ptfe微孔膜。
6.进一步地，所述过滤材料的克重为300-1000g/m2；其中，熔喷层的克重为50-200g/m2，过渡层的克重为250-800g/m2。
7.进一步地，所述熔喷层的纤维细度0.5-5μm，所述过渡层的纤维纤度为3.8dtex；所述熔喷层的孔径为10-20μm，所述过渡层的孔径为30-100μm，所述ptfe微孔膜的孔径为0.1-5μm，平均孔径为2μm，厚度为2-10μm。
8.进一步地，所述熔喷层的材质为聚酯或聚丙烯，所述过渡层的材质为涤纶、聚苯硫醚、聚苯砜亚砜、芳纶、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、芳砜纶、亚克力中的一种或多种组合。
9.本发明还提供了一种基于所述固液分离用过滤材料的滤袋，所述滤袋为两端贯通式结构，所述滤袋由袋身和连接于袋身两端的袋头构成，所述袋头内设置有弹性胀圈，所述袋身和袋头均由所述过滤材料制成。
10.进一步地，所述过滤材料的进水层、出水层分别位于滤袋的内、外侧；所述弹性胀圈的形状、大小与过滤装置的孔板相匹配。
11.本发明还提供了上述滤袋的在线再生方法，包括：根据过渡层基材的克重高低选择针刺工艺、水刺工艺或针刺水刺复合工艺，结合熔喷技术、热压覆膜技术制成过滤材料；利用过滤材料制成两袋头及一袋身，然后将三部分
缝制成两端贯通式滤袋；将若干个制备的滤袋安装于过滤装置的箱体中，各滤袋的上、下两袋头分别安装于箱体的上、下孔板上，以保持滤袋袋身处于垂直状态；滤袋的上端开口与过滤装置的进水口连通，过滤装置的出水口与滤袋外侧部连通，以使污水经滤袋的上端开口流入滤袋中，通过污水自身动力进行自驱式过滤，净水从滤袋侧部透出，经出水口排出；通过设于滤袋内的刮泥装置进行周期性的上下往复运动，周期性刮除滤袋内侧进水层上的泥饼，实现滤袋的实时过滤和在线再生。
12.进一步地，所述过滤材料的具体制造方法为：先选取粗旦纤维针刺毡、水刺毡或针刺水刺复合毡中的一种，进行定型、烧毛、一次热压光，作为过渡层；然后将过渡层牵引在滚筒上，采用高速热空气流在旋转离心模头喷丝孔挤出聚合物熔体，形成超细纤维并收集在滚筒上的过渡层的一面上，形成熔喷层，而后进行二次热压光；最后将ptfe微孔膜与过渡层的另一面进行热压覆膜处理，形成出水层与过渡层之间的紧密细腻结合，从而制成过滤材料。
13.进一步地，烧毛所用天燃气压力控制在0.1-0.5mpa，天燃气与空气混合比为1:1；热压光中热压辊的温度为60-200℃。
14.进一步地，所述刮泥装置主要由电机、转轴机构、多个螺旋钢圈、多条拉绳以及多个定滑轮组成；所述转轴机构由水平设置于箱体内滤袋上侧的转轴及其两端的轴承座组成，所述轴承座安装于箱体上，所述转轴由电机驱动；每个滤袋中设置一个螺旋钢圈，螺旋钢圈的大小与滤袋内侧相适应；过滤装置中安装的滤袋为双数个，每两个滤袋为一组，一组配设三条拉绳和一个定滑轮，所述定滑轮设置于一组中两个螺旋钢圈下侧，一条拉绳绕过定滑轮连接两个螺旋钢圈下端，另两条拉绳分别连接两个螺旋钢圈上端并反方向缠绕于转轴的线槽中，从而在电机进行正转或反转时，收卷其中一条拉绳并向上提升相应的螺旋钢圈，该螺旋钢圈经定滑轮上的拉绳牵引另一个螺旋钢圈向下运动，形成一上一下的往复式刮泥。
15.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供的过滤材料及滤袋，复合了多层梯度结构，提高了固液分离的过滤精度及实际生产的工艺简单化。本发明的进水层采用熔喷层而出水层采用ptfe覆膜技术，熔喷层出水量大且孔径适中，易于污泥滑落，结合ptfe覆膜技术进一步提高了出水水质。本发明提供的滤袋在线再生方法，滤袋采用双袋头贯通式设计，无需动力源，靠污水自身动力进行自驱式过滤，节能降耗降碳。此外，该方法可实现滤袋上污染物的周期性清理，不仅实现了滤袋的在线再生，提高了滤袋的使用寿命，而且可提高固液分离的通量稳定性，进一步提升运行效率，实现了高效率储水。
附图说明
16.图1是本发明实施例的过滤材料结构示意图；图2是本发明实施例的滤袋结构示意图；图3是本发明实施例的滤袋在线再生方法的实现结构示意图。
具体实施方式
17.下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
18.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
19.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
20.如图1所示，本实施例提供了一种固液分离用过滤材料，所述过滤材料包括依次叠设在一起的进水层1、过渡层2和出水层3，所述进水层为熔喷层，所述过渡层为粗旦纤维针刺毡、水刺毡或针刺水刺复合毡，所述出水层为ptfe微孔膜。
21.在本实施例中，所述过滤材料的克重为300-1000g/m2；其中，熔喷层的克重为50-200g/m2，过渡层的克重为250-800g/m2。所述熔喷层的纤维细度0.5-5μm，所述过渡层的纤维纤度为3.8dtex。所述熔喷层的孔径为10-20μm，所述过渡层的孔径为30-100μm，所述ptfe微孔膜的孔径为0.1-5μm，平均孔径为2μm，厚度为2-10μm。
22.在本实施例中，所述熔喷层的材质为聚酯或聚丙烯，所述过渡层的材质为涤纶、聚苯硫醚、聚苯砜亚砜、芳纶、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、芳砜纶、亚克力中的一种或多种组合。
23.如图2所示，本实施例还提供了一种基于所述固液分离用过滤材料的滤袋，所述滤袋为两端贯通式结构，所述滤袋由袋身11和连接于袋身11两端的袋头12构成，所述袋头内设置有弹性胀圈，所述袋身11和袋头12均由所述过滤材料制成。
24.为了可以安装应用于本实施例的过滤装置，所述过滤材料的进水层1、出水层3分别位于滤袋的内、外侧；所述弹性胀圈的形状、大小与过滤装置的孔板相匹配。
25.本实施例还提供了一种上述滤袋的在线再生方法，其实现结构如图3所示。该方法包括：1）根据过渡层基材的克重高低选择针刺工艺、水刺工艺或针刺水刺复合工艺，结合熔喷技术、热压覆膜技术制成过滤材料；利用过滤材料制成两袋头及一袋身，然后用ptfe缝线将三部分缝制成两端贯通式滤袋。
26.在本实施例中，所述过滤材料的具体制造方法为：先选取粗旦纤维针刺毡、水刺毡或针刺水刺复合毡中的一种，进行定型、烧毛、一次热压光，作为过渡层；然后将过渡层牵引在滚筒上，采用高速热空气流在旋转离心模头喷丝孔挤出聚合物熔体，形成超细纤维并收集在滚筒上的过渡层的一面上，形成熔喷层，而后进行二次热压光；最后将ptfe微孔膜与过渡层的另一面进行热压覆膜处理，形成出水层与过渡层之间的紧密细腻结合，从而制成过滤材料。
27.其中，烧毛所用天燃气压力控制在0.1-0.5mpa，天燃气与空气混合比为1:1；热压光中热压辊的温度为60-200℃。
28.2）将若干个步骤1）制备的滤袋101安装于过滤装置的箱体102中，各滤袋的上、下两袋头分别安装于箱体102的上、下孔板103上，以保持滤袋袋身处于垂直状态；滤袋101的上端开口与过滤装置的进水口104连通，过滤装置的出水口105与滤袋101外侧部连通，以使污水经滤袋101的上端开口流入滤袋101中，通过污水自身动力进行自驱式过滤，净水从滤袋101侧部透出，经出水口105排出。
29.3）通过设于滤袋101内的刮泥装置进行周期性的上下往复运动，周期性刮除滤袋内侧进水层上的泥饼，实现滤袋的实时过滤和在线再生。
30.如图3所示，所述刮泥装置主要由电机106、转轴机构、多个螺旋钢圈107、多条拉绳以及多个定滑轮108组成；所述转轴机构由水平设置于箱体内滤袋上侧的转轴109及其两端的轴承座110组成，所述轴承座110安装于箱体102上，所述转轴109由电机106驱动；每个滤袋101中设置一个螺旋钢圈107，螺旋钢圈107的大小与滤袋101内侧相适应。过滤装置中安装的滤袋为双数个，每两个滤袋为一组，一组配设三条拉绳和一个定滑轮，所述定滑轮108设置于一组中两个螺旋钢圈107下侧，一条拉绳111绕过定滑轮108连接两个螺旋钢圈107下端，另两条拉绳112分别连接两个螺旋钢圈107上端并反方向缠绕于转轴109的线槽中，从而在电机进行正转或反转时，收卷其中一条拉绳并向上提升相应的螺旋钢圈，该螺旋钢圈经定滑轮上的拉绳牵引另一个螺旋钢圈向下运动，形成一上一下的往复式刮泥。
31.在本实施例中，刮泥装置采用弹簧式螺旋结构设计，螺旋钢圈为一根钢丝旋转5-10圈而成的螺旋结构，其直径比滤袋内侧直径大1-3mm为宜。箱体的形状可为圆柱体、正方体、长方体、不规则的立方体等，且箱体可根据水体扩容，作为污水反应池。
32.工作时，污水由进水口104流入滤袋101中，在无动力源下，通过污水自身动力自驱式过滤，部分污泥黏附在滤袋101的进水层，形成泥饼。本发明通过自动化技术，控制刮泥装置周期性工作，控制刮泥速度为0.1m/min-3m/min及出水通量，在滤袋101的进水层里周期性的往复运动，将泥饼带入箱体102下部，实现滤袋的实时过滤和在线再生。
33.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。