申请日2018.10.18
公开(公告)日2019.02.01
IPC分类号C02F9/06
摘要
一种能够自动清洁过滤膜的废水处理系统，至少包括若干个并列间隔排布的过滤膜及过滤膜彼此之间的隔室，流体能够按照其流动方向垂直于过滤膜的过滤渗透方向的方式进入所述隔室，其中，每一个所述隔室均内置有若干个密度小于流体密度的生物惰性颗粒球，所述生物惰性颗粒球被配置为：通过流体的带动从隔室的第一端部以下沉的方式运动至隔室的第二端部，基于浮力的带动从所述第二端部以上浮的方式运动至所述第一端部。本发明配合生物惰性颗粒球以及形态动态变化的过滤膜配合工作的方式，能够有效的抑制和/或清除结垢。
权利要求书
1.一种能够自动清洁过滤膜的废水处理系统，至少包括若干个并列间隔排布的过滤膜(7)及过滤膜彼此之间的隔室(8)，其特征在于，流体能够按照其流动方向垂直于过滤膜的过滤渗透方向的方式进入所述隔室(8)，其中，每一个所述隔室(8)均内置有若干个密度小于流体密度的生物惰性颗粒球(9)，
所述生物惰性颗粒球(9)被配置为：通过所述流体的带动从隔室的第一端部以下沉的方式运动至隔室的第二端部，基于浮力的带动从所述第二端部以上浮的方式运动至所述第一端部。
2.如权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于，所述废水处理系统还包括废水减量化单元(2)，所述废水减量化单元(2)被配置为：基于第一反渗透装置(201)、第二反渗透装置(202)和/或两者的组合至少获取含盐量彼此不同的第一浓度浓盐液和第二浓度浓盐液，所述流体至少包括所述第一浓度浓盐液和所述第二浓度浓盐液，其中，
所述流体能够按照至少具有不同的流速和/或不同的密度的方式进入不同的隔室(8)以使得相邻的隔室(8)之间具有压差，其中，
在限定隔室(8)的至少两个过滤膜(7)基于所述压差按照相向的方式运动以形成最小距离的情况下，进入该隔室(8)中的流体相比于与其相邻的隔室中的流体具有更大的密度以使得其中的生物惰性颗粒球(9)以更大的速度上浮。
3.如权利要求1或2所述的废水处理系统，其特征在于，所述废水处理系统还包括位于所述废水减量化单元(2)下游的电渗析单元(3)，所述隔室(8)至少包括浓水室(307)和淡水室(308)，所述过滤膜(7)至少包括离子交换膜，所述电渗析单元(3)被配置为：
所述第一浓度浓盐液和所述第二浓度浓盐液以具有压差的方式分别进入若干个浓水室(307)和淡水室(308)，其中，相邻的浓水室(307)和淡水室(308)彼此之间的离子交换膜能够按照基于所述压差沿平行于阴极(305)和阳极(306)的连线的第一方向偏移第一距离以形成第一工作形态，所述离子交换膜还能够基于所述压差的改变沿平行于阴极和阳极的连线的第二方向偏移第二距离以形成第二工作形态，其中，
在浓水室(307)的电导率和/或淡水室(308)的电导率高于阈值(M1)的情况下，实现所述第一工作形态和所述第二工作形态的切换。
4.如前述权利要求之一所述的废水处理系统，其特征在于，在所述第一浓度浓盐液的浓度大于第二浓度浓盐液的浓度，且所述第二浓度浓盐液进入所述淡水室(308)，所述第一浓度浓盐液进入所述浓水室(307)的情况下，
限定所述淡水室(308)的所述离子交换膜分别沿所述第一方向和所述第二方向按照背离的方式移动以形成彼此间的第一最大距离(D1)，限定所述浓水室的所述离子交换膜分别沿所述第一方向和所述第二方向按照相向的方式移动以形彼此间的第一最小距离(D2)，其中，
由所述第一最大距离(D1)和所述第一最小距离(D2)限定所述第一工作形态。
5.如前述权利要求之一所述的废水处理系统，其特征在于，在所述第一浓度浓盐液的浓度大于第二浓度浓盐液的浓度，且所述第二浓度浓盐液进入所述淡水室(308)，所述第一浓度浓盐液进入所述浓水室(307)的情况下，
限定所述浓水室的所述离子交换膜分别沿所述第一方向和所述第二方向按照背离的方式移动以形彼此间的第二最大距离(D4)，限定所述淡水室(308)的所述离子交换膜分别沿所述第一方向和所述第二方向按照相向的方式移动以形成彼此间的第二最小距离(D3)，其中，
由所述第二最大距离(D4)和所述第二最小距离(D3)限定所述第二工作形态;
所述第一最大距离(D1)、所述第一最小距离(D2)、所述第二最小距离(D3)和所述第二最大距离(D4)满足关系式：D1+D2=D3+D4。
6.如前述权利要求之一所述的废水处理系统，其特征在于，所述生物惰性颗粒球(9)至少能够由聚氨酯经发泡处理后构成，其中，
生物惰性颗粒球(9)的直径小于所述第一最小距离(D2)和所述第二最小距离(D3)。
7.如前述权利要求之一所述的废水处理系统，其特征在于，所述生物惰性颗粒球(9)的形状能够由圆球状、圆柱状或透镜状限定，其中，
生物惰性颗粒球(9)的表面粗糙度小于40μm。
8.如前述权利要求之一所述的废水处理系统，其特征在于，所述生物惰性颗粒球(9)在从隔室的第一端部以下沉的方式运动至隔室的第二端部，隔室的所述第二端部还被配置为：
按照形成连续气泡的方式通入气体，其中，所述气泡能够基于浮力的带动按照上浮的方式从所述第二端部运动至所述第一端部以对所述生物惰性颗粒球(9)进行冲刷。
9.如前述权利要求之一所述的废水处理系统，其特征在于，所述含盐废水处理系统还包括废水软化单元(1)、管式微滤单元(4)和加药单元(5)，其中，
所述废水软化单元(1)至少包括均质水箱(101)、混凝池(102)、絮凝池(103)、沉淀池(104)、第一过滤器(105)和第一中间水池(106)，其中，所述均质水箱(101)、所述混凝池(102)和所述絮凝池(103)均与所述加药单元(5)连通以对含盐废水的软化处理;
含盐废水依次经过所述均质水箱(101)、所述混凝池(102)、所述絮凝池(103)、所述沉淀池(104)和所述第一过滤器(105)得到的含盐废水软化液传输至所述第一中间水池(106)进行集存。
10.如前述权利要求之一所述的废水处理系统，其特征在于，所述废水减量化单元(2)至少包括第一反渗透装置(201)、第二反渗透装置(202)、第二中间水池(203)和第三中间水池(204)，其中，
所述含盐废水软化液以第一状态进入所述第一反渗透装置(201)中以得到所述第一浓度浓盐液，所述含盐废水软化液以第二状态进入所述第二反渗透装置(202)中以得到所述第二浓度浓盐液;
所述第一浓度浓盐液和所述第二浓度浓盐液分别传输至所述第二中间水池(203)和所述第三中间水池(204)进行集存;
所述第一状态和所述第二状态均至少包括进入其各自对应的反渗透装置时的进水压力状态。
说明书
一种能够自动清洁过滤膜的废水处理系统
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种能够自动清洁过滤膜的废水处理系统。
背景技术
电渗析是一种以直流电场与离子选择性透过膜相结合的离子分离技术，带电离子在电场的作用下，淡水室的阳离子、阴离子穿过选择性透过膜后，留下含盐量比进水低的出水，而浓水室则富集了来自相邻的淡水室的离子，形成含盐量比进水高的出水，这样就实现了溶液的淡化、浓缩、精制或纯化。电渗析装置应用范围广泛，可应用于水的淡化除盐、海水浓缩制盐、精制乳制品、果汁脱酸精和提纯、制取化工产品等方面，还可以用于食品，轻工等行业制取纯水、电子、医药等工业制取高纯水的前处理，锅炉给水的初级软化脱盐，将苦咸水淡化为饮用水。
现有包含电渗析装置的处理工艺及装置中，由于淡水室和浓水室的进水都是原水或本装置的淡水/浓水产水，在多年的应用中也有许多组合，以适应不同的工程应用。但是，这些应用中，浓水室中会富集很多阴、阳离子容易形成不溶性无机盐导致结垢，影响电渗析装置的长期稳定运行。
公开号为CN107055713A的专利文献公开了一种基于单价阳离子选择性电渗析的高硬度含盐水浓缩方法，其方法包括步骤：原水化学沉淀除硬及预处理;反渗透脱盐处理;将第二步中反渗透浓盐水利用盐酸或硫酸调节pH值为4～6后作为电渗析原水，然后分别进入电渗析膜堆中由阳膜和阴膜间隔形成的脱盐室和浓缩室;得到电渗析高盐水和电渗析低盐水。其无需额外的设备与装置，在不牺牲回收率的情况下就实现了组成结垢物质的两种离子的分离，从而避免了同时截留或同时透过产生的结垢现象。在离子交换膜的使用过程中，在长时间工作下，其不可避免的会形成结垢现象，当一旦出现结垢趋势后，其无法实现自清洁，必须停机手动对离子交换膜进行清洗。
发明内容
如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。
针对现有技术之不足，本发明提供一种能够自动清洁过滤膜的废水处理系统，至少包括若干个并列间隔排布的过滤膜及过滤膜彼此之间的隔室，流体能够按照其流动方向垂直于过滤膜的过滤渗透方向的方式进入所述隔室，其中，每一个所述隔室均内置有若干个密度小于流体密度的生物惰性颗粒球，所述生物惰性颗粒球被配置为：通过流体的带动从隔室的第一端部以下沉的方式运动至隔室的第二端部，基于浮力的带动从所述第二端部以上浮的方式运动至所述第一端部。
根据一种优选实施方式，所述废水处理系统还包括废水减量化单元，所述废水减量化单元被配置为：基于第一反渗透装置、第二反渗透装置和/或两者的组合至少获取含盐量彼此不同的第一浓度浓盐液和第二浓度浓盐液，所述流体至少包括所述第一浓度浓盐液和所述第二浓度浓盐液，其中，所述流体能够按照至少具有不同的流速和/或不同的密度的方式进入不同的隔室以使得相邻的隔室之间具有压差，其中，在限定隔室的至少两个过滤膜基于所述压差按照相向的方式运动以形成最小距离的情况下，进入该隔室中的流体相比于与其相邻的隔室中的流体具有更大的密度以使得其中的生物惰性颗粒球以更大的速度上浮。
根据一种优选实施方式，所述废水处理系统还包括位于所述废水减量化单元下游的电渗析单元，所述隔室至少包括浓水室和淡水室，所述过滤膜至少包括离子交换膜，所述电渗析单元被配置为：所述第一浓度浓盐液和所述第二浓度浓盐液以具有压差的方式分别进入若干个浓水室和淡水室，其中，相邻的浓水室和淡水室彼此之间的离子交换膜能够按照基于所述压差沿平行于阴极和阳极的连线的第一方向偏移第一距离以形成第一工作形态，所述离子交换膜还能够基于所述压差的改变沿平行于阴极和阳极的连线的第二方向偏移第二距离以形成第二工作形态，其中，在浓水室的电导率和/或淡水室的电导率高于某一阈值的情况下，实现所述第一工作形态和所述第二工作形态的切换。
根据一种优选实施方式，在所述第一浓度浓盐液的浓度大于第二浓度浓盐液的浓度，且所述第二浓度浓盐液进入所述淡水室，所述第一浓度浓盐液进入所述浓水室的情况下，限定所述淡水室的所述离子交换膜分别沿所述第一方向和所述第二方向按照背离的方式移动以形成彼此间的第一最大距离，限定所述浓水室的所述离子交换膜分别沿所述第一方向和所述第二方向按照相向的方式移动以形彼此间的第一最小距离，其中，由所述第一最大距离和所述第一最小距离限定所述第一工作形态。
根据一种优选实施方式，在所述第一浓度浓盐液的浓度大于第二浓度浓盐液的浓度，且所述第二浓度浓盐液进入所述淡水室，所述第一浓度浓盐液进入所述浓水室的情况下，限定所述浓水室的所述离子交换膜分别沿所述第一方向和所述第二方向按照背离的方式移动以形彼此间的第二最大距离，限定所述淡水室的所述离子交换膜分别沿所述第一方向和所述第二方向按照相向的方式移动以形成彼此间的第二最小距离，其中，由所述第二最大距离和所述第二最小距离限定所述第二工作形态。所述第一最大距离、所述第一最小距离、所述第二最小距离和所述第二最大距离满足关系式：第一最大距离与第一最小距离之和等于第二最大距离和第二最小距离之和。
根据一种优选实施方式，所述生物惰性颗粒球至少能够由聚氨酯经发泡处理后构成，其中，生物惰性颗粒球的直径小于所述第一最小距离和所述第二最小距离。
根据一种优选实施方式，所述生物惰性颗粒球的形状能够由圆球状、圆柱状或透镜状限定，其中，生物惰性颗粒球的表面粗糙度小于40μm。
根据一种优选实施方式，所述生物惰性颗粒球在从隔室的第一端部以下沉的方式运动至隔室的第二端部，隔室的所述第二端部还被配置为：按照形成连续气泡的方式通入气体，其中，所述气泡能够基于浮力的带动按照上浮的方式从所述第二端部运动至所述第一端部以对所述生物惰性颗粒球进行冲刷。
根据一种优选实施方式，所述含盐废水处理系统还包括废水软化单元、管式微滤单元和加药单元，其中，所述废水软化单元至少包括均质水箱、混凝池、絮凝池、沉淀池、第一过滤器和第一中间水池，其中，所述均质水箱、所述混凝池和所述絮凝池均与所述加药单元连通以对含盐废水的软化处理;含盐废水依次经过所述均质水箱、所述混凝池、所述絮凝池、所述沉淀池和所述第一过滤器得到的含盐废水软化液传输至所述第一中间水池进行集存。
根据一种优选实施方式，所述废水减量化单元至少包括第一反渗透装置、第二反渗透装置、第二中间水池和第三中间水池，其中，所述含盐废水软化液以第一状态进入所述第一反渗透装置中以得到所述第一浓度浓盐液，所述含盐废水软化液以第二状态进入所述第二反渗透装置中以得到所述第二浓度浓盐液。所述第一浓度浓盐液和所述第二浓度浓盐液分别传输至所述第二中间水池和所述第三中间水池进行集存;所述第一状态和所述第二状态均至少包括进入其各自对应的反渗透装置时的进水压力状态。
本发明的有益技术效果：
(1)本发明的含盐废水处理系统通过动态调整离子交换膜的形态能够及时消除堆积在其上的结垢物，通过增加浓水室或淡水室的离子膜之间的距离能够消除其在离子膜间距较小状态时累积的结垢物，能够有效的抑制离子交换膜的结垢。
(2)本发明在动态调整离子交换膜的同时交换阴极和阳极以交换浓水室和淡水室，使得淡水室和浓水室处于交替的工作状态，能够进一步抑制或消除结垢。
(3)本发明通过改变离子交换膜的形态使其能够呈现外凸状的形态，增加了其与浓盐水的接触面，具有更高的浓缩处理效率。
(4)本发明在过滤膜形态发生变化的同时，基于其中的生物惰性颗粒球队过滤膜进行机械式的刮蹭，能够有效的降低过滤膜的结垢周期。