具有循環流路的水處理設備及使用該設備的水處理方法
2023-07-24 03:18:16
具有循環流路的水處理設備及使用該設備的水處理方法
【專利摘要】本發明提供了一種具有循環流路的水處理設備及使用該設備的水處理方法。水處理設備包括：抱合劑輸入裝置，其被構造為將抱合劑輸入到原水；膜過濾裝置，其包括允許其中包括抱合劑的原水被通過其引入的入口、被構造為排出處理水的水處理排出開口以及允許未過濾的原水的部分量通過其排出的原水排出開口；原水泵，其被構造為將包括抱合劑的原水傳輸到膜過濾裝置；水供應流路，其連接原水泵的排出側和膜過濾裝置的入口；循環流路，其連接膜過濾裝置的原水排出開口和水供應流路；以及循環泵，其設置在循環流路中以將排出的原水傳輸到入口。
【專利說明】具有循環流路的水處理設備及使用該設備的水處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水處理設備和使用水處理設備的水處理方法，並且特別地，涉及一種用於凝結原水中包括的異物的水處理設備和方法。
【背景技術】
[0002]通常，物理的、化學的水處理方法包括凝結沉澱過濾處理、凝結懸浮過濾處理等等，並且這裡，凝結處理是將原水中懸浮的細小膠質顆粒生長為絮狀物(即，具有足以沉澱和過濾的大小的顆粒)的處理。在凝結處理中，用於促進膠質顆粒凝結為絮狀物的抱合劑被施加到原水，並且執行攪拌處理以允許抱合劑與原水均勻地混合。攪拌處理要求其中設置有葉輪的絮凝器。另外，絮凝器中包括異物的絮狀物的原水被泵傳輸到膜過濾裝置。
[0003]在如上所述的水處理中，原水中異物的凝結程度顯著地影響膜過濾裝置的過濾效率。即，獲得的凝結的程度越高，膜過濾裝置中的抱合劑的使用量以及原水的恢復率也能夠越大。然而，雖然絮狀物在絮凝器或沉澱池中充分地生長，但是膜過濾裝置中的恢復率在有些情況下並不是令人滿意的。為了解決該問題，可以考慮增加抱合劑的使用量的方法，但是這將導致成本的增加。
[0004]另外，由於要求諸如混合池、絮凝器或沉澱池的額外的設備，因此，安裝地方受到限制並且增加了建築成本。
【發明內容】
[0005]因此，詳細描述的一方面在於提供一種水處理設備和方法，其能夠在沒有增加抱合劑的使用量的情況下增強膜過濾裝置的過濾效率。
[0006]詳細描述的另一方面在於提供一種水處理設備和方法，其即使在沒有諸如混合池、絮凝器或沉澱池的土建結構的情況下也能夠生成具有想要的顆粒直徑的絮狀物。
[0007]為了實現這些和其它優點並且根據本發明的目的，如這裡具體實施和廣泛描述的，一種水處理設備包括:抱合劑輸入裝置，其被構造為將抱合劑輸入到原水；膜過濾裝置，其包括入口，該入口允許其中包括抱合劑的原水被通過該入口引入、水處理排出開口，其被構造為排出處理水、以及原水排出開口，其允許未過濾的原水的部分量通過該原水排出開口排出；原水泵，其被構造為將包括抱合劑的原水傳輸到膜過濾裝置；水供應流路，其連接原水泵的排出側和膜過濾裝置的入口 ；循環流路，其連接膜過濾裝置的原水排出開口和水供應流路；以及循環泵，其設置在循環流路中以將排出的原水傳輸到入口。
[0008]在本發明的該方面中，省略了現有的水處理設備中使用的絮凝器和沉澱池並且提供了循環流路，以收集來自膜過濾裝置的原水的部分量並且將其重新供應給膜過濾裝置，從而在其中原水沿著循環流路流動的處理中進行凝結。
[0009]本發明的發明人在了解到雖然通過輸入粘合劑形成了具有足夠大小的絮狀物，但是絮狀物會在由泵進行傳輸的處理中由於泵內的機械碰撞而破碎，這降低了過濾效率，絮狀物被控制為在泵的下遊側生長，而不是在凝結器或沉澱池中凝結。即，當生成的絮狀物與泵內高速旋轉的葉輪或葉片碰撞時，絮狀物破碎並且破碎的絮狀物被排出到外部，而沒有被膜過濾裝置過濾掉，這降低了過濾效率並且增加了處理水的汙染程度。然而，由於原水在泵的下遊側循環的同時進行凝結，因此，能夠防止膜過濾裝置的效率的劣化。
[0010]為了實現這些和其它優點並且根據本發明的目的，如這裡具體實施和廣泛描述的，一種水處理方法包括:將抱合劑施加到原水；將包括抱合劑的原水供應到泵；將從泵排出的原水供應到膜過濾裝置；提取沒有被膜過濾裝置過濾的原水的部分量；以及將所提取的原水重新供應到泵的排出側流路。
[0011]因此，具有上述構造的本發明的實施方式由於在泵的下遊側進行凝結，因此，生成的絮狀物得以保持為具有原始尺寸而沒有破碎，從而能夠在沒有增加抱合劑的情況下增強膜過濾裝置的過濾效率。
[0012]另外，由於省略了絮凝器或沉澱池或減小了其尺寸，因此，與具有相同的處理能力的現有水處理設備相比，能夠減少由於安裝位置帶來的限制並且還能夠減少其構造所要求的開銷。
[0013]根據下面給出的詳細描述，本申請的應用的另外方面將變得更加明顯。然而，應理解的是，僅藉助於示例給出指示本發明的優選實施方式的詳細描述和具體示例，這是由於對於根據本詳細描述的本領域技術人員來說，本發明的精神和範圍內的各種改變和修改將是顯而易見的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]附圖被包括進來以提供本發明的進一步理解，並且被併入本申請且構成本申請的一部分，示出了本發明的實施方式，並且與說明書一起用於說明本發明的原理。
[0015]在附圖中: [0016]圖1是示意性地示出根據本發明的第一實施方式的水處理設備的視圖。
[0017]圖2是示出圖1中所示的根據第一實施方式的水處理設備的水供應流路的內部的截面圖。
[0018]圖3是示出圖1中所示的根據第一實施方式的水處理設備的水供應流路的變型的內部的截面圖。
[0019]圖4是示出圖1中所示的根據第一實施方式的水處理設備中對原水進行處理的處理的流程圖。
[0020]圖5是示意性地示出根據本發明的第二實施方式的水處理設備的視圖。
【具體實施方式】
[0021]下面，將參考附圖詳細描述根據本發明的實施方式的水處理設備。
[0022]圖1是示意性地示出根據本發明的第一實施方式的水處理設備的視圖。根據本發明的第一實施方式的水處理設備100包括暫時地儲存作為處理目標的原水的原水池110，並且原水池Iio中儲存的原水被引入到原水泵120。
[0023]同時，抱合劑輸入裝置130位於原水泵120的上遊側。因此，在抱合劑被輸入(或施加)到原水的狀態下，輸入到原水的抱合劑被在原水泵120內加壓並且被排出到外部，並且在該處理中，抱合劑被與原水均勻地混合。該處理可以替代現有技術的快速混合(或攪拌)處理，並且可以通過在沒有安裝混合池的情況下將原水引入到原水泵來執行混合。[0024]當在原水泵120中執行混合時，原水中包括的膠質顆粒凝結在一起以形成絮狀物。其中形成有塊的原水被排出到連接原水泵120的排出側與膜過濾裝置150的入口的水供應流路122。
[0025]如圖2中所示，多個擋板142安裝在水供應流路122內。擋板142增加了水供應流路122內的流阻以降低原水的流速，並且因此，當原水通過水供應流路122時，能夠延長絮狀物生長的時間。詳細地，圖2中所示的擋板142形成為垂直於水供應流路122的內壁表面而延伸，但是本發明不必限於此並且也可以考慮擋板142』延長為在原水流動的方向上傾斜的示例。
[0026]而且，擋板142不必僅存在於水供應流路122中，並且如果必要，擋板142可以設置在循環流路124上。另外，擋板的數量不限於所示出的4個，可以形成特定數量的擋板。
[0027]另外，用於調整開口程度的第一閥門140安裝在水供應流路122中，因此可以與擋板一起調整原水的流速。即，如果通過水供應流路的絮狀物的大小不是想要的尺寸，則可以通過使用第一閥門140來調整原水的流速以調整絮狀物的大小。這裡，第一壓力感測單元126安裝在水供應流路122中，並且通過該第一壓力感測單元126測量水供應流路122內的原水的流速。所測量出的流速用於如上所述地調整第一閥門140的開口程度。
[0028]包括生長的絮狀物的原水由於原水泵120的壓力而引入到膜過濾裝置150。膜過濾裝置可以通過使用諸如超過濾膜(UF)、微濾膜(MF)等等的膜來濾掉混合在原水中的絮狀物。沒有絮狀物的處理水通過處理水排出開口 156排出到外部，並且通過反衝處理將保留在膜中的絮狀物從膜過濾裝置移除。
[0029]同時，膜過濾裝置進一步包括用於允許沒有通過膜的原水的部分量排出到外部的原水排出開口 154。從原水排出開口 154排出的原水沒有進行通過膜的過濾處理，其中混合有絮狀物。排出的原水被引入到循環流路124。
[0030]循環流路124形成為將從膜過濾裝置排出的原水重新供應到原水泵120的下遊偵牝並且包括用於傳輸中途排出的原水的循環泵160。作為循環泵160，使用容積泵而不是其中葉輪或葉片旋轉的離心泵。因此，能夠使得通過泵的原水中混合的絮狀物的破碎最小化。循環流路124包括用於測量循環流路內的流速的第二壓力感測單元127，並且另外，安裝有用於根據由第二壓力感測單元127測量的流速控制循環流路內的流速的第二閥門170。
[0031]同時，雖然未示出，但是在抱合劑輸入裝置130的上遊設置濁度測量單元，其用於測量汙染程度(具體地，從原水池110引入的原水的濁度)。因此，預先檢查待處理的原水的汙染程度，並且對將要施加的抱合劑的量進行調整。
[0032]下面，將參考圖4描述根據本發明的第一實施方式的原水的處理。
[0033]首先，原水泵120運行以允許原水池110內的原水被引入到原水泵120中(步驟S01)。在該處理中，通過使用前述濁度測量單元測量引入的原水的濁度(步驟S02)，並且根據所測量的濁度對所施加的抱合劑的量進行調整(步驟S03)。這裡，抱合劑的量可以被調整為與原水的濁度成比例，或者原水的渾濁部分可以被分為某些部分，例如，低濁度部分、中濁度部分和高濁度部分，並且可以預先確定對應於各部分的抱合劑的量，從而相應地輸入抱合劑。[0034]而且，可以根據原水的濁度確定通過前述循環流路的原水的循環速率。即，汙染的程度越高，抱合劑的輸入量越大，並且因此，原水中包括的汙染物變為絮狀物所要求的時間也增加。因此，根據汙染的程度不同地確定循環速率。
[0035]這裡，可以通過各種方法調整循環速率。例如，可以考慮調整第二控制閥門的開口程度的方法。詳細地，由於流阻根據第二控制閥門的開口程度而變化，因此，循環流路內的流速相應地改變。因此，在濁度高的情況下，第二控制閥門的開口程度增加以增加循環速率，並且在濁度較低的情況下，第二控制閥門的開口程度減小以減小循環速率。而且，由於原水留在循環流路中的時間根據第二閥門的開口程度而增加，因此，絮狀物生長的時間能夠相應地增加。用於控制第二控制閥門的方法也可以應用於第一控制閥門。即，可以通過一起控制第一和第二控制閥門來將循環速率調整為具有更大的範圍。根據情況，可以僅控制第一控制閥門。
[0036]此外，也可以考慮改變循環泵的運行速度的方法。基於所測量的濁度，例如，如果濁度較高，則可以增加循環泵的運行速度以增加循環速率，從而能夠增加從膜過濾裝置提取的原水的量。因此，如果濁度較低，則可以降低循環泵的運行速度以減小所提取的原水的量。
[0037]根據情況，從膜過濾裝置排出的處理水的量可以保持為超過預定範圍。即，為了穩定地使用從根據本發明的第一實施方式的水處理設備提取的處理水，要求持續地供應超過預定量的處理水。所提取的處理水的量與原水的供應的比率可以被定義為恢復率，並且要求與循環速率一起控制這樣的恢復率。
[0038]可以通過控制第一和第二控制閥門、原水泵和循環泵來將恢復率調整到想要的水平。即，在確定了循環速率的情況下，對恢復率進行測量(步驟S04)，並且當測量出的恢復率低於預置水平時，循環泵的運行速度可以改變以增加原水的供應，從而增加恢復率。在該情況下，為了增加膜過濾裝置的過濾效率，暫時地增加抱合劑的輸入(步驟S05)。
[0039]在前面的實施方式中，由於從原水池排出的原水直接引入到原水泵並且不要求絮凝器或沉澱池，沒有佔用很大的設備空間。然而，如果要求的處理能力很大，則可以考慮包括混合池、絮凝器或沉澱池的示例。
[0040]圖5是示出包括混合池和絮凝器的根據本發明的第二實施方式的視圖。
[0041]在圖5中所示的第二實施方式中，對於與第一實施方式相同的組件使用相同的附圖標記，並且將省略其重複描述。參考圖5，處於由抱合劑輸入裝置130輸入了抱合劑的狀態的從原水池110排出的原水被引入到混合池112中並且被均勻地混合，從而在其中生長絮狀物。之後，原水被引入到原水泵120，進行與本發明的第一實施方式相同的處理，以被作為處理水排出。
[0042]在第二實施方式中，雖然包括了混合池和絮凝器，但是由於膠質顆粒或未生長的絮狀物在循環流路124上生長為具有想要的尺寸的絮狀物，因此與不具有循環流路的情況相比，能夠減小其體積。
[0043]前述實施方式和優點僅是示例性的並且將不視為對本公開的限制。本教導能夠容易地應用於其它類型的設備。本說明書意在是示出性的，並且不構成對於權利要求的範圍的限制。許多替選、修改和變化對於本領域技術人員都將是顯而易見的。這裡描述的示例性實施方式的特徵、結構、方法和其它特徵可以以各種方式來組合以獲得額外的和/或替選的示例性實施方式。
[0044]由於示出的特徵可以在不偏離其特性的情況下以各種形式實施，因此還應該理解的是，上述實施方式不受到前述描述的任何細節的限制，除非另有所述，相反地，其應該在如所附權利要求中限定的範圍內廣泛地理解，並且因此，落入權利要求或其等價物的範圍內的改變和修改都因此意 在由所附權利要求涵蓋。
【權利要求】
1.一種水處理設備，所述水處理設備包括: 抱合劑輸入裝置，所述抱合劑輸入裝置被構造為將抱合劑輸入到原水； 膜過濾裝置，所述膜過濾裝置包括入口、水處理排出開口以及原水排出開口，所述入口允許其中包括抱合劑的原水被通過所述入口引入，所述水處理排出開口被構造為排出處理水，並且所述原水排出開口允許未過濾的原水的部分量通過所述原水排出開口排出；原水泵，所述原水泵被構造為將包括抱合劑的原水傳輸到所述膜過濾裝置； 水供應流路，所述水供應流路連接所述原水泵的排出側和所述膜過濾裝置的所述入Π ； 循環流路，所述循環流路連接所述膜過濾裝置的所述原水排出開口和所述水供應流路；以及 循環泵，所述循環泵設置在所述循環流路中以將排出的原水傳輸到所述入口。
2.根據權利要求1所述的水處理設備，其中，用於減少流速的阻流單元設置在所述水供應流路或所述循環流路中。
3.根據權利要求2所述的水處理設備，其中，所述阻流單元包括相對於流動方向以直角或傾斜地布置的一個或多個擋板。
4.根據權利要求1所述的水處理設備，其中，所述循環泵是容積泵。
5.根據權利要求1 所述的水處理設備，所述水處理設備進一步包括: 汙染感測單元，所述汙染感測單元被構造為感測原水的汙染程度；以及 控制閥門，所述控制閥門被構造為打開或關閉所述循環流路， 其中，所述控制閥門進行控制使得原水留在所述循環路徑中的時間隨著感測到的汙染的程度的變高而延長。
6.根據權利要求5所述的水處理設備，其中，所述控制閥門被布置在所述循環泵的下遊側。
7.根據權利要求1所述的水處理設備，所述水處理設備進一步包括: 汙染感測單元，所述汙染感測單元被構造為感測原水的汙染的程度；以及 控制器，所述控制器被構造為根據所感測到的汙染的程度控制所述循環泵的運行， 其中，所述控制器進行控制使得到所述循環流路的流速隨著所感測到的汙染的程度的變高而增大。
8.根據權利要求1所述的水處理設備，其中，所述抱合劑輸入裝置被布置在所述原水泵的上遊側。
9.根據權利要求8所述的水處理設備，所述水處理設備進一步包括汙染感測單元，所述汙染感測單元被構造為感測原水的汙染的程度，其中，由所述抱合劑輸入裝置輸入的抱合劑的量增大。
10.根據權利要求5、7和9中的任一項所述的水處理設備，所述水處理設備進一步包括: 原水池，所述原水池被構造為儲存原水；以及 原水供應流路，所述原水供應流路被構造為連接所述原水池與所述原水泵， 其中，原水被從所述原水池直接引入到所述原水泵。
11.根據權利要求10所述的水處理設備，其中，所述汙染感測單元設置在所述原水供應流路和所述水供應流路的任一側或兩側。
12.根據權利要求1所述的水處理設備，其中，所述膜過濾裝置使用微濾膜MF。
13.一種水處理方法，所述水處理方法包括: 將抱合劑施加到原水； 將包括抱合劑的原水供應到泵； 將從所述泵排出的原水供應到膜過濾裝置； 提取沒有被所述膜過濾裝置過濾的原水的部分量；以及 將所提取的原水重新供應到所述泵的排出側流路。
14.根據權利要求13所述的水處理方法，所述水處理方法進一步包括: 感測供應給泵的原水的汙染的程度， 其中，根據所感測到的汙染的程度確定由所述膜過濾裝置提取的原水被重新供應到所述排出側流路的時間。
15.根據權利要求13所述的水處理方法，所述水處理方法進一步包括: 感測供應給所述泵的原水的汙染的程度， 其中，通過所感測到的汙染的程度確定由所述膜過濾裝置提取的原水的量。
16.根據權利要求13所述的水處理方法，所述水處理方法進一步包括: 感測供應給所述泵的原水的汙染的程度， 其中，根據所感測到的汙染的程度確定抱合劑的輸入量和原水的提取量。
17.根據權利要求16所述的水處理方法，所述水處理方法進一步包括: 測量所述膜過濾裝置的恢復率；以及 根據所測量的恢復率改變抱合劑的所確定的量和原水的所確定的提取量。
18.根據權利要求17所述的水處理方法，其中，當所測量的恢復率超過預定值時，抱合劑的量和原水的提取量返回到正常範圍，並且當所測量的恢復率低於預定水平時，再次改變抱合劑的量和原水的提取量。
19.根據權利要求16所述的水處理方法，其中，根據所感測到的汙染的程度確定供應給膜過濾裝置的流速。
【文檔編號】C02F9/04GK103539282SQ201310297905
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月16日 優先權日:2012年7月17日
【發明者】樸羅營, 李勇周, 崔雄 申請人:Lg電子株式會社