一种水体中过滤分离悬浮物的方法及使用的过滤装置的制作方法

专利名称：一种水体中过滤分离悬浮物的方法及使用的过滤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种物理的分离方法，方法具体为过滤时装置的滤网，安装在不同水流通道中的水流中或水体中的固定位置，形成错流过滤系统，尤指一种能将装置的滤网安置于自然水体或人工设施的水流通道的水流或水体中，形成大型的错流过滤系统，利用水流自然动能或人工动力推动水流动能来作为错流过滤系统进水及克服滤网阻力而进行过滤的主要动力，在水流经过系统中安置的滤网时，清水渗滤通过滤网流走或被推流移走，而水体中的悬浮物被滤网拦截，被滤网表面的水流推动沿着滤网过滤面流入系统过滤装置设定的集污器中，使清水与水体中的悬浮物错流过滤分离的方法。错流过滤系统在过滤时系统所使用装置的滤网的过滤面不断地被水流冲涮，或者是被使用装置的强化清洗装置辅助水流冲刷自动保持清洁(自净)，滤网的过滤孔不会被阻塞，因而保证了错流过滤系统能不受水体中含悬浮物浓度的限制。因而可以在所有含不同浓度的污水的水流通道中，按照不同的过滤精度，过滤水量及过滤分离的使用目的，设计不同的不同的错流过滤分离 系统，对不同水流通道中的含不同浓度的悬浮物进行连续节能过滤分离的方法以及方法实施而使用的不同的滤网过滤装置的构造。
背景技术：
现在我国大部分的湖泊、水库、海洋及河流的水体都已经被外源和内源带入或产生的氮、磷有机物等富营养化物质污染，在水体中产生了蓝藻等高浓度的悬浮污染物，使这些水域的水产生产及风景区的旅游受到极大的影响，特别是在水厂的取水口受到污染后，直接危急到人们的饮水安全。而湖泊、水库、海洋等水体受到富营养污染外源的源头是来自于从城乡厕所排粪管道，到城市污水排污管道，城市污水即使经过现代污水处理厂处理后的出水中仍含有进水中20%的氮，5%以上的磷和90%以上的钾。还有农业使用化肥后未被农作物吸收流失的氮、磷有机物等富营养化物质通过表面流或地下渗透后，所有来源不同的富营养化物质都汇集于河流，沟渠等不同水流通道中形成淤泥等多种不同的高浓度悬浮污染物，不断流入湖泊、海洋中，是湖泊、海洋受纳水体富营养化的主要原因。而将在污水管道、河流等不同水流通道中的淤泥等高浓度的悬浮物污染物从水体中过滤分离出来，能夠从不同的源头上迅速有效地减少污水处理的难度和负荷，也能减少富营养污染物的扩散后对河流、湖泊、海洋水环境的污染破坏。可直接、快速有效地减轻湖水中的氮、磷有机物对湖泊的外源污染，在湖泊、海洋中大规模地过滤分离取出不同的藻类污染物、可直接减少湖泊中的富营养污染物，还能就地产生无藻的清洁水，迅速恢复湖泊、海洋的生态平衡。但现有在水体中拦截蓝藻的技术有釆用不透水或微透水的围隔安装于水下，阻挡漂浮的蓝藻，使大量蓝藻不进入拦网隔离的水域，可将拦网拦截的蓝藻富集于拦网上并导入到指定水域，拦网无过滤功能或是过滤功能低下，仅靠拦截方式存在水藻分离效率低，分离效果不明显，不能达到定质、定量地快速有效地分离水体中的蓝藻，得到大量较高质量清洁水的问题。
现有的在水体中安装使用的滤布转盘器和固定盘片式滤布或片式滤网精密过滤器在过滤时，采用传统的直流过滤方式过滤，也称为死端过滤，滤液垂直于过滤介质的表面流动，水中的杂质固体被网所截留，在聚集在滤网表面上，被过滤压力压迫逐渐形成密实的滤饼，在滤网上所形成的滤饼其比阻非常大，以致过滤水通过滤饼时的平均滤速非常小；使过滤的无效能耗大幅增加，在污水过滤的速度明显减小后，通过不同的滤网清洗装置，进行冲洗，对滤布上形成的滤饼进行冲洗，抽吸或反冲，清除滤饼，使滤网恢复通透性，再继续进行过滤工作，这样完成一个工作周期，反冲洗清除滤饼都是使用间隙性的清洗方式，反冲洗清装置结构和操作动作较复杂，间歇性操作使过滤效率降低。由于设备对含高浓度悬浮物的污水过滤时，设备的过滤效率低下甚至无效，因此现有滤布(滤网)设备在使用时一般要求污水的悬浮物含量一般限制在30mg/l (含固量3/100000)以内，该设备使用时必须经过污水处理沉淀池等设备预处理后的污水再进行过滤处理，才能保证设备正常使用，因此设备主要用于污水处理过程的后端处理。而在污水悬浮物浓度高时，设备过滤组件上的滤饼形成速度快，使用传统过滤设备直接过滤较浓的蓝藻水时，几分钟内设备的过滤水量就明显地减少，要求设备频繁地反冲清洗，使设备的过滤水量大大降低，过滤能耗大大增加。而且反冲及冲洗抽吸装置较为复杂，不能对高浓度污水的进行快速有效地过滤，用于大规模对自然水体过滤时反冲及抽吸装置布置较困难或设备大小形状的原因，设备主要用于污处理厂的深度过滤，适用环境或适用浓度范围较小，用途及使用环境单一，因此少有上述没有 使用设备在其它场合直接用于对高浓度蓝藻或粪便和淤泥等其它高浓污水进行过滤实际应用处理的报道。传统的错流过滤操作较死端过滤复杂，对固含量高于O。5%的料液通常采用错流过滤。传统的错流过滤设备主要有超滤，旋转滤管，陶瓷管设备，要求使用水泵高压，高速地将全部过滤液进行错流过滤，过滤速度要求快，一般要超过5-10米/秒，过滤压力O。Γ0。6Mpa。过滤处理时要求多次循环，因此过滤流量大能耗高，还存在制作具有巨大过滤面积的大型设备会受到过滤介质、设备机壳和安装场地的限制受限制，大规模使用于污水过滤时投资和使用成本很高，因此未见上述过滤设备大规模用于蓝藻污水冶理的报道。现有的鳃式过滤器，振动筛，是一种快速有效的错流过滤设备，在高于水平面上使用平板式的滤网过滤组件，不需循环就可实现大幅度的浓缩过滤清除蓝藻，但是过滤水必须全部抽出水体到达宏安置成水面上滤网设备，扬程高，无法利用自然或人工在湖泊河流中的自然水流的动能或者是人工动力推流水流的动能来进行过滤，因而过滤能耗较高，另外在水面上仅使用平板式的过滤组件，使设备的滤网可承受的过滤压力较小，无法提高过滤压力，和提高单位面积的出水量，当过滤网孔更小时，过滤出水量小，因而限制了设备过滤精度和过滤效率的提闻。因此，发明一种新的过滤分离方法及作为方法实施所使用的安装在水体中不同的滤网过滤装置，目的是将不同的滤网过滤装置安罝在污水管，河流，湖泊中的不同水流通道的水体中，过滤时所使用的装置的滤网的过滤面能夠不断地自动清洁。就能夠在水体中就地利用不同的水流动能低能耗地连续过滤污水，获得大量无悬浮物清洁水，同时可将水体中的蓝藻，淤泥等悬浮物在滤网上成倍地浓缩富集，并将浓缩富集的污染物输送到装置的集污器中，从水体中分离出来。以便于节能高效地将蓝藻或淤泥取出水体或进行其它处理，过滤方法还可应用到生活污水的富营养污染的源头厕所，对厕所粪便或其它高浓度的富营养污染物源直接进行节能高效地过滤分离的方法及本发明方法所适用的装罝十分必要的。发明的方法也可以对于其它行业进行精密的液体和固体的分离使用。

发明内容
本发明的第一目的是提供一种在水体中过滤分离悬浮物的方法及使用的装置，该方法能夠对管道、河流、湖泊中不同的水流通道中的水流中的悬浮物拦截过滤，也能在湖泊和不同的池体，容器中静止的水体或液体中就地过滤分离水体或液体中的悬浮物及细微固定物质。本发明的另一目的是为了配合本发明的方法建立不同的错流过滤系统所使用而制造的滤网过滤装置，装置滤网的过滤精密度高，在过滤时，滤网的过滤面能夠不断地自动清洁，装置滤网能在任向情况下都能过滤多种不同的含高浓度细微悬浮物的污水时，滤网过滤孔都不会被悬浮物堵塞，保证错流过滤系统连续高效地过滤分离不同的水流通水流中的不同浓度的悬浮物。
本发明的方法通过以下步骤过滤分离含悬浮物的污水，以分别获得无悬浮物的清水和浓缩的悬浮物该方法是在原有或新建的不同的水流通道中安置本发明装置的不同形状，不同面积的滤网，装置滤网的过滤面与水流通道中的水流方向呈夹角a，夹角a是O至70度的锐角或者是110至180度的钝角二个角度内的任意角度，装置的滤网的一端连接集污器，还可以连接集水器，也可以同时连接集污器和集水器，这样使不同的水流通道与不同的滤网配合构成了不同的错流过滤系统，错流过滤系统利用了原来或新建的不同的水流通道中由波浪、水位落差等自然水流的动能进行无能耗渗透过滤分离，在静止水体中也可以使用人工动力的推流泵(浆叶)推动水体流动，由推流水流所产生的水流动能作为系统的过滤的能量来进行节能的错流过滤分离，节约由抽水高扬程带来的能耗。在过滤时由装置的滤网对污水中的悬浮物直接进行错流封堵拦截或隔离，清水渗透通过滤网流走或进入装置的集水器达到分流过滤分离的目的，同时由于被滤网封堵拦截或隔离的悬浮物被同时被过滤面表面的水流冲刷沿着滤网的过滤面不断被冲入装置的集污器中或被冲走，而使滤网的过滤面自动保持清洁，滤孔不易被阻塞，在过滤时还可使用装置的滤网强化清洗装置，利用振动或强力冲洗的方将滤网上粘附的悬浮物振脱或冲下再被水流带走，辅助水流清洗滤网，滤网过滤面在任何清况下都能保持清洁，滤孔不被堵塞，达到能节能地连续错流过滤分离水流通道中含高浓度悬浮物的污水的目的。方法还能使用于制药，轻工，，化工，食品等行业，进行不同的液-固分离处理。可以采用以下设备实现本发明所述方法
I :水下斜板滤网过滤装置
设备结构如图I所示，水下斜板滤网过滤装置包括组合式滤网、支架、气襄和转轴。组合式滤网由滤网a (I)、滤网b (2)和滤网C (3)组成，滤网a (I)和滤网c (3)为平板状，滤网b (2)为槽状，滤网a (I)和滤网c (3)之间连接滤网b (2)后通过边框连接成组合式滤网；支架由底部支架(4)和气襄支架(5)组成，底部支架(4)和组合式滤网通过转轴(6)连接，以使组合式滤网能够旋转以调整组合式滤网与水流方向之间的夹角，气襄支架(5) —端与底部支架(4)连接，另一端与气襄(7)连接。可以在滤网c (3)上设振动器(8)，以将附着牢固的蓝藻从组合式滤网上震下。
:水冲厕斜板滤网过滤粪水分离系统
设备结构如图2所示，水冲厕斜板滤网过滤粪水分离系统由板式滤网、水流分布器、集尿池、集粪箱、喷淋器及振动器组成。水流分布器(10)与排粪管道相连呈凹槽状，板式滤网(9)上端与水流分布器(10)的凹槽开口相连，下端与集粪箱(11)相连后呈钝角，在板式滤网(9)的下方设集尿池(12)，在板式滤网(9)和水流分布器(10)连接处的上端设喷淋器(13)，在集尿池(12)里设水泵(14 )，喷淋器(13 )和水泵(14 )通过管道连接。可以在板式滤网(9)上设振动器(8)，以将附着牢固的板式滤网上的粪便从板式滤网上震下。:蜂窝板式的隔藻集水装置
设备结构蜂窝板式的隔藻集水装置由板箱型滤网组件、集水器、撑高支架及振动器组成。板箱型滤网组件由中空的板箱型滤网支撑件(15)和软质滤网(16)组成，软质滤网(16)覆盖中空的板箱型滤网支撑件(15)。板箱型滤网组件安装在撑高支架(17)上，底部设有集水出口( 18)，集水出口( 18)与集水器(19)通过管道连接，集水出口( 18)处设抽水泵(14)。可以在板箱型滤网组件上设振动器(8)，以将附着牢固的蓝藻从组合式滤网上震下。:转刷筒式滤网错流过滤装置
设备结构如图4所示，转刷筒式滤网错流过滤装置由中空圆锥筒型滤网、旋转刷、浆片、清水池和污水池间隔板、进水口及污水出口组成。中空圆锥筒型滤网(20)底部呈锥形，在中空圆锥筒型滤网(20)内部设有旋转刷(21)，在中空圆锥筒型滤网(20)侧面旋转刷(21)的上面设与进水管(28)相连的进水口(22)，在中空圆锥筒型滤网(20)底部设与排污管(27)连通的污水出口(23)，旋转刷(21)由底部设有浆片(24)的旋转轴(25)带动，浆片位于污水出口(23)处。在设进水口(22)的中空圆锥筒型滤网(20) —侧设清水池和污水池间隔板(26)以使清水池和污水池相隔离，进水管(28)穿过清水池和污水池间隔板(26)与进水口(22)相连。:推流筒式滤网超声波振动装置
如图5所示，推流筒式滤网超声波振动装置由外桶、内部圆形带网滤桶、外桶支架、内桶支架、超声波振动板及循环泵组成。外桶(29)通过外桶支架支撑(31)，内部圆形带网滤桶(30)安装在外桶(29)内部，底部通过内桶支架(32)支撑，超声波振动板(33)安装在内桶支架(32 )上，循环泵(34)安装在外桶(29 )侧下方，循环泵(34)进水口( 35 )位于外桶与内桶之间，出水口(36)伸至内部圆形带网滤桶(30)内部。由于本发明方法及装置釆用了将装置不同形状，不同面积的滤网精密滤网直接安置于自然或人工多种不同的水流通道的水流中或水体中，形成不同大小，不同形式的错流过滤系统，滤网直接对水流通道中的污水进行错流过滤，在过滤同时滤网可以不断地被水流冲洗自动保持清洁，使方法及装置适用污水含悬浮物浓度和规模的上限大大提高，适用污水含悬浮物的品种多，因此该方法可以在自然湖泊及各种污水通道中的不同浓度的污水过滤分离处理上直接应用，同时该方法通过在水流通道的水流中或湖泊，池体的水体中安装具大面积的滤网的装置和大型集污器或集水器，构成大型节能的错流过滤系统，因此系统可以大规模地利用河流，湖泊等不同的水流通道中的落差，波浪等自然势能推动的水流的动能作为过滤分离水体中悬浮物的能量，就能夠大规模无能耗或低能耗地釆用外滤和内滤不同的方式过滤分离湖泊水体中的蓝藻，从而大幅节约传统设备壳体及占地的投资和扬升抽水过滤运行能耗的费用，方法可通过湖泊中建立的不同构成的系统，将系统分离出来的淸水循环流回湖中或取出利用，同时将滤网拦截过滤浓缩分离出来蓝藻或淤泥由滤网过滤面导入系统具有其它物理，生化或生态功能的大型集污器中进行其它处理或利用。因此本发明可为湖泊、海洋含藻污水的就地快速，大规模处理和利用提供了多种具体的低能耗的过滤分离处理方法及使用的装置。同样使用该方法及装置也可以对污水源头如排粪或排污管道，到污水汇集地河流，湖泊中含粪便，淤泥或蓝藻的不同品种，不同浓度悬浮物的污水进行无能耗或低能耗的多种形式的精密错流过滤分离处理，从不同的源头上直接拦截过滤分离水体中的悬浮物或固体污染物，迅速减轻多种富营养物污染物进入不同的水体后给污水处理和环境带来的压力。由于本发明的过滤方法是使用装置不同形状，不同大小的滤网，以不同方式安装于各种的不同水流通道的水流中，或在湖泊、池溏的静止的水体中构成不同规模的错流过滤系统，通过这些不同的错流过滤系统就地过滤分离不同水流通道中的含悬浮的污水。与 现有技术相比本发明的方法及所使用的装置同时满足了，本发明方法在过滤时不受污水中含悬浮物浓度及规模的限制，不受传统错流过滤设备高压和高流速要求的限制，在自然落差I厘米的水滴落在滤网上的压力和在滤网表面以5厘米/秒的流速下都可以正常过滤，开启振动器时，对水流速度要求更低可低至，因此2厘米/秒。可以利用几乎任何速度的不同的自然水流动能进行无能耗过滤，在静止的水体中，水可以自然渗滤透过滤网，只需用泵推流少量的水，就可以使过滤网表面形成不同速度的，无需循环的错流过滤方式节能过滤，只间歇消耗少量的能耗，大幅度地节约过滤分离的能耗。在应用环境和应用针对的污水的品种及规模上等方面扩大了过滤方法的适用性，还可用于其它用途的固液分离。方法所使用的设备设备结构更筒单，制造和使用方便，滤网形状及过滤方式多样化，建造及使用成本较低，方法的使用的环境适应性好，尤其适合是对湖泊，河流中的污水进行大规模的过滤分离，大大扩展了方法及装置的使用领域，提高了本发明方法及装置的适用性。


图I为水下斜板滤网过滤装置结构示意图。图2为水冲厕斜板滤网过滤粪水分离系统结构示意图。图3为蜂窝板式的隔藻集水装置结构示意图。图4为转刷筒式滤网错流过滤装置结构示意图。图5为推流筒式滤网超声波振动装置结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。本发明方法所述的水流通道，是指原有或新建的河道，污水管道，通道，也可以新建地面上或地下，在湖泊的风浪水流的水域的水体中或水面上。所述的错流过滤系统是将装置的滤网安装在现有的水流通道中或与水流通道相连接，也可以将装置的滤网安装在静止不动的水体中隔离新建的水流通道中，装置滤网的过滤面与水流方向呈夹角a，夹角a是O至70度的锐角或者是110至180度的钝角二个角度内的任意角度而构成。所述的设备过滤所需进水及克服滤网阻力的能量，主要由原来或新建水流通道中所存在的不同势能提供，也可由在静止水体中建成水道中的由推流泵提供。所述安装在水流通道中或与水流通道相连接的设备由滤网(1)，集污器或集水器(2)，设备支架(3)，滤网强化清洗装置(4)。所述的滤网(1)，是由不同形状的滤网組件由扣件固定安装在支架(2)上，再由集水器和集污器(2 )连接构成，设备至少由滤网与集水器和集污器(2 )连接构成。所述的由集水器和集污器(2)可以是水槽，水管，也可以是不同的池体，容器及水体中的分隔区。
所述的设备的支架(3)是由不同材料和不同扣件所制成的不同的框架。框架可以完全固定，也可以是绕一中轴转动的框架。所述的滤网强化清洗装置(4)是振动器或高压泵。使用振动，或水流，气流强力冲洗滤网，可以在滤网上固定使用，也可移动使用。所述的I为滤网组件是通过扣件与滤网支撑件组合而成的板式或管式，板箱式等结构的组件。所述的错流自净滤网的精密过滤设备的所述的，的编织滤网是指现有的金属或非金属编织筛网或滤布，筛网孔径由100 1400目。所述的扣件4为螺丝、支撑弹簧、压力支撑件或管件套箍。本发明的方法的工作及使用装置的制造原理
由于柔性编织滤网工艺成熟，有大量不同精密度、不同规格、不同材质的编织滤网可供选用，编织滤网在过滤时滤网的水阻力低，清水渗透率高，易清洗。因此我们发明使用装置的滤网(I)是采用柔性编织滤网与刚性支撑件复合制成，可以方便地制成不同形状，不同过滤精度，不同面积的硬质滤网过滤组件，大型滤网可由不同的滤网组件连接构成，在使用时可以根据不同水流通道提供的可安置滤网水下空间及水流量和含悬浮物浓度及过滤获取目标的不同，设计将装置的不同形状，不同过滤面积的滤网(I)使用支架(4)直接在湖泊，河流中及污水管道中不同的水流通道或与污水通道相连接，构成不同的错流过滤系統，来达到不同的过滤要求。与传统错流和滤网过滤设备不同的是，将我们发明使用装置的滤网(I)安装在现有不同的水流通道，或在湖泊、池体的水体中或水面上的空间新建的水流通道里或与这些水流通道连接，在水道中由滤滤分隔形成清水区和污水区，滤网的过滤面与水流通道中的水流的方向呈夹角a，夹角a几乎是除垂直角度以外的任意角度安置，就可以构成不同大小、不同形式、不同使用目的的滤网错流过滤系統，系統安装的滤网(I)过滤面积比传统的错流过滤设备的过滤面积大，过滤不必反复循环进水，污水依靠水体的重量和水下流动产生的自然压力渗透过滤，可在较小的流速和压力下渗滤方式一次过滤就可获得设计所要求的水量，因为过滤压力较小不易在滤网上形成密实滤饼，不同的是料液流经滤网过滤面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走或流入装置的集污器，使滤网不断地自净，系統装置的滤网暴露在水体或空间里，安装维护方便，同时也有利于使用固定安装或移动使用的滤网强化清洗装置(3)使用振动，喷洗，擦洗方式对滤网直接强化清洗，保证滤网过滤孔不被堵塞，这样就能对流入系统的污水进行不同规模、不同要求的连续的过滤分离。当不同速度的污水流入滤网错流过滤系統时，大量清水渗透通过滤网，由于滤网与含悬浮物污水的水流切线接触，被滤网拦截或阻隔而被浓缩的悬浮物被水流不断地冲刷沿着滤网过滤面引导的不同的任意方向被冲走或冲至筛网一端的集污器(2)中，使滤网过滤面自动保持清洁，在错流水流清洗滤网不彻底时，还可使用辅助强化自净装置(4)，在过滤的同时强力振动，刷洗或者用气或水冲洗滤网，可使滤网上残留和不易清除的污染物被清除离开滤网，与错流水流一齐强制性清除过滤网表面的滤泥，保证设备在过滤工作时滤网在任何情况下不会被污染物堵塞，因此过滤出水量对给料浓度的变化不敏感，不会因为过滤时悬浮物浓度高而迅速减少过滤水量。因此方法适合自然或人工不同水流通道中，任意水量和任意浓度污水的过滤分离。大型的蓝藻过滤分离系统的建立是利用湖泊或河流，池体的巨大的水域空间安装置大面积的滤网，滤网布置面积和安置方式，可以不受传统设备壳体及安装地点限制，滤网可以制作成不同形状板制或中空的过滤组件，用串连或并联的形式组合成不同的大小不同 面积的滤网，以适合过滤湖面波浪推流，湖水出口势能推流，或静止湖水建立的推流泵推流的不同水流通道，所产生的不同流量的含悬浮物的污水，在水体中建立不同大型的蓝藻错流过滤分离系统，建设成本低、可以方便地利用不同的自然势能，或者推流泵节能地将污水流进入不同的错流过滤分离系统，通过系统就地分离过滤将蓝藻与清水分离，可获得初步浓缩的蓝藻与清水、根据不同的需要，系统使用的装置是不同的，装置滤网的滤网与集污器相连接，可以达到浓缩收集水体中的蓝藻或淤泥等悬浮物的目的，装置滤网的滤网与集水器连接时，可以达到隔离水体中的悬浮物，收集清水的目的。装置滤网的滤网同时与集污器和集水器相连接时则可以同时收集清水和浓缩的悬浮物。在构成的大型错流过滤系统中，由于系统设置的滤网的过滤面积大，过滤效率高，过滤时水流中的清水可以在低压条件下一次性地渗透通过滤网，而低压过滤使滤网拦截滤泥不会滤网上在形成坚实的滤饼，容易被低速的水流带走，因此系统不受传统错流过滤设备高压和高流速要求的限制，可以在低压低速的条件下无需多次循环错流过滤不同浓度的污水。过滤时水流中的悬浮物被滤网错流过滤系统的滤网拦截过滤，在滤网过滤面上浓缩的悬浮物与透过滤网的大量清水同时分别被装置引导流向不同的指定位置，可以通过设备的不同的集水器或集污器单独或同时收集清水或浓缩的悬浮物，达到就地进一步处理或利用的目的，特别是设备的集污器除一般的容器外，还可使用现有或新建的具有沉淀，浮升，厌氧，好氧及植物生态处理池，也可以是湖中围隔的一个区域，及捞藻船等作为设备的集污器，使蓝藻或清水在集污器或集水器中贮存的同时进一歩得到进一步的浓缩或其它不同功能池的物理，生化处理，由于系统中大型集水器和集污器的使用，使系统污水处理使用的物理方法与生化，生态方法结合协同起来在湖泊的污水处理的同时就地利用清水和富营养化污染物。同样将装置的滤网安装在不同的污水通道中或与污水通道连接，也可以形成不同的过滤系统，从源头上不同的环节将污水富营养化的主要来源粪便、淤泥等细微固体污染物从水体中过滤分离取出，直接快速地减少污水处理及河流、湖泊等水环境的负荷。
本发明方法基于上述原理，可以为快速、高效、高质量、节能地大规解决湖泊蓝藻污染这一难题提供了多种具体的应用方法及所使用的不同构造的装置。所述水流通道可以是自然湖泊或海洋中风浪推动水流动的一片区域，也可以是自然河道，人工渠道或管道，除传统材料外还可用滤网制成不同形状不同大小的水流通道。所述的错流过滤系统，是在水体中由一个或多个，单一的或是不同形状的滤网过滤装置组成。所述的滤网可以是任意形状的滤网。所述的装置的过滤方式可汄以采用外滤和内滤的不同方式。所述的滤网可以安置于水流中的任何位置，滤网安置也可从水流的水体空间连接到高于水流水平面的空间里。
所述设备的集污器除一般的容器外，还可使用现有或新建的具有沉淀，浮升，厌氧，好氧及植物生态处理池，也可以是湖中围隔的一个区域，传统材料外还可用滤网制成不同形状、不同大小的容器及池体作为集污器使用。所述的滤网强化清洗装置可以固定安装在滤网支架上，也可以使用可移动的装置，移动对滤网过滤面强化清洗。所述的除振动和喷洗装置外，还可使用擦洗装置。实施例I :水下斜板滤网过滤装置
设备结构如图I所示，水下斜板滤网过滤装置包括组合式滤网、支架、气襄和转轴。组合式滤网由滤网a (I)、滤网b (2)和滤网c (3)组成，滤网a (I)和滤网c (3)为平板状，滤网b (2)为槽状，滤网a (I)和滤网c (3)之间连接滤网b (2)后通过边框连接成组合式滤网；支架由底部支架(4)和气襄支架(5)组成，底部支架(4)和组合式滤网通过转轴(6)连接，以使组合式滤网能够旋转以调整组合式滤网与水流方向之间的夹角，气襄支架(5) —端与底部支架(4)连接，另一端与气襄(7)连接。可以在滤网c (3)上设振动器(8)，以将附着牢固的蓝藻从组合式滤网上震下。使用方法将上述水下斜板滤网过滤装置安置在湖水中，使连接组合式滤网和底部支架(4)的转轴(6)平置于湖底，调整组合式滤网和底部支架(4)之间的角度使组合式滤网与波浪水流呈160度的钝角，调整气襄(7)的气量使滤网b (2)及滤网c (3)高于水面。当波浪推动蓝藻冲向滤网a (I)时，滤网a (I)拦截过滤蓝藻，蓝藻在滤网a (I)上方的顶端逐渐密集成层，波浪大时水流推动密集的蓝藻湧入滤网b (2)，冲过滤网b (2)的蓝藻被滤网c (3)拦截后回流到滤网b (2)中。当附着在组合式滤网上的蓝藻厚时，开启振动器(8 )进行振动，使粘附的蓝藻脱离滤网。有益效果
I、水下斜板滤网过滤装置构造简单，各滤网可由不同形状滤网过滤组件构成，成型多样化，安装使用方便，组合式滤网可在水下延伸以增加过滤面积，滤网b (2)除过滤功能外，还可作为蓝藻的集污器和输送槽使用，在贮存和输送过程中，继续发挥过滤浓缩的作用。2、可以将转轴(6)直接放置于湖水中，使波浪水流方向与滤网的过滤面呈钝角。调节气囊气量，就可调节滤网b (2)高出水面或低于水面，同时可调节装置的滤网与水流的角度a呈钝角。3、将使用400目的不锈滤网制成上述装置，安置在迎西南风方向的湖岸边的湖水中，距离滤网前方20米远的湖水中的水体含藻浓度为O。01%，蓝藻在斜板滤网前上方的水面上逐渐密集成层，浪大时水流推动这些浓密的蓝藻湧过滤网上的横槽(集污器2)被横槽上方的斜板滤网阻止迴流到横槽中。2个小时后取水测定，开启装置上的振动器，振动滤网2分钟。测定结果为在集污器(2)(横槽)中的水里含藻浓度为I。8%，在集污器下面的滤网过滤面前的藻水浓度为O。5%，过滤结果是，除藻率达99%以上，同时将在水中的蓝藻由滤网拦截浓缩50倍，在水面上的滤网集污器将收集在集污槽内再浓缩到180倍。可使用极小的能耗达到了过滤除藻，得到清水的目的。取滤网背面透过的清水检测，测定结果COD的为16。TNI。6，TP O。08。通过滤网过滤，使含藻水的的污染指标由地面自然水的劣五类标准降到三类水的标准值内。4根据上述结果表明，可以将湖泊风浪推动水流动的一片区域作为水流通道，在水体中布置多个连接在一齐的水下斜板或其它形状滤网过滤装置，形成大面积的滤网，在湖泊中用装置的滤网分隔出一片清水区，形成一个大型的错流过滤系统，系统将滤网展开成线排列过滤，改变了捞藻船游动过滤捞藻的模式，系统利用湖泊中波浪推动含藻污水的水流自动通过系统错流过滤，可对大面积水域的蓝藻自动持续地进行低能耗过滤，大量的不含藻的清水源源不断地渗透通过滤网，流入滤网隔离出来的清水区里，清水区的清水可 直接作为水产养殖或景观水就地或推流到其它水域利用，不断输出走清水还能使系统的藻水分离效率大幅提高。而被滤网拦截过滤蓝藻等悬浮物，则被波浪水流不断地冲刷沿滤网过滤面冲到的滤网上部的集污器中，在装置的集污槽中进一歩被成倍浓缩，成倍减少后处理藻浆的数量，可将集污器中的浓缩的悬浮物不断取出水体或输送转移到设计的大型水生植物水或厌氧沼气集污器中就地利用，定时使用移动的振动器或喷洗对系统大型滤网强制清洗，就可实现污水中的悬浮物的无能耗或低能耗的过滤分离，系统能不间断地产生大量无藻清水和浓缩的蓝藻浆，系统可自动将水体中的蓝藻浓缩几十至上千倍，因此定时将浓缩的蓝藻浆取出水体可以大幅减少抽藻工作量和节约相应的能耗。方法可达到由湖泊中波浪推动藻水不断循环流入系统，在系统里不间断地使水体中的富营养物自动快速地减量，产生大量清水流回湖中或就地利用，在循环的同时迅速恢复滤网隔离的清水区里的水产生产和生态平衡的有益效果。实施例2 :水冲厕斜板滤网过滤粪水分离系统
设备结构如图2所示，水冲厕斜板滤网过滤粪水分离系统由板式滤网、水流分布器、集尿池、集粪箱、喷淋器及振动器组成。水流分布器(10)与排粪管道相连呈凹槽状，板式滤网(9)上端与水流分布器(10)的凹槽开口相连，下端与集粪箱(11)相连后呈钝角，在板式滤网(9)的下方设集尿池(12)，在板式滤网(9)和水流分布器(10)连接处的上端设喷淋器(13)，在集尿池(12)里设水泵(14 )，喷淋器(13 )和水泵(14 )通过管道连接。可以在板式滤网(9)上设振动器(8)，以将附着牢固的板式滤网上的粪便从板式滤网上震下。使用方法水冲厕斜板滤网过滤粪水分离系统在使用时由排粪管将粪尿和水从板式滤网顶端流下，尿液和冲厕水透过板式滤网进入集尿池中，而粪便沿斜板被水流推动滑入集粪箱中，无需抽水加压即可完成粪与水尿的自动分离，每小时定时同时开启装置上振动器和喷淋器，抽少量的水喷淋将粘在滤网上的粪便洗脱滑落进入集粪箱。有益效果I、经测定，装置使用100目的滤网系统过滤后，厕所原来化粪池中的有机质COD1800mg/L, TN 500 mg/L, TP 50 mg/, TK80 mg/L经滤网分离后集尿池中的有机质COD396mg/L ,TN 55 mg/L，TP 40 mg/L %，TK17。6mg/L。系统过滤对粪便富营养物的去除率为 COD 78%, TN 11%, TP 80%, TK 22%。2、水冲厕斜板滤网过滤粪水分离系统的分离过程简单，粪水分离效果好，滤网除斜板形状外，还可制成槽形管形等形状，适合不同的水冲厕所使用，如果利用滤网错流过滤系统过滤分离不同水冲厕的粪便，系统利用排粪管中水流的势能过滤，只有振动器和喷淋器间断性地消耗少量电能，因此分离耗能很小，装置上的振动器和喷淋器保证了粪便不会因间断冲水干燥粘在滤网上阻塞过滤，斜板滤网过滤粪水分离系统，不限于水冲厕使用，还可以用于泡沫节水厕所及其它污水使用，达到节能分离回收液体和固体物质，方便利用的目的。3、由于粪尿量仅占生活污水的1%，却含有机物COD总量的59%，N总量的94%，P总量的80%，K总量的76%，通过我们发明的方法从源头上进行快速简单的过滤分离，使粪便直 接被取出水体不再随水流扩散，将使生活污水中的COD和P減少40%左右，从而可显著降低污水处理的难度和处理能耗及费用，使整个水体环境的富营养物污染负荷大大降低，还为回收粪便中氮磷等资源循环利用提供了方法及装置。4，将上述斜板错流系统与节水泡沫厕坑结合作为泡沫节水厕斜板错流粪尿分离系统，可以将粪便和尿液分离，达到100%清除粪尿对水体的污染，同时可以方便地分别对尿液和粪便进行回收利用。实施例3 :蜂窝板式的隔藻集水装置
设备结构蜂窝板式的隔藻集水装置由板箱型滤网组件、集水器、撑高支架及振动器组成。板箱型滤网组件由中空的板箱型滤网支撑件(15)和软质滤网(16)组成，软质滤网(16)覆盖中空的板箱型滤网支撑件(15)。板箱型滤网组件安装在撑高支架(17)上，底部设有集水出口( 18)，集水出口( 18)与集水器(19)通过管道连接，集水出口( 18)处设抽水泵(14)。可以在板箱型滤网组件上设振动器(8)，以将附着牢固的蓝藻从组合式滤网上震下。使用方法将撑高支架(17)安置于含藻河流中的底部，板箱型滤网组件的一端迎着水流方向使滤网的过滤面与水流方向呈O角度，集水器(19)开ロ高于水面，形成蜂窝板式的错流隔藻集水系统，系统工作吋，含藻污水流过滤网时，清水由于水压无能耗地滲透通过中空板箱型滤网组件的过滤面进入箱体中，再由集水管引导进入集水器中被不断抽取出利用，而水中的蓝藻则被中空的板箱型滤网组件过滤阻隔不会向中空滤网内滲透，被中空的板箱型滤网组件过滤面阻隔蓝藻不断被水流冲走，滤网自动保持清洁，定时开启装置上的振动器强制振落滤网上的蓝藻和其它阻塞物，保持滤网清洁。有益效果
1，使用800目的不滤锈钢丝编织滤网制成的上述装置安置于含藻率为O。01%的藻水水流中，形成蜂窝板式的隔藻集水系統，取出装置集水器的清水检测，測定结果COD为12。ΤΝ1。3，TP O。05。达到自来水厂水源地可用水的标淮，抽水实验表明，滤网的単位过滤水量为2。3立方/小时。2小时后水量略有減少，通过振动器振动2分钟后，抽水量恢复。隔藻集水系統安装在自来水厂等单位的取水口前，为单位从含藻水中大量取得无藻清洁水提供了一种新的方法，減少了直接抽取藻水利用的前处理投资及运行费用。2、板箱，管式，槽形等形状的中空滤网可安置于湖泊或者是不同水池水体中的任意位置，可以由集水管密集并联多个中空的过滤组件形成的滤网，与单板式滤网相比，可以在一定水域空间中安置最大面积的滤网，从单位体积的空间获得最大量的清水，集水管安置于中空滤网的下方，方便更换维修过滤组件，也方便使用移动式的滤网强化清洗装置使用，滤网装置釆用外滤式过滤，使滤网中空部份成为与其相连接的集水池的一部份，清水泵安装于撇ロ的集水容器中，不与滤网直接密封连接，不会形成过高的过滤压力，清水利用水体中的自然压カ渗透进入滤网的中空部分，可避免中空滤网中被抽成真空后带来气泡和过大的负压过滤使滤网过滤面上形成密实滤饼的不良状况发生。3、蜂窝板式的隔藻集水装置可以安置于河流中、也可以安置于湖泊或不同水处理池的进水或出水ロ处的狭窄空间里构成的蜂窝板式的错流隔藻或隔污集水系统。滤网与污水O角度接触，使污染物很难在滤网过滤面上停留，最容易被水流冲走，过滤取得清水只有振动器消耗少量电能，在平静的湖水中建立蜂窝板式的错流隔藻集水系统，可以在蜂窝板式的隔藻集水装置上同时安装固定的过滤面喷淋器和振动器，集水工作开展时只需开启过滤面喷淋器的小水泵，推动滤网表面的水以5厘米/秒的速度向前运动，就可形成错流渗 滤，就可以不间断由系统从蓝藻污水中收集获得清水。4也可将上述蜂窝板式的隔藻集水装置安置于河流中、也可以安置于湖泊或不同水处理池的进水或出水ロ处的狭窄空间里构成的蜂窝板式的隔藻集水装置反过来利用，将污水引入蜂窝板式滤网的中空的空腔内部，形成内滤式的蜂窝板式的隔藻集污系统，拦截过滤收集不同水流通道中的蓝藻或淤泥。实施例4 :转刷筒式滤网错流过滤装置
设备结构如图4所示，转刷筒式滤网错流过滤装置由中空圆锥筒型滤网、旋转刷、浆片、清水池和污水池间隔板、进水口及污水出口組成。中空圆锥筒型滤网(20)底部呈锥形，在中空圆锥筒型滤网(20)内部设有旋转刷(21)，在中空圆锥筒型滤网(20)侧面旋转刷(21)的上面设与进水管(28)相连的进水口(22)，在中空圆锥筒型滤网(20)底部设与排污管(27 )连通的污水出口( 23 )，旋转刷(21)由底部设有浆片(24 )的旋转轴(25 )带动，浆片位于污水出ロ(23)处。在设进水口(22)的中空圆锥筒型滤网(20)—侧设清水池和污水池间隔板(26)以使清水池和污水池相隔离，进水管(28)穿过清水池和污水池间隔板(26)与进水口(22)相连。使用方法上述设备工作时，通过清水池和污水池间隔板(26)将污水池和清水池隔离，污水通过进水管(28)进入中空圆锥筒型滤网(20)，旋转轴(25)带动旋转刷(21)作旋转运动，污染物留在中空圆锥筒型滤网内沉到底部通过浆片(24)进入排污管。清水通过中空圆锥筒型滤网后进入清水池。有益效果圆形筒式滤网制作简单，与污水管道连接方便，过滤体系采用内滤过滤方式，滤网的中空部份与沉淀集污池相连接，使中空滤网同时发挥了阻碍污染物的集污过滤功能和污染物的管道输送功能，使水处理的效率和质量同步堤高，而与滤网连接的集污池也发挥了使悬浮物自然沉淀的功能，使体系的容污量大为增加，取出污染物的水份減少。使用该体系吋，不增加设备占池位罝，増加能耗极小。装置的旋转刷可直接接触清洗滤网，使用方便，耗能极小，增加连接在转铀上的浆片，可以在静止的水体中推动水流旋转错流过滤。装置可安装于静止水体的湖泊、池体中，还可以安装于药物提取罐等反应釜中，形成大小不同，使用目的不同的错流过滤系统，系统可动态地过滤出无细微固体的清液，将细微固体留于体系之中。实施例5 :推流筒式滤网超声波振动装置及在植物提取中的应用
如图5所示，推流筒式滤网超声波振动装置由外桶、内部圆形带网滤桶、外桶支架、内桶支架、超声波振动板及循环泵组成。外桶(29)通过外桶支架支撑(31)，内部圆形带网滤桶(30)安装在外桶(29)内部，底部通过内桶支架(32)支撑，超声波振动板(33)安装在内桶支架(32)上，循环泵(34)安装在外桶(29)侧下方，循环泵(34)进水口(35)位于外桶与内桶之间，出水ロ(36)伸至内部圆形带网滤桶(30)内部。使用方法上述推流筒式滤网超声波振动装置可以应用在植物提取中，使用吋，采用1400目 2800目的不锈钢丝织滤网简，3000HZ的超声波振动板，将要提取的中药粉倒入内部圆形带网滤桶内，注入液体，开启药罐加温装置、超声波振动板和循环泵，提取工作 完成吋，关闭超声波和水液泵，将提取液抽出后，再将渣子从出渣ロ排出。有益效果使用超声波动态循环设备可将萃取、提取、过滤等生产エ艺一歩完成，大大节省了原材料和工作时间，工作效率比一般多功能提取设备提高了 50% 100%，提取率比传统エ艺显著提高达30— 60%。使用本滤网超声波振动装置安装成提取设备，可将原设备改造成新型的超声波循环精密错流过滤设备，达到或超过现有超声波提取设备的使用效果，通过使用我们发明的方法及装置对设备改造后，可以获得以下有益效果。I、提取药物，是由滤网与超声波振动板紧密连接包围住药粉，使药粉密集集中覆盖于振动板上或在滤网上，形成一个吸能包围圈，超声波振动能可直接传导致药粉上，通过钢制的滤网介质的传导的振动能扩散成形成包围药粉的能量围，包围药粉，使药粉直接吸收振动量的面积増大，达到更快，更好的超声波聚能效果。2、超声波振动通过金属支架直接传导到滤网上，由回流液错流清洗滤网，同时振动不间断地清洗滤网，所以过滤体系的可用至精密度高达2800目的高精密度滤网不会被超细粉碎的药粉阻塞，使超细粉碎的药粉可以提高药粉有效物的提取率和节约提取时间，提取液不含悬浮物，节约传统エ艺中的过滤设备及过滤费用。3、使用我们的装置在提取罐中形成滤网超声波振动装置及所形成的体系，滤网除简体型状外，还可制成篮式，板式滤网，安装在现有不同型号提取罐的罐体中，再安装好超声波振动器及水泵或浆叶就可将原设备改造成具有超声提取和错流精密过滤功能的设备，由于利用了原设备的罐体，因此设备改造成本比新购同类设备成倍降低，由于原料本身就浸于在原设备的罐体中的大量提取液中，只需使用浆叶或小水泵慢速推流就可将滤网中原料浸出的有效成份推流浸透通过滤网，比同类设备节约循环泵电循与费用，我们发明的方法及装置，除制药行业外，还可用于食品，香料行业的浸提设备改造。
权利要求
1.ー种水体中过滤分离悬浮物的方法，其特征在于，直接在自然形成或人工建造的不同的水流通道中，直接过滤装置的滤网安装在水流通道中的水流中，滤网的过滤面与过滤面表面的水流的方向呈夹角a，夹角a是O至70度的锐角或者是110至180度的钝角ニ个角度内的任意角度，装置的滤网(I)与不同的水流通道共同构成不同的错流过滤系统，错流过滤系统利用不同的水流通道中水流自身具有的水流动能，使清水透过滤网流走或由集水器(2)收集，滤网封堵拦截或隔离过滤含有悬浮水流中的悬浮物，被滤网封堵拦截或隔离的悬浮物被其余的水流冲刷沿着滤网过滤面被冲到设备的集污器(2)中或被冲走，而使滤网(I)在过滤时不断地被水流冲刷自动清洁，还可使用装置的滤网强化清洗装置(4)强化辅助水流清洗滤网(1)，水流中的被滤网(I)过滤浓缩的悬浮物与大量清水分别流向不同位置得到连续地过滤分离，清水和浓缩的悬浮物可以单独或同时得到收集或利用。
2.ー种实施权利要求I所述方法所采用的水下斜板滤网过滤装置，其特征在于，包括组合式滤网、支架、气襄和转轴，组合式滤网由滤网a (I)、滤网b (2)和滤网c (3)组成，滤网a (I)和滤网c (3)为平板状，滤网b (2)为槽状，滤网a (I)和滤网c (3)之间连接滤网b (2)后通过边框连接成组合式滤网；支架由底部支架(4)和气襄支架(5)组成，底部支架(4)和组合式滤网通过转轴(6)连接，以使组合式滤网能够旋转以调整组合式滤网与水流方向之间的夹角，气襄支架(5) 一端与底部支架(4)连接，另一端与气襄(7)连接。
3.ー种实施权利要求I所述方法所采用的水冲厕斜板滤网过滤粪水分离系统，其特征在于，水冲厕斜板滤网过滤粪水分离系统由板式滤网、水流分布器、集尿池、集粪箱、喷淋器及振动器组成，水流分布器(10)与排粪管道相连呈凹槽状，板式滤网(9)上端与水流分布器(10)的凹槽开ロ相连，下端与集粪箱(11)相连后呈钝角，在板式滤网(9)的下方设集尿池(12)，在板式滤网(9)和水流分布器(10)连接处的上端设喷淋器(13)，在集尿池(12)里设水泵(14)，喷淋器(13)和水泵(14)通过管道连接。
4.ー种实施权利要求I所述方法所采用的蜂窝板式的隔藻集水装置，其特征在于，蜂窝板式的隔藻集水装置由板箱型滤网组件、集水器、撑高支架及振动器组成，板箱型滤网组件由中空的板箱型滤网支撑件(15)和软质滤网(16)组成，软质滤网(16)覆盖中空的板箱型滤网支撑件(15)，板箱型滤网组件安装在撑高支架(17)上，底部设有集水出口(18)，集水出口(18)与集水器(19)通过管道连接，集水出口(18)处设抽水泵(14)。
5.ー种实施权利要求I所述方法所采用的转刷筒式滤网错流过滤装置，其特征在干，转刷筒式滤网错流过滤装置由中空圆锥筒型滤网、旋转刷、浆片、清水池和污水池间隔板、进水口及污水出ロ组成，中空圆锥筒型滤网(20)底部呈锥形，在中空圆锥筒型滤网(20)内部设有旋转刷(21)，在中空圆锥筒型滤网(20)侧面旋转刷(21)的上面设与进水管(28)相连的进水口(22)，在中空圆锥筒型滤网(20)底部设与排污管(27)连通的污水出口(23)，旋转刷(21)由底部设有浆片(24)的旋转轴(25)带动，浆片位于污水出口(23)处，在设进水ロ(22)的中空圆锥筒型滤网(20)—侧设清水池和污水池间隔板(26)以使清水池和污水池相隔离，进水管(28)穿过清水池和污水池间隔板(26)与进水口(22)相连。
6.ー种实施权利要求I所述方法所采用的推流筒式滤网超声波振动装置，其特征在于，推流筒式滤网超声波振动装置由外桶、内部圆形带网滤桶、外桶支架、内桶支架、超声波振动板及循环泵组成，外桶(29)通过外桶支架支撑(31)，内部圆形带网滤桶(30)安装在外桶(29)内部，底部通过内桶支架(32)支撑，超声波振动板(33)安装在内桶支架(32)上，循环泵(34)安装在外桶(29)侧下方，循环泵(34)进水口(35)位于外桶与内桶之间，出水ロ(36)伸至内部圆形带网滤桶(30)内部。
7.ー种实施权利要求I所述方法所采用的滤网是合成纤维或者是不锈钢纤维编织的滤网，滤网的过滤精度是100目-2800目。
8.ー种实施权利要求I所述方法采用的滤网过滤装置在过滤时要求滤网表面的水流速度大于2厘米/秒。
全文摘要
本发明涉及一种水体中过滤分离悬浮物的方法及使用的过滤装置，具体技术是直接过滤装置的滤网安装在水流通道中的水流中，滤网的过滤面与过滤面表面的水流的方向呈夹角a，夹角a是0至70度的锐角或者是110至180度的钝角二个角度内的任意角度，装置的滤网与不同的水流通道共同构成不同的错流过滤系统。本发明所述方法和设备可广泛用于湖泊蓝藻、下水道粪水、污水处理厂及植物药提取。
文档编号B01D29/13GK102824781SQ201210348328
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者郑向东, 丁毅力, 董文基, 杨霄 申请人:郑向东