[发明专利]过滤系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种过滤系统和方法，更具体地，涉及一种过滤系统和方法，所述过滤系统和方法通过只在用于维护清洗或恢复清洗的过滤膜中进行集中加热，从而有利于最大化清洗效率、最小化清洗的热能损耗并且缩短清洗时间。

背景技术

用膜进行分离的方法比基于加热或相变的方法具有更多优点。这些优点中的一个是水处理的高可靠性，这是因为通过调节膜的孔的大小，可以容易和稳定地满足所需的水的纯度。此外，由于用膜进行分离的方法不需要加热过程，可以使用带有微生物的膜，该微生物对分离过程有用，但是会受到高温的不利影响。

一种中空纤维膜组件是抽吸式中空纤维膜组件(或者也可以是指内部压力式中空纤维膜组件)，所述抽吸式中空纤维膜组件浸没到填充有待处理的液体的水池中。在中空纤维膜的内部施加负压，因此，只有液体能通过每个膜的壁，而诸如杂质和沉淀物等固体物被阻挡。这种抽吸式中空纤维膜组件的优点在于生产成本相对较低，并且由于不需要用于循环液体的设施，所以安装和维护成本可以降低。然而，所述抽吸式中空纤维膜组件的缺点在于每单位时段的流量受限制。

与抽吸式中空纤维膜组件相反，有外部压力式中空纤维膜组件。在外部压力式中空纤维膜组件的情况下，向待处理的液体施加外部压力，使得只有液体能通过每个膜的壁，而诸如杂质和沉淀物等固体物被阻挡。尽管外部压力式中空纤维膜组件必需具有用于循环液体的设施，但是外部压力式中空纤维膜组件的每单位时段的流量相对高于抽吸式中空纤维膜组件的每单位时段的流量。

在通过使用过滤膜组件来过滤其中悬浮了含有固体物的污物的液体时，由于污物使过滤膜易于受到污染，由此导致过滤膜的透水性低。因此，需要定期地通过去除过滤膜上的污物来清洗过滤膜。根据清洗目的，用于清洗受污染的过滤膜的方法可以主要分为维护清洗和恢复清洗。

维护清洗的主要目的是使过滤膜保持良好的渗透性能。维护清洗主要通过诸如水处理期间或者水处理的临时中断之后的反冲洗过程(backwashingprocess)或曝气过程之类的物理清洗来进行。物理清洗可以分为反冲洗过程和曝气过程。反冲洗过程通过在水处理的临时中断期间使空气或水反向流过所述膜来去除膜表面的杂质。曝气过程通过从位于所述膜下方的曝气管道所喷出的空气产生上升的气泡并且使水处理池中填充的水上升和循环，来去除膜表面的杂质。

在过滤膜组件由于在水处理池中的长期使用所积累的污物而使膜的渗透性能严重下降时，进行恢复清洗。恢复清洗的主要目的是恢复所述膜的渗透性能。

通常，恢复清洗是通过使用化学清洗剂来清洗过滤膜，化学清洗剂例如，诸如HCl、NHO₃或柠檬酸之类的酸性溶液，和/或诸如NaOH或NaOCl之类的碱性溶液。通过完全排出填充在水处理池中的给水，然后通过顺序地将碱性和酸性溶液供给到水处理池中进行化学清洗，来进行恢复清洗。在该化学清洗之前，可以对过滤膜组件进行冲洗过程。可选择地，可以在额外的清洗浴器中进行恢复清洗。

维护清洗和恢复清洗的效率与过滤膜的温度高度相关。就是说，如果过滤膜的表面温度变高，则清洗效率也能提高。因此，优选的是在维护清洗和恢复清洗期间提高过滤膜的表面温度。当将待处理的给水加热到预定温度然后将所加热的给水供给到过滤膜组件时，可以提高维护清洗的效率。当将用于恢复清洗的化学清洗液加热到预定温度然后被供给到过滤膜组件时，可以使恢复清洗的效率提高。

然而，尽管只需要提高过滤膜的表面温度，但是现有技术的方法需要对给水或化学清洗液进行整体加热，这不可避免地造成热能的损失过大。特别是，由于给水或化学清洗液暴露在空气中，在冬季会造成热量的严重损失。

发明内容

技术问题

因此，本发明涉及一种过滤系统和方法，能够基本上避免现有技术的限制和缺点所导致的一个或多个问题。

本发明的一个方面是提供一种过滤系统和方法，所述过滤系统和方法通过只对用于维护清洗或恢复清洗的过滤膜进行集中加热，从而有利于最大化清洗效率并且最小化清洗过程的热能损耗。

本发明的另一个方面是提供一种过滤系统和方法，所述过滤系统和方法通过只对用于维护清洗或恢复清洗的过滤膜进行集中加热，从而有利于缩短清洗时间。

本发明的其它优点、目的和特征将在以下说明中分部分说明，并且部分地，通过分析以下说明或从本发明的实践，使本领域技术人员更清楚。本发明的目的和其它优点可以通过其书面的说明书和权利要求以及附图特别指出的结构来实现和获得。

技术方案