CN103539282A

CN103539282A - 具有循环流路的水处理设备及使用该设备的水处理方法

Info

Publication number: CN103539282A
Application number: CN201310297905.5A
Authority: CN
Inventors: 朴罗营; 李勇周; 崔雄
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Corp
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2033-07-16
Also published as: CN103539282B; US20140021132A1; EP2687487B1; US9517949B2; EP2687487A1; KR101185223B1

Abstract

本发明提供了一种具有循环流路的水处理设备及使用该设备的水处理方法。水处理设备包括：抱合剂输入装置，其被构造为将抱合剂输入到原水；膜过滤装置，其包括允许其中包括抱合剂的原水被通过其引入的入口、被构造为排出处理水的水处理排出开口以及允许未过滤的原水的部分量通过其排出的原水排出开口；原水泵，其被构造为将包括抱合剂的原水传输到膜过滤装置；水供应流路，其连接原水泵的排出侧和膜过滤装置的入口；循环流路，其连接膜过滤装置的原水排出开口和水供应流路；以及循环泵，其设置在循环流路中以将排出的原水传输到入口。

Description

具有循环流路的水处理设备及使用该设备的水处理方法

技术领域

本发明涉及一种水处理设备和使用水处理设备的水处理方法，并且特别地，涉及一种用于凝结原水中包括的异物的水处理设备和方法。

背景技术

通常，物理的、化学的水处理方法包括凝结沉淀过滤处理、凝结悬浮过滤处理等等，并且这里，凝结处理是将原水中悬浮的细小胶质颗粒生长为絮状物（即，具有足以沉淀和过滤的大小的颗粒）的处理。在凝结处理中，用于促进胶质颗粒凝结为絮状物的抱合剂被施加到原水，并且执行搅拌处理以允许抱合剂与原水均匀地混合。搅拌处理要求其中设置有叶轮的絮凝器。另外，絮凝器中包括异物的絮状物的原水被泵传输到膜过滤装置。

在如上所述的水处理中，原水中异物的凝结程度显著地影响膜过滤装置的过滤效率。即，获得的凝结的程度越高，膜过滤装置中的抱合剂的使用量以及原水的恢复率也能够越大。然而，虽然絮状物在絮凝器或沉淀池中充分地生长，但是膜过滤装置中的恢复率在有些情况下并不是令人满意的。为了解决该问题，可以考虑增加抱合剂的使用量的方法，但是这将导致成本的增加。

另外，由于要求诸如混合池、絮凝器或沉淀池的额外的设备，因此，安装地方受到限制并且增加了建筑成本。

发明内容

因此，详细描述的一方面在于提供一种水处理设备和方法，其能够在没有增加抱合剂的使用量的情况下增强膜过滤装置的过滤效率。

详细描述的另一方面在于提供一种水处理设备和方法，其即使在没有诸如混合池、絮凝器或沉淀池的土建结构的情况下也能够生成具有想要的颗粒直径的絮状物。

为了实现这些和其它优点并且根据本发明的目的，如这里具体实施和广泛描述的，一种水处理设备包括：抱合剂输入装置，其被构造为将抱合剂输入到原水；膜过滤装置，其包括入口，该入口允许其中包括抱合剂的原水被通过该入口引入、水处理排出开口，其被构造为排出处理水、以及原水排出开口，其允许未过滤的原水的部分量通过该原水排出开口排出；原水泵，其被构造为将包括抱合剂的原水传输到膜过滤装置；水供应流路，其连接原水泵的排出侧和膜过滤装置的入口；循环流路，其连接膜过滤装置的原水排出开口和水供应流路；以及循环泵，其设置在循环流路中以将排出的原水传输到入口。

在本发明的该方面中，省略了现有的水处理设备中使用的絮凝器和沉淀池并且提供了循环流路，以收集来自膜过滤装置的原水的部分量并且将其重新供应给膜过滤装置，从而在其中原水沿着循环流路流动的处理中进行凝结。

本发明的发明人在了解到虽然通过输入粘合剂形成了具有足够大小的絮状物，但是絮状物会在由泵进行传输的处理中由于泵内的机械碰撞而破碎，这降低了过滤效率，絮状物被控制为在泵的下游侧生长，而不是在凝结器或沉淀池中凝结。即，当生成的絮状物与泵内高速旋转的叶轮或叶片碰撞时，絮状物破碎并且破碎的絮状物被排出到外部，而没有被膜过滤装置过滤掉，这降低了过滤效率并且增加了处理水的污染程度。然而，由于原水在泵的下游侧循环的同时进行凝结，因此，能够防止膜过滤装置的效率的劣化。

为了实现这些和其它优点并且根据本发明的目的，如这里具体实施和广泛描述的，一种水处理方法包括：将抱合剂施加到原水；将包括抱合剂的原水供应到泵；将从泵排出的原水供应到膜过滤装置；提取没有被膜过滤装置过滤的原水的部分量；以及将所提取的原水重新供应到泵的排出侧流路。

因此，具有上述构造的本发明的实施方式由于在泵的下游侧进行凝结，因此，生成的絮状物得以保持为具有原始尺寸而没有破碎，从而能够在没有增加抱合剂的情况下增强膜过滤装置的过滤效率。

另外，由于省略了絮凝器或沉淀池或减小了其尺寸，因此，与具有相同的处理能力的现有水处理设备相比，能够减少由于安装位置带来的限制并且还能够减少其构造所要求的开销。

根据下面给出的详细描述，本申请的应用的另外方面将变得更加明显。然而，应理解的是，仅借助于示例给出指示本发明的优选实施方式的详细描述和具体示例，这是由于对于根据本详细描述的本领域技术人员来说，本发明的精神和范围内的各种改变和修改将是显而易见的。

附图说明

附图被包括进来以提供本发明的进一步理解，并且被并入本申请且构成本申请的一部分，示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于说明本发明的原理。

在附图中：

图1是示意性地示出根据本发明的第一实施方式的水处理设备的视图。

图2是示出图1中所示的根据第一实施方式的水处理设备的水供应流路的内部的截面图。

图3是示出图1中所示的根据第一实施方式的水处理设备的水供应流路的变型的内部的截面图。

图4是示出图1中所示的根据第一实施方式的水处理设备中对原水进行处理的处理的流程图。

图5是示意性地示出根据本发明的第二实施方式的水处理设备的视图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细描述根据本发明的实施方式的水处理设备。

图1是示意性地示出根据本发明的第一实施方式的水处理设备的视图。根据本发明的第一实施方式的水处理设备100包括暂时地储存作为处理目标的原水的原水池110，并且原水池110中储存的原水被引入到原水泵120。

同时，抱合剂输入装置130位于原水泵120的上游侧。因此，在抱合剂被输入（或施加）到原水的状态下，输入到原水的抱合剂被在原水泵120内加压并且被排出到外部，并且在该处理中，抱合剂被与原水均匀地混合。该处理可以替代现有技术的快速混合（或搅拌）处理，并且可以通过在没有安装混合池的情况下将原水引入到原水泵来执行混合。

当在原水泵120中执行混合时，原水中包括的胶质颗粒凝结在一起以形成絮状物。其中形成有块的原水被排出到连接原水泵120的排出侧与膜过滤装置150的入口的水供应流路122。

如图2中所示，多个挡板142安装在水供应流路122内。挡板142增加了水供应流路122内的流阻以降低原水的流速，并且因此，当原水通过水供应流路122时，能够延长絮状物生长的时间。详细地，图2中所示的挡板142形成为垂直于水供应流路122的内壁表面而延伸，但是本发明不必限于此并且也可以考虑挡板142’延长为在原水流动的方向上倾斜的示例。

而且，挡板142不必仅存在于水供应流路122中，并且如果必要，挡板142可以设置在循环流路124上。另外，挡板的数量不限于所示出的4个，可以形成特定数量的挡板。

另外，用于调整开口程度的第一阀门140安装在水供应流路122中，因此可以与挡板一起调整原水的流速。即，如果通过水供应流路的絮状物的大小不是想要的尺寸，则可以通过使用第一阀门140来调整原水的流速以调整絮状物的大小。这里，第一压力感测单元126安装在水供应流路122中，并且通过该第一压力感测单元126测量水供应流路122内的原水的流速。所测量出的流速用于如上所述地调整第一阀门140的开口程度。

包括生长的絮状物的原水由于原水泵120的压力而引入到膜过滤装置150。膜过滤装置可以通过使用诸如超过滤膜（UF）、微滤膜（MF）等等的膜来滤掉混合在原水中的絮状物。没有絮状物的处理水通过处理水排出开口156排出到外部，并且通过反冲处理将保留在膜中的絮状物从膜过滤装置移除。

同时，膜过滤装置进一步包括用于允许没有通过膜的原水的部分量排出到外部的原水排出开口154。从原水排出开口154排出的原水没有进行通过膜的过滤处理，其中混合有絮状物。排出的原水被引入到循环流路124。

循环流路124形成为将从膜过滤装置排出的原水重新供应到原水泵120的下游侧，并且包括用于传输中途排出的原水的循环泵160。作为循环泵160，使用容积泵而不是其中叶轮或叶片旋转的离心泵。因此，能够使得通过泵的原水中混合的絮状物的破碎最小化。循环流路124包括用于测量循环流路内的流速的第二压力感测单元127，并且另外，安装有用于根据由第二压力感测单元127测量的流速控制循环流路内的流速的第二阀门170。

同时，虽然未示出，但是在抱合剂输入装置130的上游设置浊度测量单元，其用于测量污染程度（具体地，从原水池110引入的原水的浊度）。因此，预先检查待处理的原水的污染程度，并且对将要施加的抱合剂的量进行调整。

下面，将参考图4描述根据本发明的第一实施方式的原水的处理。

首先，原水泵120运行以允许原水池110内的原水被引入到原水泵120中（步骤S01）。在该处理中，通过使用前述浊度测量单元测量引入的原水的浊度（步骤S02），并且根据所测量的浊度对所施加的抱合剂的量进行调整（步骤S03）。这里，抱合剂的量可以被调整为与原水的浊度成比例，或者原水的浑浊部分可以被分为某些部分，例如，低浊度部分、中浊度部分和高浊度部分，并且可以预先确定对应于各部分的抱合剂的量，从而相应地输入抱合剂。

而且，可以根据原水的浊度确定通过前述循环流路的原水的循环速率。即，污染的程度越高，抱合剂的输入量越大，并且因此，原水中包括的污染物变为絮状物所要求的时间也增加。因此，根据污染的程度不同地确定循环速率。

这里，可以通过各种方法调整循环速率。例如，可以考虑调整第二控制阀门的开口程度的方法。详细地，由于流阻根据第二控制阀门的开口程度而变化，因此，循环流路内的流速相应地改变。因此，在浊度高的情况下，第二控制阀门的开口程度增加以增加循环速率，并且在浊度较低的情况下，第二控制阀门的开口程度减小以减小循环速率。而且，由于原水留在循环流路中的时间根据第二阀门的开口程度而增加，因此，絮状物生长的时间能够相应地增加。用于控制第二控制阀门的方法也可以应用于第一控制阀门。即，可以通过一起控制第一和第二控制阀门来将循环速率调整为具有更大的范围。根据情况，可以仅控制第一控制阀门。

此外，也可以考虑改变循环泵的运行速度的方法。基于所测量的浊度，例如，如果浊度较高，则可以增加循环泵的运行速度以增加循环速率，从而能够增加从膜过滤装置提取的原水的量。因此，如果浊度较低，则可以降低循环泵的运行速度以减小所提取的原水的量。

根据情况，从膜过滤装置排出的处理水的量可以保持为超过预定范围。即，为了稳定地使用从根据本发明的第一实施方式的水处理设备提取的处理水，要求持续地供应超过预定量的处理水。所提取的处理水的量与原水的供应的比率可以被定义为恢复率，并且要求与循环速率一起控制这样的恢复率。

可以通过控制第一和第二控制阀门、原水泵和循环泵来将恢复率调整到想要的水平。即，在确定了循环速率的情况下，对恢复率进行测量（步骤S04），并且当测量出的恢复率低于预置水平时，循环泵的运行速度可以改变以增加原水的供应，从而增加恢复率。在该情况下，为了增加膜过滤装置的过滤效率，暂时地增加抱合剂的输入（步骤S05）。

在前面的实施方式中，由于从原水池排出的原水直接引入到原水泵并且不要求絮凝器或沉淀池，没有占用很大的设备空间。然而，如果要求的处理能力很大，则可以考虑包括混合池、絮凝器或沉淀池的示例。

图5是示出包括混合池和絮凝器的根据本发明的第二实施方式的视图。

在图5中所示的第二实施方式中，对于与第一实施方式相同的组件使用相同的附图标记，并且将省略其重复描述。参考图5，处于由抱合剂输入装置130输入了抱合剂的状态的从原水池110排出的原水被引入到混合池112中并且被均匀地混合，从而在其中生长絮状物。之后，原水被引入到原水泵120，进行与本发明的第一实施方式相同的处理，以被作为处理水排出。

在第二实施方式中，虽然包括了混合池和絮凝器，但是由于胶质颗粒或未生长的絮状物在循环流路124上生长为具有想要的尺寸的絮状物，因此与不具有循环流路的情况相比，能够减小其体积。

前述实施方式和优点仅是示例性的并且将不视为对本公开的限制。本教导能够容易地应用于其它类型的设备。本说明书意在是示出性的，并且不构成对于权利要求的范围的限制。许多替选、修改和变化对于本领域技术人员都将是显而易见的。这里描述的示例性实施方式的特征、结构、方法和其它特征可以以各种方式来组合以获得额外的和/或替选的示例性实施方式。

由于示出的特征可以在不偏离其特性的情况下以各种形式实施，因此还应该理解的是，上述实施方式不受到前述描述的任何细节的限制，除非另有所述，相反地，其应该在如所附权利要求中限定的范围内广泛地理解，并且因此，落入权利要求或其等价物的范围内的改变和修改都因此意在由所附权利要求涵盖。

Claims

1.一种水处理设备，所述水处理设备包括：

抱合剂输入装置，所述抱合剂输入装置被构造为将抱合剂输入到原水；

膜过滤装置，所述膜过滤装置包括入口、水处理排出开口以及原水排出开口，所述入口允许其中包括抱合剂的原水被通过所述入口引入，所述水处理排出开口被构造为排出处理水，并且所述原水排出开口允许未过滤的原水的部分量通过所述原水排出开口排出；

原水泵，所述原水泵被构造为将包括抱合剂的原水传输到所述膜过滤装置；

水供应流路，所述水供应流路连接所述原水泵的排出侧和所述膜过滤装置的所述入口；

循环流路，所述循环流路连接所述膜过滤装置的所述原水排出开口和所述水供应流路；以及

循环泵，所述循环泵设置在所述循环流路中以将排出的原水传输到所述入口。

2.根据权利要求1所述的水处理设备，其中，用于减少流速的阻流单元设置在所述水供应流路或所述循环流路中。

3.根据权利要求2所述的水处理设备，其中，所述阻流单元包括相对于流动方向以直角或倾斜地布置的一个或多个挡板。

4.根据权利要求1所述的水处理设备，其中，所述循环泵是容积泵。

5.根据权利要求1所述的水处理设备，所述水处理设备进一步包括：

污染感测单元，所述污染感测单元被构造为感测原水的污染程度；以及

控制阀门，所述控制阀门被构造为打开或关闭所述循环流路，

其中，所述控制阀门进行控制使得原水留在所述循环路径中的时间随着感测到的污染的程度的变高而延长。

6.根据权利要求5所述的水处理设备，其中，所述控制阀门被布置在所述循环泵的下游侧。

7.根据权利要求1所述的水处理设备，所述水处理设备进一步包括：

污染感测单元，所述污染感测单元被构造为感测原水的污染的程度；以及

控制器，所述控制器被构造为根据所感测到的污染的程度控制所述循环泵的运行，

其中，所述控制器进行控制使得到所述循环流路的流速随着所感测到的污染的程度的变高而增大。

8.根据权利要求1所述的水处理设备，其中，所述抱合剂输入装置被布置在所述原水泵的上游侧。

9.根据权利要求8所述的水处理设备，所述水处理设备进一步包括污染感测单元，所述污染感测单元被构造为感测原水的污染的程度，其中，由所述抱合剂输入装置输入的抱合剂的量增大。

10.根据权利要求5、7和9中的任一项所述的水处理设备，所述水处理设备进一步包括：

原水池，所述原水池被构造为储存原水；以及

原水供应流路，所述原水供应流路被构造为连接所述原水池与所述原水泵，

其中，原水被从所述原水池直接引入到所述原水泵。

11.根据权利要求10所述的水处理设备，其中，所述污染感测单元设置在所述原水供应流路和所述水供应流路的任一侧或两侧。

12.根据权利要求1所述的水处理设备，其中，所述膜过滤装置使用微滤膜MF。

13.一种水处理方法，所述水处理方法包括：

将抱合剂施加到原水；

将包括抱合剂的原水供应到泵；

将从所述泵排出的原水供应到膜过滤装置；

提取没有被所述膜过滤装置过滤的原水的部分量；以及

将所提取的原水重新供应到所述泵的排出侧流路。

14.根据权利要求13所述的水处理方法，所述水处理方法进一步包括：

感测供应给泵的原水的污染的程度，

其中，根据所感测到的污染的程度确定由所述膜过滤装置提取的原水被重新供应到所述排出侧流路的时间。

15.根据权利要求13所述的水处理方法，所述水处理方法进一步包括：

感测供应给所述泵的原水的污染的程度，

其中，通过所感测到的污染的程度确定由所述膜过滤装置提取的原水的量。

16.根据权利要求13所述的水处理方法，所述水处理方法进一步包括：

感测供应给所述泵的原水的污染的程度，

其中，根据所感测到的污染的程度确定抱合剂的输入量和原水的提取量。

17.根据权利要求16所述的水处理方法，所述水处理方法进一步包括：

测量所述膜过滤装置的恢复率；以及

根据所测量的恢复率改变抱合剂的所确定的量和原水的所确定的提取量。

18.根据权利要求17所述的水处理方法，其中，当所测量的恢复率超过预定值时，抱合剂的量和原水的提取量返回到正常范围，并且当所测量的恢复率低于预定水平时，再次改变抱合剂的量和原水的提取量。

19.根据权利要求16所述的水处理方法，其中，根据所感测到的污染的程度确定供应给膜过滤装置的流速。