CN108744655B - 一种自清洗过滤装置及其过滤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明结合了错流过滤与死端过滤的优势，使被拦截物沿溶液流动方向浓缩，并在过滤器顶部发生富集；然后结合浓液放空后产生真空，从而使柔性过滤材料(布袋)收缩压瘪的原理，实现过滤器内部的污泥被压实，从而在重力作用下团聚下落。通过以上措施，实现了过滤器的高效自清洗。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤装置及过滤方法，具体涉及一种带有自清洗功能的过滤装置及过滤方法，属于固液分离过滤技术领域。
背景技术
过滤法是最常用的分离溶液与颗粒物的操作方法。当溶液和颗粒物的混合物通过过滤器时，颗粒物就留在过滤器上，溶液则通过过滤器而流入接收的容器。根据进液与过滤器滤层之间是否垂直，可将过滤器分为死端过滤和错流过滤。
死端过滤器是将原水置于膜的上游，在压力差的推动下，水和小于膜孔的颗粒透过膜，大于膜孔的颗粒则被膜截留。溶剂和小于膜孔的溶质在压力的驱动下透过膜，大于膜孔的颗粒被截留，通常堆积在膜面上。死端过滤只需要克服膜阻力的能量，因此普通的实验室用真空泵或增压泵就可以提供足够的能量使微滤的流速达到要求。但是，随着时间的增加，膜面上堆积的颗粒也在增加，过滤阻力增大，膜渗透速率下降。因此，死端过滤是间歇式的，必须周期性的停下来清洗膜表面的污染层，或者更换膜。错流过滤器是在泵的推动下料液平行于膜面流动，料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走，从而使污染层保持在一个较薄的水平。
由于死端过滤操作简单，且过滤效率高，被广泛应用于工业过程。但是死端过滤器随着使用时间的增加，膜面上堆积的颗粒也在增加，过滤阻力增大，膜渗透速率下降，必须周期性的停下来清洗膜表面的污染层，或者更换膜。常规的死端过滤器存在再生复杂、再生不彻底的问题，极大的限制了该类型过滤器的推广。
不同于死端过滤，由于错流过滤污染层会在料液的作用下而保持较薄的水平，因此可以长期运行。但正是由于料液流动方向与过滤膜平行，其过滤效率较低，溶液通过过滤器本质上是一个污染物提浓过程。但是现有技术中的错流过滤装置，依然存在再生困难，再生不彻底等问题。
发明内容
针对现有技术中，过滤器长期稳定运行的难点在于再生难的问题，本发明结合了错流过滤与死端过滤的优势，使被拦截物沿溶液流动方向浓缩，并在过滤器顶部发生富集；然后结合浓液放空后产生真空，从而使柔性过滤材料(布袋)收缩压瘪的原理，实现过滤器内部的污泥被压实，从而在重力作用下团聚下落。通过以上措施，实现了过滤器的高效自清洗。
根据本发明提供的第一种实施方案，提供一种自清洗过滤装置。
一种自清洗过滤装置，该过滤装置包括壳体、浓液腔、清液腔、过滤滤膜、进液口、出液口、排渣口。其中：浓液腔、清液腔位于壳体内。过滤滤膜设置在清液腔内。清液腔的底部设有浓液入口，浓液入口与浓液腔连通。浓液入口和过滤滤膜组成过滤通道。进液口设置在浓液腔的顶部或者侧壁上，并且与浓液腔连通。出液口设置在清液腔的底部或侧壁上，并且与清液腔连通。排渣口设置在浓液腔的底部，并且与浓液腔连通。
作为优选，该装置还包括缓冲腔。缓冲腔设置在清液腔的顶部并与过滤通道的顶部连通。
作为优选，该装置还包括压力检测装置。压力检测装置设置在壳体的顶部并检测缓冲腔内的压力。
在本发明中，过滤滤膜竖直设置。位于浓液入口两侧的过滤滤膜与浓液入口形成过滤通道，过滤通道的轴线方向为竖直。
作为优选，该装置包括多条过滤通道，所有过滤通道平行设置，优选为2-50条过滤通道，更优选为3-20条过滤通道。或者，过滤通道为圆环结构。
作为优选，缓冲腔的截面为锥形结构。缓冲腔和过滤通道的截面为漏斗状。
在本发明中，所述过滤滤膜为柔性材料，优选为无纺布袋。
作为优选，进液口设置在浓液腔上部的侧壁上。出液口设置在清液腔的底部。进液口处设有进液阀门。出液口处设有出液阀门。
作为优选，浓液腔的底部为圆锥形结构，成漏斗状。排渣口处设有排渣阀门。
根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种自清洗过滤装置过滤溶液的方法。
一种自清洗过滤装置过滤溶液的方法或使用第一种实施方案中所述自清洗过滤装置的方法，该方法包括以下步骤：
1)装置工作时，开启进液口处的进液阀门和出液口处的出液阀门，关闭排渣口处的排渣阀门；
2)含颗粒物的溶液从进液口进入浓液腔，然后从浓液入口进入过滤通道，含颗粒物的溶液在过滤通道内自下而上流动；含颗粒物的溶液中的清液透过过滤滤膜进入清液腔内，然后从出液口排出；含颗粒物的溶液中的颗粒物被过滤滤膜拦截；
3)过滤滤膜上拦截了一段时间的颗粒物后，关闭进液口处的进液阀门和出液口的出液阀门，开启排渣口的排渣阀门；颗粒物在重力的作用下，沿着过滤通道下落，而且由于压力差的存在，过滤通道发生横向收缩，挤压过滤通道内的颗粒物；颗粒物团聚后从排渣口排出，实现自清洗功能。
作为优选，步骤2)具体为：含颗粒物的溶液从浓液腔上部侧壁上的进液口进入浓液腔，在浓液腔缓冲后，在连通器的作用下，从清液腔底部的浓液入口均匀的进入过滤通道，含颗粒物的溶液在过滤通道内自下而上流动；含颗粒物的溶液中的清液透过过滤滤膜进入清液腔内，然后从出液口排出；含颗粒物的溶液中的颗粒物被过滤滤膜拦截，随着过滤的进行，过滤滤膜上拦截的颗粒物随着溶液自下而上流动，在缓冲腔内和过滤通道的顶部富集。
作为优选，步骤3)具体为：颗粒物在缓冲腔内和过滤通道的顶部富集，缓冲腔内压缩部分气体形成压缩气体，检测装置检测缓冲腔内的压力；当检测到的压力达到需要排空过滤装置的压力时，关闭进液口处的进液阀门和出液口处的出液阀门，开启排渣口处的排渣阀门；颗粒物在其自身重力和缓冲腔内压缩气体的共同作用下，沿着过滤通道下落，而且由于壳体内与排渣口处存在压力差，过滤通道发生横向收缩，挤压过滤通道内的颗粒物；颗粒物团聚后从排渣口排出，实现自清洗功能。
作为优选，过滤滤膜的最大承受压力为Pmax，检测装置检测到缓冲腔内的实时压力为P，当实时压力为P＝k*Pmax时，即为需要排空过滤装置。
作为优选，k为0.05-0.5，优选为0.1-0.3，更优选为0.15-0.25。。
过滤滤膜的最大承受压力为Pmax，该最大承受压力有过滤滤膜本身决定。一般的，制备出厂的过滤滤膜都规定了其相应的最大承受压力为Pmax。
在本发明中，浓液腔、清液腔位于壳体内，并且两个腔室是独立的。过滤滤膜设置在清液腔内，清液腔的底部设有浓液入口；浓液入口和过滤滤膜组成过滤通道。使用本发明的过滤装置中，含颗粒物的溶液的流经路线是：含颗粒物的溶液→浓液腔→浓液入口→过滤通道→清液进入清液腔、颗粒物被拦截在过滤滤膜上。随着过滤不断的进行，颗粒物在过滤滤膜上逐渐累积，形成颗粒物层，含颗粒物的溶液不断冲刷过滤滤膜上的颗粒物，颗粒物在过滤通道不断移动，直到在过滤通道的顶端聚集。当过滤滤膜上的颗粒物累积到一定程度，过滤滤膜承受的压力很大，过滤效率降低时，关闭进液口和出液口，打开排渣口，此时，过滤通道内累积的颗粒物在自身重力的作用下，从过滤通道的顶部往下移动；此时，由于进液口和出液口关闭，排渣口打开，整个壳体内的压力瞬间减小，内部压力远小于排渣口外侧的大气压，导致壳体内形成真空或者接近真空的状态，过滤滤膜由于压力的作用，过滤滤膜向内侧(过滤通道的一侧)横向收缩，过滤滤膜的收缩就压缩了在过滤通道内的颗粒物，收缩力挤压过滤通道内的颗粒物，压实颗粒物，加速了过滤通道内颗粒物的脱除，也进一步将过滤滤膜上拦截的颗粒物脱除干净。本发明的技术方案，过滤后的固体(颗粒物)在排空过滤装置时，可以自行脱落和清除，从排渣口排出。
作为优选方案，该装置还包括缓冲腔，缓冲腔为与清液腔的顶部并与过滤通道的顶部连通。在使用本发明的过滤装置时，含颗粒物的溶液进入过滤通道，随着过滤不断的进行，颗粒物在过滤滤膜上逐渐累积，形成颗粒物层，含颗粒物的溶液不断冲刷过滤滤膜上的颗粒物，颗粒物在过滤通道不断移动，在过滤通道的顶端和缓冲内聚集。根据流体学原理，过滤通道的两侧为流体，其中一侧有含颗粒物的溶液进入，另一侧为清液腔；缓冲腔内不能被颗粒物填满，有一部分空腔保留，在缓冲腔内形成一部分的空气空腔，含颗粒物的溶液不断的进入过滤通道，压缩缓冲腔内的空气，形成压缩空气。当过滤滤膜上的颗粒物累积到一定程度，过滤滤膜承受的压力很大，过滤效率降低时，关闭进液口和出液口，打开排渣口，此时，过滤通道内累积的颗粒物在自身重力和缓冲腔内压缩空气的共同作用下，颗粒物从过滤通道的顶部往下移动，加速了固体颗粒物的脱除。
作为优选方案，该装置还包括压力检测装置，压力检测装置设置在壳体的顶部并检测缓冲腔内的压力。由于缓冲腔和过滤通道连通，因此，可以通过检测缓冲腔内压力的大小得知过滤滤膜上承受颗粒物的压力大小，从而可以保证过滤工艺正常的进行，避免过滤滤膜由于承受压力过大而发生破裂等事故。
在本发明中，过滤滤膜竖直设置，形成的过滤通道也是竖直方向，含颗粒物的溶液平行于过滤滤膜的方向进入过滤通道，构成错流过滤。含颗粒物的溶液在过滤滤膜上产生剪切力，有利于颗粒物在过滤滤膜上聚集，提高过滤效率。
在本发明中，过滤通道的数量和宽度可以根据工艺产生含颗粒物的溶液的量、含颗粒物的溶液中颗粒物的含量、需要处理的速度等工艺条件设置。过滤通道可以是一条或多条平行设置在清液腔内，这种结构的过滤通道的两侧均为过滤滤膜，过滤滤膜为展开的平面结构。过滤通道也可以是环状结构布置在清液腔内，这种结构的过滤通道的内侧和外侧均为过滤滤膜，过滤滤膜液位环状结构，一个过滤通道由两个同心的环状过滤滤膜组成。在清液腔内，可以设置一个或多个过滤通道，多个过滤通道可以是同心结构，多个过滤通道也可以彼此独立。无论哪种结构，过滤通道的轴向方向平行于含颗粒物的溶液在过滤通道内的移动方向；含颗粒物的溶液也始终从清液腔的浓液入口进入过滤通道，含颗粒物的溶液在过滤滤膜上产生剪切力，清液透过过滤滤膜进入清液腔，颗粒物被拦截在过滤滤膜上。
在本发明中，缓冲腔结构设计为圆锥形结构，也就是说，缓冲腔侧壁为倾斜结构，便于缓冲腔内的颗粒物从过滤通道排出。浓液腔的底部也设计为圆锥形结构，使得颗粒物可以自行从壳体内排出。
在本发明中，过滤滤膜为柔性过滤材料即可。柔性材料可以在过滤装置排出颗粒物时，由于壳体内压力的变化，在压力的作用内，挤压颗粒物。
本发明利用错流过滤与死端过滤结合方式，使被拦截物沿溶液流动方向浓缩，并在过滤器顶部发生富集，增加了重力排泥时推动力，有利于提高自清洗效率。
使用本发明的过滤装置时，含颗粒物的溶液从进液口进入浓液腔，在浓液腔内经过缓冲，均匀的从清液腔的底部进入过滤通道，清液透过过滤滤膜，然后从清液腔底部的排液口排出。采用U型进水方式，利用连通器原理，使液体自流进入各过滤通道中，实现过滤通道均等负荷，避免了其他过滤器使用过程中存在的设备负荷不均，导致的设备有效利用率低的问题；同时还能起到初沉及均质的缓冲作用，避免进水波动时对过滤器产生冲击。
本发明的自清洗过滤装置的结构利用浓液排空时产生真空，进一步的真空使过滤滤膜材料吸瘪，使被拦截物发生压实，然后从过滤材料上脱落，实现过滤器自清洗。利用进水时压缩缓冲腔内的空气产生中低压气体，一方面可利用该部分压缩空气增加排泥时颗粒物向下的推动力，另一方面可通过检测压缩腔内压力变化，以确定滤层表面压力，从而确定是否排渣，实现自动控制排渣频率。
溶液进入过滤通道时，溶液颗粒物首先被过滤滤膜的底部所过滤，随着溶液自下而上的进入，过滤滤膜上的被拦截颗粒会被冲刷而随着溶液自下而上流动，最终在过滤通道顶部发生累积。由于排泥时，颗粒物是靠重力向下落，提高颗粒物的高度，增大了颗粒物的重力势能，颗粒物在顶部浓缩有利于颗粒物排出，提高再生率。此外，进液过程会压缩缓冲腔内的空气，从而在缓冲腔内产生中低压气体，一方面，排泥时，该部分压缩空气可作为颗粒物向下的推动力，有利于提高再生率；另一方面，缓冲腔内的压力约等于布袋滤层表面的压力，因此，可通过检测缓冲腔中压缩气体的压力来反映布袋滤层表面的压力。实际运行过程中，随着滤层厚度的增加，其表面压力势必逐渐上涨，当压力增加到一定程度，继续使其工作会导致过滤滤膜破损现象发生。为防止过滤滤膜破损，一般会设定在达到过滤滤膜耐受压力前进行排泥再生。但在现有技术中，不能实时检测过滤滤膜表面压力，因此，其排泥频率是根据时间长短来控制的。然而由于再生效率不可能存在100％，因此，随着过滤器的长期使用，过滤滤膜表面压力增长会越来越快，相应的排泥频率应相应的缩短，以防止压力增加过大。若采用根据时间来控制排泥频率，则会存在实际排泥频率与所需排泥频率不同步的情况，导致过滤器有效效率低或导致滤层表面压力过大引起的过滤滤膜破损现象。通过本发明，可通过实时检测压缩腔内压力变化，以确定滤层表面压力，从而确定是否排渣，实现自动控制排渣频率，确保实际排泥频率与所需排泥频率同步。
在本发明中，将进液口设置在浓液腔的上部，含颗粒物的溶液进入浓液腔后，沿着壳体的内壁往下流动，在浓液腔的底部缓冲，然后均匀的从清液腔底部的浓液入口进入过滤通道，保证了过滤的稳定性。过滤过程中，含颗粒物的溶液从清液腔的底部进入，经过过滤通道，清液透过过滤滤膜，然后从清液腔的底部排出，巧妙的利用了连通器的原理实现了溶液过滤工艺。
使用本发明装置时，利用含颗粒物的溶液的流动，将颗粒物聚集在过滤通道的顶端，提高了颗粒物的高度，在排出污泥(颗粒物)时，增加了污泥的重力势能，加速了排泥速度，提升了过滤通道的排泥效果。同时，通过过滤滤膜的横向压缩，压紧过滤通道内的颗粒物，避免了颗粒物在浓液腔分散，导致颗粒物粘接在浓液腔的底部，污泥排放更加彻底。此外，缓冲腔的设置，使得装置在过滤过程中，在缓冲腔内压缩气体，在排污时，压缩气体给颗粒物的排出提供动力。
本发明的过滤装置可以用于过滤溶液、悬浮物等由固体和液体组成的混合物。
在本发明中，过滤通道的高度为0.3-5m，优选为0.4-3m，进一步优选为0.5-2m，优选为1.1-1.7m，更优选为1.3-1.6m。过滤通道的高度是指自清洗过滤装置竖直方向的高度，也就是清液腔从底部到顶部的高度。
在本发明中，过滤通道的宽度(或者是直径)为1-50cm，优选为2-30cm，进一步优选为3-15cm，优选为6-11cm，更优选为7.5-9.5cm。过滤通道的宽度是指浓液入口两侧的过滤滤膜之间的间距；也就是垂直于自清洗过滤装置高度方向，浓液入口两侧的过滤滤膜之间的间距。
在本发明中，过滤通道分布还可以为正三角形排列、正方形排列、正方形错列、圆形排列，优选圆形排列。过滤通道的分布形状通过过滤滤膜的排布决定。与现有技术相比较，本发明的自清洗过滤装置具有以下有益技术效果：
1、通过快速排空浓缩腔，使过滤器内部出现真空，真空使布袋压瘪，实现布袋上颗粒物的团聚，达到再生的目的；
2、通过使被拦截物沿溶液流动方向浓缩，并在过滤器顶部发生富集，增加了重力排泥时推动力，提高自清洗效率；
3、过滤器主体包括：浓缩腔、过滤腔。浓缩腔用于进行溶液均布及形成真空，过滤腔用于进行颗粒物的拦截；
4、该装置设有缓冲腔，进液过程会压缩缓冲腔内的空气，从而在缓冲腔内产生中低压气体，排泥时，该部分压缩空气可作为颗粒物向下的推动力，有利于提高再生率。
5、通过U型进水方式，利用连通器原理，使液体自流进入各分过滤器中，实现过滤器均等负荷。同时还能起到初沉及均质的缓冲作用，避免进水波动时对过滤器产生冲击。
6、实时监测布袋滤层压力，实现自动控制排渣频率，确保实际排泥频率与所需排泥频率同步，提高过滤器有效效率。
附图说明
图1为本发明一种自清洗过滤装置的结构示意图；
图2为使用本发明一种自清洗过滤装置时过滤溶液的流程经过图；
图3为使用本发明一种自清洗过滤装置时自清洗过程的流程图；
图4为本发明一种自清洗过滤装置中设有缓冲腔和压力检测装置的结构示意图；
图5为本发明设有缓冲腔和压力检测装置的一种自清洗过滤装置中过滤滤膜为层状结构的示意图(图4中A-A位置的剖视图)；
图6为本发明设有缓冲腔和压力检测装置的一种自清洗过滤装置中过滤滤膜为环状结构的示意图；
图7为使用本发明设有缓冲腔和压力检测装置的一种自清洗过滤装置过滤溶液的流程经过图；
图8为使用本发明设有缓冲腔和压力检测装置的一种自清洗过滤装置时颗粒物的压缩结构示意；
图9为使用本发明设有缓冲腔和压力检测装置的一种自清洗过滤装置时自清洗过程的流程图；
图10为使用本发明设有缓冲腔和压力检测装置的一种自清洗过滤装置时排放颗粒物的流程图。
附图标记：
1：壳体；2：浓液腔；3：清液腔；301：浓液入口；302：过滤通道；4：过滤滤膜；5：进液口；6：出液口；7：排渣口；8：缓冲腔；9：压力检测装置。
具体实施方式
根据本发明提供的第一种实施方案，提供一种自清洗过滤装置。
一种自清洗过滤装置，该过滤装置包括壳体1、浓液腔2、清液腔3、过滤滤膜4、进液口5、出液口6、排渣口7。其中：浓液腔2、清液腔3位于壳体1内。过滤滤膜4设置在清液腔3内。清液腔3的底部设有浓液入口301，浓液入口301与浓液腔2连通。浓液入口301和过滤滤膜4组成过滤通道302。进液口5设置在浓液腔2的顶部或者侧壁上，并且与浓液腔2连通。出液口6设置在清液腔3的底部或侧壁上，并且与清液腔3连通。排渣口7设置在浓液腔2的底部，并且与浓液腔2连通。
作为优选，该装置还包括缓冲腔8。缓冲腔8设置在清液腔3的顶部并与过滤通道302的顶部连通。
作为优选，该装置还包括压力检测装置9。压力检测装置9设置在壳体1的顶部并检测缓冲腔8内的压力。
在本发明中，过滤滤膜4竖直设置。位于浓液入口301两侧的过滤滤膜4与浓液入口301形成过滤通道302，过滤通道302的轴线方向为竖直。
作为优选，该装置包括多条过滤通道302，所有过滤通道302平行设置，优选为2-50条过滤通道302，更优选为3-20条过滤通道302。或者，过滤通道302为圆环结构。
作为优选，缓冲腔8的截面为锥形结构。缓冲腔8和过滤通道302的截面为漏斗状。
在本发明中，所述过滤滤膜4为柔性材料，优选为无纺布袋。
作为优选，进液口5设置在浓液腔2上部的侧壁上。出液口6设置在清液腔3的底部。进液口5处设有进液阀门。出液口6处设有出液阀门。
作为优选，浓液腔2的底部为圆锥形结构，成漏斗状。排渣口7处设有排渣阀门。
实施例1
如图1所示，一种自清洗过滤装置，该过滤装置包括壳体1、浓液腔2、清液腔3、过滤滤膜4、进液口5、出液口6、排渣口7。其中：浓液腔2、清液腔3位于壳体1内。过滤滤膜4设置在清液腔3内。清液腔3的底部设有浓液入口301，浓液入口301与浓液腔2连通。浓液入口301和过滤滤膜4组成过滤通道302。进液口5设置在浓液腔2的顶部或者侧壁上，并且与浓液腔2连通。出液口6设置在清液腔3的底部或侧壁上，并且与清液腔3连通。排渣口7设置在浓液腔2的底部，并且与浓液腔2连通。过滤滤膜4竖直设置。位于浓液入口301两侧的过滤滤膜4与浓液入口301形成过滤通道302，过滤通道302的轴线方向为竖直。该装置包括3条过滤通道302，所有过滤通道302平行设置。过滤滤膜4为无纺布袋。进液口5设置在浓液腔2上部的侧壁上。出液口6设置在清液腔3的底部。
实施例2
如图4所示，重复实施例1，只是该装置还包括缓冲腔8。缓冲腔8设置在清液腔3的顶部并与过滤通道302的顶部连通。该装置还包括压力检测装置9。压力检测装置9设置在壳体1的顶部并检测缓冲腔8内的压力。缓冲腔8的截面为锥形结构。缓冲腔8和过滤通道302的截面为漏斗状。
实施例3
重复实施例2，只是该装置包括8条过滤通道302，所有过滤通道302平行设置。
实施例4
重复实施例2，只是该装置包括1条过滤通道302，过滤通道302为圆环结构。
实施例5
重复实施例2，只是进液口5处设有进液阀门。出液口6处设有出液阀门。浓液腔2的底部为圆锥形结构，成漏斗状。排渣口7处设有排渣阀门。
应用实施例1
使用上述实施例1所述自清洗过滤装置过滤溶液的方法，该方法包括以下步骤：
1)装置工作时，开启进液口5处的进液阀门和出液口6处的出液阀门，关闭排渣口7处的排渣阀门；
2)含颗粒物的溶液从进液口5进入浓液腔2，然后从浓液入口301进入过滤通道302，含颗粒物的溶液在过滤通道302内自下而上流动；含颗粒物的溶液中的清液透过过滤滤膜4进入清液腔3内，然后从出液口6排出；含颗粒物的溶液中的颗粒物被过滤滤膜4拦截；
3)过滤滤膜4上拦截了一段时间的颗粒物后，关闭进液口5处的进液阀门和出液口6的出液阀门，开启排渣口7的排渣阀门；颗粒物在重力的作用下，沿着过滤通道302下落，而且由于压力差的存在，过滤通道302发生横向收缩，挤压过滤通道302内的颗粒物；颗粒物团聚后从排渣口7排出，实现自清洗功能。
其中，步骤2)中所述的含颗粒物的溶液悬浮物浓度为2200mg/L；步骤2)中所述的清液腔的悬浮物浓度为8mg/L；步骤3)中所述排渣口处的渣液悬浮物浓度为8600mg/L。
应用实施例2
使用上述实施例5所述自清洗过滤装置过滤溶液的方法，该方法包括以下步骤：
1)装置工作时，开启进液口5处的进液阀门和出液口6处的出液阀门，关闭排渣口7处的排渣阀门；
2)含颗粒物的溶液从浓液腔2上部侧壁上的进液口5进入浓液腔2，在浓液腔2缓冲后，在连通器的作用下，从清液腔3底部的浓液入口301均匀的进入过滤通道302，含颗粒物的溶液在过滤通道302内自下而上流动；含颗粒物的溶液中的清液透过过滤滤膜4进入清液腔3内，然后从出液口6排出；含颗粒物的溶液中的颗粒物被过滤滤膜4拦截，随着过滤的进行，过滤滤膜4上拦截的颗粒物随着溶液自下而上流动，在缓冲腔8内和过滤通道302的顶部富集；
步骤3)颗粒物在缓冲腔8内和过滤通道302的顶部富集，缓冲腔8内压缩部分气体形成压缩气体，检测装置9检测缓冲腔8内的压力；当检测到的压力达到需要排空过滤装置的压力时，关闭进液口5处的进液阀门和出液口6处的出液阀门，开启排渣口7处的排渣阀门；颗粒物在其自身重力和缓冲腔8内压缩气体的共同作用下，沿着过滤通道302下落，而且由于壳体1内与排渣口7处存在压力差，过滤通道302发生横向收缩，挤压过滤通道302内的颗粒物；颗粒物团聚后从排渣口7排出，实现自清洗功能。
其中，步骤2)中所述的含颗粒物的溶液悬浮物浓度为800mg/L；步骤2)中所述的清液腔中悬浮物浓度为4mg/L；步骤3)中所述排渣口处的渣液悬浮物浓度为7400mg/L。
其中：过滤滤膜4的最大承受压力Pmax为0.6MPa，检测装置9检测到缓冲腔8内的实时压力为P，当实时压力为P＝0.25*Pmax时，即检测到P为0.15MPa排空过滤装置；过滤滤膜4再生后进液初始压力可恢复至0MPa。
应用实施例3
重复应用实施例2，只是当实时压力为P＝0.1*Pmax时，排空过滤装置。
Claims (16)
1.一种自清洗过滤装置，该过滤装置包括壳体（1）、浓液腔（2）、清液腔（3）、过滤滤膜（4）、进液口（5）、出液口（6）、排渣口（7）；其中：浓液腔（2）、清液腔（3）位于壳体（1）内；过滤滤膜（4）设置在清液腔（3）内；清液腔（3）的底部设有浓液入口（301），浓液入口（301）与浓液腔（2）连通；浓液入口（301）和过滤滤膜（4）组成过滤通道（302）；进液口（5）设置在浓液腔（2）的顶部或者侧壁上，并且与浓液腔（2）连通；出液口（6）设置在清液腔（3）的底部或侧壁上，并且与清液腔（3）连通；排渣口（7）设置在浓液腔（2）的底部，并且与浓液腔（2）连通；过滤滤膜（4）竖直设置，位于浓液入口（301）两侧的过滤滤膜（4）与浓液入口（301）形成过滤通道（302），过滤通道（302）的轴线方向为竖直；所述过滤滤膜（4）为柔性材料。
2.根据权利要求1所述的自清洗过滤装置，其特征在于：该装置还包括缓冲腔（8），缓冲腔（8）设置在清液腔（3）的顶部并与过滤通道（302）的顶部连通。
3.根据权利要求2所述的自清洗过滤装置，其特征在于：该装置还包括压力检测装置（9），压力检测装置（9）设置在壳体（1）的顶部并检测缓冲腔（8）内的压力。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的自清洗过滤装置，其特征在于：该装置包括多条过滤通道（302），所有过滤通道（302）平行设置；或者，所述过滤通道（302）为圆环结构。
5.根据权利要求4所述的自清洗过滤装置，其特征在于：该装置包括2-50条过滤通道（302）。
6.根据权利要求5所述的自清洗过滤装置，其特征在于：该装置包括3-20条过滤通道（302）。
7.根据权利要求2或3所述的自清洗过滤装置，其特征在于：缓冲腔（8）的截面为锥形结构，缓冲腔（8）和过滤通道（302）的截面为漏斗状。
8.根据权利要求7所述的自清洗过滤装置，其特征在于：所述过滤滤膜（4）为无纺布袋。
9.根据权利要求1-3、5-6、8中任一项中所述的自清洗过滤装置，其特征在于：进液口（5）设置在浓液腔（2）上部的侧壁上，出液口（6）设置在清液腔（3）的底部；进液口（5）处设有进液阀门，出液口（6）处设有出液阀门；和/或
浓液腔（2）的底部为圆锥形结构，成漏斗状；排渣口（7）处设有排渣阀门。
10.使用权利要求1-9中任一项所述自清洗过滤装置的方法，该方法包括以下步骤：
1) 装置工作时，开启进液口（5）处的进液阀门和出液口（6）处的出液阀门，关闭排渣口（7）处的排渣阀门；
2) 含颗粒物的溶液从进液口（5）进入浓液腔（2），然后从浓液入口（301）进入过滤通道（302），含颗粒物的溶液在过滤通道（302）内自下而上流动；含颗粒物的溶液中的清液透过过滤滤膜（4）进入清液腔（3）内，然后从出液口（6）排出；含颗粒物的溶液中的颗粒物被过滤滤膜（4）拦截；
3) 过滤滤膜（4）上拦截了一段时间的颗粒物后，关闭进液口（5）处的进液阀门和出液口（6）的出液阀门，开启排渣口（7）的排渣阀门；颗粒物在重力的作用下，沿着过滤通道（302）下落，而且由于压力差的存在，过滤通道（302）发生横向收缩，挤压过滤通道（302）内的颗粒物；颗粒物团聚后从排渣口（7）排出，实现自清洗功能。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：步骤2) 具体为：含颗粒物的溶液从浓液腔（2）上部侧壁上的进液口（5）进入浓液腔（2），在浓液腔（2）缓冲后，在连通器的作用下，从清液腔（3）底部的浓液入口（301）均匀的进入过滤通道（302），含颗粒物的溶液在过滤通道（302）内自下而上流动；含颗粒物的溶液中的清液透过过滤滤膜（4）进入清液腔（3）内，然后从出液口（6）排出；含颗粒物的溶液中的颗粒物被过滤滤膜（4）拦截，随着过滤的进行，过滤滤膜（4）上拦截的颗粒物随着溶液自下而上流动，在缓冲腔（8）内和过滤通道（302）的顶部富集。
12.根据权利要求 10或11所述的方法，其特征在于：步骤3) 具体为：颗粒物在缓冲腔（8）内和过滤通道（302）的顶部富集，缓冲腔（8）内压缩部分气体形成压缩气体，检测装置（9）检测缓冲腔（8）内的压力；当检测到的压力达到需要排空过滤装置的压力时，关闭进液口（5）处的进液阀门和出液口（6）处的出液阀门，开启排渣口（7）处的排渣阀门；颗粒物在其自身重力和缓冲腔（8）内压缩气体的共同作用下，沿着过滤通道（302）下落，而且由于壳体（1）内与排渣口（7）处存在压力差，过滤通道（302）发生横向收缩，挤压过滤通道（302）内的颗粒物；颗粒物团聚后从排渣口（7）排出，实现自清洗功能。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：过滤滤膜（4）的最大承受压力为Pmax，检测装置（9）检测到缓冲腔（8）内的实时压力为P，当实时压力为P=k*Pmax时，即为需要排空过滤装置。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：k为0.05-0.5。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：k为0.1-0.3。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：k为0.15-0.25。
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