申请日2012.04.17
公开(公告)日2014.01.08
IPC分类号C02F1/44; B01D65/02; C02F3/12; B01D63/00; B01D65/08
摘要
本发明涉及设置在公共净水处理厂、社区供水设施、公共污水处理厂、废水处理厂、社区污水处理厂等的水处理装置上，以用于去除微细污染粒子的漂浮式过滤器模块。本发明的漂浮式过滤器模块包括：中空形的烧结过滤器，为了从流入至水处理槽内的污废水分离·过滤微细污染粒子，设置在返送水处理槽内的污废水中，具有多个微细孔;漂浮体，与返送烧结过滤器相连，漂浮在返送水处理槽内的污废水水面，从而使得返送烧结过滤器位于返送水处理槽内的污废水上部侧;主配管，与返送烧结过滤器的内部空间相连;吸入装置，与返送主配管相连，通过返送主配管向返送烧结过滤器提供吸力，从而将返送水处理槽内的污废水经由返送多个微细孔吸入至返送烧结过滤器的内部空间;以及压缩空气供给装置，具有通过返送主配管与返送烧结过滤器的内部空间相连的压缩空气供给配管和与返送压缩空气供给配管相结合的空气压缩机，通过向返送烧结过滤器的内部空间提供压缩空气，从返送烧结过滤器脱离堵塞返送烧结过滤器的微细孔的微细污染粒子。
权利要求书
1.一种漂浮式过滤器模块，其特征在于包括：
中空形的烧结过滤器，为了从流入至水处理槽内的污废水分离·过滤 微细污染粒子，设置在所述水处理槽内的污废水中，具有多个微细孔;
漂浮体，与所述烧结过滤器相连，漂浮在所述水处理槽内的污废水水 面，从而使得所述烧结过滤器位于所述水处理槽内的污废水上部侧;
主配管，与所述烧结过滤器的内部空间相连;
吸入装置，与所述主配管相连，通过所述主配管向所述烧结过滤器提 供吸力，从而将所述水处理槽内的污废水经由所述多个微细孔吸入至所述 烧结过滤器的内部空间;以及
压缩空气供给装置，具有通过所述主配管与所述烧结过滤器的内部空 间相连的压缩空气供给配管和与所述压缩空气供给配管相结合的空气压 缩机，通过向所述烧结过滤器的内部空间提供压缩空气，从所述烧结过滤 器脱离堵塞所述烧结过滤器的微细孔的微细污染粒子。
2.如权利要求1所述的漂浮式过滤器模块，其特征在于还包括振动 发生装置，为了从所述烧结过滤器脱离堵塞所述烧结过滤器的微细孔的微 细污染粒子而振动所述烧结过滤器。
3.如权利要求1所述的漂浮式过滤器模块，其特征在于还包括补充 水供给装置，为了向被所述压缩空气供给装置填充有空气的所述烧结过滤 器的内部空间提供补充水，与所述主配管相连。
4.如权利要求1所述的漂浮式过滤器模块，其特征在于所述烧结过 滤器由不锈钢金属或合成树脂材料构成。
5.如权利要求1所述的漂浮式过滤器模块，其特征在于所述吸入装 置包括：吸入泵，与所述主配管相结合而产生吸力;以及差压检测器，为 了检测所述烧结过滤器的堵塞程度而检测所述吸入泵前后方的压力差。
6.如权利要求1所述的漂浮式过滤器模块，其特征在于所述压缩空 气供给装置还包括致动器，配置在所述烧结过滤器与所述空气压缩机之间， 将从所述空气压缩机连续供给至所述烧结过滤器的压缩空气变换为脉冲 形态。
7.一种水处理装置，其特征在于包括：
水处理槽，流入有污废水;
漂浮式过滤器模块，为了从流入至所述水处理槽内的污废水分离·过 滤微细污染粒子，设置在所述水处理槽;以及
控制装置，用于控制所述漂浮式过滤器模块的工作;
其中，所述漂浮式过滤器模块包括：
中空形的烧结过滤器，配置在所述水处理槽内的污废水中，具有多个 微细孔;
漂浮体，与所述烧结过滤器相连，漂浮在所述水处理槽内的污废水水 面，从而使得所述烧结过滤器位于所述水处理槽内的污废水上部侧;
主配管，与所述烧结过滤器的内部空间相连;
吸入装置，与所述主配管相连，通过所述主配管向所述烧结过滤器提 供吸力，从而将所述水处理槽内的污废水经由所述多个微细孔吸入至所述 烧结过滤器的内部空间;以及
压缩空气供给装置，具有通过所述主配管与所述烧结过滤器的内部空 间相连的压缩空气供给配管和与所述压缩空气供给配管相结合的空气压 缩机，通过向所述烧结过滤器的内部空间提供压缩空气，从所述烧结过滤 器脱离堵塞所述烧结过滤器的微细孔的微细污染粒子。
8.如权利要求7所述的水处理装置，其特征在于还包括气泡发生装 置，向配置在所述水处理槽内污废水中的所述烧结过滤器提供气泡，从而 脱离吸附在所述烧结过滤器的微细污染粒子，
而所述气泡发生装置包括：扩散器，在所述水处理槽内的污废水中， 配置在比所述烧结过滤器更下部的位置;以及
空气供给装置，通过与所述扩散器相连的空气供给管，向所述扩散器 提供空气。
9.如权利要求7所述的水处理装置，其特征在于还包括水位检测装 置，通过检测所述水处理槽内的污废水水位，将其检测信号提供至所述控 制装置，
当所述水处理槽内的污废水水位位于设定的范围内时，所述控制装置 驱动所述漂浮式过滤器模块。
10.如权利要求7所述的水处理装置，其特征在于还包括：
远程管理装置，向管理者提供有关水处理工艺状态的信息，使得管理 者远程控制水处理工艺;以及
通信装置，用于所述控制装置与所述远程管理装置之间进行通信。
11.如权利要求7所述的水处理装置，其特征在于还包括：厌气槽 (anaerobic)，用于释放包含在污废水中的磷;无氧槽(anoxic)，用于去 除污废水中的氮;曝气槽(aerobic)，为了使得污废水中的微生物能够过 盈吸取磷，向污废水提供空气;
所述厌气槽、所述无氧槽及所述曝气槽依次配置在所述水处理槽的上 游，从所述水处理槽排出的污泥中的一部分被返送至所述厌气槽。
12.如权利要求7所述的水处理装置，其特征在于还包括脱磷脱氮槽， 配置在所述水处理槽的上游，由分离壁被划分为用于释放包含在污废水中 的磷的厌气性区域和用于去除污废水中的氮的无氧性区域，
流入到所述厌气性区域的污废水经由设置在所述分离壁的流路流入 至所述无氧性区域而再流动到所述水处理槽，从所述水处理槽排出的污泥 中的一部分被返送至所述厌气性区域。
13.如权利要求7所述的水处理装置，其特征在于所述水处理槽是回 分式反应槽(SBR)，该回分式反应槽具有用于向污废水中提供空气的曝 气装置，而污废水的流入–微生物反应–沉淀–排出发生在同一空间 内，以产生氮·磷营养盐类的去除机制。
14.如权利要求13所述的水处理装置，其特征在于还包括脱磷脱氮 槽，配置在所述回分式反应槽的上游，由分离壁被划分为用于释放包含在 污废水中的磷的厌气性区域和用于去除污废水中的氮的无氧性区域，
流入到所述厌气性区域的污废水经由设置在所述分离壁的流路流入 至所述无氧性区域而再流动到所述回分式反应槽，从所述回分式反应槽排 出的污泥中的一部分被返送至所述厌气性区域。
15.如权利要求14所述的水处理装置，其特征在于还包括污泥移送 槽，配置在所述脱磷脱氮槽与所述回分式反应槽之间，将从所述回分式反 应槽排出的活性污泥和硝化液降低溶解氧之后，返送至所述脱磷脱氮槽的 无氧性区域。
16.如权利要求7所述的水处理装置，其特征在于所述水处理槽是交 互回分式反应槽，该交互回分式反应槽具有用于向污废水中提供空气的曝 气装置，并具有污废水的流入–微生物反应–沉淀–排出发生在同一 空间内以产生氮·磷营养盐类的去除机制的多个回分式反应槽，
所述控制装置交互驱动在所述多个回分式反应槽分别设置的所述多 个漂浮式过滤器模块。
17.如权利要求16所述的水处理装置，其特征在于还包括脱磷脱氮 槽，配置在所述交互回分式反应槽的上游，由分离壁被划分为用于释放包 含在污废水中的磷的厌气性区域和用于去除污废水中的氮的无氧性区域，
流入到所述厌气性区域的污废水经由设置在所述分离壁的流路流入 至所述无氧性区域而再流动到所述多个回分式反应槽，从所述多个回分式 反应槽排出的污泥中的一部分被返送至所述厌气性区域。
18.如权利要求17所述的水处理装置，其特征在于还包括一个以上 的污泥移送槽，配置在所述脱磷脱氮槽与所述多个回分式反应槽之间，将 从所述多个回分式反应槽排出的活性污泥和硝化液降低溶解氧之后，返送 至所述脱磷脱氮槽的无氧性区域。
19.一种水处理方法，其特征在于包括如下步骤：
(a)利用能够漂浮在水面的漂浮体，将具有多个微细孔的中空形的 烧结过滤器配置在水处理槽内的污废水上部侧;
(b)向所述烧结过滤器提供吸力，从而使得所述水处理槽内的污废 水经由所述烧结过滤器上所具备的多个微细孔吸入至所述烧结过滤器的 内部空间，以从污废水分离·过滤微细污染粒子;
(c)检测所述烧结过滤器的堵塞程度;以及
(d)当所述烧结过滤器的堵塞程度达到设定值时，停止用于向所述 烧结过滤器提供吸力的吸入装置，向所述烧结过滤器的内部空间提供一定 时间的压缩空气，从而通过所述烧结过滤器内部空间的过滤水逆返送和压 缩空气喷射，清洗所述烧结过滤器;以及
(e)若结束对所述烧结过滤器的清洗工艺，则停止用于向所述烧结 过滤器提供压缩空气的压缩空气供给装置，再启动所述吸入装置。
20.如权利要求19所述的水处理方法，其特征在于在所述(b)步骤， 通过在所述水处理槽内的污废水中配置在比所述烧结过滤器更下部的位 置的扩散器，向所述烧结过滤器提供气泡，从而脱离吸附在所述烧结过滤 器上的微细污染粒子。
21.如权利要求19所述的水处理方法，其特征在于在所述(b)步骤 或所述(d)步骤，通过振动所述烧结过滤器，从所述烧结过滤器脱离堵 塞所述烧结过滤器的微细孔的微细污染粒子。
22.如权利要求19所述的水处理方法，其特征在于在所述(d)步骤 之后所述(e)步骤之前还包括：向被压缩空气所填充的所述烧结过滤器 提供补充水，从而用补充水填充所述烧结过滤器的内部空间的步骤。
23.如权利要求19所述的水处理方法，其特征在于在所述(a)步骤 之后还包括检测所述水处理槽内的污废水水位的步骤，只有在所述水处理 槽内的污废水水位位于设定范围内时，执行所述(b)步骤之后的步骤。
24.如权利要求19所述的水处理方法，其特征在于在所述(c)步骤， 通过检测向所述烧结过滤器提供吸力的吸入泵前后方的压力损失，检测所 述烧结过滤器的堵塞程度。
说明书
漂浮式过滤器模块和利用该模块的水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及设置在公共净水处理厂、社区供水设施、公共污水处理厂、 废水处理厂、社区污水处理厂等的水处理装置上，以用于去除微细污染粒 子的漂浮式过滤器模块，更详细地涉及配设在处理水槽内污废水中的上部 侧，以用于仅分离·过滤悬浊浮游物的浓度相对较低之上澄水的漂浮式过 滤器模块和利用该模块的水处理装置及方法。
背景技术
持续的产业化和城市化导致环境污染日益严重，而且所排放的污水、 废水、脏水(以下称为“污废水”)的形态日趋多样化，用于处理这些的 设施也变得尖端化，随之处理费用也在增加。并且，随着没有被完全处理 的污废水中的水质污染物质流入到河流或湖沼等其他水源中，在有效的水 质管理上产生着很多问题。
当前，作为用于污废水处理净水处理的水处理技术所周知的是，使用 过滤设备、药品凝聚、沉淀、氧化处理等的物理化学方法，以及在蓄留了 活性污泥(activated sludge)的生物反应槽内通过极大化微生物的代谢过 程来去除各种污染物质的生物学处理方法。其中，生物学处理方法被主要 利用在污废水处理中。
在物理化学的水处理方法中，对于微细污染粒子的分离·过滤方法而 言，在对现有的处理设施不带来大的变化的情况下，可通过附加的设置来 使用，不仅对微细污染粒子而且还对总磷(T-P)的去除也具有稳定而高 效的处理效果。作为微细污染粒子的分离·过滤装置及方法可以举如下的 例子。
韩国授权专利公报第0558510号(2006.02.28授权)涉及利用了浸渍 式分离膜(MBR)的污废水深度处理装置，其公开了在以往的基于微生物 反应的污废水处理装置上，代替沉淀槽而使用浸渍式分离膜槽，以去除污 废水中的浮游物(SS)和大肠菌的技术。
韩国授权专利公报第0843656号(2008.06.27授权)为按两段设置浸 渍式膜分离槽的净水处理装置的发明，其公开了包括第一膜过滤槽及第二 膜过滤槽的净水处理装置，其中，第一膜过滤槽设有浸渍式分离膜(MRB)、 连通分离膜与储藏槽并将膜过滤槽的原水强制吸入而输送至储藏槽的吸 入泵、向分离膜供给空气而使分离膜的吸附浮游物脱离的扩散器，第二膜 过滤槽设有浸渍式分离膜、连通分离膜与储藏槽并将膜过滤槽的原水强制 吸入而输送至储藏槽的吸入泵、用于去除吸附在分离膜的浮游物质的扩散 器。
韩国授权专利公报0875733号(2008.12.17授权)公开了根据流入水 的负载变动向反应槽适当供应返送污泥(sludge)，以去除包含在流入水内 的氮和磷等的营养盐类的同时，根据磷的浓度控制污泥的量，并且可改善 处理水水质的利用了浸渍式分离膜(MBR)的技术。
韩国授权专利公报第0718791号(2007.05.09授权)涉及用于各种水 处理装置的浸渍型过滤装置，当用于过滤水中含有的异物质的浸渍式过滤 器表面上沉积有大量的异物质时，向过滤器的内部瞬间注入强压缩空气， 以强制去除沉积在浸渍式过滤器表面的异物质的技术。
韩国授权专利公报第1000742号(2010.12.07授权)涉及用于提高对 作为富营养化的主原因物质所起作用的磷成分的去除效率的水处理方法， 其公开了可从污废水容易分离微细污染物质的微细粒子分离手段。
韩国授权专利公报第0489328号(2005.05.03)涉及用于处理污废水 中包含的有机物质、氮、磷的污废水深度处理装置，其公开了利用好气性 微生物来降解有机物质、蓄积磷、将氨氮硝化的同时，通过分离膜模块固 液分离污泥和污废水的浸渍式膜分离槽。
但是，如上所述现有技术的浸渍式分离膜配置在悬浊浮游物(SS或 MLSS)的浓度相对高的处理槽水中的中间或下部，因此在短时间内会堵 塞浸渍式分离膜的微细孔，从而导致微细污染粒子的分离·过滤效率急剧 下降的问题。
并且，现有技术并未提供对微细孔堵塞之浸渍式分离膜的有效的清洗 方法。例如，虽然韩国授权专利公报第0718791号提供了利用压缩空气清 洗浸渍式分离膜的方法，由于清洗之后在浸渍式分离膜的内部注入有空气， 因此浸渍式分离膜的再吸入工艺时，会发生吸入泵的空化现象。并且，韩 国授权专利公报第1000742号或韩国授权专利公报第0489328号公开了通 过逆送污废水来清洗微细孔被堵塞的浸渍式分离膜的方法，但是此种利用 了污废水逆送的清洗方法存在清洗时间长的问题。
发明内容
本发明是为了解决如上所述现有技术中存在的问题而提出的，其目的 在于提供一种仅分离·过滤在处理水槽内悬浊浮游物的浓度相对较低之上 澄水，从而可提高过滤率及过滤持续时间的漂浮式过滤器模块和利用该模 块的水处理装置及方法。
本发明的另外目的在于提供一种在分离·过滤工艺时降低微细污染粒 子的吸附量，当微细污染粒子的吸附导致降低过滤率时可迅速而有效地去 除所吸附微细污染粒子的漂浮式过滤器模块和利用该模块的水处理装置 及方法。
为了达到上述发明目的的本发明的漂浮式过滤器模块，包括：中空形 的烧结过滤器，为了从流入至水处理槽内的污废水分离·过滤微细污染粒 子，设置在所述水处理槽内的污废水中，具有多个微细孔;漂浮体，与所 述烧结过滤器相连，漂浮在所述水处理槽内的污废水水面，从而使得所述 烧结过滤器位于所述水处理槽内的污废水上部侧;主配管，与所述烧结过 滤器的内部空间相连;吸入装置，与所述主配管相连，通过所述主配管向 所述烧结过滤器提供吸力，从而将所述水处理槽内的污废水经由所述多个 微细孔吸入至所述烧结过滤器的内部空间;以及压缩空气供给装置，具有 通过所述主配管与所述烧结过滤器的内部空间相连的压缩空气供给配管 和与所述压缩空气供给配管相结合的空气压缩机，通过向所述烧结过滤器 的内部空间提供压缩空气，从所述烧结过滤器脱离堵塞所述烧结过滤器的 微细孔的微细污染粒子。
本发明的漂浮式过滤器模块还可以包括振动发生装置，为了从所述烧 结过滤器脱离堵塞所述烧结过滤器的微细孔的微细污染粒子而振动所述 烧结过滤器。
本发明的漂浮式过滤器模块还可以包括补充水供给装置，为了向被所 述压缩空气供给装置填充有空气的所述烧结过滤器的内部空间提供补充 水，与所述主配管相连。
优选地，所述烧结过滤器由不锈钢金属或合成树脂材料构成。
所述吸入装置可以包括：吸入泵，与所述主配管相结合而产生吸力; 以及差压检测器，为了检测所述烧结过滤器的堵塞程度而检测所述吸入泵 前后方的压力差。
所述压缩空气供给装置还可以包括致动器，配置在所述烧结过滤器与 所述空气压缩机之间，将从所述空气压缩机连续供给至所述烧结过滤器的 压缩空气变换为脉冲(pulse)形态。
为了达到上述发明目的的本发明的水处理装置，包括：水处理槽，流 入有污废水;漂浮式过滤器模块，为了从流入至所述水处理槽内的污废水 分离·过滤微细污染粒子，设置在所述水处理槽;以及控制装置，用于控 制所述漂浮式过滤器模块的工作;其中，所述漂浮式过滤器模块包括：中 空形的烧结过滤器，配置在所述水处理槽内的污废水中，具有多个微细孔; 漂浮体，与所述烧结过滤器相连，漂浮在所述水处理槽内的污废水水面， 从而使得所述烧结过滤器位于所述水处理槽内的污废水上部侧;主配管， 与所述烧结过滤器的内部空间相连;吸入装置，与所述主配管相连，通过 所述主配管向所述烧结过滤器提供吸力，从而将所述水处理槽内的污废水 经由所述多个微细孔吸入至所述烧结过滤器的内部空间;以及压缩空气供 给装置，具有通过所述主配管与所述烧结过滤器的内部空间相连的压缩空 气供给配管和与所述压缩空气供给配管相结合的空气压缩机，通过向所述 烧结过滤器的内部空间提供压缩空气，从所述烧结过滤器脱离堵塞所述烧 结过滤器的微细孔的微细污染粒子。
为了达到上述发明目的的本发明的水处理方法，包括：如下步骤：(a) 利用能够漂浮在水面的漂浮体，将具有多个微细孔的中空形的烧结过滤器 配置在水处理槽内的污废水上部侧;(b)向所述烧结过滤器提供吸力，从 而使得所述水处理槽内的污废水经由所述烧结过滤器上所具备的多个微 细孔吸入至所述烧结过滤器的内部空间，以从污废水分离·过滤微细污染 粒子;(c)检测所述烧结过滤器的堵塞程度;(d)当所述烧结过滤器的堵 塞程度达到设定值时，停止用于向所述烧结过滤器提供吸力的吸入装置， 向所述烧结过滤器的内部空间提供一定时间的压缩空气，从而通过所述烧 结过滤器内部空间的过滤水逆返送和压缩空气喷射，清洗所述烧结过滤器; 以及(e)若结束对所述烧结过滤器的清洗工艺，则停止用于向所述烧结 过滤器提供压缩空气的压缩空气供给装置，再启动所述吸入装置。
根据本发明的漂浮式过滤器模块由于利用了微细孔的变形几乎没有 的半永久性的烧结过滤器，因此运行中破损的危险少寿命长。
并且，本发明的漂浮式过滤器模块以漂浮式流动型配置在水处理槽的 上部侧，以分离·过滤悬浊浮游物的浓度相对低的上澄水，因此与现有技 术相比过滤率和过滤持续时间优秀。
而且，本发明的漂浮式过滤器模块当发生烧结过滤器堵塞时，通过过 滤水返送和压缩空气喷射来可迅速而有效地去除吸附在烧结过滤器上的 微细污染粒子。
并且，本发明的漂浮式过滤器模块当发生烧结过滤器堵塞时，无需像 现有技术投放化学药品而可有效地清洗烧结过滤器，因此不会发生化学药 品的投入所致的活性微生物的活性下降现象。
而且，本发明的漂浮式过滤器模块利用振动发生器对烧结过滤器进行 振动而使得微细污染粒子无法轻易被吸附到烧结过滤器上，因此可降低清 洗工艺的频率，从而能够保证有效运行。