公布日：2024.06.25
申请日：2024.02.27
分类号：B01D71/76(2006.01)I;B01D69/12(2006.01)I;B01D69/02(2006.01)I;B01D65/02(2006.01)I;B01D63/02(2006.01)I;C02F1/44(2023.01)I
摘要
本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种污水过滤装置及过滤方法。本发明，针对现有技术中膜过滤的处理方式，大都过滤效果都不够理想，且随着过滤时间的推移，过滤效果和过滤速率都会发生明显降低的问题，提供一种污水过滤装置及过滤方法，包括内部设有过滤空腔的外壳体，外壳体的内部设有封胶层，由复合过滤膜材料制得的中空过滤膜丝一端固定连接在封胶层上，另一端延伸至过滤空腔内，复合过滤膜材料包括质量份数分别为80-100份的聚偏氟乙烯、8-15份的几丁质、1-5份的聚氨基甲酸酯、0.5-2份的抗氧剂1010和10-20份的纳米微球。本发明复合过滤膜材料相比传统的聚偏氟乙烯膜材料具有更好的亲水性和抗污染性，以保证其具有较为稳定的过滤效果和过滤速率。
权利要求书
1.一种污水过滤装置，包括内部设有过滤空腔(1)的外壳体(2)，所述外壳体(2)的内部设有封胶层(3)，由复合过滤膜材料制得的中空过滤膜丝(4)一端固定连接在封胶层(3)上，另一端延伸至过滤空腔(1)内并处于封闭状态，外壳体(2)的一端设有产水口(5)，所述产水口(5)位于封胶层(3)上方，外壳体(2)的侧面还开设有进水口(6)和出水口(7)，所述进水口(6)和出水口(7)均与过滤空腔(1)相连通，外壳体(2)上还设有气压平衡装置(11)，所述气压平衡装置(11)位于封胶层(3)下方，其特征在于：所述复合过滤膜材料包括质量份数分别为80-100份的聚偏氟乙烯、8-15份的几丁质、1-5份的聚氨基甲酸酯、0.5-2份的抗氧剂1010和10-20份的纳米微球。
2.如权利要求1所述的一种污水过滤装置，其特征在于：所述复合过滤膜材料包括质量份数分别为90份的聚偏氟乙烯、10份的几丁质、3份的聚氨基甲酸酯、1份的抗氧剂1010和15份的纳米微球。
3.如权利要求1所述的一种污水过滤装置，其特征在于：所述纳米微球为羧基聚苯乙烯微球，粒径为100nm。
4.如权利要求1所述的一种污水过滤装置，其特征在于：所述进水口(6)位于出水口(7)的上方，所述过滤空腔(1)下端连通有排污口(8)，所述排污口(8)与出水口(7)之间还可拆卸连接有固杂收纳机构(9)，所述固杂收纳机构(9)一端与过滤空腔(1)相连通，另一端与出水口(7)相连通。
5.如权利要求4所述的一种污水过滤装置，其特征在于：所述排污口(8)包括固定连接的排污管(81)和倾斜收纳部(82)，所述倾斜收纳部(82)远离排污管(81)的一端固定连接在外壳体(2)上，倾斜收纳部(82)的内径由靠近排污管(81)的一端向另一端逐渐变大。
6.如权利要求5所述的一种污水过滤装置，其特征在于：所述固杂收纳机构(9)包括底座(91)和固定连接在底座(91)上的管道(92)，所述管道(92)的一端与过滤空腔(1)相连通，另一端与出水口(7)相连通，所述底座(91)外边沿固定连接有一环形外壁(93)，所述环形外壁(93)与底座(91)围合形成固杂收纳空腔(94)，所述管道(92)的端部在竖直方向上高于环形外壁(93)的上表面。
7.如权利要求6所述的一种污水过滤装置，其特征在于：所述底座(91)上还固定连接有一环形内壁(95)，所述环形内壁(95)位于环形外壁(93)内侧且环形外壁(93)与环形内壁(95)之间具有嵌合间隙(96)，所述排污管(81)的一端延伸至嵌合间隙(96)内，所述环形外壁(93)和环形内壁(95)的对应位置处还开设有若干对安装孔(97)，所述安装孔(97)沿环形外壁(93)的轴心线周向均匀分布。
8.如权利要求6所述的一种污水过滤装置，其特征在于：所述管道(92)的一端侧面固定连接有若干根支撑杆(98)，防尘帽(99)的内表面与支撑杆(98)的端部固定连接，所述防尘帽(99)覆盖在管道(92)端部的正上方且防尘帽(99)与管道(92)端部之间具有过水空腔(90)。
9.如权利要求8所述的一种污水过滤装置，其特征在于：所述支撑杆(98)侧面还固定连接有过滤网(10)，所述过滤网(10)首尾相连呈环形且环绕在管道(92)外表面上。
10.一种利用权利要求1-9任一所述一种污水过滤装置进行过滤的过滤方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：进水步骤，打开气压平衡装置(11)，将待过滤的污水通过进水口(6)注入至过滤空腔(1)内，此时出水口(7)处于关闭状态；步骤二：过滤步骤，关闭气压平衡装置(11)并加压至10-30kPa，使得过滤空腔(1)内的污水通过复合过滤膜材料被过滤，并进入中空过滤膜丝(4)内的空腔得到过滤后的净水，过滤后的净水通过产水口(5)排出收集；步骤三：排污步骤，关闭进水口(6)并打开出水口(7)和气压平衡装置(11)，此时过滤空腔(1)内经过滤后的剩余物质由出水口(7)排出；步骤四：反冲洗步骤，将混有气泡的水由中空过滤膜丝(4)的一端灌入至中空过滤膜丝(4)内，并加压使得水由中空过滤膜丝(4)内部透出至过滤空腔(1)，清洗过滤步骤完成后，附着在中空过滤膜丝(4)外壁上的固体杂质。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种过滤效果好的污水过滤装置。
本发明的另一目的是针对上述问题，提供一种利用过滤效果好的污水过滤装置进行过滤的过滤方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种污水过滤装置，包括内部设有过滤空腔的外壳体，所述外壳体的内部设有封胶层，由复合过滤膜材料制得的中空过滤膜丝一端固定连接在封胶层上，另一端延伸至过滤空腔内并处于封闭状态，外壳体的一端设有产水口，所述产水口位于封胶层上方，外壳体的侧面还开设有进水口和出水口，所述进水口和出水口均与过滤空腔相连通，外壳体上还设有气压平衡装置，所述气压平衡装置位于封胶层下方，所述复合过滤膜材料包括质量份数分别为80-100份的聚偏氟乙烯、8-15份的几丁质、1-5份的聚氨基甲酸酯、0.5-2份的抗氧剂1010和10-20份的纳米微球。
在上述的一种污水过滤装置中，所述复合过滤膜材料包括质量份数分别为90份的聚偏氟乙烯、10份的几丁质、3份的聚氨基甲酸酯、1份的抗氧剂1010和15份的纳米微球。
在上述的一种污水过滤装置中，所述纳米微球为羧基聚苯乙烯微球，粒径为100nm。
在上述的一种污水过滤装置中，所述进水口位于出水口的上方，所述过滤空腔下端连通有排污口，所述排污口与出水口之间还可拆卸连接有固杂收纳机构，所述固杂收纳机构一端与过滤空腔相连通，另一端与出水口相连通。
在上述的一种污水过滤装置中，所述排污口包括固定连接的排污管和倾斜收纳部，所述倾斜收纳部远离排污管的一端固定连接在外壳体上，倾斜收纳部的内径由靠近排污管的一端向另一端逐渐变大。
在上述的一种污水过滤装置中，所述固杂收纳机构包括底座和固定连接在底座上的管道，所述管道的一端与过滤空腔相连通，另一端与出水口相连通，所述底座外边沿固定连接有一环形外壁，所述环形外壁与底座围合形成固杂收纳空腔，所述管道的端部在竖直方向上高于环形外壁的上表面。
在上述的一种污水过滤装置中，所述底座上还固定连接有一环形内壁，所述环形内壁位于环形外壁内侧且环形外壁与环形内壁之间具有嵌合间隙，所述排污管的一端延伸至嵌合间隙内，所述环形外壁和环形内壁的对应位置处还开设有若干对安装孔，所述安装孔沿环形外壁的轴心线周向均匀分布。
在上述的一种污水过滤装置中，所述管道的一端侧面固定连接有若干根支撑杆，防尘帽的内表面与支撑杆的端部固定连接，所述防尘帽覆盖在管道端部的正上方且防尘帽与管道端部之间具有过水空腔。
在上述的一种污水过滤装置中，所述支撑杆侧面还固定连接有过滤网，所述过滤网首尾相连呈环形且环绕在管道外表面上。
一种利用上述一种污水过滤装置进行过滤的过滤方法，包括以下步骤：
步骤一：进水步骤，打开气压平衡装置，将待过滤的污水通过进水口注入至过滤空腔内，此时出水口处于关闭状态；
步骤二：过滤步骤，关闭气压平衡装置并加压至10-30kPa，使得过滤空腔内的污水通过复合过滤膜材料被过滤，并进入中空过滤膜丝内的空腔得到过滤后的净水，过滤后的净水通过产水口排出收集；
步骤三：排污步骤，关闭进水口并打开出水口和气压平衡装置，此时过滤空腔内经过滤后的剩余物质由出水口排出；
步骤四：反冲洗步骤，将混有气泡的水由中空过滤膜丝的一端灌入至中空过滤膜丝内，并加压使得水由中空过滤膜丝内部透出至过滤空腔，清洗过滤步骤完成后，附着在中空过滤膜丝外壁上的固体杂质。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明利用几丁质、聚氨基甲酸酯、羧基聚苯乙烯微球等组分对聚偏氟乙烯进行改性，得到的复合过滤膜材料相比传统的聚偏氟乙烯膜材料具有更好的亲水性和抗污染性，使得过滤后的杂质不易附着在中空过滤膜丝表面，更容易被清理去除，以保证其具有较为稳定的过滤效果和过滤速率，避免发生在过滤过程中过滤效果和过滤速率逐渐降低的问题。
2、本发明提供的复合过滤膜材料相比传统的聚偏氟乙烯膜材料具有更窄的孔径分布，进一步保证了中空过滤膜丝的过滤效果。
3、本发明采用上端进水下端出水的方式，更便于过滤后的固体杂质排出，便于对外壳体内部的过滤空腔进行清洗。
4、本发明在下端安装有固杂收纳机构，固体杂质会被预先收纳在固杂收纳空腔内而不会淤积于排污管或管道内，防止排污管或管道被堵塞的问题发生。
5、由于在过滤过程中，中空过滤膜丝表面淤积的固体杂质并非均匀分布，大都情况下中空过滤膜丝上端污染物较少，在较低水压下即可实现清洗，下端污染物较多，需要较大水压才能实现清洗，故本发明在反冲洗步骤中，利用气水混合物进行反冲洗，相比于纯水清洗水总是倾向于从污染物较少的部位实现出水，气水混合物可使得中空过滤膜丝上端逐渐被气体充斥，使得水不得不从下端被压出，从而实现对污染物较多的部位进行清洗，从而提升了整体的清洗效果。
（发明人：张来红;吴降麟;韩祖勇;陈志强;林茜茜;范磊）
