[发明专利]一种切向流原位水样过滤器及过滤方法

说明书

本发明公开了一种切向流原位水样过滤器及过滤方法，原水在过滤盘转动及水泵抽吸的共同作用下，以切向流形式渗过滤膜进入过滤腔后从出水孔流出。该过滤器采用切向流过滤方式，过滤盘上附有滤膜，过滤盘内留有过滤腔，并设导流槽。过滤盘转动时原水与滤膜做相对运动，在滤膜表面产生剪切流；原水不垂直于滤膜表面流动，使水和小分子溶质透过滤膜进入过滤腔；在抽水泵的作用下，过滤腔中的滤后净水经内置的导流槽流出；原水则在剪切力的作用下不断冲刷滤膜表面，抑制滤饼形成。该过滤器不易发生堵塞，可满足布设于不同水体尤其是浊度较高水体中的原位水质监测仪器对水样在线、长期、连续过滤的需求。

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，具体是一种切向流水原位样过滤器及过滤方法。

背景技术

水质原位监测技术指的是将监测仪器直接置入水体中检测目标物的技术方法，可避免样品采集、储存和运输过程中可能的污染和操作误差，能更实时、更准确地获取水环境质量的观测数据，弥补传统实验室分析模式的不足，是水质分析领域公认的最佳有效分析手段。但地表水和近岸海水等水体中的悬浮颗粒含量较高(即浊度较高)，在湖泊、河口、典型渔业水域等极其需要原位监测的区域更是如此。而大部分原位水质分析仪是以光学检测为基础的仪器，悬浮颗粒会产生假信号，极大地影响这类分析仪的测定，降低分析数据的准确度和精密度。此外，悬浮颗粒还造成各种原位水质分析仪进水管的堵塞或生物玷污，使分析数据完全不能反映水体的真实水质状况。

为降低悬浮颗粒对测定的影响，满足原位水质分析仪长期连续监测的需求，需对水样进行连续过滤。常用的针筒式过滤器和微孔滤膜过滤器均只能进行序批式间断性过滤，不能获取实时的滤后水样，且能过滤的水样体积小；嚢式过滤器采用折叠式滤膜，具有较大的过滤面积，虽能过滤较大体积水样，但应用于悬浮颗粒含量较高的场合时，仍很快发生堵塞。这些过滤器的过滤方式是传统的死端过滤或垂直过滤，其过滤方向与原水的流动方向一致。死端过滤将原水置于滤膜之上，在压力差的推动下，水分子和小于膜孔径的溶质会透过滤膜，大于膜孔径的颗粒物则被滤膜截留，堆积在膜面上。随着过滤水样体积的增大，滤膜表面堆积的颗粒物逐渐增多，滤膜的渗透性逐渐下降，流速逐渐降低，因此死端过滤只能处理小体积水样。一旦滤后净水的流量低于需水要求，就必须停止过滤，以人工清洗过滤器或更换滤膜甚至更换过滤器。

现有的过滤手段均不能为长期无人值守的原位水质分析仪提供不间断的实时滤后水样，人工清洗过滤器或更换过滤器对位于边远地区或海上浮标的仪器来说更是费时费力，因此使原位分析目标物的时空分辨率大打折扣。水样的原位过滤是目前所有原位水质分析仪均面临的重大难题之一，过滤装置的性能直接影响原位监测仪器的运行及所获取数据的可靠性。

发明内容

本发明提供了一种切向流原位水样过滤器及过滤方法，其克服了背景技术所存在的不足。本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种切向流原位水样过滤器，其与水泵相配合使用，它包括：

壳体；

主轴动力传动单元，其安装在壳体内，包括能相对壳体旋转的主轴，该主轴伸出壳体；

过滤盘，其与主轴相连接且随着主轴的转动而转动，其包括过滤支架、滤膜、多孔压板、导流板；过滤支架设有原水进口、净水出水孔，滤膜、多孔压板和导流板均固定在过滤支架内，滤膜贴合在多孔压板正面且与原水进口相对应或齐平，多孔压板开设有若干个通孔以形成一层滤网结构；多孔压板背面与导流板正面之间形成一过滤腔以存储滤后净水；导流板背面开设有与过滤腔和净水出水孔均相连通的导流槽，以在导流的同时减小过滤腔内的死体积；

过滤盘转动时，原水与滤膜做相对运动，产生剪切流；原水平行于滤膜表面流动，产生紧靠滤膜的压力，使水和小分子溶质透过滤膜进入过滤腔；在抽水泵的作用下，过滤腔中的滤后净水由内置的导流槽流向净水出水孔，而后被抽出。

一较佳实施例之中：所述过滤空腔自多孔压板之中心向外延伸。