CN203060931U

CN203060931U - 一种微孔过滤净化水质装置

Info

Publication number: CN203060931U
Application number: CN 201220742925
Authority: CN
Inventors: 朱洁; 陈洪斌; 戴晓虎; 唐贤春; 戴翎翎
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2022-12-28

Abstract

本实用新型涉及环境保护的水处理技术领域，尤其涉及一种微孔过滤净化水质装置。本实用新型的微孔过滤净化水质装置包括微孔滤芯过滤组件，过滤器外壳和清洗装置。采用上述装置进行水质净化时主要包括过滤和反冲洗两个工序。所述净化装置的核心部件为孔径为5-10μm的微孔滤芯，该孔径的滤芯能够有效拦截水中各种尺寸的微型动物，且不需要外加压力，运行成本较低。本实用新型的微孔过滤净化水质装置特别适用于采用臭氧生物活性炭深度处理和常规砂滤工艺的水厂，以降低微型动物的泄漏风险，提高水质，也适用于中水回用或排泥水回用过程中微型动物的截留去除。操作方法简单易行，截留效果较佳，可操作性强。

Description

一种微孔过滤净化水质装置

技术领域

本实用新型涉及环境保护的水处理技术领域，尤其涉及一种微孔过滤净化水质装置。

背景技术

随着饮用水水源污染的日益加剧和居民环保意识的不断增强、生活水平的不断提高，饮用水水质标准要求亦将愈来愈高，常规的絮凝、沉淀、过渡、消毒净水工艺已难以满足水质不断提高的耍求，饮用水深度处理技术受到人们的广泛关注，对深度处理技术研究和应用在我国已呈现出蓬勃发展的形式。

臭氧生物活性炭引用水深度处理方法集臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解于一体，近年来成为水质性缺水地区提高供水水质的核心净化单元，但该工艺容易引起微型动物在活性炭滤池的二次繁殖，增加后续消毒工艺的负担和饮用水生物风险。饮用水净化过程微型动物主要包括摇蚊幼虫、寡毛类、溞类、轮虫和线虫等无脊椎动物。

这些微型动物的穿透性较强，有时甚至能够穿透整个净水工艺进入供水管网，不仅引起用户感官不适，某些微型动物还具有致病性，如无甲腔轮虫会感染泌尿系统；摇蚊幼虫体内的血色素会引起过敏性哮喘和鼻炎等症状，线虫可以为体内携带的细菌病毒等提供庇护，由于微型动物的结构比细菌等复杂，体表有角质层，针对灭活细菌设计的水厂常规的紫外和氯消毒工艺的投加剂量无法完全灭活微型动物，因此微型动物构成了饮用水的安全隐患。

尽管现有的石英砂过滤能够在一定程度上缓解微型动物泄漏风险，但对于穿透力强的微型动物截留效果不佳；微滤或超滤膜过滤需在压力条件下进行，投资和运行成本高，应用难度大。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种微孔过滤净化水质的装置，用于解决现有技术中的问题。发明人经过研究发现，孔径为5μm-10μm的微孔滤网能够对各种微型动物有良好的截留效果，且能够无压运行，是截留过滤微型动物的重要手段。

本实用新型采用了新型的微孔过滤材料拦截水中的微型动物，实用新型的效果是积极和明显的，能有效解决如自来水厂等场所的微型动物泄漏问题，具有很强的实用性。该微孔过滤装置可实现自压运行，操作简单，性能可靠，可广泛应用于自来水厂等场所的微型动物控制。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种微孔过滤净化水质装置，其特征在于，包括微孔滤芯过滤组件，过滤外壳和清洗装置。所述微孔滤芯过滤组件为上敞口式中空的柱形结构，所述微孔滤芯过滤组件的底部设有底座，还设有进水管路，所述进水管路与所述柱形结构的中空部分相通。

优选的，所述微孔滤芯过滤组件上的微孔直径为5-10μm。

更优选的，所述微孔滤芯过滤组件为中空的圆柱形结构，孔面积占侧壁总面积的70-85%。

优选的，所述微孔滤芯过滤组件的材料为不锈钢或其它材质。

优选的，所述进水管路的出水端位于所述中空的柱形结构的上部，所述进水管路上压力传感器和流量计。

更优选的，所述进水管路上设有第一阀门。

流量计进水处设有阀门调节进水量和过滤速度；过滤器进水端设压力传感器，用于实时监测微孔滤芯过滤组件的压力变化，以判断滤芯是否发生堵塞，是否需要清洗。

优选的，所述底座上还设有过滤器外壳，所述过滤器外壳为中空的柱形结构，所述微孔滤芯过滤组件位于所述过滤器外壳内，所述过滤器外壳底部设有出水管路。

优选的，所述微孔滤芯过滤组件和所述过滤器外壳为同心的中空的圆柱形结构，所述微孔滤芯过滤组件的表面积由处理水量和所需的滤速确定，滤芯直径和高比例约为1:5-10。所述过滤器外壳的直径约为滤芯直径的2倍，高与滤芯高相同。

更优选的，所述出水管路上设有第二阀门。

优选的，还包括盖合所述过滤器外壳顶部和微孔滤芯过滤组件顶部的盖板。

更优选的，所述盖板与过滤器外壳顶部之间设有垫圈，且盖板与过滤器外壳顶部之间通过螺栓固定。垫圈起保持密闭性的作用。

优选的，所述微孔滤芯过滤组件和底座之间设有滤芯支撑架。

优选的，所述过滤器外壳底部还设有反冲管路，还包括清洗刷和清洗电机，所述清洗刷的刷体位于所述微孔滤芯过滤组件的中空结构中，所述清洗刷的主轴向上延伸出盖板并与所述清洗电机相连，所述清洗电机位于所述盖板上表面，还包括排放管路，所述排放管路与所述柱形结构的中空部分相通。

所述清洗刷的主轴能够带动刷体旋转，并清理所述微孔滤芯过滤组件的内壁。

优选的，所述反冲管路上设有第四阀门。

优选的，所述清洗刷的刷体自上而下贯穿所述微孔滤芯过滤组件的中空结构，且所述刷体的位置与所述微孔滤芯过滤组件上微孔的位置相对应。

优选的，所述排放管路上设有第三阀门。

优选的，所述过滤器外壳底部的反冲管路和出水管路合并为一条管路。

由于微孔滤芯的孔径小，常规水力反冲洗难以将滤芯上粘附的杂质清洗干净，因此设置自动清洗电机和清洗刷，需要清洗时，由清洗电机带动清洗刷转动扫除滤芯内壁的粘着物；正常过滤时，清洗刷保持静止状态。

优选的，所述排放管路位于所述的清洗刷的主轴杆内，排放管路下端紧贴滤芯底部，排放管路上端由清洗刷的主轴顶部伸出与外部水泵相连，清洗滤芯时，清洗的污水由泵抽吸排出。

所述的微孔过滤净化水质装置工作流程如下：过滤时，进水通过流量计、过滤器的进水管进入微孔滤芯内部，由内向外流出微孔滤芯，水中的杂质和微型动物被滤芯截留，滤后水由套筒收集，然后由套筒底部的出水口流出，过滤器的进水口设压力传感器指示运行状态。当滤芯开始堵塞、压力增加或微型动物过滤效率降低时启动自动清洗程序。清洗时，冲洗水由过滤器出水口反向流入套筒，由滤芯外测穿过滤芯壁进入过滤组件内部，粘附在滤芯内壁上的杂质被带出；与此同时清洗电机控制清洗刷转动，彻底清除滤芯内部附着较紧的杂质，清洗水由过滤器顶部溢流排出，清洗时将关闭微孔过滤装置上部的进水口。

本实用新型所提供的过滤装置采用微孔过滤拦截微型动物，由于水中微型动物的直径大多在10μm以上，因此采用5μm-10μm的微孔滤网能够达到较好的截留效果，且其运行不需要外加压力，能够在重力流条件下自压运行，投资和运行成本较低，推广应用较容易。

本实用新型的微孔过滤净化水质装置净化水质的装置特别适用于采用臭氧生物活性炭深度处理和常规砂滤工艺的水厂，以降低微型动物的泄漏风险，提高水质，也适用于中水回用或排泥水回用过程中微型动物的截留去除。操作方法简单易行，截留效果较佳，可操作性强。

附图说明

图1显示为本实用新型的结构示意图。

元件标号说明

1 过滤器外壳

2 清洗装置

3 进水管路

11 底座

12 滤芯支撑架

13 出水管路

14 微孔滤芯过滤组件

16 流量计

17 盖板

18 螺栓

19 压力传感器

21 清洗电机

22 排放管路

23 清洗刷

24 反冲管路

110 垫圈

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有压力值和范围都是指绝对压力。

此外应理解，本实用新型中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本实用新型中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，一种微孔过滤净化水质装置，包括微孔滤芯过滤组件14，所述微孔滤芯过滤组件14为上敞口式中空的圆柱形结构，所述微孔滤芯过滤组件14的底部设有底座11，所述微孔滤芯过滤组件14和底座11之间设有滤芯支撑架12，还设有进水管路3，所述进水管路3与所述柱形结构的中空部分相通，所述微孔滤芯过滤组件14上的微孔直径为5-10μm，孔面积占侧壁总面积的70-85%，所述微孔滤芯过滤组件14的材料为不锈钢，所述进水管路3的出水端位于所述中空的柱形结构的上部，所述进水管路3上压力传感器19、流量计16和第一阀门，所述底座11上还设有过滤器外壳1，所述过滤器外壳1为中空的圆柱形结构，所述微孔滤芯过滤组件14位于所述过滤器外壳1内，所述过滤器外壳1底部设有出水管路13，所述出水管路13上设有第二阀门。所述微孔滤芯过滤组件14和所述过滤器外壳1为同心的中空的圆柱形结构，所述微孔滤芯过滤组件14的表面积由处理水量和所需的滤速确定，滤芯直径和高比例约为1:5-10。所述过滤器外壳1的直径约为滤芯直径的2倍，高与滤芯高相同。。还包括盖合所述过滤器外壳1顶部和微孔滤芯过滤组件14顶部的盖板17，所述盖板17与过滤器外壳1顶部之间设有垫圈110，且盖板17与过滤器外壳1顶部之间通过螺栓18固定，所述过滤器外壳1底部还设有反冲管路24，所述反冲管路24上设有第四阀门，所述过滤器外壳1底部的反冲管路24和出水管路13合并为一条管路。还包括清洗刷23和清洗电机21，所述清洗刷23的刷体位于所述微孔滤芯过滤组件14的中空结构中，所述清洗刷23的主轴向上延伸出盖板17并与所述清洗电机21相连，所述清洗电机21位于所述盖板17上表面，还包括排放管路22，所述排放管路22与所述柱形结构的中空部分相通。所述清洗刷23的刷体自上而下贯穿所述微孔滤芯过滤组件14的中空结构，且所述刷体的位置与所述微孔滤芯过滤组件14上微孔的位置相对应，所述排放管路22上设有第三阀门。所述排放管路22位于所述的清洗刷23的主轴杆内，排放管路22下端紧贴微孔滤芯过滤组件14底部，排放管路22上端由清洗刷23的主轴顶部伸出与外部水泵相连，清洗滤芯时，清洗的污水由泵抽吸排出。

流量计16配合第一阀门可调节进水量和过滤速度；压力传感器19用于实时监测微孔滤芯过滤组件14的压力变化，以判断滤芯是否发生堵塞，是否需要清洗。

所述清洗装置2主要包括清洗电机21，排放管路22、清洗刷23以及反冲管路24。

所述清洗刷23的主轴能够带动刷体旋转，并清理所述微孔滤芯过滤组件14的内壁。

由于微孔滤芯的孔径小，常规水力反冲洗难以将滤芯上粘附的杂质清洗干净，因此设置自动清洗电机和清洗刷，需要清洗时，由清洗电机带动清洗刷转动扫除滤芯内壁的粘着物；正常过滤时，清洗刷保持静止状态。当微孔过滤器压力增加或滤出水的微型动物截留效率降低时，系统转入反冲洗状态，过滤时的出水管路13变成清洗水的反冲管路24，冲洗水由外向内穿过微孔滤芯，然后由微孔过滤器顶部排放管路22流出。清洗过程中，由清洗电机21带动清洗刷23转动，清洗刷23将微孔滤芯过滤组件14内壁上的杂质强制洗脱。

本实用新型的微孔过滤净化水质装置，采用孔径为5-10μm的滤芯，依靠重力流过滤截留水中微型动物，从而净化水质，并能自动清洗刷清洗滤芯，包括过滤，清洗和清洗水外排，其具体步骤如下：

过滤时，进水通过第一阀门、流量计16和压力传感器19到达微孔滤芯过滤组件14顶部的进水口，进入微孔滤芯过滤组件14内部，由内向外流出滤芯，水中的杂质和微型动物被滤芯截留，滤芯出水由微孔过滤器侧面底部的出水管路13流出。进水管路3设有压力传感器19，可根据压力变化判断滤芯是否堵塞或需要清洗。滤芯清洗时，冲洗水由清洗水反冲管路24进入微孔过滤器，由微孔滤芯过滤组件14侧壁向内渗透，同时清洗电机21控制清洗刷23转动，清洗刷23可将滤芯内部附着较紧的杂质刷落，最终清洗水从排放管路22流出。

所述自动清洗主要依靠清洗刷。反冲洗的进水由过滤器底部的出水口进入套筒内，然后由外向内穿过滤芯起到初步清洗的作用，滤芯内侧的清洗刷由两片错列的刷毛组成，两片刷毛固定在清洗刷主轴上，主轴由过滤器外部的清洗器控制旋转，主轴旋转带动刷毛刷洗滤芯内壁，起到深层清洗的作用。

实施例1

微孔过滤净化水质装置与石英砂过滤截留微型动物的净水方法的比较：

采用上述微孔过滤净化水质装置并对某水厂臭氧生物炭滤池的出水进行过滤，同时在活性碳池后增加40cm、0.6~0.9mm的石英砂层过滤，连续进水运行条件下比较微孔过滤和细石英砂过滤的截留效果。进水中微型动物的数量为轮虫630～2650个/m³，线虫30-500个/m³，甲壳类80-240个/m³，寡毛类为50-350个/m³。

比较结果：

连续流条件下，10μm微孔滤芯的微孔过滤净化水质装置对甲壳类微型动物的截留率达到100%；轮虫的截留率维持81.5%～99.5%之间，寡毛类微型动物的截留率为81.5%～100%，对线虫的截留率为33.7%～84.4%。

5μm微孔滤芯的微孔过滤净化水质装置对甲壳类微型动物的截留率达到100%；轮虫的截留率维持85%～100%之间，寡毛类微型动物的截留率为85%～100%，对线虫的截留率为53.8%～90.5%。

石英砂过滤装置对甲壳类微型动物的截留率保持在46%～75%；对轮虫的截留率维持在33～68%之间，对寡毛类微型动物的截留率为35%～63%；砂滤对线虫没有截留效果。

可见，微孔滤芯对各类微型动物的截留效果均远优于细石英砂过滤，微型动物穿透进入供水管网的风险可降低一个数量级。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种微孔过滤净化水质装置，其特征在于，包括微孔滤芯过滤组件（14），所述微孔滤芯过滤组件（14）为上敞口式中空的柱形结构，所述微孔滤芯过滤组件（14）的底部设有底座（11），还设有进水管路（3），所述进水管路（3）与所述柱形结构的中空部分相通。

2.如权利要求1所述的一种微孔过滤净化水质装置，其特征在于，所述微孔滤芯过滤组件（14）上的微孔直径为5-10μm。

3.如权利要求2所述的一种微孔过滤净化水质装置，其特征在于，所述微孔滤芯过滤组件（14）为中空的圆柱形结构，孔面积占侧壁总面积的70-85%。

4.如权利要求1所述的一种微孔过滤净化水质装置，其特征在于，所述底座（11）上还设有过滤器外壳（1），所述过滤器外壳（1）为中空的柱形结构，所述微孔滤芯过滤组件（14）位于所述过滤器外壳（1）内，所述过滤器外壳（1）底部设有出水管路（13）。

5.如权利要求4所述的一种微孔过滤净化水质装置，其特征在于，还包括盖合所述过滤器外壳（1）顶部和微孔滤芯过滤组件（14）顶部的盖板（17）。

6.如权利要求5所述的一种微孔过滤净化水质装置，其特征在于，所述盖板（17）与过滤器外壳（1）顶部之间设有垫圈（110），且盖板（17）与过滤器外壳（1）顶部之间通过螺栓（18）固定。

7.如权利要求1所述的一种微孔过滤净化水质装置，其特征在于，所述微孔滤芯过滤组件（14）和底座（11）之间设有滤芯支撑架（12）。

8.如权利要求5-6任一权利要求所述的一种微孔过滤净化水质装置，其特征在于，所述过滤器外壳（1）底部还设有反冲管路（24），还包括清洗刷（23）和清洗电机（21），所述清洗刷（23）的刷体位于所述微孔滤芯过滤组件（14）的中空结构中，所述清洗刷（23）的主轴向上延伸出盖板（17）并与所述清洗电机（21）相连，所述清洗电机（21）位于所述盖板（17）上表面，还包括排放管路（22），所述排放管路（22）与所述柱形结构的中空部分相通。