[发明专利]一种自清洗过滤装置及其过滤方法

说明书

本发明结合了错流过滤与死端过滤的优势，使被拦截物沿溶液流动方向浓缩，并在过滤器顶部发生富集；然后结合浓液放空后产生真空，从而使柔性过滤材料(布袋)收缩压瘪的原理，实现过滤器内部的污泥被压实，从而在重力作用下团聚下落。通过以上措施，实现了过滤器的高效自清洗。

技术领域

本发明涉及一种过滤装置及过滤方法，具体涉及一种带有自清洗功能的过滤装置及过滤方法，属于固液分离过滤技术领域。

背景技术

过滤法是最常用的分离溶液与颗粒物的操作方法。当溶液和颗粒物的混合物通过过滤器时，颗粒物就留在过滤器上，溶液则通过过滤器而流入接收的容器。根据进液与过滤器滤层之间是否垂直，可将过滤器分为死端过滤和错流过滤。

死端过滤器是将原水置于膜的上游，在压力差的推动下，水和小于膜孔的颗粒透过膜，大于膜孔的颗粒则被膜截留。溶剂和小于膜孔的溶质在压力的驱动下透过膜，大于膜孔的颗粒被截留，通常堆积在膜面上。死端过滤只需要克服膜阻力的能量，因此普通的实验室用真空泵或增压泵就可以提供足够的能量使微滤的流速达到要求。但是，随着时间的增加，膜面上堆积的颗粒也在增加，过滤阻力增大，膜渗透速率下降。因此，死端过滤是间歇式的，必须周期性的停下来清洗膜表面的污染层，或者更换膜。错流过滤器是在泵的推动下料液平行于膜面流动，料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走，从而使污染层保持在一个较薄的水平。

由于死端过滤操作简单，且过滤效率高，被广泛应用于工业过程。但是死端过滤器随着使用时间的增加，膜面上堆积的颗粒也在增加，过滤阻力增大，膜渗透速率下降，必须周期性的停下来清洗膜表面的污染层，或者更换膜。常规的死端过滤器存在再生复杂、再生不彻底的问题，极大的限制了该类型过滤器的推广。

不同于死端过滤，由于错流过滤污染层会在料液的作用下而保持较薄的水平，因此可以长期运行。但正是由于料液流动方向与过滤膜平行，其过滤效率较低，溶液通过过滤器本质上是一个污染物提浓过程。但是现有技术中的错流过滤装置，依然存在再生困难，再生不彻底等问题。

发明内容

针对现有技术中，过滤器长期稳定运行的难点在于再生难的问题，本发明结合了错流过滤与死端过滤的优势，使被拦截物沿溶液流动方向浓缩，并在过滤器顶部发生富集；然后结合浓液放空后产生真空，从而使柔性过滤材料(布袋)收缩压瘪的原理，实现过滤器内部的污泥被压实，从而在重力作用下团聚下落。通过以上措施，实现了过滤器的高效自清洗。

根据本发明提供的第一种实施方案，提供一种自清洗过滤装置。

一种自清洗过滤装置，该过滤装置包括壳体、浓液腔、清液腔、过滤滤膜、进液口、出液口、排渣口。其中：浓液腔、清液腔位于壳体内。过滤滤膜设置在清液腔内。清液腔的底部设有浓液入口，浓液入口与浓液腔连通。浓液入口和过滤滤膜组成过滤通道。进液口设置在浓液腔的顶部或者侧壁上，并且与浓液腔连通。出液口设置在清液腔的底部或侧壁上，并且与清液腔连通。排渣口设置在浓液腔的底部，并且与浓液腔连通。

作为优选，该装置还包括缓冲腔。缓冲腔设置在清液腔的顶部并与过滤通道的顶部连通。

作为优选，该装置还包括压力检测装置。压力检测装置设置在壳体的顶部并检测缓冲腔内的压力。

在本发明中，过滤滤膜竖直设置。位于浓液入口两侧的过滤滤膜与浓液入口形成过滤通道，过滤通道的轴线方向为竖直。

作为优选，该装置包括多条过滤通道，所有过滤通道平行设置，优选为2-50条过滤通道，更优选为3-20条过滤通道。或者，过滤通道为圆环结构。

作为优选，缓冲腔的截面为锥形结构。缓冲腔和过滤通道的截面为漏斗状。

在本发明中，所述过滤滤膜为柔性材料，优选为无纺布袋。