CN1177767C - 用于污水、废水等的固体-液体过滤方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种固体-液体过滤方法和系统。方法包括：沿过滤器的阻挡方向供应液体来过滤掉和捕获固体，过滤器包括紧密平行的诸单纤维，其一端被固定，另一端可飘浮，单纤维通过一支承件被支承在工作位置，在冲洗位置，绕固定端转动离开支承件，在工作位置，单纤维聚集成若干带，一条带的单纤维的自由端部与相邻带的固定端部重叠，在其自由端与固定端之间，带的单纤维以平面状态保持在支承件上。系统包括：一具有顶盖和底盖的网状支承件，使液体抽吸通过一盖子的装置，一在顶盖与底盖之间延伸的多孔框架；一直径为0.3毫米或0.3毫米不到的单纤维组成的带的过滤器媒质，设置在多孔框架的外表面上，单纤维带的一个端部固定于多孔框架，其另一端可漂浮。
Description
本发明涉及一种用于污水、废水等诸如此类的固体—液体过滤方法和系统。
根据传统的固体—液体过滤处理，液体中的固体通过诸如编制物、纱布或网、针织物、能渗透的隔膜等等的多孔过滤媒质而被滤掉。要过滤的液体通过加载、加压、排空、离心等等从一侧到另一侧流经过滤媒质，由此，如果固体颗粒大于小孔的尺寸，则这些固体就被小孔所捕获。
在进行上述过滤处理的传统系统中，基本上是迫使液体经过过滤器的一侧到另一侧。液体中的平均固体颗粒尺寸是随要过滤的液体的种类而不同的，而每一种过滤媒质的小孔尺寸都有它的一定的过滤范围。当液体含有多种颗粒尺寸的固体时，就必须随颗粒尺寸的增大或缩小来更换过滤媒质。此外，如果其过滤媒质不能更换，可以过滤的液体就受到了系统的限制，这样，很不方便地降低了过滤系统的适应性。
被过滤的固体颗粒随着过滤处理的时间的较长进程而逐渐积聚在过滤媒质上，从而阻塞了过滤器。这种阻塞情况降低了过滤效果，最终将不能过滤。当迫使液体如上所述经过过滤媒质时，固体被过滤器孔所捕获。固体颗粒越细，这种阻塞就越频频发生。
从过滤液体的观点来看，使用过滤媒质如果一次性用到它的过滤能力的限度是既不经济、效率不高，也不实际的，那是因为这种媒质就不能再使用了。为此，通常是用洗涤阻塞的过滤媒质的方法去除被过滤下来的固体颗粒，以重复使用媒质。为了解决阻塞所引起的问题，就强制洗涤水逆向经过媒质，以对固定的过滤媒质进行所谓的回洗或反向清洗，或借助传统装置强制地吹掉和吸出阻塞的固体颗粒。
尽管对于阻塞回洗是一种简单和方便的处理方法，但当过滤媒质的小孔尺寸相当小时，或当固体颗粒过分细或牢固地附着在媒质上时，就要用大量的水长时间地在高的水压下进行这样一种回洗处理。即使在上述效率低的条件下，有时也还是继续使用该过滤媒质，否则就不可避免地要缩短洗涤周期。
另一方面，使用专用的洗涤装置增加了处理成本，降低了工作效率。
根据本发明，可使一般尺寸到极细颗粒的固体经过通常的回洗就能容易而彻底清洗的新颖过滤媒质来过滤掉。本发明提供一种新颖的固体—液体过滤方法和系统，它超越了传统的过滤概念。
本发明的一个目的是提供一种固体—液体过滤方法，其中，使要过滤的液体经过一过滤器，从而沿过滤器的阻挡方向供应液体来过滤掉和捕获固体，所述过滤器包括紧密平行的诸单纤维，这些单纤维的一端部被固定，另一端部可飘浮，这些单纤维通过一支承件被支承在它们的工作位置，在冲洗位置，绕固定端转动离开支承件，其中，在工作位置，这些单纤维聚集成若干带，一条带的诸单纤维的自由端部与相邻带的固定端部重叠，在它们各自的自由端部与固定端部之间，所述带的单纤维以一平面状态保持在支承件上。
本发明的另一目的是提供一种固体—液体过滤系统，它包括：
一具有顶盖和底盖的网状支承件，使液体抽吸通过一盖子的装置，以及一在顶盖与底盖之间延伸的多孔框架；
一直径为0.3毫米或0.3毫米不到的单纤维组成的带的过滤器媒质，设置在多孔框架的外表面上，单纤维带的一个端部固定于多孔框架，其另一端部可漂浮；
当液体通过过滤器媒质然后通过网状支承件时，液体中的固定被除掉并积聚在过滤器媒质上，当回洗液体通过网状支承件然后通过过滤器媒质时，单纤维的另一端漂浮，以去除积聚在其上的固体。
图1是本发明的固体—液体过滤系统的立体图。
图2是本发明发明固体—液体过滤系统的过滤媒质的立体图。
图3是图2所示过滤媒质的一短的侧部的局部放大侧视图(沿图2的线III-III截取的)。
图4是在回洗情况下的本发明固体—液体过滤系统的示意剖视图。
图5是本发明另一实施例的固体—液体过滤系统的示意图。
详细说明和较佳实施例
根据本发明，在紧密平行的、相邻单纤维的各接触表面之间形成间隙，这些间隙起到传统过滤媒质中的小孔的作用。
改变单纤维的直径就可控制过滤表面，因而，可根据要滤掉的固体的颗粒尺寸来选定纤维的粗细。借助超细单纤维可进行比得上隔膜或超过滤的精细过滤。
上述新颖的过滤媒质能容易地进行高水平的过滤，其回洗也可相当简单和彻底地进行。由于只要将单纤维的一个侧部固定，所以另一侧部在沿与滤出液流相反的逆向供应的回洗水作用下将脱开网状支承件，而洗涤水迫使这些纤维在洗涤水中飘浮和展开。当冲洗水迫使每一过滤表面之间的距离展开时，在过滤过程中捕获在组合纤维带上的固体颗粒可以毫不费力地被除去，由此，可以很容易使过滤媒质获得再生。
如上所述，本过滤方法和系统可以在任何情况下用传统回洗十分容易和彻底地冲洗和再生过滤媒质，同时可以保持隔膜或超过滤的水平。
本发明所用的单纤维最好是由包括塑料、碳纤维、金属纤维等等在内的传统材料制成的单纤维，当然还要根据过滤的液体的性能选择适合的专门材料。
本发明对单纤维的粗细没有特别的限制，但过分粗的单纤维由于形成在它们之间的接触表面少了而降低了工作效率，并且不适合进行本发明的高水平的过滤。为了进行本发明的高水平过滤，单纤维的直径最好是0.3毫米或0.3毫米以下，但是工作效率随着单纤维变细而大为增加。
此外，除了一些诸如网状支承件的网眼不大于单纤维、以防止单纤维侵入网状物的一些技术常规之外，本发明对用于组合单纤维带的网状支承件没有什么限制，支承件应由耐被过滤液体的侵蚀的材料制成。
根据本发明，沿与流体流动相反的逆向简单地供应的回洗水来冲洗和再生过滤媒质，这样使回洗引起的技术上和经济上的不便降低到最小。在过滤过程中，回洗步骤可重复进行，而效率没有大的损失。换句话讲，这样一种间断进行的回洗步骤不会严重影响过滤处理。本发明的最具特点的特征之一是简单而彻底的回洗。
在本发明中，如上所述，有效地用组合单纤维带作为一种新颖的过滤媒质，它还起到了传统上用在类似方法和系统中的蝶形阀的作用。
在过滤处理中，从理论上讲可以固定过滤媒质的两端，在随后的回洗步骤中释放其中的一端，然后再把它固定以继续进行过滤。但是，这样一种处理是不切实际的，也是违背本发明的基本精神的。
实施例
现在请参阅附图，下面将用实施例进一步描述本发明。
图1是本发明固体—液体过滤系统的立体图，图2是本发明固体—液体过滤系统的过滤媒质的立体图，图3是图2所示过滤媒质的一个短侧部分的局部放大侧视图(沿图2的线III-III截取的)。在图1中，为便予理解，取下了一部分组合单纤维带子。
图中的1表示由不锈钢制成的作为本系统一部分的圆筒形篮状框架。框架1的长度约450毫米，直径约140毫米。框架1的顶部和底部开口上设置有由不锈钢制成的密封盖2和3，一约1厘米网眼的不锈钢丝网4绷在框架1上。上盖2设置有一用于可拆卸地连接一抽吸管5的配件6。
7表示一过滤媒质。如图2和3所示，过滤媒质7包括：一约1.5毫米厚的内层，它是通过紧密组合、长度约150毫米、直径约0.012毫米的芳族聚酰胺纤维8(TECHNORA，TEIJIN有限公司的商标)制备而成，它是通过紧密组合芳族聚酰案单纤维并把它们折叠成两个以形成厚度总的约为1.5毫米的；一厚度约0.5的外层，它是通过在内层上设置直径约为0.3毫米的聚丙烯单纤维9制备而成的；一长度约470毫米的不锈钢杆10，用于保持两单纤维层的中心；以及一套夹11，用于把这些层固定在杆10上，过滤媒质7的厚度总的约为2.5毫米。外层的较粗的单纤维用于将较细单纤维的内层稳定下来作为基本的过滤媒质，它并不直接参与过滤。因此，对于本过滤系统而言，外层并不是必需的。过滤媒质7的尺寸是，长度约450毫米、宽度约70毫米、厚度约2.5毫米。
九个过滤媒质7安装在一绷在一圆筒形篮状框架1的丝网4上，使得这些媒质7的各自由端部如图1所示与相邻的套夹端部彼此重叠。图1中用“a”示出的重叠宽度约20毫米。每一不锈钢杆10装配在框架1的顶盖2和底盖3的周边中。这样，每一过滤媒质7都可绕作为旋转轴的不锈钢杆10转动。过滤媒质7可固定到框架1上，使媒质总的不可转动，而只有单纤维是自由的和可飘浮的。
上述结构的本过滤系统借助除配件6之外的过滤媒质7和顶盖2与底盖3几乎处在密封状态，当抽吸管5连接到其上时，那就完全密封。
下面描述使用上述系统的本发明的过滤方法。
抽吸管5装到配件6上之后，将过滤系统浸没在被搅拌的在水中有30,000ppm的山土的悬浮体中。抽吸管5连接于小尺寸的8升/分钟负荷的抽吸泵，以在真空条件下进行过滤。悬浮体以2.0至3.0升/分钟的过滤速度被过滤，产出了相当清洁的水。
十分钟过滤之后，中止第一过滤步骤，而水以与过滤液体的流动相反的逆向流动，对过滤媒质7回洗一分钟。这种10分钟过滤一分钟回洗的过程重复进行。结果，可以110至160升/小时或约3,200升/天的过滤速度获得作为滤出液的清洁水。
当回洗水(自来水)A从内侧到外侧激烈地通过过滤系统时，过滤媒质7的诸单纤维如图4所示朝丝网4的外面释放而飘浮在水中，然后回洗水进入在各单纤维之间的不规则的间隙中，以去除积聚在其上的被过滤下来的固体，从而彻底地再生了过滤媒质7。
本发明的另一实施例如图5所示。每一过滤媒质7平平地设置和固定到一腔室的一侧部上。在该实施例中，以类似于上述的方法通过固定在腔室的配件(未示出)相继供应要过滤的液体和回洗水而进行有效的抽吸过滤和回洗。
Claims (17)
1.一种固体—液体过滤方法，其中，使要过滤的液体经过一过滤器，从而沿过滤器的阻挡方向供应液体来过滤掉和捕获固体，所述过滤器包括紧密平行的诸单纤维(8，9)，这些单纤维的一端部被固定，另一端部可飘浮，这些单纤维(8，9)通过一支承件(4)被支承在它们的工作位置，在冲洗位置，绕固定端转动离开支承件(4)，其中，在工作位置，这些单纤维(8，9)聚集成若干带(7)，一条带(7)的诸单纤维的自由端部与相邻带(7)的固定端部重叠，在它们各自的自由端部与固定端部之间，所述带(7)的单纤维以一平面状态保持在支承件(4)上。
2.如权利要求1所述的固体—液体过滤方法，其特征在于，沿着与过滤的液体流动方向相反的逆向供应冲洗水来间歇冲洗组合纤维带。
3.如权利要求1所述的固体—液体过滤方法，其特征在于，所述诸单纤维的直径为0.3毫米或0.3毫米以下。
4.如权利要求2所述的固体—液体过滤方法，其特征在于，所述诸单纤维的直径为0.3毫米或0.3毫米以下。
5.如权利要求1至4中的任何一项所述的固体—液体过滤方法，其特征在于，所述诸单纤维由塑料制成。
6.如权利要求1至4中的任何一项所述的固体—液体过滤方法，其特征在于，所述诸单纤维由碳纤维制成。
7.如权利要求1至4中的任何一项所述的固体—液体过滤方法，其特征在于，所述诸单纤维是金属单纤维。
8.如权利要求1所述的固体—液体过滤方法，其特征在于，在工作位置，只有带(7)的单纤维的自由端部靠在相邻带(7)的固定端部上。
9.如权利要求1所述的固体—液体过滤方法，其特征在于，支承件(4)是一网状支承件(4)。
10.如权利要求1所述的固体—液体过滤方法，其特征在于，每一所述带包括：一单纤维内层，作为过滤器媒质，该内层绕靠近一框架的杆折叠成两个，以提供两个外表面以及自由端；以及设置在所述每一外表面上的单纤维外层，在进行过滤以捕获固体时，所述单纤维的外层使单纤维的内层稳定在所述框架上。
11.如权利要求10所述的固体—液体过滤方法，其特征在于，沿着与过滤的液体流动方向相反的逆向供应冲洗水来间歇冲洗组合的纤维带。
12.一种固体—液体过滤系统，它包括：
一具有顶盖和底盖的网状支承件，使液体抽吸通过一盖子的装置，以及一在顶盖与底盖之间延伸的多孔框架；
一直径为0.3毫米或0.3毫米不到的单纤维组成的带的过滤器媒质，设置在多孔框架的外表面上，单纤维带的一个端部固定于多孔框架，其另一端部可漂浮；
当液体通过过滤器媒质然后通过网状支承件时，液体中的固定被除掉并积聚在过滤器媒质上，当回洗液体通过网状支承件然后通过过滤器媒质时，单纤维的另一端漂浮，以去除积聚在其上的固体。
13.如权利要求12所述的固体—液体过滤系统，其特征在于，所述诸单纤维由塑料制成。
14.如权利要求12所述的固体—液体过滤系统，其特征在于，所述诸单纤维由碳纤维制成。
15.如权利要求12所述的固体—液体过滤系统，其特征在于，所述诸单纤维是金属单纤维。
16.如权利要求15所述的固体—液体过滤系统，其特征在于，单纤维带形成为纤维的内层和纤维的外层，内层的纤维的直径小于外层的内纤维的直径。
17.如权利要求16所述的固体—液体过滤系统，其特征在于，内层纤维的直径为0.012毫米，外层纤维的直径为0.3毫米。
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| GB2360225B (en) | 2003-06-11 |
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