【技术实现步骤摘要】
本公开属于液固分离领域，涉及一种用于分离液体中微细颗粒的滤芯-滤料组合式错流过滤方法，适用于液体中低浓度微细颗粒物的分离和浓缩。本公开还提供了一种用于分离液体中微细颗粒的滤芯-滤料组合式错流过滤装置。
技术介绍
1、20世纪60年代以来，由于水资源的严重短缺，废水回用问题提到了议事日程。为了得到高质量的出水，过滤技术被广泛用于污(废)水的深度处理。过滤是一种常见的非均相分离方法，利用物质的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离开来的一种方法，可用于液固分离领域。目前，主要的过滤方法有三类：表层过滤，利用过滤介质表面或过滤过程中所生成的滤饼表面，来拦截固体颗粒，使固体与液体分离；预涂过滤，将纤维素、硅藻土等助滤剂预先涂到过滤管、过滤盘或过滤板表面，形成包含无数毛细通道的过滤介质，使固体与液体分离；深层过滤，是指当颗粒尺寸小于介质孔道直径时，不能在过滤介质表面形成滤饼，这些颗粒便进入介质内部，借惯性和扩散作用趋近孔道壁面，并在静电和表面力的作用下沉积下来，从而与流体分离。
2、深层过滤可适用于过滤颗粒物浓度低的介质，其设备具有不易堵塞，使用周期长，结构简单、造价低、过滤效率高等优点，被广泛应用在生物制药、污水处理等领域。但是传统的深层过滤方法存在设备体积大，过滤面积小，床层利用率低等问题。
3、错流过滤，又叫交叉流过滤，是表层过滤的一种，其原理是在压力差的推动下料液平行于膜面流动，与死端过滤不同的是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。错流过滤可以实现对固含量高
4、中国专利申请cn116492726 a公开了一种滤芯-滤料组合式微通道分离方法及装置，该方法通过滤芯和滤料组合，实现了过滤面积的增大，但因为过滤滤芯再用的为死端过滤，因此当过滤颗粒物浓度较高的液体时，容易出现滤芯堵塞问题，并且滤料再生较为频繁。
5、因此，本领域迫切需要开发出一种能够克服上述现有技术缺陷的用于分离液体中微细颗粒的滤芯-滤料组合式错流过滤方法。
技术实现思路
1、本公开提供了一种新的用于液体中微细颗粒脱除的滤芯-滤料组合式错流过滤方法及装置，实现了液体中低浓度微细颗粒的快速高效脱除，该方法简单有效，通过滤芯和滤料的组合，增加了滤料床层的过滤面积和分离精度，并实现了滤芯的高效清洁及滤料的高效再生回用，同时，错流过滤减少了滤芯表面滤饼的堆积，使得过滤周期延长且能过滤浓度更高的颗粒混合液。
2、一方面，本公开提供了一种滤芯-滤料组合式错流过滤方法，该方法包括以下步骤：
3、(a)将含颗粒物的混合液送至滤芯-滤料组合式错流过滤单元，其中，混合液由滤芯-滤料组合式错流过滤单元的进料总管进入进料腔，然后由进料总管分配至多根进料支管，再由进料支管分配至多根竖直安装的分离滤芯；
4、(b)混合液进入分离滤芯后，自上向下穿过分离滤芯中的空腔，并在穿过空腔的同时，在分离滤芯和分离滤芯外侧滤料的拦截作用下，液相横向穿过分离滤芯和滤料床层的孔隙，固相被分离滤芯和滤料床层拦截，大部分固相留在分离滤芯内表面形成滤饼层，少部分固相留在滤料床层中；
5、(c)混合液自上向下穿过空腔的同时，利用液体与分离滤芯内表面的剪切力，使分离滤芯内表面形成的滤饼层脱落，并且由于液相横向穿过分离滤芯的孔隙，从而使混合液在滤芯中自上向下流量逐渐减小，颗粒物浓度逐渐升高，得到浓缩的混合液；
6、(d)浓缩的混合液从各分离滤芯下端流出，先汇总至多根浓缩液支管，再由多根浓缩液支管汇总到浓缩液总管，随后从浓缩液出口流出；
7、(e)滤后清液穿过分离滤芯和滤料床层后进入多根竖直安装、与分离滤芯平行布置的清液收集滤芯；
8、(f)滤后清液进入清液收集滤芯后，先汇总到多根清液支管，再由多根清液支管汇总到清液总管，随后从清液出口流出；以及
9、(g)待过滤至设定时间或设定压差后，关闭进料和清液阀门，打开再生阀门、再生进气阀门、再生排放阀门，通过液体、气体混合反洗，实现滤芯的清洁及滤料的再生，使过滤压差恢复至初始状态。
10、在一个优选的实施方式中，在步骤(a)中，所述含颗粒物的混合液的固体颗粒含量为0.01-10.0g/l，固体颗粒粒径范围为0.1-1000μm。
11、在另一个优选的实施方式中，在步骤(b)中，所述混合液自上向下穿过分离滤芯的流速为0.01-3m/s，同时液相横向流动穿过分离滤芯和滤料床层的流速为0.001-0.02m/s，两个过程同时进行，并通过浓缩液出口调节阀控制清液和浓缩液的流量比。
12、在另一个优选的实施方式中，在步骤(g)中，所述滤芯-滤料组合式错流过滤单元的压力损失为0.02-0.40mpa，当压差高于设定范围后，通过滤后清液或清水加压缩空气、压缩氮气或蒸汽进行反冲洗。
13、另一方面，本公开提供了一种用于上述方法的滤芯-滤料组合式错流过滤装置，该装置包括：
14、立式容器外壳，置于外壳上部的进料总管，分别与进料总管连接的多根进料支管，分别与进料支管连接的多根竖直安装的分离滤芯，滤料床层，与分离滤芯下端连接的多根浓缩液支管，与多根浓缩液支管连接的浓缩液总管，多根竖直安装、与分离滤芯平行布置的清液收集滤芯，与清液收集滤芯下端连接的多根清液支管，与多根清液支管连接的清液总管，置于壳体内的底部的反洗分布装置，以及置于壳体内的上部或壳体外的反洗滤料过滤回收装置。
15、在一个优选的实施方式中，所述分离滤芯和清液收集滤芯均为竖直方向平行交替布置，分离滤芯两端分别与进料支管和浓缩液支管相连，清液收集滤芯一端封堵，另一端与清液支管相连。
16、在另一个优选的实施方式中，所述分离滤芯和清液收集滤芯包括：孔径小于滤料直径的不锈钢绕丝滤芯、金属粉末烧结滤芯、金属丝烧结滤芯、陶瓷滤芯、高分子纤维滤芯、或者它们的组合，分别竖直安装于进料支管和清液支管上，在进料支管和清液支管上均匀排布。
17、在另一个优选的实施方式中，所述滤料床层采用颗粒状滤料，滤料粒径0.1-5.0mm，滤料材质为有机或无机材料。
18、在另一个优选的实施方式中，所述滤料过滤回收装置包括：t型或星型绕丝管布水器、布袋式滤芯、旋流分离器、惯性分离器、或者它们的组合。
19、在另一个优选的实施方式中，所述浓缩液支管和清液支管水平安装于外壳筒体接近封头位置，进料支管水平安装于外壳筒体上部，水平方向均匀交错排布。
20、有益效果：
21、(1)本公开的方法将滤芯分离方法和滤料分离方法串联组合使用，弥补了单独滤芯和单独滤料过滤方法对小于10μm颗粒分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种滤芯-滤料组合式错流过滤方法，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述含颗粒物的混合液的固体颗粒含量为0.01-10.0g/L，固体颗粒粒径范围为0.1-1000μm。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中，所述混合液自上向下穿过分离滤芯的流速为0.01-3m/s，同时液相横向流动穿过分离滤芯和滤料床层的流速为0.001-0.02m/s，两个过程同时进行，并通过浓缩液出口调节阀控制清液和浓缩液的流量比。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(g)中，所述滤芯-滤料组合式错流过滤单元的压力损失为0.02-0.40MPa，当压差高于设定范围后，通过滤后清液或清水加压缩空气、压缩氮气或蒸汽进行反冲洗。
5.一种用于权利要求1-4中任一项所述的方法的滤芯-滤料组合式错流过滤装置，该装置包括：
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述分离滤芯和清液收集滤芯均为竖直方向平行交替布置，分离滤芯两端分别与进料支管和浓缩液支管相连，清液收集滤芯一端封堵，另一
7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述分离滤芯和清液收集滤芯包括：孔径小于滤料直径的不锈钢绕丝滤芯、金属粉末烧结滤芯、金属丝烧结滤芯、陶瓷滤芯、高分子纤维滤芯、或者它们的组合，分别竖直安装于进料支管和清液支管上，在进料支管和清液支管上均匀排布。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述滤料床层采用颗粒状滤料，滤料粒径0.1-5.0mm，滤料材质为有机或无机材料。
9.如权利要5所述的装置，其特征在于，所述滤料过滤回收装置包括：T型或星型绕丝管布水器、布袋式滤芯、旋流分离器、惯性分离器、或者它们的组合。
10.如权利要5所述的装置，其特征在于，所述浓缩液支管和清液支管水平安装于外壳筒体接近封头位置，进料支管水平安装于外壳筒体上部，水平方向均匀交错排布。
...【技术特征摘要】
1.一种滤芯-滤料组合式错流过滤方法，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述含颗粒物的混合液的固体颗粒含量为0.01-10.0g/l，固体颗粒粒径范围为0.1-1000μm。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中，所述混合液自上向下穿过分离滤芯的流速为0.01-3m/s，同时液相横向流动穿过分离滤芯和滤料床层的流速为0.001-0.02m/s，两个过程同时进行，并通过浓缩液出口调节阀控制清液和浓缩液的流量比。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(g)中，所述滤芯-滤料组合式错流过滤单元的压力损失为0.02-0.40mpa，当压差高于设定范围后，通过滤后清液或清水加压缩空气、压缩氮气或蒸汽进行反冲洗。
5.一种用于权利要求1-4中任一项所述的方法的滤芯-滤料组合式错流过滤装置，该装置包括：
6.如权利要求5所述的装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈建琦，吴文锋，张猛，蔡睿，桑伟迟，王劲松，陈新友，许德建，齐奇，崔馨，封金兰，
申请(专利权)人：上海华畅环保设备发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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