[發明專利]水凈化裝置及使用方法

有效

• 申請號: 200680032847.1
• 申請日: 2006-09-06
• 公開（公告）號: CN101258107A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: V·博納利;J·莫萊斯
• 申請（專利權）人: 德格雷蒙公司
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;B01D61/16;B01D21/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 余全平

技術領域

[01]本發明涉及水凈化裝置，該裝置包括浮選區、膜過濾區和提取部件，所述浮選區和所述膜過濾區具有共同的分離壁。

背景技術

[02]用于在設備中消耗或應用的經加工過的水在被排放到自然環境之前，可能含有懸浮物(顆粒、藻類、細菌等)和溶解物(有機物、微污染物等)，并且具有非常不同的質量特征，一般濁度為0.1NTU到200NTU，溫度為0.5℃到50℃。這些水需要凈化處理。

[03]存在多種類型的凈化，特別是溶氣氣浮、膜過濾和沉淀/膜過濾結合或浮選/膜過濾結合。

[04]常稱為DAF的溶氣氣浮法是一種被用于生產飲用水、工藝用水并用在廢水除污系統中的凈化處理方法。該方法一般包括不同階段的結合：

[05]-凝結，以便中和膠質的表面電荷，并吸附溶解物；

[06]-可以使顆粒結塊的絮凝；

[07]-注入加壓水，以允許膨脹所產生的微泡和絮凝水接觸；

[08]-分離，以使絮凝物與凈化水分離；

[09]-收集凈化水；及

[10]-收集被浮選的“泥渣”。

[11]浮選技術是許多改進的目標，例如渦流浮選(美國專利US5.516.433)，其在浮選區的底部使用流量分布及控制元件，從而可在這些元件的上游得到不均勻的流量，該現象產生作為上述專利目標的內部流動。

[12]該溶氣氣浮技術盡管被優化，但在去除顆粒和凝結物方面沒有達到100％的效率，且在所有情況下，都需要進行可使凈化水與沒有被束持在浮選系統中的殘余絮凝物分離的過濾。

[13]通過膜過濾進行的凈化使用過濾膜、超過濾膜和微過濾膜，它們的特征在于阻斷閾值，該閾值可以形成起真正篩子作用的物理屏障。根據它們的幾何形狀和阻斷閾值的特征，超過濾(UF)膜和微過濾(MF)膜特別適用于凈化含有顆粒如懸浮物、微有機物等的水。使用水凈化膜的限制在于兩種類型：

[14]-去除溶解成分、有機物和尺寸小于膜的阻斷閾值的分子的能力較差；及

[15]-液壓能力有限，這與過濾中被滯留物質所導致的膜堵塞(稱為濾餅)相關，特別是當處理含有高濃度的懸浮物或有機物的水時。

[16]和顆粒中膜過濾一樣，當過濾之前有一預處理階段時，超過濾式的膜過濾和微過濾式的膜過濾的性能得到提高。

[17]JP?2005?046684描述了一種用于處理含有可溶性有機物的液體排放物的膜式生物反應器。處理區的下部設有通氣部件，以便產生大的空氣泡和/或氧氣泡，以氧化所使用的細菌。這些氣泡將擴散到整個生物反應器中，并產生不能形成浮選區的攪拌。

[18]多年來，已經知道使凝結/沉淀與膜過濾結合，并且該結合已經成為許多工業應用(San?Antonio，Texas；Rivière?Capot，Martinique)的目標。這種結合已經在改進溶解物清除的方面和提高膜過濾性能方面表現出它的好處，其中這些溶解物可以進行凝結。

[19]在初步研究和工業實施(San?Joakim)中還已知溶氣氣浮和膜過濾兩個凈化階段的結合。因此系統包括溶氣氣浮階段，然后是膜過濾階段。對每個方法獨立地加以管理，因此實際不存在對產生自這兩種技術結合的可能性進行的優化。

[20]有多種通過將膜直接浸在浮選區內而將兩種方法結合的嘗試。在現有裝置中，膜處于浮選產生的經過浮選的水餅下面。了解溶氣氣浮的液力和特性，本領域技術人員可立即識別此類設置的限制。由于設施的幾何形狀，凈化水微泡的分離在膜入口處沒有結束，微泡在過濾模塊中的聚集產生堵塞。因而限制該現象的唯一方法是增加膜級層上方的水的高度，這就導致設施的高度增加。

[21]另外，膜在浮選區中和經浮選的泥餅下面的定位使得不能注入任何空氣，否則就會使該泥餅破碎且因此使聚集在該泥餅中的物質重新懸浮，從而增加膜附近的懸浮物濃度，這不利于過濾膜的性能。

[22]最后，對該溶氣氣浮/膜過濾組合體的調節是很困難的，只有在消除表面泥渣之后才能進行設施的排放作業。

[23]另外很難進行渦流類型的浮選，這種浮選要求在浮選與膜之間有一流量控制和分布系統。

[24]另外，膜占據設備成本的很大一部分，因此為了處理這些膜的性能由于浮選而下降，增加這些膜的數量或面積的耗費是很大的。

發明內容

[25]由于這些不同的缺點和困難，作為本發明的目標，發明者提出一種提高水處理的速度并便于設備維護、并且不明顯影響經營成本的裝置和方法。