CN102139937B - 一种水体净化处理方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水体净化处理方法及其装置，以解决现有技术频繁对过滤膜进行反冲过程造成的水资源浪费的问题。该方法主要包括正常过滤工作、暂停过滤、反冲处理、反冲污水浓缩、停止反冲，再次进行正常过滤工作等步骤。本发明利用过滤装置截留作将反冲污水浓缩后排放，因此较常规膜过滤系统反冲洗装置大大降低反冲洗水排放量。

Description

一种水体净化处理方法及其装置
技术领域
本发明涉及采用膜过滤方式进行水体净化处理的工艺，具体涉及一种水体净化处理方法及其装置。
背景技术
膜过滤在近年的固液分离方面应用发展较快，与常规分离技术相比，具有效率高、能耗低、无相变，装置简单、操作方便等一系列优点。在过滤过程中，液体不断从膜孔透过，而固体颗粒则被膜截留，少量颗粒堵塞膜孔，导致膜通量及选择性下降，因此，适时清除膜面及膜孔内的污质，控制膜污染是过滤中不可忽视的重要环节。将过滤膜换下进行专门清洗的操作较为复杂，成本较高。
目前，通常采用反冲技术对膜进行反向渗透，快速冲洗，达到清污目的，相应地减少了将过滤膜换下专门清洗的次数。
常规反冲装置是装储存的干净液体在动力作用下，以与过滤过程相反的过程使液体高速通过膜孔，将膜表面及膜孔内的污质冲脱，同时不断排走夹带污质液体，这样虽然可以起到清洁膜的作用，但大量夹带污质的液体也被浪费掉。
发明内容
本发明提供一种水体净化处理方法，以解决现有技术频繁对过滤膜进行反冲过程造成的水资源浪费的问题。
该水体净化处理方法包括以下步骤：
(1)正常过滤工作
待处理污水进入滤膜组件中，同时过滤动力装置工作，将经滤膜过滤后得到的净水抽走；
(2)暂停过滤、反冲处理
当膜通量显著降低时，待处理污水暂停进入滤膜组件；当滤膜组件(由滤膜形成的腔室)内水位降至设定水位后，过滤动力装置作为反冲动力装置继续抽水，并调整过滤抽出后净水的走向，将其作为反冲用净水，对滤膜进行反冲；
或者当膜通量显著降低时，待处理污水暂停进入滤膜组件；当滤膜组件内水位降至设定水位后，过滤动力装置停止工作，反冲专用泵由滤膜组件内抽出净水对滤膜进行反冲；
(3)反冲污水浓缩
在反冲过程中，滤膜组件内反冲形成的固体悬浮液在自重作用下通过滤膜截留浓缩，形成反冲污浊液并滤出可直接再利用的净水；若此时滤膜膜通量仍未恢复，则再循环若干次步骤(2)所述反冲、步骤(3)所述截留浓缩，直至滤膜恢复膜通量；停止反冲，待反冲形成的固体悬浮液浓缩后，排出截留浓缩后的反冲污浊液；
或者在反冲过程中，将滤膜组件内反冲形成的固体悬浮液引出至另外设置的反冲污水浓缩装置，在反冲污水浓缩装置内固体悬浮液在自重作用下通过浓缩装置内的过滤介质截留浓缩(过滤介质可采用膜、沙子、硅藻土等形式)，形成浓缩沉积污物并滤出可直接再利用的净水；直至所述滤膜组件的滤膜恢复膜通量；停止反冲，然后排出在反冲污水浓缩装置内截留浓缩得到的浓缩沉积污物；
(4)转入步骤(1)进行正常过滤工作。
上述反冲是对滤膜表面喷射点型射流或线型射流，通过反冲喷头在设定轨迹上移动完成对滤膜全部表面的反冲。
本发明还提供了一种能够应用上述方法的水体净化处理装置，包括污水进水控制装置、过滤单元、过滤动力装置、反冲装置、净水出水控制装置和浓缩污物排出装置；其中污水进水控制装置、过滤单元、过滤动力装置、净水出水控制装置经管道依次连接构成过滤通路，所述浓缩污物排出装置与过滤单元的固体截留侧连通，反冲装置的射流喷头对准过滤单元的滤膜外表面；
其中，反冲装置的入水口经过滤动力装置与净水出水控制装置的出水口连接；或者反冲装置单独设置反冲泵，在过滤单元与过滤动力装置之间还设置有过滤单元的另一净水出口，该单独设置的反冲泵入水口直接与所述过滤单元的另一净水出口连接。
上述反冲装置采用能够在设定轨迹上移动的喷射点型或线型射流的反冲喷头，使得反冲射流覆盖需反冲处理的过滤膜表面。
上述过滤单元的滤膜组件主要由微孔膜和膜支撑结构组成。
上述污水进水控制装置和净水出水控制装置均为电控阀。
该水体净化处理装置还包括用以检测变送所述滤膜组件内液位的液位控制器，液位控制器控制信号输出端与反冲装置电连接。
本发明具有以下优点：
利用过滤装置截留作将反冲污水浓缩后排放，因此较常规膜过滤系统反冲洗装置大大降低反冲洗水排放量。
附图说明
图1为本发明水体净化处理方法流程图。
图2为本发明反冲原理图。
图3为本发明工作示意图。
1-进水控制装置，2-出水控制装置，3-过滤单元，31-膜支撑结构，32-微孔膜(滤膜)，33-过滤单元的腔室外壳，4-过滤动力装置，5-反冲装置，6-浓缩污物排出装置，7-反冲喷头。
具体实施方式
反冲装置5利用过滤动力装置4提供反冲动力，出水控制装置2控制过滤后净水的走向。如图2所示结构中，过滤过程中，待处理污水经进控制装置1进入过滤单元3，在净水抽水泵4作用下，过滤单元3过滤后净水经出水控制装置2排出。当过滤单元3中过滤膜32污染堵塞需反冲时，进水控制装置1关闭(一般可通过检测排出净水效率、净水抽水泵负载，滤膜两侧压差等判断滤膜32的膜通量实时状态，或者简单的定时处理，如设置时间继电器控制反冲时间)，在过滤动力装置4作用下使得过滤单元3中固体悬浮液及净水侧液位下降至设定水位，调整出水控制装置2的出水方向；过滤动力装置4的作用下，抽取过滤单元3内存留净水，为反冲装置提供动力及净水，对过滤单元3内的滤膜32进行反冲洗；滤膜组件内反冲形成的固体悬浮液在自重作用下通过滤膜截留浓缩，最后将浓缩污物由浓缩污物排出装置6排出。
或反冲装置5也可单独设置反冲泵，反冲装置净水入口与过滤单元净水出口连接，过滤过程中，待处理污水经进控制装置1进入过滤单元3，在净水抽水泵4作用下，过滤单元3过滤后净水经出水控制装置2排出。当过滤单元3中过滤膜32污染堵塞需反冲时，进水控制装置1关闭(一般可通过检测排出净水效率、净水抽水泵负载，滤膜两侧压差等判断滤膜32的膜通量实时状态，或者简单的定时处理，如设置时间继电器控制反冲时间)，在过滤动力装置4作用下使得过滤单元3中固体悬浮液及净水侧液位下降至设定水位，关闭过滤动力装置4并关闭出水控制装置2；反冲装置5内反冲泵起动，抽取过滤单元3内存留净水，为反冲装置提供动力及净水，对过滤单元3内的滤膜32进行反冲洗；滤膜组件内反冲形成的固体悬浮液在自重作用下通过滤膜截留浓缩，最后将浓缩污物由浓缩污物排出装置6排出。
滤膜组件(滤膜腔室)内液位的检测可通过设置液位控制器来实现，液位控制器输出控制信号控制反冲过程的起停。
反冲过程中过滤装置内原理如图3所示：过滤单元的透过侧即微孔膜32左侧，固体截留侧即膜支撑结构31右侧。反冲时，反冲喷头7在设定轨迹上移动，喷射点型或线型射流对微孔膜32表面进行反冲，同时，过滤单元3内水面不断下降，在微孔膜32截留作用下，将反冲后的污水浓缩，将微孔膜32表面全部反冲，直至滤膜恢复膜通量，最后排出浓缩沉积污物。
该水体净化处理装置各组成结构可全部或部分集成为同一设备，也可分散布置。

Claims (7)

1.一种水体净化处理方法，包括以下步骤：
(1)正常过滤工作
待处理污水进入滤膜组件中，同时过滤动力装置工作，将经滤膜过滤后得到的净水抽走；
(2)暂停过滤、反冲处理
当膜通量显著降低时，待处理污水暂停进入滤膜组件；当滤膜组件内水位降至设定水位后，过滤动力装置作为反冲动力装置继续抽水，并调整过滤抽出后净水的走向，将其作为反冲用净水，对滤膜进行反冲；
或者当膜通量显著降低时，待处理污水暂停进入滤膜组件；当滤膜组件内水位降至设定水位后，过滤动力装置停止工作，反冲专用泵由滤膜组件内抽出净水对滤膜进行反冲；
(3)反冲污水浓缩
在反冲过程中，滤膜组件内反冲形成的固体悬浮液在自重作用下通过滤膜截留浓缩，形成反冲污浊液并滤出可直接再利用的净水；若此时滤膜膜通量仍未恢复，则再循环若干次步骤(2)所述反冲、步骤(3)所述截留浓缩，直至滤膜恢复膜通量；停止反冲，待反冲形成的固体悬浮液浓缩后，排出截留浓缩后的反冲污浊液；
或者在反冲过程中，将滤膜组件内反冲形成的固体悬浮液引出至另外设置的反冲污水浓缩装置，在反冲污水浓缩装置内固体悬浮液在自重作用下通过浓缩装置内的过滤介质截留浓缩，形成浓缩沉积污物并滤出可直接再利用的净水；直至所述滤膜组件的滤膜恢复膜通量；停止反冲，然后排出在反冲污水浓缩装置内截留浓缩得到的浓缩沉积污物；
(4)转入步骤(1)进行正常过滤工作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反冲是对滤膜表面喷射点型射流或线型射流，通过反冲喷头在设定轨迹上移动完成对滤膜全部表面的反冲。
3.一种水体净化处理装置，其特征在于：包括污水进水控制装置、过滤单元、过滤动力装置、反冲装置、净水出水控制装置和浓缩污物排出装置；其中污水进水控制装置、过滤单元、过滤动力装置、净水出水控制装置经管道依次连接构成过滤通路，所述浓缩污物排出装置与过滤单元的固体截留侧连通，反冲装置的射流喷头对准过滤单元的滤膜外表面；
其中，反冲装置的入水口经过滤动力装置与净水出水控制装置的出水口连接；或者反冲装置单独设置反冲泵，在过滤单元与过滤动力装置之间还设置有过滤单元的另一净水出口，该单独设置的反冲泵入水口直接与所述过滤单元的另一净水出口连接。
4.根据权利要求3所述的水体净化处理装置，其特征在于：所述反冲装置采用能够在设定轨迹上移动的喷射点型或线型射流的反冲喷头，使得反冲射流覆盖需反冲处理的过滤膜表面。
5.根据权利要求4所述的水体净化处理装置，其特征在于：所述过滤单元的滤膜组件主要由微孔膜和膜支撑结构组成。
6.根据权利要求5所述的水体净化处理装置，其特征在于：所述污水进水控制装置和净水出水控制装置均为电控阀。
7.根据权利要求6所述的水体净化处理装置，其特征在于：该水体净化处理装置还包括用以检测变送所述滤膜组件内液位的液位控制器，液位控制器控制信号输出端与反冲装置电连接。
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