一种隔膜压滤设备、隔膜压滤系统及隔膜压滤方法

技术领域

本发明涉及压滤技术领域，具体涉及一种隔膜压滤设备、隔膜压滤系统及隔膜压滤方法。

背景技术

在污泥脱水行业，通常采用隔膜压滤机对污泥实现固液分离，隔膜压滤机的过滤箱体由多块厢式板和隔膜板间隔排列组成，每块厢式板和隔膜板均配套有滤布，厢式板与隔膜板之间形成过滤腔，污泥进入过滤腔中实现固液分离并且固体颗粒被覆盖在滤板(包括厢式板和隔膜板)表面的滤布截留，并形成滤饼，污泥中的水分从滤板的角孔排出，实现污泥的固液分离。

厢式板是一块实心板，隔膜板由膜片和基板两部分组成，膜片具有弹性并可与基板之间形成隔膜腔，过滤过程中可向隔膜腔内通入压榨介质(液体或气体)，使隔膜板鼓膜并压榨滤饼，降低滤饼含水率。

固液分离的两个核心环节分别是进料环节和压榨环节，其中，进料环节是指将经过调理后的污泥通过污泥输送泵进入过滤腔中；压榨环节是指过滤腔内充满待压榨的污泥后采用压榨泵将压榨介质充入隔膜腔中，隔膜板鼓膜形成对过滤腔内的滤饼有一个挤压的作用，把滤饼中的水分挤压出来并排出，从而实现固液分离，并且降低了泥饼的含水率。

现有技术中，进料环节和压榨环节是单独的两个环节，具体的，将待压滤的污泥进入过滤腔中至充满过滤腔后，再通过隔膜板对过滤腔内的滤饼进行压榨，而在进料环节，隔膜腔内是空腔的状态，可能会造成过滤腔和隔膜腔之间的压力差较大导致膜片过度拉伸而被撕裂的情况，同样的，在压榨环节，随着过滤腔内水分的排出，过滤腔内的压力逐渐减小，而隔膜腔内的压力较大，二者的压力差也逐渐增大，可能会导致由于压力差较大使得膜片过度拉伸而被撕裂的情况。

因此，如何在保证污泥压滤效果、降低滤饼含水率的同时，避免膜片由于过度拉伸而发生撕裂破损的情况、降低成本，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种隔膜压滤设备、隔膜压滤系统及隔膜压滤方法，能够在保证污泥压滤效果、降低滤饼含水率的同时，避免膜片由于过度拉伸而发生撕裂破损的情况、降低成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种隔膜压滤设备，其包括压滤机、进泥管路、压榨管路和出水管路；所述压滤机的压滤腔包括进泥口、出水口以及依次间隔错开设置的多个厢式板和隔膜板，相邻的所述厢式板和所述隔膜板之间形成过滤腔，各所述过滤腔分别与所述进泥口连通并设有与所述出水口连通的滤水孔；所述进泥管路与所述进泥口连通并可向所述过滤腔内通入污泥，所述进泥管路设有第一流量控制部，所述出水管路与所述出水口连通并用于排出滤水；所述隔膜板包括隔膜腔以及设于所述隔膜腔侧壁并具有弹性的膜片，所述压榨管路与所述隔膜腔连通并可向所述隔膜腔内通入压榨介质，所述压榨管路设有第二流量控制部。

进泥管路设有第一流量控制部，用于控制通过进泥管路进入过滤腔内的污泥量，压榨管路设有第二流量控制部，用于控制通过压榨管路向隔膜腔内通入的压榨介质的量，也就是说，通过两个流量控制部的控制，能够对过滤腔和隔膜腔内的压力分别进行调节，因此，可使得进泥管路和压榨管路同时工作，即进料环节和压榨环节同时进行。如此设置，能够避免在进料环节，向过滤腔内通入污泥但隔膜腔处于空腔的状态，导致过滤腔内压力较大使得膜片过度拉伸并造成膜片破损的情况，同时还可避免后期在压榨环节中，隔膜腔内部压力较大，而过滤腔内的滤水排出压力较小时，膜片过度鼓胀并造成破损撕裂的情况，从而对膜片进行保护，延长其使用寿命，降低成本。

另外，由于本实施例中的隔膜压滤设备在对污泥进行压滤的过程中，进料环节和压榨环节可同时进行，过滤腔内的滤水在由出水孔排出时，其内部空间增大，此时，即可由进泥管路向其内部通入污泥，如此一来，能够增大该隔膜压滤设备的单批次污泥处理量，并且在压滤过程中，能够保持隔膜腔和过滤腔的压力差，在能够避免膜片撕裂破损的同时，保证污泥压滤效果。

优选地，还包括两个分别设于所述过滤腔内和所述隔膜腔内的压力检测装置。

优选地，还包括控制装置，分别与所述第一流量控制部、所述第二流量控制部和两个所述压力检测装置连接。

优选地，所述第一流量控制部和所述第二流量控制部均为泵体。

优选地，所述第一流量控制部是柱塞泵或螺杆泵，所述第二流量控制部是柱塞泵或多级离心泵。

优选地，还包括回流管路和压榨介质存储箱，所述压榨介质存储箱用于存储所述压榨介质，并分别与所述压榨管路和所述回流管路连通；所述回流管路连通于所述隔膜腔和所述压榨介质存储箱之间，所述隔膜腔内的压榨介质能够沿所述回流管路回流至所述压榨介质存储箱内。

优选地，所述压榨管路包括相互连通的第一段和第二段，所述第一段与所述隔膜腔连通，所述第二段与压榨介质源连通，所述第二流量控制部设于所述第二段，所述回流管路、所述第一段和所述第二段形成三通结构。

优选地，所述压榨介质为水。

本发明还提供了一种隔膜压滤系统，其包括污泥存储池以及如上所述的隔膜压滤设备，所述污泥存储池用于存储污泥并与所述隔膜压滤设备的进泥管路连通。

本发明还提供了一种隔膜压滤方法，基于如上所述的隔膜压滤设备，所述污泥压滤方法包括如下步骤：

S1：通过进泥管路向过滤腔内通入污泥；

S2：当所述过滤腔内的压力达到第一预设值时，通过压榨管路向隔膜腔内通入压榨介质，并使所述过滤腔内的压力大于所述隔膜腔内的压力且压力差不超过所述第一预设值；

S3：增大所述第一流量控制部的流量以及所述第二流量控制部的流量，并使所述过滤腔和所述隔膜腔之间压力差不超过所述第一预设值，直至所述过滤腔内充满污泥；

S4：所述过滤腔内充满污泥后，逐渐减小所述第一流量控制部的流量以及所述第二流量控制部的流量，使所述隔膜腔内的压力大于所述过滤腔内的压力，且压力差不超过第二预设值，直至所述第一流量控制部的流量减小至零，且所述第二流量控制部的流量减小至零。

具有如上所述的隔膜压滤设备的隔膜压滤系统以及基于如上所述的隔膜压滤设备的隔膜压滤方法，其技术效果与上述隔膜压滤设备的技术效果类似，为节约篇幅，在此不再赘述。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的一种隔膜压滤系统的结构示意图；

图2是厢式板的截面图；

图3-图5是隔膜板的截面图；

图6是本发明实施例所提供的隔膜压滤方法的框图。

附图1-6中，附图标记说明如下：

1-压滤机，11-厢式板，12-隔膜板，121-膜片，122-隔膜腔,123-进出口，13-进泥口，14-出水口；

2-进泥管路；

3-压榨管路，31-第一段，32-第二段；

4-出水管路；

5-第一流量控制部；

6-第二流量控制部；

7-控制装置；

8-回流管路；

9-压榨介质存储箱；

10-污泥存储池。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供了一种隔膜压滤设备，如图1所示，该隔膜压滤设备包括压滤机1、进泥管路2、压榨管路3和出水管路4，其中，压滤机1设有压滤腔，该压滤腔设有进泥口13和出水口14并且压滤腔内设有多个厢式板11和多个隔膜板12，其中，各厢式板11和隔膜板12依次间隔错开设置，每块厢式板11和隔膜板12均配套有滤布，相邻的厢式板11和隔膜板12之间形成过滤腔，各过滤腔分别与进泥口13连通，并分别设有与出水口14连通的出水孔，上述进泥管路2与进泥口13连通并可向各过滤腔内通入待压滤的污泥，出水管路4与出水口14连通，用于将由污泥中压滤的水分排出。

厢式板11是一块实心板(如图2所示)，隔膜板12包括隔膜腔122以及设于该隔膜腔122侧壁的膜片121(如图3所示)，其中，膜片121是具有弹性的，该膜片121设于过滤腔和隔膜腔122之间，压榨管路3与隔膜腔122连通并可向该隔膜腔122内通入压榨介质。当过滤腔内通入污泥且压力较大时能够向隔膜腔122的一侧挤压膜片121使得膜片121呈收缩状态(如图4所示)，当隔膜腔122内通入压榨介质使其内部的压力大于过滤腔的压力时，能够向过滤腔的一侧挤压膜片121使其呈鼓起的状态(如图5所示)，膜片121和厢式板11能够挤压位于过滤腔内的污泥使污泥中的水分沿出水孔、出水口14排出并由出水管路4排出，最终污泥在过滤腔内形成泥饼，由于膜片121具有一定的弹性，因此，当膜片121处于鼓起状态时，能够增大其对位于过滤腔内的污泥的压榨力，提高压滤效果，减小泥饼内的含水量。

进泥管路2设有第一流量控制部5，用于控制通过进泥管路2进入过滤腔内的污泥量，压榨管路3设有第二流量控制部6，用于控制通过压榨管路3向隔膜腔122内通入的压榨介质的量，也就是说，通过两个流量控制部的控制，能够对过滤腔和隔膜腔122内的压力分别进行调节，因此，可使得进泥管路2和压榨管路3同时工作，即进料环节和压榨环节同时进行。如此设置，能够避免在进料环节，向过滤腔内通入污泥但隔膜腔122处于空腔的状态，导致过滤腔内压力较大使得膜片121过度拉伸并造成膜片121破损的情况，同时还可避免后期在压榨环节中，隔膜腔122内部压力较大，而过滤腔内的滤水排出压力较小时，膜片121过度鼓胀并造成破损撕裂的情况，从而对膜片121进行保护，延长其使用寿命，降低成本。

另外，由于本实施例中的隔膜压滤设备在对污泥进行压滤的过程中，进料环节和压榨环节可同时进行，过滤腔内的滤水在由出水孔14排出时，其内部空间增大，此时，即可由进泥管路2向其内部通入污泥，如此一来，能够增大该隔膜压滤设备的单批次污泥处理量，并且在压滤过程中，能够保持隔膜腔122和过滤腔的压力差，在能够避免膜片121撕裂破损的同时，保证污泥压滤效果。

详细的讲，在进料初始阶段，只有第一流量控制部5处于开启装状态，并通过进泥管路2向过滤腔内通入待压滤的污泥，而第二流量控制部6未开启，隔膜腔122内处于空腔状态，随着过滤腔内污泥量的增大，压力也逐渐增大，膜片121发生变形，使得隔膜腔122呈如图4所示的收缩状态，当过滤腔内的压力增大至第一预设值时，同步开启第二流量控制部6，使得压榨介质通过压榨管路3通入隔膜腔122内，此时，第一流量控制部5和第二流量控制部6均处于开启状态，调节两个流量控制部的流量，使得过滤腔内的压力大于隔膜腔122的压力，且压力差不超过上述第一预设值，在此过程中，隔膜腔122仍然呈如图4所示的收缩状态。但由于压力差都未超过上述第一预设值，所以能够对膜片121进行保护，避免膜片121由于承受压力太大导致过度拉伸而破裂的情况。

在进料后期阶段，在保证压力差不超过上述第一预设值的情况下，可以增大第一流量控制部5和第二流量控制部6的流量，理论上讲，过滤腔和隔膜腔122内的压力可以一直增大，只需要保证压力差不超过第一预设值即可，膜片121不会由于单侧压力过高而过度拉伸至撕裂损坏，因此，污泥和压榨介质的进料量都在不断提高，过滤腔和隔膜腔122内的压力都很大，滤饼受到很高的挤压压力，污泥中的水分在不断的从过滤腔由出水管路4排出，使得过滤腔内的空间被进一步释放，后续待压滤污泥会继续通入过滤腔内以填补释放的空间，如此可实现单批次进料量增加。

当过滤腔中充满污泥时，进入后续压榨阶段，该阶段可缓慢停止第一流量控制部5和第二流量控制部6，并使得隔膜腔122的压力大于过滤腔的压力，并且压力差控制在不超过第二预设值，此时，隔膜板12处于鼓膜状态(如图5所示)，压力差不超过第二预设值可避免隔膜板12的膜片121出现由于过度拉伸而被撕裂损坏的状况。

当第一流量控制部5的流量降低至零后，将第二流量控制部6的流量缓慢降低至零，滤饼经过挤压含水率降至最低。

也就是说，通过本实施例所提供的隔膜压滤设备对污泥进行压滤时，进料环节和压榨环节部分重叠，能够增加单批次进料量并降低泥饼中的含水量，从而提高压榨效率并保证膜片121不会由于过度拉伸而发生撕裂破损的情况，降低成本。

在上述实施例中，该隔膜压滤设备还包括两个压力检测装置，两个压力检测装置分别设于过滤腔内和隔膜腔内122，并分别用于检测过滤腔内的压力以及隔膜腔122内的压力，以便对第一流量控制部5和第二流量控制部6进行精准控制。

进一步的，该隔膜压滤设备还包括控制装置7，该控制装置7分别与上述第一流量控制部5、第二流量控制部6和两个压力检测装置连接，该控制装置7能够通过两个检测装置的检测情况控制两个流量控制部的开合情况，从而实现灵活控制，避免膜片121由于压力过大导致破裂的情况。具体的，控制装置7如何接受压力检测装置所传输的压力信号，并根据压力信号如何控制两个流量控制部的开合情况来调节过滤腔和隔膜腔122内的压力，对于本领域技术人员来说，是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

在上述实施例中，第一流量控制部5和第二流量控制部6均为泵体，通过变频器控制泵体的流量以对过滤腔和隔膜腔122内的压力进行控制，或者，本实施例中，还可以将两个流量控制部设置为流量阀，通过流量阀控制流量，从而控制压力。

进一步的，第一流量控制部5是高压柱塞泵或螺杆泵，以保证具有足够的压力向过滤腔内通入污泥，第二流量控制部6是高压柱塞泵或多级离心泵，以保证具有足够的压力向隔膜腔122内通入压榨介质。

在上述实施例中，该隔膜压滤设备还包括回流管路8和压榨介质存储箱9，其中，压榨介质存储箱9用于存储压榨介质，并分别与上述压榨管路3和回流管路8连通，隔膜腔122内的压榨介质能够沿回流管路8回流至压榨介质存储箱9内，以便将压榨介质回收利用。在通过压榨管路3向隔膜腔122内通入压榨介质时，可通过第二流量控制部6控制压榨介质的通入量，以对隔膜腔122内的压力进行调节，当需要降低隔膜腔122内的压力时，可通过该回流管路8将压榨介质排出以减小压力。该压榨介质存储箱9的设置适用于压榨介质是除空气以外的其它介质。当压榨介质是空气时，可直接设置与隔膜腔122连通的排气管路即可，将空气排出至外部环境中而无需对其进行存储。

如图1所示，本实施例中，压榨管路3包括第一段31和第二段32，其中第一段31与隔膜腔122连通，第二段32与压榨介质存储箱9连通，上述第二流量控制部6设于该第二段32，并且回流管路8与第一段31连通，第一段31、第二段32以及回流管路8形成三通结构。如此设置，使得隔膜腔122仅设有一个供压榨介质的进出口123，简化其结构。第二段32和回流管路8并联于第一段31和压榨介质存储箱9之间。

本实施例中的压榨介质是水，或者，还可以将该压榨介质设置为气体或者油等其它液体均可，在此不做具体限制，而将压榨介质设置为水时，无需另设压缩设备，并且取材广泛、经济性好。

本发明实施例还提供了一种隔膜压滤系统，该隔膜压滤系统包括污泥存储池10以及上述隔膜压滤设备，其中，污泥存储池10用于存储待压滤的污泥，隔膜压滤设备的进泥管路2与该污泥存储池10连通。

另外，本发明实施例提供了一种隔膜压滤方法，基于如上所述的隔膜压滤设备，如图6所示，该隔膜压滤方法包括如下步骤：

S1：通过进泥管路2向过滤腔内通入污泥。

在进料初始阶段，启动第一流量控制部5，使得污泥由进泥管路2通入过滤腔内，并使得过滤腔内的压力增大，在此过程中，隔膜腔122内处于空腔状态，因此，过滤腔的压力要大于隔膜腔122的压力，由于过滤腔和隔膜腔122之间相隔具有弹性的膜片121，因此，该膜片121将发生变形，使得隔膜腔122呈如图4所示的收缩状态。

S2：当过滤腔内的压力达到第一预设值时，通过压榨管路3向隔膜腔122内通入压榨介质，并使过滤腔内的压力大于隔膜腔122内的压力且压力差不超过第一预设值。

当过滤腔内的压力达到第一预设值时，同步启动第二流量控制部6，使得压榨介质通过压榨管路3通入隔膜腔122内，此时，第一流量控制部5和第二流量控制部6均处于开启状态，调节两个流量控制部的流量，使得过滤腔内的压力大于隔膜腔122内的压力，且压力差不超过上述第一预设值，在此过程中，隔膜腔122仍然呈如图4所示的收缩状态。但由于压力差都未超过上述第一预设值，所以能够对膜片121进行保护，避免膜片121由于承受压力太大导致破裂的情况。

S3：增大第一流量控制部5的流量以及第二流量控制部6的流量，并使过滤腔和隔膜腔122之间压力差不超过第一预设值，直至过滤腔内充满污泥。

在进料后期阶段，在保证压力差不超过上述第一预设值的情况下，可以增大第一流量控制部5和第二流量控制部6的流量，理论上讲，过滤腔和隔膜腔122内的压力可以一直增大，只需要保证压力差不超过第一预设值即可，膜片121不会由于单侧压力过高而过度拉伸至撕裂损坏，因此，污泥和压榨介质的进料量都在不断提高，过滤腔和隔膜腔122内的压力都很大，滤饼受到很高的挤压压力，污泥中的水分在不断的从过滤腔由排水管路排出，使得过滤腔内的空间被进一步释放，后续待压滤污泥会继续通入过滤腔内以填补释放的空间，如此可实现单批次进料量增加，滤饼在进料的过程中受到挤压，将污泥中的水分排出去，从而降低滤饼的含水率。

S4：过滤腔内充满污泥后，逐渐减小第一流量控制部的流量以及第二流量控制部的流量，使隔膜腔内的压力大于过滤腔内的压力，且压力差不超过第二预设值，直至第一流量控制部的流量减小至零，且第二流量控制部的流量减小至零。

当过滤腔中充满污泥时，进入后续压榨阶段，该阶段可缓慢停止第一流量控制部5和第二流量控制部6，并使得隔膜腔122的压力大于过滤腔的压力，并且压力差控制在不超过第二预设值，此时，隔膜板12处于鼓膜状态(如图5所示)，压力差不超过第二预设值可避免隔膜板12的膜片121出现由于过度拉伸而被撕裂损坏的状况。当第一流量控制部5的流量降低至零后，可继续将第二流量控制部6的流量降低至零，滤饼经过挤压含水率降至最低。

具体的，对于第一流量控制部5和第二流量控制部6的控制可通过控制装置7控制，灵活性好。并且，在上述实施例中，对于第一预设值和第二预设值的具体数值不做限制，具体可根据膜片121的材质、大小等条件进行设置，如本实施例中，将第一预设值设置为1.4MP，第二预设值为3.0MP。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。