[发明专利]纳米浮选

说明书

技术领域

水和废水处理、固体和液体回收。

背景技术

淹没式膜的应用取得了诸多成就。一个关键的问题是膜污染和膜维护。许多发明已经使用空气来减少膜污染。此外，存在对液体中的固体进行分离的传统方法。这种传统方法使用澄清器，该澄清器具有或不具有沉淀管或倾斜的沉淀板、或者空气浮选系统，在空气浮选系统中，使用高压溶解空气、或者使用引风或泡沫浮选系统来分离固体，并且将固体漂浮至表面，并且随后用撇除器或撇除/漂浮物分离系统去除固体淤渣/撇除层。

本发明使用所有这些组成部分但专注于使用在粗糙的（大孔和大直径）淹没式膜上的纳米微粒的预敷层以及专注于使用泡沫浮选和膜间隔，用以提高通过淹没式膜的通量以及在膜表面上的维护两者。

专利号为US 7,160,454B2的专利是使用空气和小孔、小直径的淹没式膜的发明。专利申请US 2007/0205146A1已提供了淹没式膜的设计和组装的应用，用于与发明US 7,160,454B2一起使用。

专利申请US 2004/0217058A1使用溶解空气浮选和淹没式膜的结合，其中，由不同的区域组成该发明申请的操作。

专利US 6344147B1是如下发明：该发明使用在浮选箱的底部中的穿透的膜以形成小的空气气泡，以使固体漂浮至浮选水或废水处理系统中的表面。

拉扎里迪斯（Lazaridis）等人（希腊的亚里士多德大学（AristotleUniversity））于2003年六月和2004年六月创作的期刊论文探讨了具有淹没式膜的泡沫浮选的益处，但没有探讨与泡沫浮选相结合使用粗糙的膜和膜的间隔以及预敷的效果。

本杰明（Benjamin）等人（华盛顿州立大学（Washington StateUniversity））于2008年创作的期刊论文谈论了膜上的预敷层对于有机物去除以及膜维护的益处。

发明内容

本发明认识到：

1、使得水和废水空气浮选箱以及典型的澄清单元的设计与在那些相同的箱和单元中的淹没式膜的液力相匹配的需要。

2、使得通过膜的液压通量率维持为与在箱或单元中的浮选和沉淀矢量的液力相匹配的需要。

3、在不用每次清洗均将膜从箱或单元上去除的情况下而允许对膜进行回洗或清洁的需要。

4、在膜上的预敷层的益处，膜上的预敷层提高流量率、改进膜表面的维护、以及通过使用粗糙的和大直径的膜系统来提供高水平的纳米微粒去除。

5、膜间隔的益处，膜间隔使得液压速度矢量最优化以便于利用浮选使固体漂浮以及利用重力使固体沉降。

6、泡沫浮选延长用于淹没式膜的循环时间并且去除和替换在膜表面上的预敷层的益处。

本发明使用在一个单元或箱中的泡沫浮选与通过淹没式膜进行澄清的结合。

附图说明

图1示出本纳米浮选发明的总体示意图，其包括浮选箱/单元、撇除器、淹没式膜、泡沫生成器和淤渣去除系统。

图2示出在浮选单元/箱中的典型的膜束和撇除器。

图3示出用于泡沫浮选系统的典型的管道以及膜束的堆叠。

图4示出典型的中空纤维间隔，其中，所有的尺寸均为常见的并且均以毫米为单位。尺寸可改变。

图5示出具有漂浮框架的膜束的顶部的可能的设计。

图6示出该膜束的底部的可能的设计。

图7示出使用本纳米浮选发明的典型的设计，其中，膜为平片膜而非中空纤维膜。

注意：所有示出的尺寸均以毫米为单位且为常见的。尺寸可改变。

具体实施方式