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申请/专利权人：武汉工程大学;武汉艾斯发特新材料有限公司

摘要：本发明公开了一种利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降系统，包括料液输送管路、沉降区，以及设于沉降区上部的分离区A、分离区B、溢流区A和溢流区B，其中，分离区A和分离区B的底部与沉降区连通，溢流区A和溢流区B的底部通过隔板与沉降区分隔；所述料液输送管路分别与分离区A、分离区B、溢流区A和溢流区B连通；所述分离区B位于分离区A的四周，且二者之间通过多孔滤网膜分隔。本发明还公开了一种利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降方法。本发明的有益效果为：通过正反向交替进料，可充分利用滤网膜正反过滤面，达到了边过滤边反洗的目的，避免滤网膜的堵塞，实现了过滤的连续化运行。

主权项：1.一种利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降系统，其特征在于，包括料液输送管路、沉降区，以及设于沉降区上部的分离区A、分离区B、溢流区A和溢流区B，其中，分离区A和分离区B的底部与沉降区连通，溢流区A和溢流区B的底部通过隔板与沉降区分隔；所述料液输送管路分别与分离区A、分离区B、溢流区A和溢流区B连通；所述分离区B位于分离区A的四周，且二者之间通过多孔滤网膜分隔；所述溢流区A和溢流区B分别设于分离区B的两侧，溢流区A通过上部的溢流槽A与分离区A连通，溢流区B通过上部的溢流槽B与分离区B连通；所述沉降区底部有排渣口；所述料液输送管路包括控制器、料液主管、第一支管、第二支管和第三支管，料液主管分别与第一支管和第三支管的一端连通，第一支管的另一端与溢流区A底部的进料口连通，第三支管的另一端与溢流区B底部的进料口连通；第二支管的一端与第三支管连通，第二支管的另一端与外设的精密过滤器连通；第四支管的一端与第一支管连通，第四支管的另一端与第二支管连通；所述第一支管、第二支管、第三支管和第四支管上分别对应设第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀分别与控制器相连；第一控制阀和第二控制阀为正向流体控制阀，第三控制阀和第四控制阀为反向流体控制阀；所述多孔滤网膜为纺织纤维过滤网、活性炭过滤网和金属过滤网中的一种，多孔滤网膜的目数在2~10000。

全文数据：一种利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降系统及方法技术领域本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降系统及方法。背景技术过滤和沉降是污水处理常用的手段。目前，常见的过滤装置有道尔顿澄清器、砂滤器、旋液分离器、布袋过滤器、斜板沉降器、管式膜或中空纤维膜过滤器、陶瓷膜过滤器等。工业上常用过滤工艺多采用一种或二种上述过滤装置综合利用。一般的过滤器运行一段时间后，不溶性杂质在过滤面自动生成滤饼即自生动态膜，该自生动态膜可以提高过滤精度，但是也容易导致滤膜堵塞，降低滤膜通量。为了保证过滤装置的正常运行，必须定期对过滤元件进行清洗或更换。目前清洗过滤元件的手段主要有：①取出过滤元件进行清洗或更换；②采用反冲清洗的方法，即采用清水反冲过滤元件，将堆积的杂质从排污口排出。上述两种清洗方案，前者需要拆卸过滤元件，过程繁琐；后者则需要配备繁冗的外部管路，且多个阀门切换操作麻烦，容易出错，增加了建造和维护成本。在实际过滤过程中过滤元件的堵塞问题一直没有很好解决。常见的沉淀方法是：根据固体颗粒物的沉降速度设计不同大小的沉降槽，用空间换时间。利用沉淀的方法去除颗粒物，但由于一般颗粒物的沉降速度很低，所需设计的沉淀槽尺寸很大，会导致占地面积大，投资成本增加。发明内容本发明目的在于，针对现有技术的不足，提供一种边过滤边反洗、避免滤网膜的堵塞的利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降系统及方法。本发明采用的技术方案为：一种利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降系统，包括料液输送管路、沉降区，以及设于沉降区上部的分离区A、分离区B、溢流区A和溢流区B，其中，分离区A和分离区B的底部与沉降区连通，溢流区A和溢流区B的底部通过隔板与沉降区分隔；所述料液输送管路分别与分离区A、分离区B、溢流区A和溢流区B连通；所述分离区B位于分离区A的四周，且二者之间通过多孔滤网膜分隔；所述溢流区A和溢流区B分别设于分离区B的两侧，溢流区A通过上部的溢流槽A与分离区A连通，溢流区B通过上部的溢流槽B与分离区B连通；所述沉降区底部有排渣口。按上述方案，所述料液输送管路包括控制器、料液主管、第一支管、第二支管和第三支管，料液主管分别与第一支管和第三支管的一端连通，第一支管的另一端与溢流区A底部的进料口连通，第三支管的另一端与溢流区B底部的进料口连通；第二支管的一端与第三支管连通，第二支管的另一端与外设的精密过滤器连通；第四支管的一端与第一支管连通，第四支管的另一端与第二支管连通；所述第一支管、第二支管、第三支管和第四支管上分别对应设第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀分别与控制器相连。按上述方案，所述料液主管上配置有料液泵和压力表。按上述方案，所述多孔过滤膜为纺织纤维过滤网、活性炭过滤网和金属过滤网中的一种，多孔过滤膜的目数为2～10000。按上述方案，沉降区底部设有排渣口，由第五控制阀控制，第五控制阀与控制器相连。本发明公开了一种利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降方法，包括以下步骤：步骤一、提供如上所述的过滤沉降系统；步骤二、打开第一控制阀和第二控制阀，关闭第三控制阀和第四控制阀，料液通过第一控制阀经左侧的溢流区A溢流至分离区A，污水中的颗粒物在分离区A内自然沉降至沉降区，清液经多孔滤网膜过滤后进入分离区B后流经右侧的溢流区B，经第二控制阀进入精密过滤器过滤；多孔滤网膜与分离区A接触的一侧过滤面逐渐形成动态膜；步骤三、分离区A侧的动态膜增厚，导致膜通量及料液流速降低，当从溢流区B流出的料液流速降低至从溢流区A流入的料液流速的一半时，关闭第一控制阀和第二控制阀，打开第三控制阀和第四控制阀，料液通过第三控制阀经溢流区B到分离区B，污水中的颗粒物在分离区B自然沉降至沉降区，清液经多孔滤网膜过滤后进入分离区A溢流至左侧溢流区A，经第四控制阀进入精密过滤器过滤；多孔滤网膜与分离区B接触的一侧过滤面逐渐形成动态膜，分离区A侧多孔滤网膜过滤面已形成的自生动态膜在反向流体的冲洗作用下脱落，自然下沉至沉降区；步骤四、重复步骤二和步骤三，并定期对沉降区内的沉降物进行排放。本发明的有益效果为：1、本发明将过滤沉降系统通过自动或人工操作阀门开关状态调整流动方向。通过正反向交替进料，可充分利用滤网膜正反过滤面，达到了边过滤边反洗的目的，避免滤网膜的堵塞，实现了过滤的连续化运行；2、本发明将过滤与沉降一体化，可正反向交替过滤，将过滤与反冲合二为一，同时又将过滤与沉降合二为一，提高了效率，大大缩小了沉降装置的容积，降低了投资成本。3、本发明可用不同孔径的滤网膜实现分级过滤，且通过与精密过滤器联合使用，不仅可以延长精密过滤装置的使用寿命，而且可以大大缓解精密过滤装置的堵塞。4、本发明可以采用供电无人值守，能实现自动工作，根据预设的时间、压差或流量等监控参数，能实现自动调节过滤，实现了自动化、高效率、高效益过滤。5、本发明能适用于各种领域及各个行业的污水处理和产物提纯等单元过程，特别适合对现有污水处理厂的二沉池的改造，可以大大提高二沉池的运行效率，达到节能的目的。附图说明图1为本发明一个具体实施例的俯视图。图2为本实施例的主视图。图3为分离区A与分离区B的截面形状示意图。其中，1、第一控制阀；2、第二控制阀；3、第三控制阀；4、第四控制阀；5、第五控制阀；6、分离区A；7、分离区B；8、溢流区A；9、溢流区B；10、沉降区；11、隔板；12、多孔滤网膜；13、精密过滤器；14、料液泵；15、控制器；16、料液主管；17、第一支管；18、第二支管；19、第三支管；20、第四支管；21、溢流槽A；22、溢流槽B。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。如图1和图2所示的一种利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降系统，包括料液输送管路、沉降区10，以及设于沉降区10上部的分离区A6、分离区B7、溢流区A8和溢流区B9，其中，分离区A6和分离区B7的底部与沉降区10连通，溢流区A8和溢流区B9不与沉降区10连通，二者底部通过隔板11与沉降区10分隔；所述料液输送管路分别与分离区A6、分离区B7、溢流区A8和溢流区B9连通；所述分离区B7位于分离区A6的四周，且二者之间通过多孔滤网膜12分隔；所述溢流区A8和溢流区B9分别设于分离区B7的两侧，溢流区A8通过上部的溢流槽A21与分离区A6连通，溢流区B9通过上部的溢流槽B22与分离区B7连通；所述沉降区10底部有排渣口。本发明中，所述料液输送管路包括控制器15、料液主管16、第一支管17、第二支管18和第三支管19，所述料液主管16上配置有料液泵14和压力表；料液主管16分别与第一支管17和第三支管19的一端连通，第一支管17的另一端与溢流区A8底部的进料口连通，第三支管19的另一端与溢流区B9底部的进料口连通；第二支管18的一端与第三支管19连通，第二支管18的另一端与外设的精密过滤器连通；第四支管20的一端与第一支管17连通，第四支管20的另一端与第二支管18连通；所述第一支管17、第二支管18、第三支管19和第四支管20上分别对应设第一控制阀1、第二控制阀2、第三控制阀3和第四控制阀4，所述第一控制阀1、第二控制阀2、第三控制阀3和第四控制阀4分别与控制器15相连。优选地，用于分隔分离区A6和分离区B7的多孔过滤膜，可为纺织纤维过滤网、活性炭过滤网或金属过滤网，各过滤网的目数在2～10000。所述分离区A6为由多孔过滤网膜围成的空心柱状结构，其横截面可为任意形状，如正方形、长方形、圆形、多边形、弧形和分形图形等，如图3所示。第一控制阀1和第二控制阀2为正向流体控制阀，第三控制阀3和第四控制阀4为反向流体控制阀。沉降区10底部设有排渣口，由第五控制阀5控制，第五控制阀5与控制器15相连。一种利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降方法，包括以下步骤：步骤一、提供如上所述过滤沉降系统；步骤二、打开第一控制阀1和第二控制阀2，关闭第三控制阀3和第四控制阀4，料液通过第一控制阀1经左侧的溢流区A8溢流至分离区A6，污水中的颗粒物在分离区A6内自然沉降至沉降区10，清液经多孔滤网膜12过滤后进入分离区B7后流经右侧的溢流区B9，经第二控制阀2进入精密过滤器13过滤；多孔滤网膜12与分离区A6接触的一侧过滤面逐渐形成动态膜；步骤三、分离区A6侧的动态膜增厚，导致膜通量及料液流速降低，当从溢流区B9流出的料液流速降低至从溢流区A8流入的料液流速的一半时，关闭第一控制阀1和第二控制阀2，打开第三控制阀3和第四控制阀4，料液通过第三控制阀3经溢流区B9到分离区B7，污水中的颗粒物在分离区B7自然沉降至沉降区10，清液经多孔滤网膜12过滤后进入分离区A6溢流至左侧溢流区A8，经第四控制阀4进入精密过滤器13过滤；多孔滤网膜12与分离区B7接触的一侧过滤面逐渐形成动态膜，分离区A6侧多孔滤网膜12过滤面已形成的自生动态膜在反向流体的冲洗作用下脱落，自然下沉至沉降区10；步骤四、重复步骤二和步骤三，即可实现过滤过程的连续化；定期对沉降区10内的沉降物进行排放。本发明通过自动或人工操作阀门开关状态调整料液流动方向，实现正反两向输送料液。料液首先通过管道经左侧的溢流区A8溢流至分离区A6，经多孔滤网膜12过滤后的清液进入分离区B7到右侧的溢流区B9，清液从底部进出口进入超精密过滤器13。污水中的颗粒物在分离区A6自然沉降至沉降区10。当多孔滤网膜12过滤面的自生动态膜达到一定厚度后，膜通量降低，即可通过调整阀门改变料液输送方向，从多孔滤网膜12的另一侧进料。多孔滤网膜12过滤面形成新的自生动态膜，另一侧的已形成的自生动态膜自行脱落，在分离区A6中自然下沉至沉降区10。通过上述设计，过滤沉降池正反向交替进行过滤，既充分利用了滤膜的两侧，又达到了边过滤边反洗的目的，解决了滤膜堵塞的问题。最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换、改进等，都应包含再本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降系统，其特征在于，包括料液输送管路、沉降区，以及设于沉降区上部的分离区A、分离区B、溢流区A和溢流区B，其中，分离区A和分离区B的底部与沉降区连通，溢流区A和溢流区B的底部通过隔板与沉降区分隔；所述料液输送管路分别与分离区A、分离区B、溢流区A和溢流区B连通；所述分离区B位于分离区A的四周，且二者之间通过多孔滤网膜分隔；所述溢流区A和溢流区B分别设于分离区B的两侧，溢流区A通过上部的溢流槽A与分离区A连通，溢流区B通过上部的溢流槽B与分离区B连通；所述沉降区底部有排渣口。2.如权利要求1所述的利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降方法，其特征在于，所述料液输送管路包括控制器、料液主管、第一支管、第二支管和第三支管，料液主管分别与第一支管和第三支管的一端连通，第一支管的另一端与溢流区A底部的进料口连通，第三支管的另一端与溢流区B底部的进料口连通；第二支管的一端与第三支管连通，第二支管的另一端与外设的精密过滤器连通；第四支管的一端与第一支管连通，第四支管的另一端与第二支管连通；所述第一支管、第二支管、第三支管和第四支管上分别对应设第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀分别与控制器相连。3.如权利要求2所述的利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降方法，其特征在于，所述料液主管上配置有料液泵和压力表。4.如权利要求1所述的利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降方法，其特征在于，所述多孔过滤膜为纺织纤维过滤网、活性炭过滤网和金属过滤网中的一种，多孔过滤膜的目数在2～10000。5.如权利要求2所述的利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降方法，其特征在于，沉降区底部设有排渣口，由第五控制阀控制，第五控制阀与控制器相连。6.一种利用动态膜正反向交替运行的过滤沉降方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、提供权利要求2所述的过滤沉降系统；步骤二、打开第一控制阀和第二控制阀，关闭第三控制阀和第四控制阀，料液通过第一控制阀经左侧的溢流区A溢流至分离区A，污水中的颗粒物在分离区A内自然沉降至沉降区，清液经多孔滤网膜过滤后进入分离区B后流经右侧的溢流区B，经第二控制阀进入精密过滤器过滤；多孔滤网膜与分离区A接触的一侧过滤面逐渐形成动态膜；步骤三、分离区A侧的动态膜增厚，导致膜通量及料液流速降低，当从溢流区B流出的料液流速降低至从溢流区A流入的料液流速的一半时，关闭第一控制阀和第二控制阀，打开第三控制阀和第四控制阀，料液通过第三控制阀经溢流区B到分离区B，污水中的颗粒物在分离区B自然沉降至沉降区，清液经多孔滤网膜过滤后进入分离区A溢流至左侧溢流区A，经第四控制阀进入精密过滤器过滤；多孔滤网膜与分离区B接触的一侧过滤面逐渐形成动态膜，分离区A侧多孔滤网膜过滤面已形成的自生动态膜在反向流体的冲洗作用下脱落，自然下沉至沉降区；步骤四、重复步骤二和步骤三，并定期对沉降区内的沉降物进行排放。

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