TRIZ创新方法作业解决污水过滤器效率低的问题姓名：专业：电话：日期：1问题背景和描述（问题的背景、现象、产生的条件、技 术现状、及现有解决方案情况，图文并茂）2国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心(1)问题的背景某化工厂小型污水处理系统日处理污水量约30吨。由于污水中含有 小粒径的不溶性悬浮物颗粒，因此在污水处理系统中设置一级粗过滤装 置，用于除去这类杂质。在实际运行过程中发现，由于污水水质的特殊 性，原有的一级粗过滤器的过滤效果并不理想，生产效率低下，难以满 足生产指标的要求。因此，企业提出，对一级粗过滤装置进行技术改造, 须达到，GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级标准。(2)问题的描述一级粗过滤器过滤效果不佳，进入下一级过滤装置的滤液中悬浮颗粒过多,滤液 不能达到标准。如果要增强过滤器的过滤效果，一般来说要减小滤网的孔径，但由 于孔径变小后流体的流动阻力增加，污水通过滤网的时间变长，使得单位时间内污 水处理量减少，过滤器生产率降低，不能满足日处理30吨的生产要求。若增加过滤 器台数将导致设备成本和运行成本增加o2问题分析（应用创新方法中的分析工具对问题进行深入分析， 找到问题产生的根本原因，确定问题区域，根据实际 情况进行功能分析、冲突区域确定、理想解分析、资 源分析等，选择适用的创新工具方法进行解题）（1）功能分析（建立功能模型，或者功能结构）整个过滤系统由过滤器筒体、滤网和污水以及清水、 悬浮颗粒、重力等组件组成。功能模型如下；（2）因果分析从功能分析来看，过滤效果不佳，滤液不能够达标的原因是因为滤 网对悬浮颗粒的阻挡功能不足所致。也就是滤网的孔径太大，较大的悬 浮颗粒也能够通过，如果栽小滤网的孔径，乂会使污水流动阻力增加， 能耗上升，过滤时间延长，日处理量下降。3问题解决（应用TRIZ工具冲突解决理论、物质- 场和标准解、技术进化、功能裁剪、效应等，得到所 有创新解，并确立最终解）要求:（1）至少使用1种（必须使用冲突理论），或者2种以上的TRIZ工具 来解决问题。（1）工具一：冲突解决理论技术冲突解决过程 冲突描述：为了提高过滤系统的污水“日处理量”，我们需要提 高污水的流速，但这样做会导致系统的阻力损失增加， 能耗恶化。把冲突的参数归结为TRIZ的通用工程参数，把冲突转换成TRIZ标准冲突改善的参数：生产效率39恶化的参数：能量损失22查找冲突矩阵，得到如下发明原理；28, 10, 29, 35方案一：依据NO.28机械系统的替代发明原理，得到解如下：使用电能代替原有机械能（污水的重力势能），使用离心系统替代原有的滤材系统，将过滤孔 移至过滤桶壁。这样增加了过滤面积，提高了日处理量，技术冲突解决过程方案二：依据N。.10预操作发明原理，得到解如下:先把污水在调节絮授耀中进行预处理，减少悬浮颗粒，然后再迸入一级粗过滤系统进行 过滤。方案三：依据N。.29气动与液压结构原理，得到解如下：使用压缩空气在一级粗过滤系统污水上方加顶压，以加速污水流动，从而提高污水日处 理量。p1111这浅U二方案四：依据No.35一参数变化原理，得到解如下：通过加热提高污水温度，使污水的粘度降低，减小污水通过滤网时的粘滞阻力, 从而增大日处理量；或者将污水气化后再冷凝，这样可以完全去除污水中的杂物。物理冲突解决过程（一） 冲突描述：为了 “提高过滤效率，增加日处理量”，需要参数“流速” 为“快”，但又为了 “提高过滤质量，节约能耗”，需要 参数“流速”为“慢”，即，流速既要“快”又要“慢”。“快” 一 提高过滤效率，增加日处理量流速（、“慢，一,提高过滤质量，节约能耗 考虑到该参数“流速”在不同的“空间”具有不同的特性，即污水在 过滤器的轴向上流速要快，使颗粒物在过滤器的轴向上流速要慢，径向 上流速要快，因此该冲突可以从“空间”上进行分离。选用4条分离原理（空间分离、时间分离、基于条件的分离、整体与部分 分离）当中的“空间分离”原理，得到解决方案。方案五:分圻过滤的过程，导发冲突产生的原卤是厨体悬浮颗粒为液体运动的方向一致,回体要求乱役小，液体要求孔役大。根指空间分离原理，如果能够使囹体和液体向不同向运动，则可以解决这一问题空间分名J客因液 住 运 动 方 向(2)工具二：物质场分析及76个标准解建立问题的物质场模型;S2,流网孔S1,水流网孔的过滤作用减网孔对水的阻滞作用 根据所建问题的物质场模型，应用标准解解决流程，得到标准解为No.9： “当前系统中同时存在有用和有害作用，如果无法限制S1和S2相接触，可 以在S1和S2之间引入S3,从而消除有害作用。”依据选定的标准解，得到问题的解决方案；方案六：在滤网上的着一层材料，该材料不溶干水,耐磨损,同 时能有效诚小水的粘滞阻力。改进之后的物质场模型为(例如右图)：4创新解的评估方案汇总:序号方案所用创新原理可用性评估1用肉心系统替代原有过沌系统 ,将过渡孔转移至过速桶壁。N。.28机械 系统的替代发明原理制造复杂，消耗电 能，污水处理量有所提升 ,但不大2污水在调节紫凝罐中进行预处理No. 10一预先 作用发明原理增加预处理设备，系 统交杂化3使川压缩空气在一级粗过凿系 统污水上方加顶压NO.29一气动 与液压结构发明原理消耗压缩空气，对过 滤器筒体耐压性能有较高 要求4加热污水，降低污水黏度或气化污水NO.35一参数 变化发明原理需耍提供大量的热量 ,效果虽好，能耗剧增5通过肉心作用，改变水和悬 浮颗粒的运动方向。空间分离原理消耗电能,但污水 处理笆大大增加，分离 效果好6在过沌网孔附着一种特殊物 旗，降低对水的枯滞阻力标准解物质尚没有找到， 对污水处理量的提高效 果有待评估7去掉过滤网.通过离心方 式，使悬浮颗粒沉枳r过渡桶隼 （同方案5）裁剪消耗电能，但污水处 理量大大增加，分离效 果好