CN212369691U - 改进的直滤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及改进的直滤系统，其包括流量监测单元、压力监测单元以及药物清洁单元；利用本发明的改进的直滤系统，基本无需人力介入，系统可定时自动清洁，保证跨膜压差稳定在安全工作范围内。

Description

改进的直滤系统

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种用于对原水进行预处理的直滤系统。

背景技术

在将原水过滤成为符合卫生标准的可利用水的过程中，可采用多种方式对原水进行预处理，以减少其中的有害物质，使得原水经过滤后达到或接近卫生标准的要求。

传统的过滤方法由于过滤组件的性能与过滤单元结构的限制不能保证过滤效果，同时，由于需要监控过滤组件的性能并在出现阻塞无法满足产水要求后需要拆除后进行手工清洁，造成系统不能平顺运行，产水量不可控，不可预期，维护中人为因素过多，导致系统的可靠运行无法保证，且费用高昂。

发明内容

本发明的目的在于至少解决上述现有技术中存在的问题，提供改进的直滤系统。

在本申请的一些实施例中提供了一种改进的直滤系统，其包括错流过滤单元，其用于以错流方式通过过滤组件对通过进水管路进入错流过滤单元的原水进行过滤并经过产水管路送出，所述错流过滤单元还包括曝气部分以对过滤组件进行曝气清洁；流量监测单元，可操作地耦合于错流过滤单元的错流部分或者与错流部分可操作地连接的错流管路以监测是否有液体自错流部分流出；压力监测单元，对所述过滤组件进出口的压力差进行监测；反洗单元，与所述产水管路可操作的连接用于对错流过滤单元进行反洗清洁；药物清洁单元，与所述进水管路可操作地连接，用于通过进水管路向错流过滤单元提供清洗液以对错流过滤单元的过滤组件进行浸泡清洁；控制单元，其与所述流量监测单元、压差监测单元、反洗单元，以及所述药物清洁单元可操作地连接。

在一些实施例中，所述错流过滤单元包括进水部分、过滤组件、错流部分、产水部分和所述曝气部分，其中所述进水部分与所述错流部分连通，所述错流部分与所述错流管路相连通，所述错流部分的储水部与所述产水部分分别设置在所述过滤组件的两侧；所述错流过滤单元被进一步配置为，通过进水管路将原水接入进水部分，进水部分将原水导入错流部分的储水空间并其中至少一部分通过过滤组件过滤后到达产水部分。

在一些实施例中，在所述进水管路设置有进水泵用于控制向错流过滤单元供水，在所述错流管路可操作地连接有错流阀以控制错流管路的通断；在所述产水管路设置有产水阀用于控制所述产水管路的通断；所述错流部分还与排污管路通过排污阀相连通。

在一些实施例中，错流部分包括错流管，连接进水部分的进水管以及错流管路，所述流量监测单元可操作地与所述错流管一端相连，以监测错流管是否有水流出。

在一些实施例中，所述曝气部分包括曝气管，所述曝气管通过曝气管路与压缩气源相连接，所述曝气管设置于所述过滤组件的产水管151的(储水部的)一侧，用于向所述过滤组件表面引导压缩空气进行曝气清洗；所述曝气管被配置为与压缩气源相连通，从而将压缩空气导入曝气管。

在一些实施例中，所述反洗单元还包括所述排污部分与所述产水管路可操作的连接用于对错流过滤单元进行反洗和排污；

在一些实施例中，药物清洁单元包括与所述进水管路可操作连接的药洗箱和药洗泵。

在一些实施例中，所述药洗箱包括第一清洗液和第二清洗液，所述药洗泵被配置为可将第一清洗液或第二清洗液导入进水管路从而引导至储水部。

在一些实施例中，错流过滤单元采用陶瓷直滤膜作为过滤组件，过滤精度在0.1um，水中悬浮物定义标准是10～0.1um之间的微粒。

利用本发明的直滤系统，可实现无外部干预的定时及依条件自动清洁，通过设置流量传感器为控制器启动产水提供了依据，引入压力差控制器的参考信号作为反冲以及药物清洁的条件，同时，保证跨膜压差稳定在设定阈值内。本系统的出水悬浮物可降到1mg/L以下，浊度接近于零，并且有出水通量大、能耗低、占地面积小、容易反洗恢复通量、反冲时间短、操作简单等特点。

本发明的优势和特点将通过以下结合说明书附图的描述对本领域技术人员更加清晰，其中：

附图说明

图1是根据本发明的实施例的改进的直滤系统的结构原理图；

图2是根据本发明的实施例的改进的直滤系统的工作流程图；

图3是根据本发明的实施例的改进的直滤系统的产水程序的流程图；

图4是根据本发明的实施例的改进的直滤系统的曝气程序的流程图；

图5是根据本发明的实施例的改进的直滤系统的反洗程序的流程图；

图6是根据本发明的实施例的改进的直滤系统的第一药物清洗程序的流程图；

图7是根据本发明的实施例的改进的直滤系统的预曝气程序的流程图；

图8是根据本发明的实施例的改进的直滤系统的第二药物清洗程序的流程图；以及

图9是根据本发明的实施例的改进的错流过滤单元的结构原理图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明中的改进的直滤系统和可实现的示例性的直滤方法。

在此所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

根据本发明的一些实施例，改进的直滤系统如图1、9所示，包括：错流过滤单元10，其用于以错流方式通过其中的过滤组件11对来自原水池800 的通过进水管路20进入错流过滤单元10的原水进行过滤并经过产水管路 30送出至产水池900；错流过滤单元10包括曝气部分12以对过滤组件11 进行曝气清洁；流量监测单元40，可操作地耦合于错流过滤单元的错流部分 14或与错流部分14相连的错流排气管路50以监测是否有液体自错流部分流出；压力监测单元41，对所述过滤组件进出口的压力差进行监测，例如可以是水压差传感器组件，设置于过滤单元的进水口和出水口，并被配置为对过滤组件的进出口压力持续进行测量得到压力差；反洗单元60，与所述产水管路30可操作的连接用于对错流过滤单元10进行反洗清洁；药物清洁单元 70，与所述进水管路20可操作地连接，用于通过进水管路20向错流过滤单元10提供清洗液以对错流过滤单元10的过滤组件11进行浸泡清洁；排污管路80对过滤产生的污物进行清排；以及控制单元90，其与进水管路20、产水管路30、错流管路40以及排污管路50的控制阀、以及所述流量监测单元40、压差监测单元41、反洗单元60，以及所述药物清洁单元70可操作地连接，所述控制单元被配置为执行主控制程序，所述主控制程序P900包括：

执行产水程序P901第一时间段后停止产水程序，启动曝气程序P902对过滤组件进行曝气清洗第二时间段，其中第一时间段远大于第二时间段，步骤S900a；

循环上述产水程序P901和曝气程序P902直至判断所述压力监测单元提供的所述压力差超过第一阈值范围的上限后，停止产水程序及曝气程序，并启动反洗程序P903，以通过反洗单元自产水管路对所述过滤组件进行反向气冲第三时间段，其中第三时间段大于所述第二时间段，远小于第一时间段，步骤S900b；

按上述步骤重复上述产水程序P901、曝气程序P902、反洗程序P903，步骤S900c；

无论压力监测单元提供的所述压力差是否超过所述第一阈值的上限，以第一周期定时启动第一药物清洁程序P904，以启动药物清洁单元使得清洗液自进水管路进入所述错流过滤单元对所述过滤组件进行浸泡清洁远大于第一时间段的第四时间段或直至判断所述压力监测单元提供的压力差接近所述第一阈值范围的下限，则停止第一药物清洁程序，步骤S900d。

在一些实施例中，所述错流过滤单元10包括进水部分13、过滤组件11、错流部分14、产水部分15和所述曝气部分12，其中所述进水部分13与所述错流部分14连通，所述错流部分14与所述错流管路50相连通，所述错流部分14的储水部141与所述产水部分15分别设置在所述过滤组件11的两侧；所述错流过滤单元10被进一步配置为，通过进水管路20将原水从原水池800接入进水部分13，进水部分13将原水导入错流部分14的储水空间141并使得其中至少一部分通过过滤组件12过滤后到达产水部分15。

在一些实施例中，在所述进水管路20设置有进水泵21用于控制向错流过滤单元10供水，在所述错流管路50可操作地连接有错流阀51以控制错流管路的通断；在所述产水管路30设置有产水阀31用于控制所述产水管路 30的通断；所述错流部分14还与排污管路50通过排污阀51相连通，用于在反洗程序903中对反洗的污垢以及在药物清洁程序904中产生的污垢进行清除。

在一些实施例中，错流部分14包括错流管141，连接进水部分13的进水管131以及错流管路50，所述流量监测单元40可操作地与所述错流管141 一端相连，以监测错流管是否有水流出。或者所述流量监测单元40可操作地设置于所述错流管路中与所述错流管141相连的一端，以监测错流管是否有水流出。

在一些实施例中，所述曝气部分12包括曝气管121，所述曝气管121通过曝气管路122与压缩气源123相连接，所述曝气管121设置于所述过滤组件11的产水部分15的一侧，用于向所述过滤组件11表面引导压缩空气进行曝气清洗；所述压缩气源为可控压缩气源，与所述控制单元可操作地连接，被配置为曝气管121在与压缩气源相连通在曝气程序P902中将压缩空气导入曝气管，在非曝气程序中，停止供气。

在本发明的一些实施例中，所述控制单元90被配置为在产水程序P901 前设置预曝气程序P905以使得曝气部分以固定的第五时间段对过滤组件进行预曝气清洗。

在本发明的一些实施例中，所述反洗单元60包括压缩气源61以及控制压缩气源通过产水管路向产水部分导入的反洗控制阀62，还包括反洗排污部分63与所述排污管路可操作的连接用于对错流过滤单元反洗后进行排污；

在本发明的一些实施例中，药物清洁单元70包括与所述进水管路可操作连接的药洗箱71、药洗泵72，以及药洗阀73，以及可选地包括有精密过滤器74，用于在第一药物清洁程序P904中根据预先定义的模式将清洗液送入所述储水部分以对所述过滤组件进行浸泡深度清洁即清洗。药洗箱可以存储有至少一种药洗液以对过滤组件进行浸泡，还可以储存清洁水以在药物浸泡清洁后对过滤组件及管路进行冲洗。

在一些实施例中，所述药洗箱包括第一清洗液和第二清洗液，所述药洗泵被配置为可将第一清洗液或第二清洗液导入进水管路从而引导至储水部，其中，第一清洗液可以是盐酸，第二清洗液可以是氯酸钠。

针对上述药洗箱储存有两种清洗液的情形，所述主程序可以配置为进一步包括以下步骤S900e：无论压力监测单元提供的所述压力差是否超过所述第一阈值的上限，以远大于第一周期的第二周期定时启动第二药物清洁程序 P905，以启动药物清洁单元使得第二清洗液自进水管路进入所述错流过滤单元对所述过滤组件进行浸泡清洁远大于第一时间段的第四时间段或直至判断所述压力监测单元提供的压力差接近所述第一阈值范围的下限，则停止第二药物清洁程序。

在一些实施例中，例如图3所示的实施例中，所述产水程序P901包括：关闭错流阀后打开产水阀，S901a从而在产水管151产生经过滤的水并持续第一时间段S901b。

在一些实施例中，例如图4所示的实施例中，所述曝气程序P902包括：关闭产水阀后令压缩气源通过曝气管路自产水侧向过滤组件通入压缩气体 S902a；持续第二时间段S902b。

在一些实施例中，例如图5所示的实施例中，所述反洗程序P903包括：关闭进水阀、产水阀和曝气压缩气源，并启动反洗单元的压缩气源61，打开反洗阀62，先进行气反冲洗后打开排污阀进行排污，共计持续第三时间段。在一些实施例中，所述排污时间约为所述反冲洗时间的两倍。

在一些实施例中，例如图6所示的实施例中，所述第一药物清洁程序 P904包括：在所述第一周期所确定的时间点，将错流过滤单元排空S904a；将清水自药洗箱通过进水管路导入错流过滤单元内，至流量监测单元监测到错流管有液体流出则停止导入清水S904b；然后执行曝气程序和反洗程序 S904c；此后将配置好的第一清洗液打进设备内，浸泡远大于第一时间段的第四时间段或直至判断所述压力监测单元提供的压力差接近所述第一阈值范围的下限，则停止浸泡S904d，例如4～8小时；以及浸泡时间完成后，将清洗液全部排出S904e；再次将清水通过进水管路导入错流过滤单元内，并启动曝气程序以将错流过滤单元内的残余清洗液去除，然后排空，S904f。

在一些实施例中，例如图7所示的实施例中，所述预曝气清洗程序P905 包括：打开错流阀，通过进水泵将待过滤的水送入储水部S905a；当监测到流量监测单元提供水流出信号后，启动压缩气源对过滤组件进行曝气清洗第五时间段后停止曝气S905b。

在一些实施例中，例如图8所示的实施例中，所述第二药物清洁程序P906包括：在所述第二周期所确定的时间点，将错流过滤单元排空，S906a；将清水自药洗箱通过进水管路导入错流过滤单元内，至流量监测单元监测到错流管有液体流出则停止导入清水，S906b；然后执行曝气程序和反洗程序， S906c；此后将配置好的第二清洗液打进设备内，浸泡远大于第一时间段的第四时间段或直至判断所述压力监测单元提供的压力差接近所述第一阈值范围的下限，则停止浸泡，例如4～8小时，S906d；以及浸泡时间完成后，将清洗液全部排出，S906e；再次将清水通过进水管路导入错流过滤单元内，并启动曝气程序以将错流过滤单元内的残余清洗液去除，然后排空,S906f。

在一些实施例中，错流过滤单元采用陶瓷直滤膜作为过滤组件，过滤精度在0.1um，水中悬浮物定义标准是10～0.1um之间的微粒。

利用本发明的直滤系统，基本无需人力介入，系统可定时自动清洁，保证跨膜压差稳定在设定阈值内。本系统的出水悬浮物可降到1mg/L以下，浊度接近于零，并且有出水通量大、能耗低、占地面积小、容易反洗恢复通量、反冲时间短、操作简单等特点。

实验例1：

本实验例的典型工作步骤如下：

(1)打开错流阀，通过进水泵将需过滤的水抽入设备；

(2)当设备有错流水流出后，启动曝气，曝气擦洗一段时间，然后停止曝气；

(3)关闭错流阀，打开产水阀门，通过流量调控阀门调节运行产水量及浓水错流量；

(4)直滤系统每产水9分钟，停止产水，曝气清洗15秒，循环产水曝气3次；

(5)停止进水产水曝气，开始反洗排污，先进行气反冲洗60秒，后进行排污2分钟；

(6)反洗排污完成后，设备重新进水产水；

(7)清洗系统，以3天为一个周期，自动进行一次盐酸清洗；30天为一个周期，自动进行一次次氯酸钠清洗。

上述设备清洗的步骤主要有：

7.1设备停止进水产水，然后将设备排空；

7.2将清水打进设备内，至有错流，停止进水，然后进行曝气，一段时间后停止曝气，再进行气反充，一段时间后停止气反，然后将设备排空；

7.3按照步骤7.2的操作，操作3-5次；

7.4最后，将配置好的清洗液打进设备内，浸泡4-8小时；

7.5浸泡时间完成后，将清洗液全部排出；

7.6将清水打进设备内，再进行曝气清洗，作用是将设备内的残余清洗液去除，然后排空；

清洗液清洗完成。

根据上述安排的系统可以在无任监控的情况下持续运行，无需人为介入；且中间未发生过滤组件跨膜压差超过设定阈值的情形。

应当理解，控制器执行的控制程序以及控制逻辑的举例并非意在限定本发明的的保护范围。本发明的直滤系统的物理结构提供了一种平台，在该平台中，提供了反冲单元控制器可根据流量传感器的提供的信号以及压力差模块提供的信号对提供了药物清洗单元进行反冲洗和药物清洗的时机和模式进行配置。

如在本文中使用的，可操作地连接或可操作地耦合应当被理解为，涉及直接连接或者间接连接，但不论是哪种情况，都能使可操作地连接至彼此的部件在功能上互连。

在本文中，所述控制单元包括任何形式的控制器及其附加部件，例如可以是可编程控制逻辑、单片机、通用计算机以及专用计算机。

需要注意的是，本发明的处理部分可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。

以上记载了本发明的优选实施例，但是本发明的精神和范围不限于这里所公开的具体内容。本领域技术人员能够根据本发明的教导任意组合和扩展上述各实施例而在本发明的精神和范围内做出更多的实施方式和应用。本发明的精神和范围不由具体实施例来限定，而由权利要求来限定。

本申请的示例包括：

1.一种改进的直滤系统，其特征在于包括

错流过滤单元，其用于以错流方式通过过滤组件对通过进水管路进入错流过滤单元的原水进行过滤并经过产水管路送出，所述错流过滤单元还包括曝气部分以对过滤组件进行曝气清洁；

流量监测单元，可操作地耦合于错流过滤单元的错流部分或者与错流部分可操作地连接的错流管路以监测是否有液体自错流部分流出；

压力监测单元，对所述过滤组件进出口的压力差进行监测；

反洗单元，与所述产水管路可操作的连接用于对错流过滤单元进行反洗清洁；

药物清洁单元，与所述进水管路可操作地连接，用于通过进水管路向错流过滤单元提供清洗液以对错流过滤单元的过滤组件进行浸泡清洁；

控制单元，其与所述流量监测单元、压差监测单元、反洗单元，以及所述药物清洁单元可操作地连接。

2.根据示例1所述的改进的直滤系统，其特征在于：所述错流过滤单元包括进水部分、过滤组件、错流部分、产水部分和所述曝气部分，其中所述进水部分与所述错流部分连通，所述错流部分与所述错流管路相连通，所述错流部分的储水部与所述产水部分分别设置在所述过滤组件的两侧；所述错流过滤单元被进一步配置为，通过进水管路将原水接入进水部分，进水部分将原水导入错流部分的储水空间并其中至少一部分通过过滤组件过滤后到达产水部分。

3.根据示例1或2所述的改进的直滤系统，其特征在于：在所述进水管路设置有进水泵用于控制向错流过滤单元供水，在所述错流管路可操作地连接有错流阀以控制错流管路的通断；在所述产水管路设置有产水阀用于控制所述产水管路的通断；所述错流部分还与排污管路通过排污阀相连通。

4.根据示例1至3中任意一项所述的改进的直滤系统，其特征在于：所述错流部分包括错流管，连接进水部分的进水管以及错流管路，所述流量监测单元可操作地与所述错流管一端相连，以监测错流管是否有水流出。

5.根据示例1至4中任意一项所述的改进的直滤系统，其特征在于：所述曝气部分包括曝气管，所述曝气管通过曝气管路与压缩气源相连接，所述曝气管设置于所述过滤组件的产水管的或储水部的一侧，用于向所述过滤组件表面引导压缩空气进行曝气清洗；所述曝气管被配置为与压缩气源相连通，从而将压缩空气导入曝气管。

6.根据示例1至5中任意一项所述的改进的直滤系统，其特征在于：所述反洗单元还包括所述排污部分与所述产水管路可操作的连接用于对错流过滤单元进行反洗和排污。

7.根据示例1至6中任意一项所述的改进的直滤系统，其特征在于：药物清洁单元包括与所述进水管路可操作连接的药洗箱和药洗泵。

8.根据示例1至7中任意一项所述的改进的直滤系统，其特征在于：所述药洗箱包括第一清洗液和第二清洗液，所述药洗泵被配置为可将第一清洗液或第二清洗液导入进水管路从而引导至储水部。

9.根据上述示例任意一项所述的改进的直滤系统，其特征在于：所述错流过滤单元采用陶瓷直滤膜作为过滤组件，过滤精度在0.1um，水中悬浮物定义标准是10～0.1um之间的微粒。

Claims (9)

1.一种改进的直滤系统，其特征在于包括

错流过滤单元，其用于以错流方式通过过滤组件对通过进水管路进入错流过滤单元的原水进行过滤并经过产水管路送出，所述错流过滤单元还包括曝气部分以对过滤组件进行曝气清洁；

流量监测单元，可操作地耦合于错流过滤单元的错流部分或者与错流部分可操作地连接的错流管路以监测是否有液体自错流部分流出；

压力监测单元，对所述过滤组件进出口的压力差进行监测；

反洗单元，与所述产水管路可操作的连接用于对错流过滤单元进行反洗清洁；

药物清洁单元，与所述进水管路可操作地连接，用于通过进水管路向错流过滤单元提供清洗液以对错流过滤单元的过滤组件进行浸泡清洁；

控制单元，其与所述流量监测单元、压差监测单元、反洗单元，以及所述药物清洁单元可操作地连接。

2.根据权利要求1所述的改进的直滤系统，其特征在于：所述错流过滤单元包括进水部分、过滤组件、错流部分、产水部分和所述曝气部分，其中所述进水部分与所述错流部分连通，所述错流部分与所述错流管路相连通，所述错流部分的储水部与所述产水部分分别设置在所述过滤组件的两侧；所述错流过滤单元被进一步配置为，通过进水管路将原水接入进水部分，进水部分将原水导入错流部分的储水空间并其中至少一部分通过过滤组件过滤后到达产水部分。

3.根据权利要求1所述的改进的直滤系统，其特征在于：在所述进水管路设置有进水泵用于控制向错流过滤单元供水，在所述错流管路可操作地连接有错流阀以控制错流管路的通断；在所述产水管路设置有产水阀用于控制所述产水管路的通断；所述错流部分还与排污管路通过排污阀相连通。

4.根据权利要求1中所述的改进的直滤系统，其特征在于：所述错流部分包括错流管，连接进水部分的进水管以及错流管路，所述流量监测单元可操作地与所述错流管一端相连，以监测错流管是否有水流出。

5.根据权利要求1所述的改进的直滤系统，其特征在于：所述曝气部分包括曝气管，所述曝气管通过曝气管路与压缩气源相连接，所述曝气管设置于所述过滤组件的产水管的一侧，用于向所述过滤组件表面引导压缩空气进行曝气清洗；所述曝气管被配置为与压缩气源相连通，从而将压缩空气导入曝气管。

6.根据权利要求1所述的改进的直滤系统，其特征在于：所述反洗单元还包括排污部分，所述排污部分与所述产水管路可操作的连接用于对错流过滤单元进行反洗和排污。

7.根据权利要求1所述的改进的直滤系统，其特征在于：药物清洁单元包括与所述进水管路可操作连接的药洗箱和药洗泵。

8.根据权利要求7所述的改进的直滤系统，其特征在于：所述药洗箱包括第一清洗液和第二清洗液，所述药洗泵被配置为可将第一清洗液或第二清洗液导入进水管路从而引导至储水部。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的改进的直滤系统，其特征在于：所述错流过滤单元采用陶瓷直滤膜作为过滤组件，过滤精度在0.1um。

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