CN110997097A - 用于过滤水性液体的装置和方法 - Google Patents

用于过滤水性液体的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110997097A
CN110997097A CN201880052038.XA CN201880052038A CN110997097A CN 110997097 A CN110997097 A CN 110997097A CN 201880052038 A CN201880052038 A CN 201880052038A CN 110997097 A CN110997097 A CN 110997097A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flow rate
aqueous liquid
chamber
filtering
filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880052038.XA
Other languages
English (en)
Inventor
D·查特杰
G·拉詹迪兰
J·A·瓦德亚
D·文卡特斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unilever IP Holdings BV
Original Assignee
Unilever PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unilever PLC filed Critical Unilever PLC
Publication of CN110997097A publication Critical patent/CN110997097A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/02Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
    • B01D24/10Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being held in a closed container
    • B01D24/16Upward filtration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/02Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
    • B01D24/10Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being held in a closed container
    • B01D24/16Upward filtration
    • B01D24/165Upward filtration the filtering material being supported by pervious surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/38Feed or discharge devices
    • B01D24/40Feed or discharge devices for feeding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/46Regenerating the filtering material in the filter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/46Regenerating the filtering material in the filter
    • B01D24/4694Regenerating the filtering material in the filter containing filter material retaining means (e.g. screens, balls) placed on the surface of the filter material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/48Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof integrally combined with devices for controlling the filtration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/02Loose filtering material, e.g. loose fibres
    • B01D39/06Inorganic material, e.g. asbestos fibres, glass beads or fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • B01J20/165Natural alumino-silicates, e.g. zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28011Other properties, e.g. density, crush strength
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28016Particle form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C02F1/004Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using large scale industrial sized filters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/68Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water
    • C02F1/685Devices for dosing the additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/40Liquid flow rate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/083Mineral agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于过滤水性液体的装置,该装置能够在延长的时间段内有效地从水性液体中除去悬浮的颗粒而不阻塞颗粒状过滤介质和没有相关的压力累积。该过滤装置包括:·过滤室,包括位于过滤室底部附近的入口开口和位于过滤室顶部附近的出口开口;·覆盖过滤室出口的滤网;·位于过滤室上游的第一定量加料单元,其适应于将水溶性组分释放到从入口流向过滤室的水性液体流中;·颗粒状过滤介质,其部分地填充过滤室的内部;·流量调节器,其调节水性液体通过过滤室的流速且可以以高流速模式或低流速模式运行;·控制流量调节器的计时器;其中所述计时器被编程为交替地将所述流量调节器从高流速模式切换到低流速模式。

Description

用于过滤水性液体的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于过滤水性液体的装置,该装置包括容纳由无机材料组成的颗粒状过滤介质的过滤室。根据本发明的装置能够在延长的时间段内有效地去除水性液体中的悬浮颗粒而不堵塞颗粒状过滤介质和没有相关的压力累积。本发明的装置特别适合于在将水用于洗涤衣物或餐具之前净化来源的水。
本发明还涉及一种通过将水性液体流通过部分填充颗粒状过滤介质的过滤室来过滤水性液体的方法。
背景技术
水是人类生活的必需品之一。水对于饮用、烹饪食物和饮料制作都很重要。水对于清洁家庭中使用的物品如衣物、器皿和表面(如,地板和桌面)也很重要。此外,大量的水被用于浴室和洗手间中的个人清洁。上述每一种应用所需的水的质量是不同的。
世界上有数十亿人没有通过管道输送到家中的纯化水,特别是在不发达国家和发展中国家,尤其是在农村地区。
现代城市家庭通过管网接收来自大的湖泊中的水,而在一些农村地区,村民直接从如水井、湖泊、河流和钻井的水源取水。与经市政当局处理过的管道水相比,直接从这些地表和地下来源获得的水通常较不纯。
来自这些来源的水通常混浊和不纯,且妨碍清洁剂和个人护理产品的清洁性能,因此在使用前需要进行净化。
几种类型的水净化系统是已知和可得的。它们可以大略地分类为热、辐射、化学和物理净化方法,或这些方法中的一种或多种的组合。
过滤是去除水中的悬浮颗粒的众所周知的物理方法。深度过滤器,即使用多孔过滤介质以将颗粒保留在过滤介质中的过滤器,被广泛用于过滤水。深度过滤器的优点是它们能够保留大量的颗粒而不影响分离效率,并且可以以高过滤速率运行。
US 6,110,389描述了一种用于水净化的装置,该装置包括:
·过滤室;
·水入口,未净化的水通过该入口进入过滤室;
·水出口,净化的水通过该出口流出过滤室;
·过滤系统,其包括:
--设置在过滤室内邻近水入口的第一滤网,
--设置在过滤室内邻近水出口的第二滤网,以及
--截留在第一和第二滤网之间的过滤介质,所述水入口、水出口以及第一和第二滤网配置为使得通过入口进入水箱的未净化水在通过水出口离开水箱之前经过第一滤网、过滤介质和第二滤网;
·与过滤室连接的清洁液源,其用于选择性地向过滤室提供清洁液以清洁过滤介质;
·用于从过滤室选择性地排水的排水口,排水口的大小设计为快速排空水箱以清洁过滤系统;和
·至少一个喷嘴,该喷嘴选择性地将清洁液引导到过滤室中,其中所述至少一个喷嘴包括多个间隔开的喷嘴。
EP-A 2 070 574描述了一种用于过滤液体的装置,所述装置包括具有水口和出口的过滤室,所述过滤室包含颗粒状过滤介质,其中通过过滤室的液体流沿与颗粒状过滤介质由于密度差异而通过所述液体流动的方向相反的方向流动。
发明内容
发明人设计了一种用于过滤水性液体的装置,该装置能够在延长的时间内有效地去除水性液体中的悬浮颗粒,而不会堵塞颗粒状过滤介质和没有相关的压力累积。
本发明的装置采用由质量加权平均粒径为100至900μm且比重为2-3克/毫升的无机材料颗粒组成的深度过滤器。该装置包括仅部分地填充颗粒状过滤介质的过滤室;调节水性液体通过过滤室的流速的流量调节器;以及控制流量调节器的计时器。
本发明的过滤装置设计成交替地在高流速模式和低流速模式下操作。在高流速模式下,水性液体流以向上的方向流过过滤室,其流速足够高以导致紧靠位于过滤室上端处的滤网形成颗粒状过滤介质的滤床。在低流速模式下,水性液体流的流速降低(或流停止)使得颗粒状过滤介质的滤床破碎并向下移动。计时器确保装置在滤床可能变得堵塞之前从高流速模式切换到低流速模式。通过以短时间段的低流速模式中断长时间段的高流速模式,可确保装置的过滤效率可能维持很长时间。
尽管发明者不希望受到理论的束缚,但据信在低流速模式期间滤床的破碎破坏了在滤床表面上形成的滤饼并促进已经堵塞在一起的颗粒状过滤介质的颗粒的崩解。
因此,本发明提供了一种用于过滤水性液体的装置,该装置包括:
·用于水性液体流的入口;
·用于水性液体流的出口;
·过滤室,其包括与用于水性液体流的入口流体连通的入口开口,和与用于水性液体流的出口流体连通的出口开口;
·覆盖过滤室的出口开口的滤网;
·部分填充过滤室内部的颗粒状过滤介质,所述颗粒状过滤介质由质量加权平均粒径为100-900微米和比重为2-3g/ml的无机材料组成;
·流量调节器,其调节水性液体通过过滤室的流速且可以在高流速模式或低流速模式下操作;
·控制流量调节器的计时器;
其中计时器编程为交替地在计时器测量的时间间隔达到30-3000秒范围内的第一预定时间间隔t1后将流量调节器从高流速模式切换到低流速模式,和在计时器测量的时间间隔达到1-10秒范围的第二预定时间间隔t2后将流量调节器从低流速模式切换到高流速模式。
此外,本发明提供了一种过滤水性液体的方法,所述方法包括以下步骤a)和b)的交替序列:
a.在时间间隔t1期间,使水性液体流以高流速沿向上的方向通过部分填充颗粒状过滤介质的过滤室,所述流通过靠近过滤室底部的开口进入过滤室,并通过被滤网覆盖的开口靠近过滤室的顶部离开过滤室;
所述高流速导致紧靠滤网形成颗粒状过滤介质的滤床;
所述滤床占过滤室内部容积的10-80%;
所述颗粒状过滤介质由质量加权平均粒径为100至900微米和比重为2-3g/ml的无机材料组成;
b.在时间间隔t2期间,将水性液体流的流速降低至足够低的流速以使颗粒状过滤介质的滤床破碎并从滤网移向过滤室的底部;
其中时间间隔t1在30-3000秒的范围内,时间间隔t2在1-10秒的范围内。
附图说明
图1提供了在高流速模式下操作的根据本发明的过滤装置的截面图
图2提供了在低流速模式下操作的根据本发明的过滤装置的截面图。
具体实施方式
因此,本发明的第一实施方案涉及一种用于过滤水性液体的装置(1),所述装置(1)包括:
·用于水性液体流的入口(2);
·用于水性液体流的出口(3);
·过滤室(4),其包括位于过滤室底部附近且与用于水性液体流的入口(2)流体连通的入口开口(5)和位于过滤室(4)顶部附近且与用于水性液体流的出口(3)流体连通的出口开口(6);
·覆盖过滤室(4)的出口开口(6)的滤网(7);
·部分填充过滤室内部的颗粒状过滤介质(8),所述颗粒状过滤介质(8)由质量加权平均粒径为100至900微米且比重为2-3克/毫升的无机材料组成;
·流量调节器(9),其调节水性液体通过过滤室的流速并可在高流速模式或低流速模式下操作;
·控制流量调节器(9)的计时器(10);
其中计时器(10)编程为交替地在计时器(10)所测量的时间间隔达到30-3000秒范围内的第一预定时间间隔t1后将流量调节器(9)从高流速模式切换到低流速模式,和在计时器(10)所测量的时间间隔达到1-10秒范围内的第二预定时间间隔t2后,将流量调节器(9)从低流速模式切换到高流速模式。
在操作中,待过滤的水性液体通过入口(2)进入装置(1),穿过入口开口(5)以进入过滤室(4),并沿向上的方向流过过滤室(4),从而在离开过滤室(4)时穿过滤网(7)并通过出口(3)离开装置(1)。
控制流量调节器(9)的计时器(10)可以是机械计时器或电子计时器。优选地,所述计时器(10)是电子计时器,更优选地是可以连接到电源的电子计时器。
调节水性液体通过过滤室(4)的流速且可以在高流速模式或低流速模式下操作的流量调节器(9)优选地为阀,更优选为与计时器(10)电子连接并由其控制的阀。
当流量调节器(9)处于低流速模式时水性液体通过过滤室(4)的流速通常不超过当流量调节器处于高流速模式时水性液体通过过滤器(4)的流速的50%水性液体的流量,更优选不超过30%。
本发明的关键要素是装置的过滤室(4)仅部分地填充颗粒状过滤介质(8)。优选地,当允许其在重力的影响下形成床时,颗粒状过滤介质(8)占过滤室(4)内部容积的10-80%,更优选20-70%,和最优选30-60%。
根据本发明使用的颗粒状过滤介质(8)优选由相对大的颗粒组成,因为这可使将不希望的堵塞最小化。包含在过滤室中的颗粒状过滤介质(8)优选质量加权平均粒径为150至700微米,更优选200至600微米。
颗粒状过滤介质(8)的比重优选在2.2-2.9g/ml的范围内。
根据本发明使用的颗粒状过滤介质(8)优选包含至少50wt%,更优选至少80wt%,最优选至少90wt%的无机材料,其选自铝硅酸盐、二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁及其组合。发明人已经发现这些无机材料有助于碳酸钙颗粒的形成,从而导致在钙螯合剂如碳酸钠在水性液体进入过滤室前不久添加的情况下水性液体的有效软化。
根据特别优选的实施方案,颗粒状过滤介质(8)包含至少50wt%,更优选至少80wt%,最优选至少90wt%的铝硅酸盐。
滤网(7)的网孔尺寸应足够小以将颗粒状过滤介质(8)保留在过滤室(7)内部。同时,网孔尺寸应足够大以允许水性液体容易地通过滤网(7)。滤网(7)的网孔尺寸优选在30至200微米的范围内,更优选在40至150微米的范围内,最优选在50至100微米的范围内。
在优选的实施方案中,过滤室(4)还包含另一个滤网,该滤网覆盖过滤室(4)的开口(5)。该另外的滤网应防止颗粒状过滤介质(8)离开过滤室(4),特别是在反冲的情况下。
装置(1)的过滤室(4)通常包含0.025-0.5kg的颗粒状过滤介质(8)。更优选地,过滤室(4)中的过滤介质(8)的量为0.05-0.2kg。
过滤室(4)的内部容积优选为0.05-5L,更优选为0.075-2.5L,最优选为0.1-1L。
本装置(1)特别适用于家庭。装置(1)可适合用于过滤来源水以及灰水。
本装置(1)的过滤室(4)优选包括位于过滤室(4)的底部附近的排出开口(17)。通过该排出开口(17)的流量可由排水阀调节。
根据优选的实施方案,排出开口包括可移除的第三滤网(18),该第三滤网与滤网(7)一样被设计成将颗粒状过滤介质(8)保持在过滤室(4)内部。该滤网(18)的存在使得有可能通过用水性液体冲洗颗粒状过滤介质(8)以除去夹带的(小)颗粒来清洁颗粒状过滤介质(8)。
在另一个优选的实施方案中,滤网(18)可移除地附接到过滤室(4)上,并且可以由使用者拆卸以便能够容易地更换过滤介质(8)。
根据特别优选的实施方案,过滤装置(1)包括用于将装置(1)附接到水龙头上的偶联装置(11),使得自来水可以通过装置(1)的入口(2)进入装置(1)。
根据本发明的特别优选的实施方案,装置(1)包括位于过滤室(4)的上游并且适应于将水溶性组分释放到从入口(2)流到过滤室(4)的水性液体流中的第一定量加料单元(12)。该第一定量加料单元(12)可适合用于将钙螯合剂引入到水性流中,其快速地形成水不溶性钙复合物(例如不溶性钙盐)的颗粒,该不溶性钙复合物颗粒随后从过滤室(4)中的水性流中除去。这种钙螯合剂的典型例子是碳酸钠、碳酸钾及其组合。
第一定量加料单元(12)优选地由计时器(10)控制。甚至更优选地,计时器(10)被编程为通过交替地将第一定量加料单元(12)从高定量加料模式切换到低定量加料模式来控制第一定量加料单元(12),其中高定量加料模式与流量调节器(9)的高流速模式重合和低定量加料模式与流量调节器(9)的低流速模式重合。
根据另一优选实施方案,装置(1)包括第二定量加料单元(15),其位于过滤室的下游并适应于将水溶性组分释放到从过滤室(4)流到出口(3)的水性液体流中。可以适当地从该第二定量加料单元(15)引入水性流中的水溶性组分的实例包括酸化剂、香料、硅酮、杀菌剂及其组合。
同样,第二加料单元(15)优选地由计时器(10)控制。更特别地,计时器(10)被编程为通过交替地将第二定量加料单元(15)从高定量加料模式切换到低定量加料模式来控制第二定量加料单元(15),其中高定量加料模式与流量调节器(9)的高流速模式重合和低定量加料模式与流量调节器(9)的低流速模式重合。
根据特别优选的实施方案,第一定量加料单元(12)适应于释放碳酸钠和/或碳酸钾,并且第二定量加料单元适应于释放酸化剂(15)。这种布置的优点在于可以将过滤的水性液体的pH保持在中性pH附近。
本发明的过滤装置(1)特别适合用于之后描述的过滤方法。
本发明的另一个实施方案涉及一种过滤水性液体的方法,所述方法包括以下步骤a)和b)的交替序列:
a.在时间间隔t1期间,使水性液体流以高流速沿向上的方向流过过滤室(4),该过滤室部分地填充颗粒状过滤介质(8),所述液体流通过靠近过滤室(4)底部的开口(5)进入过滤室(4),并通过由滤网(7)覆盖的开口(6)靠近过滤室顶部离开过滤室(4);所述高流速导致紧靠滤网(7)形成颗粒状过滤介质(8)的滤床;
所述滤床占过滤室(4)内部容积的10-80%;
所述颗粒状过滤介质(8)由质量加权平均粒径为100至900微米和比重为2-3g/ml的无机材料组成;
b.在时间间隔t2期间,将水性液体流的流速降低到足够低的流速以使颗粒状过滤介质(8)的滤床破碎并从滤网移向过滤室(4)的底部;
其中时间间隔t1在30-3000秒的范围内,时间间隔t2在1-10秒的范围内。
根据特别优选的实施方案,本方法包括使水性液体通过如本文前面所定义的装置(1)。
本方法优选包括在液体流到达颗粒状过滤介质(8)的滤床之前添加与Ca2+形成水不溶性复合物的螯合剂。该螯合剂优选选自碳酸钠、碳酸钾及其组合。所述螯合剂优选以0.1-3g/L的浓度,最优选以0.5-2g/L的浓度加入到水性液体流中。
在本方法的步骤a)中采用的高流速优选超过0.3cm/s,更优选超过0.5cm/s,最优选超过0.7cm/s。
步骤b)中采用的低流速通常不超过步骤a)中采用的高流速的50%,更优选不超过30%。优选地,步骤中的低流速在0-0.9cm/s的范围内,更优选在0-0.6cm/s的范围内,最优选在0-0.3cm/s的范围内。
在本方法中使用的颗粒状过滤介质(8)优选地是如本文前面所定义的颗粒状过滤介质。
如果其间采用高流速的时间间隔t1明显长于其间采用低流速的时间间隔t2,则本方法的优点将特别明显。因此,优选地,t1:t2的比率为至少10∶1,更优选为至少60∶1。
时间间隔t2通常不超过15秒。更优选地,该时间间隔不超过10秒,最优选地其不超过5秒。
在优选的实施方案中,本方法包括重复步骤a)和b)的序列至少3次。更优选地,该序列重复至少3次,每次采用相同的时间间隔t1和相同的时间间隔t2
图1提供了在高流速模式下操作的根据本发明的过滤装置(1)的截面图。待过滤的水性液体含有悬浮的泥土颗粒(14)和溶解的钙。水性液体通过入口(2)引入装置(1)中,通过入口开口(5)靠近底部进入过滤室(4),并通过被滤网(7)覆盖的出口开口(6)离开过滤室(4)。计时器(10)连接到电源并且与流量调节器(9)电连接。计时器(10)将流量调节器(9)切换到高流速模式。以高流速进入过滤室(4)的水性液体将过滤室(4)中的颗粒状过滤介质(8)推靠向滤网(7),从而形成滤床。水性液体中包含的悬浮颗粒被过滤介质(8)的滤床截留。经由开口(6)离开过滤室(4)的已过滤水性液体经由出口(3)离开装置(1)。
图1中进一步示出了偶联装置(11),其可用于将入口(2)固定到水龙头上。定量加料单元(12)位于流量调节器(9)和过滤室(4)之间。定量加料单元(12)包含碳酸钠的水溶液,并电连接到计时器(10)。在高流速模式期间,定量加料单元(12)将碳酸钠的水溶液以恒定速率引入水性液体流中。在定量加料单元(12)的下游形成碳酸钙(13)的颗粒。这些碳酸钙颗粒(13)以及悬浮的泥土颗粒(14)通过过滤介质(8)的滤床除去。在过滤室(4)的下游提供另一定量加料单元(15)。这一定量加料单元(15)包含酸化剂水溶液,并与计时器(10)电连接。在高流速模式期间,定量加料单元(15)在水性液体通过出口(3)离开装置(1)之前以恒定的速率将酸化剂的水溶液引入过滤和软化的水性液体流中。
靠近过滤室(4)底部的开口(17)被滤网(18)覆盖并通过盖(19)封闭。盖(19)可以移除以便过滤介质(8)在出口(3)中的阀(20)关闭的同时用水性液体清洗。可替代地,过滤介质(8)可以用通过出口(3)引入的水性液体流清洗而同时保持流量调节器(9)关闭。同样,滤网(18)可以被移除以使得能够将过滤介质(8)从过滤室(4)移除。
图2提供了在低流速模式下操作的根据本发明的过滤装置的截面图。此时计时器(10)将流量调节器(9)切换到低流速模式,并且没有水性液体通过入口(2)引入装置(1)中。此外,没有碳酸钠溶液从定量加料单元(12)释放和没有酸化剂溶液从定量加料单元(15)释放。当装置以高流速模式操作时,紧靠滤网(7)形成滤床的过滤室(4)中的颗粒状过滤介质(8)朝向过滤室(4)的底部向下移动。
本发明通过以下非限制性实施例进一步说明。
实施例
实施例1
如图1所示的装置用于过滤和软化来源的水。但是,没有酸化剂溶液添加到过滤和软化的水中。
所使用的来源水的浊度为15NTU,硬度为70FH,及Ca:Mg的摩尔比为2:1。
在高流速模式期间,来源水以4L/min的流速通过装置。
用于软化来源水的碳酸钠水溶液的碳酸钠含量为200g/L。在高流速间期期间,加入碳酸钠溶液以使水性流中的浓度达到1g/L。
过滤室为直立圆筒形,其内部容积为0.350L,内径为4cm。过滤室包含250克颗粒状过滤介质。该过滤介质由具有以下粒度分布的长石组成:
D10 150微米
D50 320微米
D90 520微米
在操作期间,计时器连续地在4分钟高流速后将流量调节器从高流速切换到无流量,且在4秒无流量后将流量调节器相反地切换。在无流量时间间隔内,没有碳酸钠从定量加料单元添加。
在40分钟的时间段内以来源水这种方式过滤和软化。在此期间离开装置的过滤和软化的水性液体流的浊度小于2NTU,且钙含量降低超过80%。在此期间,跨过滤器的压力降仅略微增加。
比较例
重复实施例1,不同之处在于该装置连续地以高流速模式操作40分钟。在此期间,观察到跨过滤器的压力降非常显著的增加。
比较例2
床材料的影响
结晶涉及“晶种”的成核和该晶体的后续生长。成核涉及过饱和驱动结晶与由新相形成产生的表面能之间的竞争。因此,高的过饱和度(大驱动力)促进成核。相反,一旦核存在,它们可能以较小的过饱和度生长。在结晶和沉淀领域中众所周知,如果在过饱和溶液中提供晶种,则会在晶种表面上发生沉淀。这促进并加速沉淀过程。在本发明中观察到铝硅酸盐如长石如晶种材料一样发挥作用。但是,合成海绵状泡沫材料(如聚苯乙烯凝胶)不能促进此过程。
Figure BDA0002381838950000121

Claims (12)

1.用于过滤水性液体的装置(1),所述装置(1)包括:
·用于水性液体流的入口(2);
·用于水性液体流的出口(3);
·过滤室(4),其包括位于所述过滤室底部附近且与所述用于水性液体流的入口(2)流体连通的入口开口(5),以及位于所述过滤室(4)顶部附近且与所述用于水性液体流的出口(3)流体连通的出口开口(6);
·位于所述过滤室(4)上游的第一定量加料单元(12),其适应于将水溶性组分释放到从所述入口(2)流向所述过滤室(4)的所述水性液体流中;
·覆盖所述过滤室(4)的所述出口开口(6)的滤网(7);
·部分填充所述过滤室的内部的颗粒状过滤介质(8),所述颗粒状过滤介质(8)由无机材料组成,其质量加权平均粒径在100至900微米之间,且比重为2-3克/毫升;
·流量调节器(9),其调节通过所述过滤室(4)的水性液体的流速,并且其可以以高流速模式或低流速模式操作;
·控制所述流量调节器(9)的计时器(10);其中所述计时器(10)被编程为交替地在所述计时器(10)测量的时间间隔达到30-3000秒范围内的第一预定时间间隔t1后将所述流量调节器(9)从所述高流速模式切换到所述低流速模式,和在所述计时器(10)测量的时间间隔达到1-10秒范围内的第二预定时间间隔t2后将所述流量调节器(9)从所述低流速模式切换到所述高流速模式。
2.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中当允许在重力的影响下形成床时,所述颗粒状过滤介质(8)填充所述过滤室(4)的内部容积的10-80%。
3.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述装置(1)包括用于将所述装置(1)附接到水龙头上使得自来水可以通过所述用于水性液体流的入口(2)进入所述装置(1)的偶联工具(11)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中覆盖所述过滤室(4)的出口开口(6)的所述滤网(7)的网孔尺寸在30至200微米的范围内,优选在50至100微米的范围内。
5.根据权利要求4所述的装置,其中所述装置(1)包括第二定量加料单元(15),其位于所述过滤室(4)的下游且适应于将水溶性组分释放到从所述过滤室(4)流向所述出口(3)的水性液体流中,其中所述水溶性组分选自酸化剂、香料、硅酮、杀菌剂及其组合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述颗粒状过滤介质(8)的密度为2.2-2.9g/ml。
7.一种过滤水性液体的方法,所述方法包括使所述水性液体通过根据权利要求1至6中任一项所述的装置,所述方法包括:
以下步骤a)和b)的交替序列:
a.在时间间隔t1期间,使水性液体流以高流速沿向上的方向通过部分填充颗粒状过滤介质(8)的过滤室(4),所述流通过靠近所述过滤室(4)的底部的开口(5)进入所述过滤室(4),并通过由滤网(7)覆盖的开口(6)靠近所述过滤室(4)的顶部离开所述过滤室(4);
所述高流速导致紧靠所述滤网(7)形成颗粒状过滤介质(8)的滤床;
所述滤床占所述过滤室(4)的内部容积的10-80%;
所述颗粒状过滤介质(8)由质量加权平均粒径在100至900微米之间且比重为2-3g/ml的无机材料组成;
b.在时间间隔t2期间,将所述水性液体流的流速降低至足够低的流速以使所述颗粒状过滤介质(8)的滤床破碎并从所述滤网(7)移向所述过滤室(4)的底部;
其中与Ca2+形成水不溶性复合物的螯合剂在水性液体水流到达所述颗粒状过滤介质(8)的滤床之前被添加到所述水性液体水流中,且其中所述时间间隔t1在30-3000秒的范围内,所述时间间隔t2在1-10秒的范围内。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述螯合剂选自碳酸钠、碳酸钾及其组合。
9.根据权利要求7所述的方法,其中所述螯合剂是碳酸钠,并且所述碳酸钠以0.1-3g/l的浓度添加到所述水性液体流中。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法,其中步骤a)中使用的所述高流速超过0.3cm/s。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法,其中步骤b)中使用的所述低流速不超过步骤a)中使用的所述高流速的50%。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法,其中t1:t2≥10:1。
CN201880052038.XA 2017-08-15 2018-08-13 用于过滤水性液体的装置和方法 Pending CN110997097A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17186246.9 2017-08-15
EP17186246 2017-08-15
PCT/EP2018/071921 WO2019034607A1 (en) 2017-08-15 2018-08-13 APPARATUS AND METHOD FOR FILTRATION OF AQUEOUS LIQUID

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110997097A true CN110997097A (zh) 2020-04-10

Family

ID=59702534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880052038.XA Pending CN110997097A (zh) 2017-08-15 2018-08-13 用于过滤水性液体的装置和方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11185800B2 (zh)
EP (1) EP3668627B1 (zh)
CN (1) CN110997097A (zh)
MX (1) MX2020001712A (zh)
WO (1) WO2019034607A1 (zh)
ZA (1) ZA202000410B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112019008270A8 (pt) 2016-10-28 2023-04-11 Beckman Coulter Inc Sistema de avaliação de preparação de substância
US11272158B2 (en) 2019-03-01 2022-03-08 Tencent America LLC Method and apparatus for point cloud compression
NL1044183B1 (nl) 2021-10-15 2023-05-16 Nvba Inrichting voor het behandelen van water en werkwijze voor het vervaardigen van zo een inrichting
SE545635C2 (en) * 2022-02-24 2023-11-21 Zeo Concept Ece Ab A filter system for purification of a fluid comprising an acoustic wave creating arrangement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4290894A (en) * 1978-07-19 1981-09-22 Egyesult Muszaki Tomito Es Gepszakmai Ipari Szovetkezet Process and apparatus for cleaning contaminated water
CN1116560A (zh) * 1994-08-08 1996-02-14 杨金旺 浮床式过滤器
CN203884469U (zh) * 2014-05-07 2014-10-22 杭州玛豆环保科技有限公司 免清洗的水污分离过滤器
CN103285661B (zh) * 2013-06-18 2015-12-09 浙江大学 废水悬浮物的固液分离装置

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1984219A (en) 1929-05-23 1934-12-11 Krueger As I Process and apparatus for reducing the hardness of water
US2316660A (en) * 1941-06-19 1943-04-13 Alonzo W Bailey Flashing strip
NL153501C (nl) 1972-04-04 1982-10-18 Dhv Raadgevend Ing Werkwijze en inrichting voor het chemisch ontharden van water met de kristallisatiemethode.
NL7302251A (zh) 1973-02-19 1974-08-21
US4246119A (en) 1979-02-12 1981-01-20 Alldredge Robert L Liquid sand filter
US4322296A (en) 1980-08-12 1982-03-30 Kansas State Univ. Research Foundation Method for wastewater treatment in fluidized bed biological reactors
US4378295A (en) 1980-12-22 1983-03-29 Axtmann Robert C Desilication of geothermal water
US4438000A (en) 1982-08-10 1984-03-20 Kansas State University Research Foundation Method of filtration using semifluidized beds
US4624789A (en) 1985-03-18 1986-11-25 Kansas State University Research Foundation Mass transfer into porous granules using stratified semifluidized beds
DE3532031A1 (de) 1985-09-09 1987-03-12 Eppler Dieter Verfahren zum reduzieren der carbonathaerte von wasser
US4693831A (en) * 1987-01-28 1987-09-15 Zimpro Inc. Rise-rate control of pulsed-bed granular medium filters
NL8802077A (nl) 1988-08-23 1990-03-16 Dhv Raadgevend Ing Werkwijze voor het chemisch ontharden van water met de kristallisatiemethode in een korrelreactor.
FR2656295B1 (fr) 1989-12-22 1992-04-24 Omnium Traitement Valorisa Dispositif pour l'adoucissement de l'eau par decarbonatation.
US5114595A (en) 1991-02-19 1992-05-19 Coyanosa Operations Company, Inc. Multiple screen filter and method
US5180491A (en) * 1991-06-06 1993-01-19 Ametek, Inc. Apparatus for removal of iron from drinking water
US5198002A (en) 1992-03-12 1993-03-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Gas stream clean-up filter and method for forming same
FR2714847B1 (fr) 1994-01-10 1996-02-16 Seb Sa Dispositif de purification de fluide et en particulier d'eau.
US5779996A (en) * 1995-04-21 1998-07-14 Innovative Biosystems, Inc. Microbial remediation reactor and process
US5620607A (en) 1995-05-30 1997-04-15 Bowie, Jr.; James E. Filtering fluidized bed reactor
US6110389A (en) 1997-10-10 2000-08-29 Horowitz; Amikam Filtration unit
DE29920728U1 (de) 1999-11-26 2000-02-24 Wetzel & Partner Ingenieurgese Reaktor zum Enthärten von Wasser
US20020074292A1 (en) * 2000-09-26 2002-06-20 Andreas Schlegel Adsorption vessels
US6835311B2 (en) * 2002-01-31 2004-12-28 Koslow Technologies Corporation Microporous filter media, filtration systems containing same, and methods of making and using
JP2004074133A (ja) 2002-08-19 2004-03-11 Sato Setsubi:Kk 全自動浄化活性水生成装置
US7270745B2 (en) * 2003-08-04 2007-09-18 Schwartzkopf Steven H Liquid filtration apparatus embodying super-buoyant filtration particles
US20100133196A1 (en) * 2007-08-18 2010-06-03 Boris Mikhail Khudenko Combined gravity separation-filtration for conducting treatment processes in solid-liquid systems
US7553418B2 (en) * 2007-08-18 2009-06-30 Khudenko Engineering, Inc. Method for water filtration
EP2070574A1 (de) 2007-12-14 2009-06-17 Heinrich Sprick Druckfilter und Verfahren zum Klären von Flüssigkeiten
CN103842046B (zh) 2011-10-03 2016-01-13 株式会社石垣 不定形过滤介质层及具备其的过滤设备
JP2017113723A (ja) 2015-12-25 2017-06-29 株式会社クボタ 有機性排水処理設備の運転方法及び有機性排水処理システム
EP3429719B1 (en) * 2016-03-18 2021-10-13 Parkson Corporation Improved method for cleaning filtration system media
US10906818B2 (en) * 2017-12-22 2021-02-02 Ozono Polaris, S.A. de C.V. Process for back-and-forth washing of adsorptive media

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4290894A (en) * 1978-07-19 1981-09-22 Egyesult Muszaki Tomito Es Gepszakmai Ipari Szovetkezet Process and apparatus for cleaning contaminated water
CN1116560A (zh) * 1994-08-08 1996-02-14 杨金旺 浮床式过滤器
CN103285661B (zh) * 2013-06-18 2015-12-09 浙江大学 废水悬浮物的固液分离装置
CN203884469U (zh) * 2014-05-07 2014-10-22 杭州玛豆环保科技有限公司 免清洗的水污分离过滤器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丑晓红等: "《电厂水处理及监测》", 30 April 2014, 北京理工大学出版社 *
刘风学等: "《黄河下游复合污染物转化研究及监测评价》", 31 December 2016, 黄河水利出版社 *
哈尔滨工业大学给水排水教研室: "《给水工程 下》", 31 March 1959, 建筑工程出版社 *

Also Published As

Publication number Publication date
ZA202000410B (en) 2021-08-25
US11185800B2 (en) 2021-11-30
US20200391138A1 (en) 2020-12-17
WO2019034607A1 (en) 2019-02-21
EP3668627B1 (en) 2022-10-12
MX2020001712A (es) 2020-07-13
EP3668627A1 (en) 2020-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11185800B2 (en) Apparatus and method for filtering aqueous liquid
CN100556821C (zh) 水净化系统
US4793934A (en) Method for enhancing the separation capacity of a multi-bed filtration system
JP2008100123A (ja) 水処理機器
KR20120047198A (ko) 자동 역세척 사이클을 구비하는 물 여과 장치
TWI533919B (zh) 水淨化裝置
CN212214709U (zh) 用于过滤水性液体的装置
JP2003275782A (ja) 細砂緩速ろ過装置及びその方法
CN102548904B (zh) 水净化装置
KR100824310B1 (ko) 고형물 여과장치
WO2011019746A1 (en) Cleanable filtering device
JPH1094707A (ja) 浄水装置及び浄水装置の逆洗浄方法
KR200494403Y1 (ko) 정수기의 배수구조
JP5754649B2 (ja) 深層ろ過装置
JP7259190B1 (ja) 浄水器及び浄水器の運転方法
JP2709700B2 (ja) 飲料水用ミネラル水の生成装置及びその生成方法
Sutherland Water filtration: Bulk water filtration techniques
CN103189317B (zh) 停留时间室
RU2193015C2 (ru) Установка для очистки воды
CN117597181A (zh) 过滤介质、包含过滤介质的过滤器滤筒以及过滤水的方法
CN104291470A (zh) 一种带有旋流除砂装置的超滤膜净水器及制作方法
JPH1119652A (ja) 用水の浄化装置
KR20020085964A (ko) 과포화 용존공기를 함유한 물에 의한 여과지의 역세척방법
RU95658U1 (ru) Система подготовки воды
KR100942132B1 (ko) 고탁도 필터

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210811

Address after: Rotterdam

Applicant after: Unilever Intellectual Property Holdings Ltd.

Address before: Rotterdam

Applicant before: Netherlands Unilever Co.,Ltd.