过滤流体的方法技术

开发了一种过滤流体的方法。所述方法的目的在于应用一个或多个工艺参数（例如最小混凝剂浓度）的某个优选设置，同时通过调节初始过滤阻力来保持期望的工艺性能。这通过反馈控制器来实现。发现所述方法运行良好；充分且又足够快速地实现了对条件变化的适应。在膜过滤期间在在线混凝上应用本发明专利技术表明，最后过滤的初始阻力在所述化学清洁阶段之前能够控制在约３％（占总阻力的百分比）～９％（占淤积物阻力的百分比）的精度范围内。与当前的剂量方案相比，能够实现混凝剂消耗量的大大降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。所述方法包括在所述过滤期间对过滤器阻力R进行测量的步骤。本专利技术涉及通常使用过滤介质对流体进行的过滤。为了清洁这些 过滤器或恢复它们的初始性能，可以利用所有种类的清洁方法，这些 清洁方法通常是为特定的过滤介质而专门开发的。然而，为了清楚起 见，本说明书主要涉及液体的过滤和膜过滤，尤其是使用与清洁方法 (例如但不限于回洗和化学清洁)相关的膜过滤。过滤，诸如但不限于膜过滤，尤其是微滤或超滤，是一种通常应 用于生产饮用水或工艺用水或废水处理的方法。然而，(不可逆的)膜 於积限制了这种技术的应用。残留物质在膜表面的累积导致运行成本 增加，因为增加了能量消耗和进行定期清洁的必要性。为了降低这些 运行成本，有必要对淤积行为进行控制。能够将淤积分为可逆淤积和 不可逆淤积。可逆淤积，在回洗或错流操作期间所施加的液体动力影 响下可容易地除去。而不可逆淤积在这些条件下不能(或非常慢地)被 除去。淤积是否可逆，取决于生理化学给水性质、膜性质和操作条件 之间的交互作用。在水处理中，原料物流的来源具有许多种起源，例如但不全是 钻孔水 地下水地表水(湖水、河水) 海水或咸水工业废水和/或城市污水 工业流体或城市流体各种废弃物流或/和排出(含水)物流，例如砂滤器回洗水、原位 清洁(CIP)废水等，然而，许多其它流体通过一步或多步过滤步骤制得或提纯，例如啤 酒、葡萄酒、果汁等。所有这些进料物流含有不同的组分，所述不同的组分会或多或少的 以可逆或不可逆的方式对过滤器表面或过滤介质造成淤积。这种淤积过 程不仅取决于待过滤的流体，还取决于过滤介质本身的性质(例如，孔 径、表面电荷、或膜情况下的疏水性)。而且，淤积机制还取决于工艺条件，例如预处理、辅助性助滤剂、温度、pH、清洁机制等。天然水会含有大量的不同组分，这使其难以表征。然而，通常发 现，由天然有机物(NOM)对膜造成的(不可逆)淤积，随着pH的降低、 电解质浓度的升高、NOM分子量的增大、NOM疏水性的增加以及二价离 子(如Ca的添加而变得更差。由于天然水中溶液化学的复杂性，NOM 性质因来源而异且发生季节性和长期趋势。对关于膜的性质，如果膜粗糙且为疏水性的，或孔径与粒径大致 相等，则会观察到不可逆淤积加重。对于其它过滤介质，其它工艺的 具体过滤介质的性能对过滤介质的淤积行为具有相当的影响。在现有技术状态中，已知从膜除去淤积的方法。通过例如用于抵 消不可逆淤积的预处理方法能够提高这些方法的有效性，从而能够在 经济可行的条件下继续膜过滤操作。对于超滤来说， 一些给水预处理 选项为(预-)混凝、投放活性碳(粉末状或颗粒状)或臭氧化。预混凝 包括两个单独的步骤，其中投放混凝剂，然后是常规的浮选或沉降。然后，使用上清液作为过滤过程的进料。然而，证实本专利技术为在线(in-l ine)混凝，它是在膜过滤之前应用混凝剂而没有浮选/沉降或预过滤步骤。然而，根据过滤过程选取其它工艺参数。除了在线混凝之外，从膜过滤器除去淤积的其它方法为.利用所有种类的介质例如待过滤的液体自身、其它的液体(例如透过物)或液体和气体的混合物进行向前冲洗(错流)； .回洗；.化学强化的回洗； .原位清洁；.系统的弛豫； . <壬何组合；.等等，取决于过滤过程及其过滤介质。对于本专利技术的说明书，所应用的清洁方法并不重要，所采取的行 为将因特定类型的淤积而异，并由有经验的或熟练的人员确定。根据本专利技术，在导言中所指出的方法包括权利要求1中所指出的 步骤。所述方法的优选实施方案在从属权利要求中提到。各项单独的见,根据过滤过程，能够规定许多工艺参数并用于控制所述过程，例如1. 过滤器助滤剂剂量，例如混凝剂；2. 进料性质例如温度(粘度)、pH等的变化；3. 过滤介质性质例如表面电荷、填充密度等的变化；4. 生产量(通量)水平；5. 生产时间；6. 反沖水平；7. 反沖时间8. (化学)清洁时间和通量水平9. 水力条件，例如液体或气体速度(连续或间歇)；10. (化学)清洁条件，例如化学品类型、浓度、频率、时间、温 度、参数的組合等；11. 两个或更多个上述工艺参数的任何组合；12. 基于两个或更多个上述工艺参数和特征过滤介质尺寸的比值 (任选无量纲)的任何组合(例如Re准数、范宁因子等)；13. 等等。利用本专利技术的方法所获得的优势(其中在过滤期间将阻力保持在 预定的设定值之间)在于不可逆淤积的程度保持低下且使用适当的清 洁方法能够容易地除去得到的任何淤积。根据本专利技术的优选实施方案，添加混凝剂，其结果是限制了阻力值并最大程度地保持淤积为可逆的。 在从属权利要求中具体提到了优选的实施方案。然而，本领域技 术人员能够容易地对所述实施方案进行修改，从而为本专利技术的所有部 分提供替代物。现在通过参考混凝剂的使用对本专利技术的优势进行举例说明，所述 混凝剂用于降低阻力。然而，不使用混凝剂浓度作为控制参数，而是 选择任何其它适当的控制参数(或控制参数组)，这能在即将来临的过 滤时间间隔内降低阻力。将所述时间间隔定义为其中优选控制参数保 持不变并及时跟踪过滤阻力的过程的时间范围。然而，如果在预定的 过滤时间间隔内过滤阻力升高太大，则能够启动控制阀的中间转换以 避免不可逆淤积的发生，或者在极端情况下，能中断过滤序列并进行 正常的、甚至是强化的过滤器清洁。接下来，再次确定阻力，改变一 个或多个控制参数并基于新设置再次开始过滤。通常在各个过滤步骤的开始时测量阻力。也能够在各个清洁循环 结束时，因此在回洗或化学强化回洗之后这样做，通常在相同时刻下 这么做。更通常地，阻力的确定也能够在任何过滤时间间隔内在明显 不同的起点和终点处进行，此后，将这些值与一系列参考值进行比较。 根据这种测量，确定混凝剂的量(或任何其它控制参数的值)。在过滤 期间，如果阻力升高至预定值，则例如通过回洗或化学清洁对过滤器 进行清洁，这在本领域内是共知的。根据过滤器的已知行为能够确定 最大阻力值的选择，例如在所述做大阻力值下得到不可逆的淤积。至于混凝剂(也称作术语助滤剂)的添加，本专利技术涉及在线混 凝的方法，从而改善了利用膜过滤器的液体过滤。已经表明，在线混 凝至一定程度有利于过滤过程的性能，例如，能够观察到淤积层的水 力阻力的降低。这表明或者形成了更有渗透性的滤饼，或者更好的保 护内部膜表面免受淤积物淤积。此外，水力清洁更有效。最后，由于强化了 NOM的改善和浊度的去除，透过物品质变得更好。这潜在地改 进了后续工艺步骤(例如R0/NF)的性能并降低了消毒副产物前体的浓 度。然而，现有技术中所使用的在线混凝的应用存在缺点。首先，由 于化学品的消耗和浓缩物物流处理成本的增加，它构成了运行成本的 大部分。其次，由于剂量过量而引起混凝剂残留在透过物中，降低了产物质量并导致在下游工艺例如RO中引发问题。在某些情况下甚至观 察到，混凝剂的剂量对膜过滤的性能产生不利影响。因此，根据本专利技术的优选实施方案，其目的是提供良好的混凝剂 剂量策略，其在最少添加量下使过滤过程具有期望的性能。这与其目 的是得到良好沉降结果下的浓度的根据现有技术的常规优化混凝剂浓 度不同。本专利技术与常规优化相比的优势在于，即使剂量不足仍能够获 得良好的过滤性能和良好的NOM去除两者。这种发现进一步激励了本文档来自技高网...

【技术保护点】
使用过滤介质过滤流体的方法，特征在于：测量淤积状况值；将所测量的淤积状况值与一组预定的淤积状况值和相应的工艺参数值进行比较；以及从所述组中确定所述相应的工艺参数值的至少一个值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】NL 2007-3-30 1033622;NL 2007-4-11 20005861.使用过滤介质过滤流体的方法，特征在于测量淤积状况值；将所测量的淤积状况值与一组预定的淤积状况值和相应的工艺参数值进行比较；以及从所述组中确定所述相应的工艺参数值的至少一个值。2. 根据权利要求1的方法，特征在于在所述过滤之前调节所述至少 一个参数值，以使得在预定的过滤时间期间内实现预测的淤积状况的预定增量。3. 根据权利要求1的方法，特征在于在所述过滤期间调节所述至少一个参数值。4. 根据权利要求1的方法，特征在于在所述过滤期间调节所述至少一个参数值，以使得在预定时间期间内实现预测的淤积状况的预定增量。5. 根据权利要求4的方法，特征在于通过两次所述清洁之间的时间间隔来确定所述预定时间，其后调节至少一个工艺参数。6. 根据权利要求4或5的方法，特征在于将所述预定时间确定为所述测量的淤积状况达到最大增加的时间并然后调节至少一个工艺参数和/或开始所述清洁行为。7. 根据前述权利要求中任一项的方法，特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：B布兰科特，B罗夫尔，H富特色拉，FJ司潘克林科，
申请(专利权)人：诺瑞特加工技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]