[发明专利]一种用于水处理的动态膜过滤器

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种用于水处理的动态膜过滤器。

背景技术

动态膜是在一定条件下含有某种固体颗粒悬浮物或胶体的溶液通过过滤介质时，在介质表面形成的具有分离性能的滤饼层或膜。

动态膜作为一种超滤膜和微滤膜抗污染技术在20世纪80年代开始有研究报道，随着膜技术的推广应用，近年来动态膜的研究报道有所增多。动态膜是分离膜中比较特殊的一种，因其具有渗透通量大且易于清洗的优点受到广泛关注。动态膜根据其形成的方式分为两类：一类是预涂膜，其中又分为使用悬浮液和胶体溶液两种；另一类是原液形成膜，即将所处理的废液作为动态膜制备液来过滤制得。

预涂动态膜的制备是通过使用过滤装置对悬浮液或胶体溶液过滤来形成，它包含着动态膜的载体及动态膜分离层本身。动态膜的载体指用来承载动态膜的大孔径材料，目前研究中常见的有不锈钢丝网、普通筛网、工业滤布、筛绢等多孔材料和一些高分子材料，如烧结聚氯乙烯管等。动态膜分离层则是粒子在载体表面形成的具有微滤或超滤性质的滤饼层。它是通过错流过滤或死端过滤的方式将某种固体或胶体微粒沉淀在载体表面上形成的。

涂膜材料包括无机粒子和几乎所有的无机和有机聚电解质。无机粒子有ZrO₂、SiO₂、TiO₂ 等金属氧化物；无机电解质有Al³⁺、Fe³⁺、Si⁴⁺、Zr⁴⁺、V⁴⁺、Th⁴⁺、Mn⁴⁺、U⁴⁺ 等水合氧化物或氢氧化物；有机电解质有聚丙烯酸、聚马来酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯胺、聚乙烯基吡啶等；某些非电解质如甲基纤维素、聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺等。某些天然胶体（如黏土、硅藻土、腐殖酸），生物聚合物（如卵清蛋白），还有纸浆废液和一些工业废水等都可作为动态膜材料。

动态膜过滤装置的净水原理有两种：一种是物理过滤，即将硅藻土等粉体预涂在不锈钢丝网、工业滤布等支撑材料上，用来对原水过滤，其去除机理是吸附和筛滤；另一种是将动态膜与生物处理相结合，做成动态膜生物反应器。

在目前的专利和文献中，所涉及的动态膜过滤装置主要有以下三方面问题：一是操作复杂，预涂膜的过程对自控的要求较高；二是稳定性差，运行过程中出水水质波动大；三是受设备产品化限制，难成规模。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于水处理的动态膜过滤器。

本发明提出的用于水处理的动态膜过滤器从上至下依次由清水区、过滤区和集泥区组成，并设有外循环管路，其中：

过滤区由膜组件及多孔板组成，其中膜组件的支撑材料为滤网，膜组件沿垂直方向设置，下端封闭，上端与多孔板上的孔相接；

外循环管路由进水管、回流管和涂膜材料溶液储存池组成，其中进水管与过滤区相连，回流管与清水区底部相连，回流管连接至进水管上，形成一个结点，涂膜材料溶液储存池连接至进水管上，并且连接在结点与过滤区之间，回流管上设回流控制阀；

过滤区外壁设置压力计；

优选地，该过滤器为圆筒状，膜组件为圆筒形且多孔板上的孔为圆孔，滤网目数为350-450目。

优选地，涂膜材料溶液储存池内液位在多孔板高度以下，涂膜材料溶液储存池内设置有机械搅拌装置以保证涂膜材料溶液处于悬浮状态。

优选地，集泥区设置于过滤区垂直下方，集泥区为上宽下尖的锥形斗，底部设有排泥管和排泥阀；清水区设置于过滤区垂直上方，清水区上部设有溢流堰，溢流堰与出水管相接。

优选地，涂膜材料溶液为粉末活性炭溶液。更优选地，所述粉末活性炭溶液含粒径为50~200μm的粉末活性炭颗粒，并且由所述的粉末活性炭颗粒溶于水中形成质量分数为8%-12%的粉末活性炭溶液。

优选地，涂膜材料溶液储存池与过滤区之间设置缓冲罐，缓冲罐的容积等于所述涂膜材料溶液储存池中涂膜材料溶液的体积，且缓冲罐的长度与直径比不小于4，这是为了保证缓冲罐内水流为层流；涂膜材料溶液储存池的出水管上设止回阀，其作用在于防止水流进入涂膜材料溶液储存池；进水泵出水管上设置进水止回阀，其作用在于防止水流倒流至原水池；所述过滤区内壁为池壁，整个动态膜过滤器还设有支撑柱以作支撑之用。

本发明的工作过程如下：