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申请/专利权人：武汉工程大学;武汉艾斯发特新材料有限公司

摘要：本发明公开了一种正反向交替过滤分离装置，包括入口、出口、以及至少一对分离组件；每对所述分离组件包括正向料液入口控制阀、第一分离柱、反向滤液出口控制阀、正向滤液出口控制阀、第二分离柱、以及反向料液入口控制阀；所述入口连通所述正向料液入口控制阀和反向料液入口控制阀；所述出口连通所述正向滤液出口控制阀和反向滤液出口控制阀。该正反向交替过滤分离装置通过正反向交替进料，从而可以充分利用滤网膜的正反过滤面，达到了边过滤边反洗的目的，避免滤网膜的堵塞。

主权项：1.一种正反向交替过滤分离装置，其特征在于：包括入口、出口、以及至少一对分离组件；每对所述分离组件包括正向料液入口控制阀、第一分离柱、反向滤液出口控制阀、正向滤液出口控制阀、第二分离柱、以及反向料液入口控制阀；所述第一分离柱包括第一中空柱体、设于所述第一中空柱体内且底部开口顶部封闭的第一滤筒、以及上部伸入所述第一滤筒中的第一倒T形管道；所述第一滤筒用于将所述第一中空柱体分隔成上下两个部分，其中上部分为第一滤液区，下部分为第一滤渣区；所述第一滤渣区的底部设有第一排渣阀和第一排渣口；所述第一倒T形管道的上部设有第一溢流口，第一倒T形管道下部的一端连通所述正向料液入口控制阀，另一端连通所述反向滤液出口控制阀；所述第二分离柱包括第二中空柱体、设于所述第二中空柱体内且底部开口顶部封闭的第二滤筒、以及上部伸入所述第二滤筒中的第二倒T形管道；所述第二滤筒用于将所述第二中空柱体分隔成上下两个部分，其中上部分为第二滤液区，下部分为第二滤渣区；所述第二滤渣区的底部设有第二排渣阀和第二排渣口；所述第二倒T形管道的上部设有第二溢流口，第二倒T形管道下部的一端连通所述正向滤液出口控制阀，另一端连通所述反向料液入口控制阀；所述入口连通所述正向料液入口控制阀和反向料液入口控制阀；所述出口连通所述正向滤液出口控制阀和反向滤液出口控制阀；所述第一滤液区还连通所述第二滤液区；所述正向料液入口控制阀还连通所述反向料液入口控制阀，所述正向滤液出口控制阀还连通所述反向滤液出口控制阀；所述第一滤液区的顶部设有第一排气口；所述第二滤液区的顶部设有第二排气口。

全文数据：一种正反向交替过滤分离装置技术领域本发明涉及气固、固液、气液和气固液的分离净化技术领域，尤其涉及一种正反向交替过滤分离装置。背景技术过滤和沉降是污水处理常用的手段。常见的过滤方法有：道尔顿澄清器、砂滤器、旋液分离器、布袋过滤器、斜板沉降器、管式膜或中空纤维膜过滤器、陶瓷膜过滤器等。工业上常用过滤工艺一般采用上述过滤形式的一种或二种的简单组合。当过滤装置运行一段时间后，不溶性杂质在过滤面自动生成滤饼即自生动态膜。该自生动态膜对过滤过程既有好的一面，又有坏的一面。好的一面是提高过滤精度；坏的一面是导致滤膜堵塞，降低滤膜通量。为了保证过滤装置的正常运行，必须定期对过滤元件进行清洗或更换。目前清洗过滤元件的手段主要有：①取出过滤元件进行清洗或更换；②采用反冲清洗的方法，即采用清水反冲过滤元件，将堆积的杂质从排污口排出。上述两种清洗方案，前者需要拆卸过滤元件，过程繁琐；后者则需要配备繁冗的外部管路，且多个阀门切换操作麻烦，容易出错，增加了建造和维护成本。在实际过滤过程中堵塞的问题一直没有很好的解决。常见的沉淀方法就是根据固体颗粒物的沉降速度设计不同大小的沉降槽，用空间换时间。利用沉淀的方法去除颗粒物，但由于一般颗粒物的沉降速度很低，所需设计的沉淀槽往往需要很大，导致占地面积大，投资成本增加等不利的因素。发明内容为了克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种正反向交替过滤分离装置，通过正反向交替进料，从而可以充分利用滤网膜的正反过滤面，达到了边过滤边反洗的目的，避免滤网膜的堵塞。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案内容具体如下：一种正反向交替过滤分离装置，包括入口、出口、以及至少一对分离组件；每对所述分离组件包括正向料液入口控制阀、第一分离柱、反向滤液出口控制阀、正向滤液出口控制阀、第二分离柱、以及反向料液入口控制阀；所述第一分离柱包括第一中空柱体、设于所述第一中空柱体内且底部朝下开口朝上的第一滤筒、以及上部伸入所述第一滤筒中的第一倒T形管道；所述第一滤筒用于将所述第一中空柱体分隔成上下两个部分，其中上部分为第一滤液区，下部分为第一滤渣区；所述第一滤渣区的底部设有第一排渣阀和第一排渣口；所述第一倒T形管道的上部设有第一溢流口，第一倒T形管道下部的一端连通所述正向料液入口控制阀，另一端连通所述反向滤液出口控制阀；所述第二分离柱包括第二中空柱体、设于所述第二中空柱体内且底部朝下开口朝上的第二滤筒、以及上部伸入所述第二滤筒中的第二倒T形管道；所述第二滤筒用于将所述第二中空柱体分隔成上下两个部分，其中上部分为第二滤液区，下部分为第二滤渣区；所述第二滤渣区的底部设有第二排渣阀和第二排渣口；所述第二倒T形管道的上部设有第二溢流口，第二倒T形管道下部的一端连通所述正向滤液出口控制阀，另一端连通所述反向料液入口控制阀；所述入口连通所述正向料液入口控制阀和反向料液入口控制阀；所述出口连通所述正向滤液出口控制阀和反向滤液出口控制阀；所述第一滤液区还连通所述第二滤液区。进一步地，所述正向料液入口控制阀还连通所述反向料液入口控制阀，所述正向滤液出口控制阀还连通所述反向滤液出口控制阀。进一步地，所述第一滤液区的顶部设有第一排气口；所述第二滤液区的顶部设有第二排气口。进一步地，第一滤筒和或第二滤筒的滤网膜至少为纺织纤维过滤网或活性炭过滤网或金属过滤网或陶瓷烧结膜管或高分子烧结膜管中的一种。优选地，所述滤网膜的目数在2到10000之间。进一步地，所述第一滤筒和或第二滤筒的横截面为多边形或圆形或弧形。优选地，所述多边形为正方形或长方形。进一步地，所述正向料液入口控制阀和或反向滤液出口控制阀和或正向滤液出口控制阀和或反向料液入口控制阀和或第一排渣阀和或第二排渣阀至少为手动阀或电动阀中的一种。进一步地，所述分离装置包括两对以上不同滤网膜孔径的分离组件；所述分离组件按照滤网膜孔径从大到小的顺序依次串联在一起；并且与所述入口相连通的第一对分离组件的滤网膜孔径最大，与所述出口相连通的最后一对分离组件的滤网膜孔径最小。进一步地，所述分离装置包括两对以上滤网膜孔径相同的分离组件；所述分离组件并联在一起。进一步地，所述第一倒T形管道和或第二倒T形管道的下部还设有排空管；所述排空管上还设有排空控制阀。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、本发明的正反向交替过滤分离装置将过滤与沉降一体化，提高了效率，大大缩小了沉降装置的容积，降低了投资成本。2、本发明的正反向交替过滤分离装置充分利用了滤网膜的双面过滤能力，利用正反向交替过滤，在过滤的同时实现反冲洗，实现了过滤过程的连续化运行。3、本发明的正反向交替过滤分离装置可用不同孔径的滤网膜实现分级过滤，特别与精密过滤器联合使用，不仅可以延长精密过滤装置的使用寿命，而且可以大大缓解精密过滤装置的堵塞。4、本发明的正反向交替过滤分离装置在各个控制阀采用电动阀时，可以采用供电无人值守，能实现自动工作，根据预设的时间、压差或流量等监控参数，能实现自动调节过滤，实现了自动化、高效率、高效益过滤。5、本发明的正反向交替过滤分离装置能适用于各种领域及各个行业的污水处理和产物提纯等单元过程，特别适合对现有污水处理厂的二沉池的改造，可以大大提高二沉池的运行效率，达到节能的目的。6、本发明的正反向交替过滤分离装置通过并联多对滤网膜孔径相同的分离组件可以实现大流量过滤。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1为本发明的正反向交替过滤分离装置第一种实施例的结构示意图；图2为本发明的正反向交替过滤分离装置第二种实施例的结构示意图。其中，图1至图2的附图标记说明如下：1、第一分离柱；11、第一中空柱体；12、第一滤筒；13、第一倒T形管道；14、第一排渣口；15、第一溢流口；16、第一滤液出口；17、第一排气口；2、第二分离柱；21、第二中空柱体；22、第二滤筒；23、第二倒T形管道；24、第二排渣口；25、第二溢流口；26、第二滤液出口；27、第二排气口；K1、正向料液入口控制阀；K2、反向料液入口控制阀；K3、反向滤液出口控制阀、K4、正向滤液出口控制阀；K5、第一排渣阀；K6、第二排渣阀。具体实施方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：实施例一本发明的正反向交替过滤分离装置第一种较优选实施方式，其包括入口、出口、以及至少一对分离组件；每对所述分离组件包括正向料液入口控制阀K1、第一分离柱1、反向滤液出口控制阀K3、正向滤液出口控制阀K4、第二分离柱2、以及反向料液入口控制阀K2；所述第一分离柱包括第一中空柱体11、设于所述第一中空柱体11内且底部朝下开口朝上的第一滤筒12、以及上部伸入所述第一滤筒12中的第一倒T形管道13；所述第一滤筒12用于将所述第一中空柱体11分隔成上下两个部分，其中上部分为第一滤液区，下部分为第一滤渣区；所述第一滤渣区的底部设有第一排渣阀K5和第一排渣口14；所述第一倒T形管道13的上部设有第一溢流口15，第一倒T形管道13下部的一端连通所述正向料液入口控制阀K1，另一端连通所述反向滤液出口控制阀K3；所述第二分离柱2包括第二中空柱体21、设于所述第二中空柱体21内且底部朝下开口朝上的第二滤筒22、以及上部伸入所述第二滤筒22中的第二倒T形管道23；所述第二滤筒22用于将所述第二中空柱体21分隔成上下两个部分，其中上部分为第二滤液区，下部分为第二滤渣区；所述第二滤渣区的底部设有第二排渣阀K6和第二排渣口24；所述第二倒T形管道23的上部设有第二溢流口25，第二倒T形管道23下部的一端连通所述正向滤液出口控制阀K4，另一端连通所述反向料液入口控制阀K2；所述入口连通所述正向料液入口控制阀K1和反向料液入口控制阀K2；所述出口连通所述正向滤液出口控制阀K4和反向滤液出口控制阀K3；所述第一滤液区还连通所述第二滤液区。具体地，所述正向料液入口控制阀K1还连通所述反向料液入口控制阀K2，所述正向滤液出口控制阀K4还连通所述反向滤液出口控制阀K3。所述第一滤液区连通所述第二滤液区，在本实施例中具体是通过在第一滤液区和第二滤液区的顶部分别对应设置第一滤液出口16和第二滤液出口26，然后再采用管道连接所述第一滤液出口16和第二滤液出口26而实现的。所述第一滤筒12和或第二滤筒22的滤网膜至少为纺织纤维过滤网或活性炭过滤网或金属过滤网或陶瓷烧结膜管或高分子烧结膜管中的一种。所述滤网膜的目数在2到10000之间。所述第一滤筒12和或第二滤筒22的横截面为多边形或圆形或弧形。在本实施例中优选所述多边形为正方形或长方形。下面结合图1所示的由1对分离组件组成的分离装置的结构进一步说明本发明的正反向交替过滤分离装置的工作原理。正向过滤过程：打开正向料液入口控制阀K1和正向滤液出口控制阀K4的阀门，关闭反向料液入口控制阀K2和反向滤液出口控制阀K3的阀门，固液混合物通过输送泵从入口经正向料液入口控制阀K1到第一分离柱1的第一倒T形管道的上部的第一溢流口溢出，固体下沉，滤液通过第一滤筒的滤网，并逐渐在滤网内壁形成滤饼，滤液从第一滤液区顶部的第一滤液出口进入第二分离柱2的第二滤液区，从外向内透过第二滤筒的滤网，再从第二倒T形管道上部的第二溢流口进入管道，再经正向滤液出口控制阀K4后从出口流出。反向过滤过程：打开反向料液入口控制阀K2和反向滤液出口控制阀K3的阀门，关闭正向料液入口控制阀K1和正向滤液出口控制阀K4的阀门，固液混合物通过输送泵从入口经反向料液入口控制阀K2到第二分离柱2组件的第二倒T形管道上部的第二溢流口溢出，固体下沉，滤液通过第二过滤筒的滤网，并逐渐在滤网内壁形成滤饼，滤液从第二滤液区顶部的第二滤液出口进入第一分离柱1的第一滤液区，从外向内透过第一滤筒的滤网，逐渐将其内壁滤饼脱落下沉，清液从第一倒T形管道的上部的第一溢流口进入管道，最后经反向滤液出口控制阀K3后从出口流出。排空过程：在实际应用过程中，可根据料液情况可在第一倒T形管道和第二倒T形管道的水平管道即第一倒T形管道和第二倒T形管道的下部上连接一支管作为排空管，然后再采用排空控制阀门控制。当正向过滤结束后，打开排空控制阀门，待第一倒T形管道内的固液混合物排出后进行反向过滤。反向过滤结束后，进行同样的操作。排渣过程：当分离组件下端滤渣积累到一定程度，可打开第一排渣阀和第二排渣阀，排出滤渣。并且，上述正向料液入口控制阀和或反向滤液出口控制阀和或正向滤液出口控制阀和或反向料液入口控制阀和或第一排渣阀和或第二排渣阀可以为手动阀或电动阀，从而使以上的操作过程均可通过自动或人工操作阀门开关状态进行。实施例二图2所示的是本发明正反向交替过滤分离装置的第二种实施方式，分离装置由1对基本分离组件组成。与实施例一唯一不同的是：第一滤液出口16和第二滤液出口26的位置分别对应设置在第一滤液区和第二滤液区的上部，并且在第一滤液区和第二滤液区的顶部分别对应设有第一排气口17和第二排气口27。基本操作原理跟实施例一大体相同，不同之处增加了排气口作为气体出口，从顶部将气体排出,从而使本实施例所述的分离装置可用于固液气三相混合物的分离，如消泡过程。实施例三本发明的正反向交替过滤分离装置的第三种实施方式，其包括两对以上不同滤网膜孔径的如图1或图2所示结构的分离组件；所述分离组件按照滤网膜孔径从大到小的顺序依次串联在一起；并且与所述入口相连通的第一对分离组件的滤网膜孔径最大，与所述出口相连通的最后一对分离组件的滤网膜孔径最小，从而实现分级过滤。实施例四本发明的正反向交替过滤分离装置的第四种实施方式，其包括两对以上滤网膜孔径相同的如图1和图2所示结构的分离组件；所述分离组件并联在一起。通过这种连接方式实现大流量过滤。上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

权利要求：1.一种正反向交替过滤分离装置，其特征在于：包括入口、出口、以及至少一对分离组件；每对所述分离组件包括正向料液入口控制阀、第一分离柱、反向滤液出口控制阀、正向滤液出口控制阀、第二分离柱、以及反向料液入口控制阀；所述第一分离柱包括第一中空柱体、设于所述第一中空柱体内且底部朝下开口朝上的第一滤筒、以及上部伸入所述第一滤筒中的第一倒T形管道；所述第一滤筒用于将所述第一中空柱体分隔成上下两个部分，其中上部分为第一滤液区，下部分为第一滤渣区；所述第一滤渣区的底部设有第一排渣阀和第一排渣口；所述第一倒T形管道的上部设有第一溢流口，第一倒T形管道下部的一端连通所述正向料液入口控制阀，另一端连通所述反向滤液出口控制阀；所述第二分离柱包括第二中空柱体、设于所述第二中空柱体内且底部朝下开口朝上的第二滤筒、以及上部伸入所述第二滤筒中的第二倒T形管道；所述第二滤筒用于将所述第二中空柱体分隔成上下两个部分，其中上部分为第二滤液区，下部分为第二滤渣区；所述第二滤渣区的底部设有第二排渣阀和第二排渣口；所述第二倒T形管道的上部设有第二溢流口，第二倒T形管道下部的一端连通所述正向滤液出口控制阀，另一端连通所述反向料液入口控制阀；所述入口连通所述正向料液入口控制阀和反向料液入口控制阀；所述出口连通所述正向滤液出口控制阀和反向滤液出口控制阀；所述第一滤液区还连通所述第二滤液区。2.根据权利要求1所述的正反向交替过滤分离装置，其特征在于：所述正向料液入口控制阀还连通所述反向料液入口控制阀，所述正向滤液出口控制阀还连通所述反向滤液出口控制阀。3.根据权利要求1所述的正反向交替过滤分离装置，其特征在于：所述第一滤液区的顶部设有第一排气口；所述第二滤液区的顶部设有第二排气口。4.根据权利要求1-3任意一项所述的正反向交替过滤分离装置，其特征在于：第一滤筒和或第二滤筒的滤网膜至少为纺织纤维过滤网或活性炭过滤网或金属过滤网或陶瓷烧结膜管或高分子烧结膜管中的一种。5.根据权利要求4所述的正反向交替过滤分离装置，其特征在于：所述滤网膜的目数在2到10000之间。6.根据权利要求1-3任意一项所述的正反向交替过滤分离装置，其特征在于：所述第一滤筒和或第二滤筒的横截面为多边形或圆形或弧形。7.根据权利要求1-3任意一项所述的正反向交替过滤分离装置，其特征在于：所述正向料液入口控制阀和或反向滤液出口控制阀和或正向滤液出口控制阀和或反向料液入口控制阀和或第一排渣阀和或第二排渣阀至少为手动阀或电动阀中的一种。8.根据权利要求1-3任意一项所述的正反向交替过滤分离装置，其特征在于：所述分离装置包括两对以上不同滤网膜孔径的分离组件；所述分离组件按照滤网膜孔径从大到小的顺序依次串联在一起；并且与所述入口相连通的第一对分离组件的滤网膜孔径最大，与所述出口相连通的最后一对分离组件的滤网膜孔径最小。9.根据权利要求1-3任意一项所述的正反向交替过滤分离装置，其特征在于：所述分离装置包括两对以上滤网膜孔径相同的分离组件；所述分离组件并联在一起。10.根据权利要求1-3任意一项所述的正反向交替过滤分离装置，其特征在于：所述第一倒T形管道和或第二倒T形管道的下部还设有排空管；所述排空管上还设有排空控制阀。

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