专利名称：使用柔性纤维的可控填料密度的精过滤装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种能够有效过滤和分离经过生物和物理化学处理后残留在水中的精细絮凝物、藻类和悬浮固体等的装置。更具体地说，本发明涉及一种柔性纤维控制填料密度的精过滤装置，由此提高了过滤效率，净化水的量，而且延长了过滤时间，并与常用的过滤装置相比减小了功耗。在该过滤装置中，柔性纤维的有效直径为1-60μm，具有柔性和弹性，并具有在该装置的长度方向上延伸的合适表面粗糙度。提供源水(供给水)的套型单元具有多孔结构。净化水(处理水)通过中央多孔室排放。整个过滤介质层用作颗粒截留空间。
背景技术：
通常，废水、恶臭水、污水和饮用水包含悬浮固体，并被排放到河海中，由此污染了水源，并导致使用水源的主要困难。悬浮固体是固态物质，如悬浮在水中的直径为0.1微米和更大的颗粒(有机和无机)。
包含悬浮固体(悬浮物质)的水污染了水源，使得它们不能成为家庭饮用水和工业用水。因此，过滤装置用于处理水，由此产生饮用水和水源水，并能够通过二次处理预处理水减少能源的使用。
包括可变过滤层的过滤装置公开在韩国专利登记KR10-0241198(1997年9月30日提出的申请KR10-1997-0050047)中。为了改进过滤装置的性能，纤维用作固定于过滤装置底端的过滤介质，在过滤介质中由于供给的水源水产生的压力形成了张力。过滤介质通过空气和为清洗该过滤介质提供的水所产生的压力而被松弛。但是，由于过滤介质层是单层的，而且过滤介质中的张力是由所提供的水源水产生的压力确定的，因此截留悬浮固体的空间就比较小。结果是，该过滤装置具有较短的过滤时间，需要频繁地清洗，很难处理补给水的质量中产生的波动，而且很难选择性地控制所需水的地质量和数量。
为了解决上述问题，在韩国专利登记KR10-0324727(1999年4月15日提出的申请KR10-1999-0013396)中公开了一种使用常用柔性纤维从溶液中分离悬浮固体的装置。根据该公开的技术方案，过滤层的深度和截留颗粒的空间根据用作过滤介质的纤维长度、过滤装置的孔径、和截留的颗粒量进行调节，净化水的质量能够通过柔性纤维的填料密度方便地进行控制。因此，该过滤装置能够有效地解决水源水质量的变动问题，但是它难于自动地填充使用了柔性和弹性纤维的过滤介质，而且该过滤装置由于过滤速率较低，其体积必然会增大。
为了解决上述问题，在韩国专利登记KR10-0354836(2001年3月15日提出的申请KR10-2001-0013448)中公开了一种常用的过滤水中悬浮固体的装置。在此情况下，流过过滤介质层的水流方向与所填充的过滤介质的长度方向相同，过滤介质和在过滤装置长度方向上填充的过滤介质所产生的毛细现象执行过滤过程。该装置所具有的纤维要能被方便地填充，过滤速率极快，由此允许减小该装置的体积。但是，它难于过滤水中直径小于5μm的悬浮固体，而且不是利用了所有的过滤层。
发明内容
为了解决上述和其它问题，本发明提供一种精过滤装置，其中柔性纤维控制填料密度，它能够有效地过滤包含在供给水中的悬浮固体而与其种类、大小、状态以及供给水中反洗污染物无关，并过滤大量低过滤阻力的水。
本发明还提供一种精过滤装置，其中设置在过滤装置主体底部上的套型源水提供单元具有多孔结构。具有反洗空气供给孔的过滤介质固定板和密度控制板安装在套型源水提供单元下面的端部上以能减小入口流速和抑制过滤介质固定板下面的供给源水的回流。深度过滤模式用于减小过滤阻力和延长过滤时间，其中全过滤介质层用于截留颗粒。
本发明还提供一种精过滤装置，其中柔性纤维固定于纤维介质固定板上，该纤维介质固定板具有设置在过滤装置底部上的反洗空气供给孔。柔性纤维顶端不进行固定以能保持其柔性，柔性纤维在过滤装置的长度方向上延伸，同时执行过滤和反洗操作，由此提高了过滤和反洗效率，并将反洗时间和反洗水的量最小化。
本发明进一步提供一种精过滤装置，其中净化水通过中央多孔室排放以能维持排放单元相对较高的填料密度。增大排放单元的截面积以能减小过滤排放阻力，由此便于在较低的过滤压力下进行精过滤。
本发明还提供一种精过滤装置，其中浓缩滤液排放单元呈套型，以使由过滤介质截留的悬浮固体在反洗过程中能被平稳地排放。
本发明还提供一种精过滤装置，它设有结构既简单又紧密的阀和其它的配管，并使用过滤源水作为反洗水以能消除反洗所需的处理箱。
本发明还提供一种精过滤装置，其中许多过滤设备并行组合以能处理大量源水，由此提高处理能力。
根据本发明的一种方案，提供一种精过滤装置，包括作为供给水的主通道的主体，供给水在主体的长度方向上流动；过滤介质，包括被主体封装的柔性纤维，并在主体的长度方向上延伸，柔性纤维控制填料密度，并过滤出许多包含在供给水中的悬浮固体；供给水引导套，将供给水提供给主体底部的侧端；过滤介质固定板，安装在供给水引导套的底端上，并具有固定柔性纤维过滤介质的底端的许多固定孔；成环形的密度控制板，其安装在供给水引导套和过滤介质固定板之间，并通过增大固定于密度控制板的中空部中的过滤介质固定板上的柔性纤维的填料密度而防止供给水流到过滤介质固定板上；内部多孔室，其从主体的顶部延伸并具有恒定的直径，该内部多孔室提高了过滤介质顶层的密度，在其中形成许多处理水供给孔，由过滤介质处理过的水通过处理水供给孔排放到主体的外部；浓缩滤液排放套，其覆盖一部分主体的顶部，并环绕部分主体的外部，在被反洗后，将过滤介质截留的浓缩滤液排放到主体外部。
柔性纤维的底端可固定于过滤介质固定板上，柔性纤维的顶端不被固定。许多供给水穿孔可形成在对应于供给水引导套的主体区域中。为了排放浓缩滤液到主体的外部，在被反洗后，过滤装置可具有圆柱形浓缩滤液排放套，它成套型，覆盖一部分主体的顶部，并环绕部分主体的外部，将浓缩滤液通过主体顶部排放到过滤装置的外部。
许多浓缩滤液通孔可形成在一部分对应于浓缩滤液排放套的主体上。
过滤装置可进一步包括底端固定的结构，该结构从下面支撑过滤介质固定板，并具有在反洗过程中提供反洗空气的反洗空气供给管道。
反洗空气经此通过的许多反洗空气供给孔可形成在六边形分布的过滤介质固定板上，或者可形成在主体中反洗空气供给管道的上部。
内部多孔室的体积可以是主体体积的10％至50％。
柔性纤维根据将被过滤的供给水或者供给水的处理程度而可由单一材料或不同材料组成。
通过使用供给水作为反洗过程中的反洗水，可以不需要反洗用的附加水箱、泵、阀和配管。
通过使用供给水作为反洗过程中的反洗水，可以在相同的方向上执行过滤和反洗过程。
在反洗过程中，通过过滤介质固定板的反洗空气供给孔或者反洗空气供给管道的反洗空气排放孔间断地提供的反洗空气可能产生紊流，以此在柔性纤维过滤介质中产生剪应力，并允许由过滤介质截留的污染物在短时间内分离过滤介质。
反洗空气可通过空气压缩器产生，在高压下存储在与反洗空气供给管道连接的存储箱中，然后在反洗过程中定期地提供给主体。
图1是根据本发明实施例的具有可控填料密度和包括柔性纤维的精过滤装置的侧视图；图2是图1所示精过滤装置的截面视图；图3是图1所示精过滤装置的多孔室的侧视图；图4和5分别是图1所示精过滤装置的不同底部固定结构的侧视图；图6至8分别是图1所示精过滤装置的不同过滤介质固定板的平面视图；图9是图1所示精过滤装置的供给水引导套的侧视图；图10是图1所示精过滤装置的填料密度控制板的透视图；图11是图1所示精过滤装置的浓缩滤液排放套的透视图；图12是在过滤过程中图1所示精过滤装置的操作过程；
图13是在反洗过程中图1所示精过滤装置的操作过程；图14至19是使用图1所示精过滤装置获得的结果曲线图；更具体地说图14是相对于水中悬浮固体颗粒直径的去除效率的直方图；图15是相对于操作时间的水中悬浮固体颗粒的去除效率的曲线图；图16是相对于操作时间的水中悬浮固体颗粒的流入/流出浓度的曲线图；图17是相对于操作时间的BOD去除效率的曲线图；图18是相对于操作时间的BOD的流入/流出浓度的曲线图；图19是相对于操作时间的压力和过滤流量变化的曲线图。
具体实施例方式
现在参考附图更加充分地描述本发明，其中本发明的典型实施例如图所示。但是，本发明可以许多不同的形式体现，不应该认为局限于这里提出的实施例；相反，提供这些实施例要使本技术方案详尽和完整，充分地将本发明的思想传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度。附图中相同的参考标号表示相同的部件，因此将省略它们的描述。
图1是根据本发明实施例的具有控制填料密度和柔性纤维的精过滤装置的侧视图。图2是图1所示的精过滤装置的侧截面图。图3是图1所示精过滤装置的多孔室的侧视图。图4和5分别是图1所示精过滤装置的不同底部固定结构的侧视图。图6至8分别是图1所示精过滤装置的不同过滤介质固定板的平面视图。图9是图1所示精过滤装置的供给水引导套的侧视图。图10是图1所示精过滤装置的填料密度控制板的透视图。图11是图1所示精过滤装置的浓缩滤液排放套的透视图。图12是在过滤过程中图1所示精过滤装置的操作过程。图13是在反洗过程中图1所示精过滤装置的操作过程。图14至19是使用图1所示精过滤装置获得的结果曲线图；更具体地说；图14是相对于水中悬浮固体颗粒直径的去除效率的直方图；图15是相对于操作时间的水中悬浮固体颗粒的去除效率的曲线图；图16是相对于操作时间的水中悬浮固体颗粒的流入/流出浓度的曲线图；图17是相对于操作时间的BOD去除效率的曲线图；图18是相对于操作时间的BOD的流入/流出浓度的曲线图；和图19是相对于操作时间的压力和过滤流量变化的曲线图。
参考图1至11，根据本发明实施例的过滤装置100包括主体1，该主体1作为供给水(经过过滤的源水和/或反洗源水)的主通道，并封装在过滤装置的长度方向上延伸的柔性纤维6。供给水引导套7将供给水提供给主体1底部的侧端，过滤介质固定板12安装在供给水引导套7的底端上，并具有许多固定孔15，这些固定孔15固定柔性纤维过滤介质6的底端。密度控制板9设为环形，安装在供给水引导套7和过滤介质固定板12之间，并通过增大固定于过滤介质固定板12上的柔性纤维6的中空部中水的压力防止供给水流到过滤介质固定板12。多孔室10在主体内部从主体1的顶部向下延伸，提高纤维介质6顶层的密度，本形成许多处理水供给孔11以能引入过滤介质6处理过(净化过)的水，并将该水排放到主体的外部。浓缩滤液排放套16覆盖一部分主体1的顶部，在被反洗后，将浓缩滤液排放到主体1外部。底端固定结构13从下面支撑过滤介质固定板12，并具有在反洗过程中提供反洗空气的反洗空气供给管道。
参考图10，密度控制板9防止供给水引导套7提供的水流入顶部排放管3，而不是穿过主体1顶部中的过滤介质层。即，密度控制板9通过增大中空部中柔性纤维6的密度而防止供给水下流。
根据本发明的实施例，如图4所示，底端固定结构13a与纤维介质固定板12a(见图6)或12b(见图7)一起安装，反洗空气供给孔14形成在纤维介质固定板12a或12b上，位于六角形的端角上、或六角形端角和中心上，以能均匀提供反洗空气。根据本发明的另一个实施例，如图5所示，底端固定结构13b与没有反洗空气供给孔的纤维介质固定板12c(见图8)一起安装，其中反洗空气排放孔4b围绕反洗空气供给管4的顶部形成。
柔性纤维6的顶端没有固定在适当的位置。如图2和9所示，许多供给水穿孔8形成在主体1上，而供给水引导套7接触主体1。浓缩滤液排放套16设置在主体1的顶端上，设成圆柱形，并在溢出的同时将反洗过程中排放出的浓缩滤液排放到主体外部。如图2所示，多孔室10体积为主体1体积的10％-50％。
柔性纤维6用作过滤介质，它根据被过滤的供给水或者供给水的处理程度可由单一材料或不同材料组成。柔性纤维6可由聚酰胺、聚酯和聚丙烯等组成。
参考图12和13，在过滤装置100中，供给水用作反洗过程中的反洗水，以便可以不需要反洗用的附加水箱、泵、阀和配管。由于供给水还作为反洗过程中的反洗水，因此可以在相同的方向上，即主体1的上部，如图实线箭头和虚线箭头所示，执行过滤和反洗过程。
在过滤装置100中，在反洗过程中，通过过滤介质固定板12的反洗空气供给孔14或者反洗空气供给管道4的反洗空气排放孔4b间断提供给主体1的反洗空气产生紊流，作用于柔性纤维过滤介质6上的剪应力允许过滤介质6截留的污染物快速地与过滤介质6相分离。如上所述间断提供的反洗空气可通过如图12和13所示的空气压缩器62产生，在高压下存储在与反洗空气供给管道4连接的存储箱64中，然后在反洗过程中定期地提供给主体1。
对应于供给水引导套7的主体1的区域设有多孔板，能够防止供给水遇到阻力，以此维持恒定的入口速率。多孔室10与净化水排放管3和主体1的上盖结构一体或分开形成。浓缩滤液排放套16以套接的形式安装在主体1的上部和外部，溢流到主体1顶部的浓缩滤液提供外套平稳地进行排放。一束柔性纤维6固定于纤维介质固定板12上。根据被过滤的物质类型或物质处理的程度可以使用相对于供给单元和排放单元具有不同物理性能的单一型和复合型柔性纤维6。
现在将参考图12和13描述根据本发明一个实施例的精过滤装置的操作。图12是在过滤过程中图1所示精过滤装置的操作过程。图13是在反洗过程中图1所示精过滤装置的操作过程。
参考图12，在过滤过程中，过滤源水通过泵P提供，与净化水排放管3连接的净化水排放阀V1打开。结果是，来自过滤源水箱52的过滤源水提供给过滤装置100，执行上游过滤操作。经过滤装置100净化过的水经过主体1和净化水排放阀V1流到净化水存储箱54中。在过滤过程中，反洗空气供给阀V2和浓缩滤液排放阀V3保持在闭合状态。
更具体地说，过滤源水(供给水)中的悬浮固体被过滤介质截留，同时通过各种机构，如筛网过滤、物理化学吸附、隔离、沉淀和毛细现象等穿过包括柔性纤维6的过滤介质。去除悬浮固体的净化水经过排放阀V1流入净化水存储箱54。
随着过滤过程的继续，过滤介质6截留的悬浮固体量会增加，过滤阻力增大了，过滤流量会下降。因此，产生净化水的速率会降低。在净化水的量降低至小于所需的水量时，过滤压力就会高于设定值，或者预定的过滤时间就会完成，开始反洗过程。
参考图13，在反洗过程中，净化水排放阀V1关闭，反洗空气阀V2和浓缩滤液排放阀V3打开。包含在过滤源水箱52中的过滤源水用作反洗水，因此，过滤源水和/或反洗源水供给泵P持续地工作。
在反洗过程中，过滤装置100的过滤介质6在水平方向和垂直方向上扩展，由于通过空气压缩器62和空气存储箱64提供给过滤装置100的高压空气，和通过过滤源水和/或反洗水供给泵P提供给过滤装置100的反洗水的作用，它会被强烈地震动。由于过滤介质6的扩展和震动，就会产生紊流，其导致在过滤介质中就产生剪应力。结果是，过滤介质6截留的颗粒(悬浮固体)在短期内被分离。与过滤介质6相分离的悬浮固体混合在反洗水中，以此形成浓缩滤液。该浓缩滤液经过浓缩滤液排放套16和浓缩滤液排放阀V3流到浓缩滤液存储箱56中。
在反洗过程中，空气压缩器62产生的高压空气存储在空气存储箱64中，然后所存储的高压空气定期地提供给过滤装置100。结果是，能够有效地执行反洗过程。
如上所述，在反洗过程中，包含在过滤源水箱52中的过滤源水能被用作反洗水，但是也可使用存储在单独箱体中的反洗水。
在存储在过滤源水箱52中的过滤源水用作反洗水时，就不需要提供反洗水用的单独的反洗水箱、泵、阀和其它配管。因此，过滤装置的结构就比较简单了。
在此下文中，将参考下面的试验例子进一步描述本发明的过滤装置。
试验例子—污水处理根据本发明一个实施例的过滤装置100具有主体，其直径为1500mm，长度为3000mm，该装置安装在污水处理厂，并工作6个月。供给水中固体物质(SS)的平均浓度为10.3ppm，排放水中SS的平均浓度为0.7ppm。因此，排放水中SS的浓度一直保持在1ppm或更小。而且，平均输出效率为92.9％。作为调查排放水和供给水中悬浮固体的颗粒尺寸分布的结果，对于1-3μm、3-5μm、5-8μm、8-10μm、0-15μm、15-25μm、和25μm或更大尺寸的颗粒分别获得的去除效率为70％、82％、85％、93％、95％、98％、和100％。在生物处理过的污水或恶臭水中，排放水中至少70％的BOD是固体BOD，表明在去除水中悬浮固体时，BOD也被去除。因此，获得9.0ppm的平均供给BOD，3.0ppm的平均排放BOD和60.5％的BOD平均去除率。
14至19是试验例子的结果曲线图。图14是相对于水中悬浮固体颗粒直径的去除效率的直方图；图15是相对于操作时间的水中悬浮固体颗粒的去除效率的曲线图；图16是相对于操作时间的水中悬浮固体颗粒的流入/流出浓度的曲线图；图17是相对于操作时间的BOD去除效率的曲线图；图18是相对于操作时间的BOD的流入/流出浓度的曲线图；和图19是相对于操作时间的压力和过滤流量变化的曲线图。
工业应用性如上所述，根据本发明一个实施例的能够用柔性纤维控制填料密度的精过滤装置具有较高的过滤效率，产生大量的净化水，并具有延长的过滤时间，同时功耗较低。在该过滤装置中，柔性纤维的有效直径为1-60μm，具有柔性和弹性，和合适的表面粗糙度，它在该装置的长度方向上延伸。提供源水(供给水)的套型单元具有多空流入结构。净化水(处理水)通过中央多孔室进行排放。整个纤维介质层可用作颗粒截留空间。
权利要求
1.一种精过滤装置，包括作为供给水的主通道的主体，供给水在主体的长度方向上流动；过滤介质，所述过滤介质包括被主体封装的柔性纤维，并在主体的长度方向上延伸，柔性纤维控制填料密度，并过滤出许多包含在供给水中的悬浮固体；供给水引导套，所述供给水引导套将供给水提供给主体底部的侧端；过滤介质固定板，所述过滤介质固定板安装在供给水引导套的底端，并具有固定柔性纤维过滤介质的底端的许多固定孔；密度控制板，所述密度控制板设成环形，安装在供给水引导套和过滤介质固定板之间，并通过增大固定于密度控制板的中空部中的过滤介质固定板上的柔性纤维的填料密度防止供给水流到过滤介质固定板上；内部多孔室，所述内部多孔室从主体的顶部延伸并具有恒定的直径，该内部多孔室提高了过滤介质顶层的密度，在内部多孔室中形成许多处理水供给孔，过滤介质处理过的水通过处理水供给孔排放到主体的外部；浓缩滤液排放套，所述浓缩滤液排放套覆盖一部分主体的顶部，并环绕部分主体的外部，在被反洗后，将由过滤介质截留的浓缩滤液排放到主体外部。
2.如权利要求1所述的精过滤装置，其中柔性纤维的底端可固定于过滤介质固定板上，而且柔性纤维的顶端不被固定；许多供给水穿孔可形成在对应于供给水引导套的主体区域内；浓缩滤液排放套是圆柱形，并且成套型以使浓缩滤液通过预定的排放管道排放到过滤装置的外部。
3.如权利要求1所述的过滤装置，可进一步包括底端固定结构，该结构从下面支撑过滤介质固定板，并具有在反洗过程中提供反洗空气的反洗空气供给管道。
4.如权利要求3所述的精过滤装置，其中反洗空气经此通过的许多反洗空气供给孔可形成在六边形分布的过滤介质固定板上，或者可形成在主体中反洗空气供给管道的上部。
5.如权利要求1所述的精过滤装置，其中内部多孔室的体积可以是主体体积的10％至50％。
6.如权利要求1所述的精过滤装置，其中柔性纤维根据被过滤的供给水或者供给水的处理程度可由单一材料或不同材料组成。
7.如权利要求1所述的精过滤装置，其中净化水的质量根据柔性纤维的填料密度、过滤流量和柔性纤维的表面粗糙度进行控制。
8.如权利要求1或3所述的精过滤装置，其中供给水和反洗水提供给供给管道，在相同的方向上执行过滤和反洗过程。
9.如权利要求1所述的精过滤装置，其中通过使用供给水作为反洗过程中的反洗水，不需要反洗用的附加水箱、泵、阀和配管。
10.如权利要求9所述的精过滤装置，其中通过使用供给水作为反洗过程中的反洗水，在相同的方向上执行过滤和反洗过程。
11.如权利要求4所述的精过滤装置，其中在反洗过程中，通过过滤介质固定板的反洗空气供给孔或者反洗空气供给管道的反洗空气排放孔间断地提供的反洗空气产生紊流，以此在柔性纤维过滤介质中产生剪应力，并允许由过滤介质截留的污染物短在时间内分离过滤介质。
12.如权利要求11所述的精过滤装置，其中反洗空气通过空气压缩器产生，在高压下存储在与反洗空气供给管道连接的存储箱中，然后在反洗过程中定期地提供给主体。
全文摘要
本发明提供一种能够有效过滤和分离经过生物和物理化学处理后残留在水中的精细絮凝物，藻类和悬浮固体等的装置。该精过滤装置包括控制填料密度的柔性纤维，由此提高了过滤效率，净化水的量，而且延长了过滤时间，并与常用的过滤装置相比减小了功耗。在该过滤装置中，柔性纤维的有效直径为1－60μm，具有柔性和弹性，并具有在该装置的长度方向上延伸的合适表面粗糙度。提供源水(供给水)的套型单元具有多孔结构。净化水(处理水)通过中央多孔室排放。整个过滤介质层用作颗粒截留空间。
文档编号B01D35/30GK1953795SQ200480042938
公开日2007年4月25日 申请日期2004年3月17日 优先权日2004年3月8日
发明者韩基白, 金孝相, 卢明圭, 黄文贤, 赵哲, 朴成淏, 柳相熊, 洪性奎, 李成熏, 金春京 申请人:纳米技术株式会社, 韩基白