CN104884391A - 用于在重力进料盘式过滤器上抑制生物生长的方法 - Google Patents

Abstract

一种旋转盘式过滤器设有用于抑制过滤器上的生物生长的生物淤积的系统，所述过滤器形成所述旋转盘式过滤器的一部分。抗生物剂从抗生物剂供给槽泵送至歧管且与反冲洗流混合以形成反冲洗流-抗生物剂溶液。在反冲洗操作期间，所述反冲洗流-抗生物剂溶液喷射到过滤介质上，且所述抗生物剂的存在抑制和消除在所述过滤介质上的生物生长。

Description

用于在重力进料盘式过滤器上抑制生物生长的方法

技术领域

本发明涉及一种用于处理废水的旋转盘式过滤器，以及更确切地指一种用于在旋转盘式过滤器中采用的过滤介质上抑制生物生长的方法。

背景技术

来自过滤介质上的生物生长的生物淤积是在水处理设施中的严重问题，且尤其是在其中使用的过滤器中。此生物生长通常以生物膜的形式存在。生物膜包括附加到过滤介质的细菌菌落和由此产生的排泄物。生物膜堵塞且淤塞过滤器，并且若不处理则会在数天或数周的周期内引起整个过滤器的堵塞。

当过滤介质由非织物介质构成时，这些问题会恶化。此类非织物介质能够生产成带有小于十微米的开口，且可以使用在旋转盘式过滤器中以提高移除效率和过滤速率。然而，由于在包括非织物过滤介质的纤维上的生物膜的形成，来自非织物过滤介质的这些过滤改进不能保持。此类生物膜不能采用通常用于盘式过滤器反冲洗操作的标准的8巴的反冲洗流来消除。事实上，高达80巴的反冲洗流仍不足以消除此类生物淤积。用于第三级水处理的接近一到两周的使用之后，在许多情况下，非织物过滤介质将完全由生物淤积堵塞。

发明内容

本文公开了一种用于抑制旋转盘式过滤器的过滤介质上的来自生物生长的生物淤积的方法或工艺。在此方法中，水被引导到包括至少一个滤盘的旋转盘式过滤器。滤盘具有被定位来允许过滤水的过滤介质。水被引导通过过滤介质以产生滤液。然后，过滤介质通过将过滤介质的至少一部分旋转到反冲洗位置来被定位成用于清洗。反冲洗流被提供且抗生物剂与其混合以产生反冲洗流-抗生物剂溶液。然后，反冲洗流-抗生物剂溶液在反冲洗操作期间喷射到过滤介质上，且抑制和消除在过滤介质上的生物生长。

附图说明

图1是的示例性盘式过滤器的透视图，其带有该结构的多个部分脱离以更好地图示盘式过滤器的基本部件。

图1A是盘式过滤器的端视图的示意性图示，其示出反冲洗泵和用于驱动滚筒和滤盘的驱动系统。

图2是反冲洗歧管和抗生物剂供给的一个实施例的图示。

图3是反冲洗歧管和抗生物剂供给的另一个实施例的图示。

图4是显示可替代实施例的示意性图示，其中抗生物剂被直接喷射到各个盘形过滤构件的过滤介质上。

具体实施方式

本发明致力于用于抑制旋转盘式过滤器上生物生长的方法。旋转盘式过滤器是众所周知的且广泛地用于提供水过滤。如本文所用的，术语“水”包括所有形式的给水，以包括废水。旋转盘式过滤器在专利和其它公开的材料中示出且描述。例如，可参考美国专利号7,597,805和美国专利公开号2008/0035584。这两个公开的公开内容通过引用明确地并入本文中。对于盘式过滤器以及其结构和操作的完整和统一的认识能够通过查看这些材料来获得。

典型的盘式过滤器的结构和操作的简要概述可以是有益的。图1显示通常由附图标记10指示的盘式过滤器。盘式过滤器10包括外壳12或用于安装在通道中的开放框架结构。滚筒旋转地安装在外壳12中。通常滚筒被封闭，除了其包括入口开口和在其表面中形成的一系列开口用于使进水能从滚筒流入安装在滚筒上的一系列旋转滤盘中，通常由附图标记14表示。也就是说，如将从本文随后的讨论领会到的，进水被引导进入滚筒中，并从滚筒通过在其表面中的多个开口进入各个旋转滤盘14中。

固定在滚筒上且可与其一起旋转的旋转滤盘14的数量能够改变。基本上，每个旋转滤盘14包括过滤框架16和固定在每个旋转滤盘14的相对的多个侧上的过滤介质18。存储区域被限定在每个旋转滤盘14内部用于接收将由旋转滤盘14过滤的进水。

盘式过滤器10设有驱动系统用于旋转驱动滚筒和安装在其上的旋转滤盘14。提供了滚筒马达64，其可操作来驱动连接到滚筒的链轮或滑轮（未示出）。参见图1A。各个装置能够在滚筒马达64和链轮之间可操作地相互连接用于驱动链轮，并且因此驱动滚筒。例如，能够使用皮带驱动。各个其它类型的驱动系统能够用于旋转滚筒和安装在其上的旋转滤盘14。

继续参照图1，盘式过滤器10包括进水入口22。进水入口22通向进水存储槽24。进水存储槽24设置成邻近在滚筒中形成的入口开口，使得保持在进水存储槽24内的进水能够从存储槽流入滚筒中。如在附图中所见，进水存储槽设置在盘式过滤器10的上游侧上。旁路槽30围绕进水存储槽24设置且通常在进水存储槽24下方。出口32使进水能从旁路槽30流出。注意到，进水存储槽24包括溢流开口。这些溢流开口允许溢出的进水从进水存储槽24向下流入旁路槽30。这有效地限制了进水存储槽24中的水位高度。

盘式过滤器10还包括出水存储槽26。出水存储槽26围绕盘式过滤器10的下游端部部分设置，且如附图中所示，围绕旋转滤盘14的至少下部部分延伸。当进水向外移动通过过滤介质18时，这引起水被过滤，且接下来过滤后的水构成出水。这些出水存储在出水存储槽26内。还提供了与出水存储槽26相关联的出水出口用于从盘式过滤器10引导出水或过滤后的水。

因此，接下来待处理或待过滤的进水被引导进入进水入口22和进水存储槽24中，在其中水积累到所选择的高度，以便提供水头压力用于有效地引起水从旋转滤盘14的内部部分移动向外通过过滤介质18。保持在存储槽24内的进水最终被引导进入滚筒中，且从滚筒通过在其中的开口进入旋转滤盘14的内部区域。现在，在旋转滤盘内的水向外移动通过过滤介质18进入出水存储槽26，且最终从出水出口排出。

本申请的重点是用于防止盘式过滤器上生物生长的方法。来防止、消除或抑制生物生长的一个途径在于利用抗生物剂。抗生物剂是目前杀死生长的生物污染物和阻止新的生物污染物的生长的物质（或在某些情况下是生物体）。例如，氯抗生物剂早已被添加至游泳池和温泉浴场中，以既杀死存在于池水中的细菌又防止新的细菌在其中生长。

本文公开的方法可以与任何能够从过滤介质中去除生物膜的抗生物剂一起使用。在优选的实施例中，抗生物剂是一种不会引起环境危害的抗生物剂。抗生物剂的一种优选类型是过氧酸。过氧酸的一个示例是过氧乙酸。过氧乙酸抑制广泛范围的生物污染物的生长。在处理后，过氧乙酸分解成过氧化氢和乙酸，其是无毒的和环境无害的。在一个示例性实施例中，所使用的过氧乙酸的浓度按重量计接近2-15％。过氧酸（抗生物剂）的另一个示例是过氧甲酸。过氧甲酸有效地抑制特别是细菌、真菌、病毒和其它微生物的生长。因为过氧甲酸降解为二氧化碳、氧气和水，它是一种对环境无害的抗生物剂。

本发明预想将抗生物剂应用并入到旋转盘式过滤器的反冲洗系统中。一种此类反冲洗系统示于图1和1A中。通常地，反冲洗系统包括歧管40，其沿盘式过滤器10的一侧延伸并且可操作地连接到反冲洗泵42，该反冲洗泵42可操作来引导高压洗涤水（通常由盘式过滤器产生的滤液）通过歧管40。延伸到歧管40外的是一系列给料管44，每个给料管在其外端处连接到喷嘴阵列46。如附图中所见，存在有淤泥或反冲洗水出口50。出口50可操作地连接到沟槽或卡合结构，该沟槽或卡合结构延伸贯穿滚筒且通常设置在各个喷嘴阵列46的下面。当反冲洗系统处于运行中时，碎屑、淤泥和洗涤水落入沟槽或卡合结构中，且通过重力从盘式过滤器10穿过淤泥或反冲洗水出口50。如图2-3中所示，歧管40可操作地连接到反冲洗泵62，其依次可操作地连接到反冲洗供给64。如上面提到的，在许多情况下，反冲洗系统将利用由盘式过滤器产生的过滤后的水用作反冲洗流。如图2中所示，例如，计量泵68可操作地连接到抗生物剂供给66，其通常包括一个或更多个槽用于供应所选择的抗生物剂，例如过氧乙酸（能够在现场产生的过氧甲酸）。例如过氧甲酸（抗生物剂）的一些抗生物剂能够现场产生且供给至计量泵68。计量泵68包括出口，该出口可操作地连接到反冲洗系统的歧管40。如图2中所示，从计量泵68泵送的抗生物剂能够被引导进入反冲洗泵62的上游或下游中的歧管40内。通常认为将抗生物剂注入反冲洗泵62的下游的歧管40是优选的。然而，在盘式过滤器的槽的变型中，抗生物剂注入到反冲洗泵62的吸入侧（即，上游）是可能的。这对清洗反冲洗泵62具有另外的益处。在一些实施例中，控制器70被用于调节抗生物剂的给料。本领域技术人员领会到可以利用许多类型的控制器，其包括计时器、PLC和基于计算机的系统（其可以包括远程和无线控制功能）。在一个实施例中，如图2所示，控制器70是PLC。在此实施例中，控制器70可考虑一个因素或多个因素的组合以控制给料的频率和量。此类因素的示例包括但不限于滤液流量、进水流量，反冲洗频率、水头水平和水头损失（进水水头高度和滤液水平高度之间的差值）。本领域技术人员注意到也能够使用许多其它因素。在一个实施例中，如图3所示，控制器70是计时器。在这种情况下，计时器被设定或编程以允许抗生物剂的给料在选定的时间和对于选定的时间周期来进入反冲洗流中。在此实施例中，反冲洗泵62配置来与计时器通信，使得当反冲洗泵62处于开启位置时，计时器仅允许来自计量泵68的给料。

在一个实施例中，抗生物剂以接近10-300 ppm的浓度给料到反冲洗流，带有给料发生接近5-100％的时间。给料的抗生物剂的浓度和给料频率将根据条件和具体应用来变化。在一个实施例中，例如普遍相信，在许多应用中接近20-80 ppm浓度的抗生物剂以10-20％的给料频率将足以控制在过滤介质上的生物淤积。术语“给料频率”是指将应用抗生物剂的频率相对于反冲洗的频率进行比较的术语。例如，50％的给料频率意味着抗生物剂与反冲洗流混合一半或50％的时间。为了反冲洗过滤介质18，滚筒能够连续或间歇地旋转，使得过滤介质或过滤板18进入在出水存储槽26中累积的出水。应当领会到的是，仅过滤介质18的底部部分在任一时间是有效的以过滤进水。有时，滚筒和旋转滤盘14将被旋转，且当此发生时，过滤介质18的某些部分将被旋转到上部部分，且在这个位置上过滤介质18将不处于来过滤出水的位置。

在反冲洗流循环期间，高压反冲洗流-抗生物剂溶液从喷嘴阵列46喷射到过滤介质18的外表面上以清洁它们。当滚筒和旋转滤盘14是静止的或旋转时，这种情况能够发生。从喷嘴阵列46喷射的反冲洗流-抗生物剂溶液冲击过滤介质18的外表面，使过滤介质振动且甚至穿过过滤介质。这引起在过滤介质18的内侧上捕获的碎屑从过滤介质18的内表面去除或移除。这些碎屑和反冲洗水落入延伸通过滚筒的下层沟槽中。此后，碎屑和反冲洗水被引导流出出口50。理解到的是，虽然过滤介质18的上部部分被反冲洗、消毒和清洁，但是过滤介质的下部浸没部分能够继续过滤进水。

在另一实施例中，抗生物剂能够适用于独立于反冲洗系统的过滤介质。在此情况下，分开的一组喷嘴能够用于喷射抗生物剂到过滤介质上。抗生物剂能够是化学稀释的，且在滤盘相对较慢旋转时以例如1-2巴的相对低压施加。这个实施例的示例在图4中示出。在图4的实施例中，抗生物剂泵84可操作地连接到歧管80，其包括多个喷嘴82。喷嘴82被间隔开，使得一个或更多个喷嘴被引导到每个盘形过滤构件14的每一侧，抗生物剂泵84可操作地连接到抗生物剂供给66，其能够是抗生物剂槽或用于现场产生抗生物剂的系统。抗生物剂泵84由控制器70或如以上所讨论的计时器或其它类型的控制系统所控制。在此情况下，有时抗生物剂将被喷射到滤盘14的过滤介质上以控制或抑制生物淤积。在此实施例中，从抗生物剂供给泵送抗生物剂到抗生物剂泵84，且然后引导其进入歧管80。此后，抗生物剂在压力下被喷射到单个的盘形过滤构件的过滤介质上。

虽然本方法已经示出并仅对于其几个/具体的示例性实施例进行了相当详细的描述，但是本领域技术人员应当理解的是，这并不旨在将本方法限制为多个实施例，因为各种更改、省略和添加可以在所公开的实施例上做出，而实质上不违背本方法的新的教导和优点，尤其是根据前述教导。

当然，本发明可以不同于本文所阐述的其它具体方式来实施，而不违背本发明的范围和基本特征。因此，此处的多个实施例在所有方面被理解成说明性的而不是限制性的，且在所附权利要求的含义和等同范围内的所有改变都旨在来包含在其中。

Claims (20)

1. 一种用于采用旋转盘式过滤器处理水和抑制吸收在盘式过滤器中的过滤介质的生物淤积的方法，其包括：

引导水至所述旋转盘式过滤器，其中所述旋转盘式过滤器包括至少一个滤盘，所述滤盘具有定位来过滤水的过滤介质；

引导水通过所述过滤介质以产生滤液；

定位所述过滤介质用于清洗，其通过旋转所述过滤介质的至少一部分到反冲洗位置；

提供反冲洗流；

混合抗生物剂和所述反冲洗流以形成反冲洗流-抗生物剂溶液；以及

在反冲洗操作期间通过喷射所述反冲洗流-抗生物剂溶液到所述过滤介质上来抑制在所述过滤介质上的生物生长。

2. 根据权利要求1所述的方法，其中，喷射所述反冲洗流-抗生物剂溶液到所述过滤介质上连续地或间歇性地发生。

3. 根据权利要求1所述的方法，其中，喷射所述反冲洗流-抗生物剂溶液到所述过滤介质上间歇性地发生，且在反冲洗的时间的5-90％的范围内发生。

4. 根据权利要求1所述的方法，其包括使所述抗生物剂与所述反冲洗流混合以形成反冲洗流-抗生物剂溶液，使得在所述反冲洗流-抗生物剂溶液中的所述抗生物剂的浓度包括至少10 ppm。

5. 根据权利要求1所述的方法，其包括使所述抗生物剂与所述反冲洗流混合以形成反冲洗流-抗生物剂溶液，使得在所述反冲洗流-抗生物剂溶液中的所述抗生物剂的浓度包括接近10 ppm至接近300 ppm。

6. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述抗生物剂选自过氧酸的组，其包括：过氧乙酸和过氧甲酸。

7. 一种采用旋转盘式过滤器过滤水和抑制非织物过滤介质的生物淤积的方法，所述方法包括：

引导水进入形成所述旋转盘式过滤器的一部分的一个或更多个旋转滤盘；

引导水通过非织物过滤介质以产生滤液，所述非织物过滤介质定位在所述旋转滤盘的相对的多个侧上；

旋转所述旋转滤盘，使得所述非织物过滤介质的一部分从在所述滤液中的浸没位置移动到上部清洗位置，在此处所述非织物过滤介质的所述部分位于所述滤液上方；以及

当所述非织物过滤介质位于过滤后的水的上方时，通过喷射抗生物剂到所述非织物过滤介质的外表面上以控制在所述非织物过滤介质上的生物淤积。

8. 根据权利要求7所述的方法，其包括从抗生物剂供给泵送所述抗生物剂进入反冲洗系统，在此处所述抗生物剂与所述反冲洗流混合以形成所述反冲洗流-抗生物剂溶液。

9. 根据权利要求8所述的方法，其中，所述反冲洗流-抗生物剂溶液中的所述抗生物剂的浓度是约10至约300 ppm。

10. 根据权利要求7所述的方法，其包括：

从抗生物剂存储槽泵送抗生物剂；

从反冲洗流供给泵送反冲洗流；

混合所述抗生物剂与所述反冲洗流以形成反冲洗流-抗生物剂溶液；以及

喷射所述反冲洗流-抗生物剂溶液到所述非织物过滤介质上以控制生物淤积。

11. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述旋转盘式过滤器包括分开的两组喷嘴，一组喷嘴配置来喷射抗生物剂溶液到所述非织物过滤介质上，以及第二组喷嘴配置来喷射反冲洗流到所述非织物过滤介质上；且其中所述方法引起泵送抗生物剂溶液到第一组喷嘴和喷射所述抗生物剂溶液到位于所述滤液上方的所述非织物过滤介质的所述外表面上；以及同时或不同时采用所述抗生物剂的喷射，喷射所述反冲洗流到位于所述滤液上方的所述非织物过滤介质的所述外表面上。

12. 一种具有用于清洁过滤介质和用于抑制所述过滤介质的生物淤积的系统的旋转盘式过滤器，所述旋转盘式过滤器包括：

旋转滚筒，其用于接收待过滤的水；

驱动器，其用于旋转驱动所述旋转滚筒；

一个或更多个盘形过滤构件，其固定在所述滚筒周围且和能够与所述滚筒一起旋转；

每个盘形过滤构件包括设置在其每一侧上的过滤介质；以及

反冲洗系统，其包括反冲洗泵和多个喷嘴用于喷射反冲洗流到所述过滤介质的外表面上；

抗生物剂应用系统，其用于应用抗生物剂到所述过滤介质的所述外表面；

所述抗生物剂应用系统包括抗生物剂泵、抗生物剂存储槽和抗生物剂进料管线，所述抗生物剂进料管线能够操作地连接在所述抗生物剂泵和所述抗生物剂存储槽之间；

抗生物剂供给管线，其用于引导抗生物剂从所述抗生物剂泵进入所述反冲洗系统的所述反冲洗流，其中所述抗生物剂与所述反冲洗流混合以形成反冲洗流-抗生物剂溶液；

控制器，其形成所述抗生物剂应用系统的一部分，且其能够操作地连接到所述抗生物剂泵用于控制所述抗生物剂泵和以所述抗生物剂给料所述反冲洗流的频率，以及大体控制在所述反冲洗流-抗生物剂溶液中的所述抗生物剂的浓度；以及

其中所述反冲洗系统能够操作来喷射所述反冲洗流-抗生物剂溶液到所述过滤介质的所述外表面上，所述外表面设置在一个或更多个盘形过滤构件的相对的多个侧上。

13. 根据权利要求12所述的旋转盘式过滤器，其中，所述控制器是程序化的逻辑控制器或计时器。

14. 根据权利要求12所述的旋转盘式过滤器，其中，所述控制器是配置来接收一系列信号的程序化的逻辑控制器，该信号表示一个或更多个以下过程变量：滤液流量、水头水平、反冲洗频率和所述反冲洗泵的开启-关闭状态。

15. 一种采用旋转盘式过滤器过滤水和抑制织物过滤介质的生物淤积的方法，所述方法包括：

引导水进入形成所述旋转盘式过滤器的一部分的一个或更多个旋转滤盘；

引导水通过所述织物过滤介质以产生滤液，所述织物过滤介质定位在所述旋转滤盘的相对的多个侧上；

旋转所述旋转滤盘，使得所述织物过滤介质的一部分从在所述滤液中的浸没位置移动到上部清洗位置，在此处所述织物过滤介质的所述部分位于所述滤液的上方；以及

当所述织物过滤介质位于所述过滤后的水的上方时，通过喷射抗生物剂到所述织物过滤介质的所述外表面上，以控制在所述织物过滤介质上的生物淤积。

16. 根据权利要求15所述的方法，其包括从抗生物剂供给泵送所述抗生物剂进入反冲洗流，其中所述抗生物剂与所述反冲洗流混合以形成反冲洗流-抗生物剂溶液，且然后喷射所述反冲洗流-抗生物剂溶液到所述织物过滤介质上。

17. 根据权利要求16所述的方法，其中，在所述反冲洗流-抗生物剂溶液中的所述抗生物剂浓度为约10至约300 ppm。

18. 根据权利要求15所述的方法，其包括：

从抗生物剂存储槽泵送抗生物剂；

从反冲洗流供给泵送反冲洗流；

混合所述抗生物剂与所述反冲洗流以形成反冲洗流-抗生物剂溶液；以及

喷射所述反冲洗流-抗生物剂溶液到所述织物过滤介质上以控制生物淤积。

19. 根据权利要求15所述的方法，其中，所述旋转盘式过滤器包括分开的两组喷嘴，一组喷嘴配置来喷射抗生物剂溶液到所述织物过滤介质上，以及第二组喷嘴配置来喷射反冲洗流到所述织物过滤介质上；其中所述方法引起泵送抗生物剂溶液到第一组喷嘴和喷射所述抗生物剂溶液到位于所述滤液上方的所述织物过滤介质的所述外表面上；以及同时或不同时采用抗生物剂的喷射，将所述反冲洗流喷射到位于所述滤液上方的所述织物过滤介质的所述外表面上。

20. 根据权利要求15所述的方法，其中，所述抗生物剂选自过氧酸的组，其包括：过氧乙酸和过氧甲酸。