公布日：2024.06.25
申請日：2024.02.27
分類號：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
本發明屬于污水處理技術領域，尤其涉及一種污水過濾裝置及過濾方法。本發明，針對現有技術中膜過濾的處理方式，大都過濾效果都不夠理想，且隨著過濾時間的推移，過濾效果和過濾速率都會發生明顯降低的問題，提供一種污水過濾裝置及過濾方法，包括內部設有過濾空腔的外殼體，外殼體的內部設有封膠層，由復合過濾膜材料制得的中空過濾膜絲一端固定連接在封膠層上，另一端延伸至過濾空腔內，復合過濾膜材料包括質量份數分別為80-100份的聚偏氟乙烯、8-15份的幾丁質、1-5份的聚氨基甲酸酯、0.5-2份的抗氧劑1010和10-20份的納米微球。本發明復合過濾膜材料相比傳統的聚偏氟乙烯膜材料具有更好的親水性和抗污染性，以保證其具有較為穩定的過濾效果和過濾速率。
權利要求書
1.一種污水過濾裝置，包括內部設有過濾空腔(1)的外殼體(2)，所述外殼體(2)的內部設有封膠層(3)，由復合過濾膜材料制得的中空過濾膜絲(4)一端固定連接在封膠層(3)上，另一端延伸至過濾空腔(1)內并處于封閉狀態，外殼體(2)的一端設有產水口(5)，所述產水口(5)位于封膠層(3)上方，外殼體(2)的側面還開設有進水口(6)和出水口(7)，所述進水口(6)和出水口(7)均與過濾空腔(1)相連通，外殼體(2)上還設有氣壓平衡裝置(11)，所述氣壓平衡裝置(11)位于封膠層(3)下方，其特征在于：所述復合過濾膜材料包括質量份數分別為80-100份的聚偏氟乙烯、8-15份的幾丁質、1-5份的聚氨基甲酸酯、0.5-2份的抗氧劑1010和10-20份的納米微球。
2.如權利要求1所述的一種污水過濾裝置，其特征在于：所述復合過濾膜材料包括質量份數分別為90份的聚偏氟乙烯、10份的幾丁質、3份的聚氨基甲酸酯、1份的抗氧劑1010和15份的納米微球。
3.如權利要求1所述的一種污水過濾裝置，其特征在于：所述納米微球為羧基聚苯乙烯微球，粒徑為100nm。
4.如權利要求1所述的一種污水過濾裝置，其特征在于：所述進水口(6)位于出水口(7)的上方，所述過濾空腔(1)下端連通有排污口(8)，所述排污口(8)與出水口(7)之間還可拆卸連接有固雜收納機構(9)，所述固雜收納機構(9)一端與過濾空腔(1)相連通，另一端與出水口(7)相連通。
5.如權利要求4所述的一種污水過濾裝置，其特征在于：所述排污口(8)包括固定連接的排污管(81)和傾斜收納部(82)，所述傾斜收納部(82)遠離排污管(81)的一端固定連接在外殼體(2)上，傾斜收納部(82)的內徑由靠近排污管(81)的一端向另一端逐漸變大。
6.如權利要求5所述的一種污水過濾裝置，其特征在于：所述固雜收納機構(9)包括底座(91)和固定連接在底座(91)上的管道(92)，所述管道(92)的一端與過濾空腔(1)相連通，另一端與出水口(7)相連通，所述底座(91)外邊沿固定連接有一環形外壁(93)，所述環形外壁(93)與底座(91)圍合形成固雜收納空腔(94)，所述管道(92)的端部在豎直方向上高于環形外壁(93)的上表面。
7.如權利要求6所述的一種污水過濾裝置，其特征在于：所述底座(91)上還固定連接有一環形內壁(95)，所述環形內壁(95)位于環形外壁(93)內側且環形外壁(93)與環形內壁(95)之間具有嵌合間隙(96)，所述排污管(81)的一端延伸至嵌合間隙(96)內，所述環形外壁(93)和環形內壁(95)的對應位置處還開設有若干對安裝孔(97)，所述安裝孔(97)沿環形外壁(93)的軸心線周向均勻分布。
8.如權利要求6所述的一種污水過濾裝置，其特征在于：所述管道(92)的一端側面固定連接有若干根支撐桿(98)，防塵帽(99)的內表面與支撐桿(98)的端部固定連接，所述防塵帽(99)覆蓋在管道(92)端部的正上方且防塵帽(99)與管道(92)端部之間具有過水空腔(90)。
9.如權利要求8所述的一種污水過濾裝置，其特征在于：所述支撐桿(98)側面還固定連接有過濾網(10)，所述過濾網(10)首尾相連呈環形且環繞在管道(92)外表面上。
10.一種利用權利要求1-9任一所述一種污水過濾裝置進行過濾的過濾方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：進水步驟，打開氣壓平衡裝置(11)，將待過濾的污水通過進水口(6)注入至過濾空腔(1)內，此時出水口(7)處于關閉狀態；步驟二：過濾步驟，關閉氣壓平衡裝置(11)并加壓至10-30kPa，使得過濾空腔(1)內的污水通過復合過濾膜材料被過濾，并進入中空過濾膜絲(4)內的空腔得到過濾后的凈水，過濾后的凈水通過產水口(5)排出收集；步驟三：排污步驟，關閉進水口(6)并打開出水口(7)和氣壓平衡裝置(11)，此時過濾空腔(1)內經過濾后的剩余物質由出水口(7)排出；步驟四：反沖洗步驟，將混有氣泡的水由中空過濾膜絲(4)的一端灌入至中空過濾膜絲(4)內，并加壓使得水由中空過濾膜絲(4)內部透出至過濾空腔(1)，清洗過濾步驟完成后，附著在中空過濾膜絲(4)外壁上的固體雜質。
發明內容
本發明的目的是針對上述問題，提供一種過濾效果好的污水過濾裝置。
本發明的另一目的是針對上述問題，提供一種利用過濾效果好的污水過濾裝置進行過濾的過濾方法。
為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：
一種污水過濾裝置，包括內部設有過濾空腔的外殼體，所述外殼體的內部設有封膠層，由復合過濾膜材料制得的中空過濾膜絲一端固定連接在封膠層上，另一端延伸至過濾空腔內并處于封閉狀態，外殼體的一端設有產水口，所述產水口位于封膠層上方，外殼體的側面還開設有進水口和出水口，所述進水口和出水口均與過濾空腔相連通，外殼體上還設有氣壓平衡裝置，所述氣壓平衡裝置位于封膠層下方，所述復合過濾膜材料包括質量份數分別為80-100份的聚偏氟乙烯、8-15份的幾丁質、1-5份的聚氨基甲酸酯、0.5-2份的抗氧劑1010和10-20份的納米微球。
在上述的一種污水過濾裝置中，所述復合過濾膜材料包括質量份數分別為90份的聚偏氟乙烯、10份的幾丁質、3份的聚氨基甲酸酯、1份的抗氧劑1010和15份的納米微球。
在上述的一種污水過濾裝置中，所述納米微球為羧基聚苯乙烯微球，粒徑為100nm。
在上述的一種污水過濾裝置中，所述進水口位于出水口的上方，所述過濾空腔下端連通有排污口，所述排污口與出水口之間還可拆卸連接有固雜收納機構，所述固雜收納機構一端與過濾空腔相連通，另一端與出水口相連通。
在上述的一種污水過濾裝置中，所述排污口包括固定連接的排污管和傾斜收納部，所述傾斜收納部遠離排污管的一端固定連接在外殼體上，傾斜收納部的內徑由靠近排污管的一端向另一端逐漸變大。
在上述的一種污水過濾裝置中，所述固雜收納機構包括底座和固定連接在底座上的管道，所述管道的一端與過濾空腔相連通，另一端與出水口相連通，所述底座外邊沿固定連接有一環形外壁，所述環形外壁與底座圍合形成固雜收納空腔，所述管道的端部在豎直方向上高于環形外壁的上表面。
在上述的一種污水過濾裝置中，所述底座上還固定連接有一環形內壁，所述環形內壁位于環形外壁內側且環形外壁與環形內壁之間具有嵌合間隙，所述排污管的一端延伸至嵌合間隙內，所述環形外壁和環形內壁的對應位置處還開設有若干對安裝孔，所述安裝孔沿環形外壁的軸心線周向均勻分布。
在上述的一種污水過濾裝置中，所述管道的一端側面固定連接有若干根支撐桿，防塵帽的內表面與支撐桿的端部固定連接，所述防塵帽覆蓋在管道端部的正上方且防塵帽與管道端部之間具有過水空腔。
在上述的一種污水過濾裝置中，所述支撐桿側面還固定連接有過濾網，所述過濾網首尾相連呈環形且環繞在管道外表面上。
一種利用上述一種污水過濾裝置進行過濾的過濾方法，包括以下步驟：
步驟一：進水步驟，打開氣壓平衡裝置，將待過濾的污水通過進水口注入至過濾空腔內，此時出水口處于關閉狀態；
步驟二：過濾步驟，關閉氣壓平衡裝置并加壓至10-30kPa，使得過濾空腔內的污水通過復合過濾膜材料被過濾，并進入中空過濾膜絲內的空腔得到過濾后的凈水，過濾后的凈水通過產水口排出收集；
步驟三：排污步驟，關閉進水口并打開出水口和氣壓平衡裝置，此時過濾空腔內經過濾后的剩余物質由出水口排出；
步驟四：反沖洗步驟，將混有氣泡的水由中空過濾膜絲的一端灌入至中空過濾膜絲內，并加壓使得水由中空過濾膜絲內部透出至過濾空腔，清洗過濾步驟完成后，附著在中空過濾膜絲外壁上的固體雜質。
與現有的技術相比，本發明的優點在于：
1、本發明利用幾丁質、聚氨基甲酸酯、羧基聚苯乙烯微球等組分對聚偏氟乙烯進行改性，得到的復合過濾膜材料相比傳統的聚偏氟乙烯膜材料具有更好的親水性和抗污染性，使得過濾后的雜質不易附著在中空過濾膜絲表面，更容易被清理去除，以保證其具有較為穩定的過濾效果和過濾速率，避免發生在過濾過程中過濾效果和過濾速率逐漸降低的問題。
2、本發明提供的復合過濾膜材料相比傳統的聚偏氟乙烯膜材料具有更窄的孔徑分布，進一步保證了中空過濾膜絲的過濾效果。
3、本發明采用上端進水下端出水的方式，更便于過濾后的固體雜質排出，便于對外殼體內部的過濾空腔進行清洗。
4、本發明在下端安裝有固雜收納機構，固體雜質會被預先收納在固雜收納空腔內而不會淤積于排污管或管道內，防止排污管或管道被堵塞的問題發生。
5、由于在過濾過程中，中空過濾膜絲表面淤積的固體雜質并非均勻分布，大都情況下中空過濾膜絲上端污染物較少，在較低水壓下即可實現清洗，下端污染物較多，需要較大水壓才能實現清洗，故本發明在反沖洗步驟中，利用氣水混合物進行反沖洗，相比于純水清洗水總是傾向于從污染物較少的部位實現出水，氣水混合物可使得中空過濾膜絲上端逐漸被氣體充斥，使得水不得不從下端被壓出，從而實現對污染物較多的部位進行清洗，從而提升了整體的清洗效果。
（發明人：張來紅;吳降麟;韓祖勇;陳志強;林茜茜;范磊）
