本发明提供的一种新型浸没式超滤过滤装置，包括主体、外侧预过滤单元、膜组件过滤单元、出水管路和气冲单元；所述外侧预过滤单元设于主体的侧壁上；所述膜组件过滤单元设于主体内，并与出水管路连接；所述气冲单元与主体底部连接；主体顶部设有空气阀、底部设有泄废阀。该装置结构紧凑、占地面积小、使用方便、运行灵活、处理成本低、出水水质高，适用进水水质范围广，具有较好的推广应用前景。
1.一种浸没式超滤过滤装置，其特征在于：包括主体(1)、外侧预过滤单元(2)、膜组件过滤单元(3)、出水管路(4)和气冲单元(5)；所述外侧预过滤单元(2)设于主体(1)的侧壁上；所述膜组件过滤单元(3)设于主体(1)内，并与出水管路(4)连接；所述气冲单元(5)与主体(1)底部连接；主体(1)顶部设有空气阀(6)、底部设有泄废阀(7)；所述外侧预过滤单元(2)为孔径为2-10微米的316L不锈钢滤布，外侧预过滤单元(2)的面积与膜组件过滤单元(3)的膜丝总面积比值为1:50～1:1000之间；所述膜组件过滤单元(3)为帘式膜组件或外压式柱状膜组件；所述气冲单元(5)为脉冲曝气装置，所述气冲单元(5)包括气冲管路(8)及设于气冲管路(8)上的空气泵(9)；所述气冲单元(5)的过滤阶段脉冲频率采2
用30s-60s，反洗阶段采用1-5s；所述气冲单元(5)的气冲强度为在15-30L/m·s。
2.根据权利要求1所述的一种浸没式超滤过滤装置，其特征在于：空气阀(6)设于装置最高处，其所连管路标高高于装置最高水位5-10cm。
3.根据权利要求1所述的一种浸没式超滤过滤装置，其特征在于：泄废阀(7)的直径应满足10s内排除膜组件反冲洗水量要求。
4.一种利用权利要求1至3任一项所述的装置过滤的方法，其特征在于：
1)过滤：打开空气阀，利用外侧预过滤单元对待处理水初步过滤后，再利用膜组件过滤单元进行终端过滤；在过滤过程中利用气冲单元充气清洗，冲击膜表面所形成的滤饼层促进超滤过滤过程，延长膜反冲洗周期；
2)反冲洗：关闭空气阀，利用反洗水泵进行水冲5-10s，期间利用气冲单元进行脉冲气冲，打开泄废阀排除部分反冲洗废水；关闭泄废阀，继续水冲和脉冲气冲30-50s；当外侧预过滤单元内外压力相同或相近时，由于整个装置处于密闭状态，脉冲气冲洗所形成的短时压力将装置内的水反向压出外侧预过滤单元，达到针对外侧预过滤单元的反冲洗目的。
一种浸没式超滤过滤装置
技术领域
[0001] 本发明属于水处理领域，特别涉及一种新型浸没式超滤过滤装置及方法。
背景技术
[0002] 目前超滤膜过滤工艺在水处理领域中应用广泛，而浸没式超滤膜工艺由于对于现有工艺改造具有较好的适应性而受到关注。浸没式超滤膜组件形式主要有帘式和柱状2种，其应用形式主要是将膜组件直接置于膜池之内，通过泵的抽吸作用形成过滤。为确保膜的使用寿命、避免超滤膜的污染，常需将进水通过保安过滤器之类的预处理措施处理之后再进入膜池。
[0003] 在实际应用中，为充分利用膜池的水力停留时间，常需在膜池内投加一定的水处理药剂、材料(例如混凝剂、氧化剂以及粉末活性炭)来改善超滤出水的基本水质，取得了较好的处理效果，但是由此也带来了超滤膜过滤负荷的显著增加，常需通过剧烈的曝气搅动来确保超滤的过水水量，但应用结果仍然不太理想，容易造成膜的损伤和膜污染问题。因此，迫切需要研发一种新的浸没式超滤膜过滤的装置或方法，以便能够有效适应这一新的应用环境。
发明内容
[0004] 发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够应用于高浑浊度、高悬浮物环境的新型浸没式超滤膜过滤装置。
[0005] 技术方案：本发明提供了一种新型浸没式超滤过滤装置，包括主体、外侧预过滤单元、膜组件过滤单元、出水管路和气冲单元；所述外侧预过滤单元设于主体的侧壁上；所述膜组件过滤单元设于主体内，并与出水管路连接；所述气冲单元与主体底部连接；主体顶部设有空气阀、底部设有泄废阀。
[0006] 作为改进，所述外侧预过滤单元为孔径为2-10微米的316L不锈钢滤布，外侧预过滤单元(2)的面积与膜组件过滤单元的膜丝总面积比值为1:50～1:1000之间。
[0007] 作为另一种改进，所述膜组件过滤单元包括帘式膜组件或外压式柱状膜组件。作[0008] 为另一种改进，所述气冲单元为脉冲曝气装置，所述气冲单元包括气冲管路及设于气冲管路上的空气泵；所述气冲单元的过滤阶段脉冲频率采用30s-60s，反洗阶段采用2
1-5s；所述气冲单元的气冲强度为在15-30L/m·s。
[0009] 作为另一种改进，空气阀设于装置最高处，其所连管路标高高于装置最高水位5-10cm。
[0010] 作为另一种改进，泄废阀的直径应满足10s内排除膜组件反冲洗水量要求。
[0011] 本发明还提供了一种利用上述的装置过滤的方法，具体为：
[0012] 1)过滤：打开空气阀，利用外侧预过滤单元对待处理水初步过滤后，再利用膜组件过滤单元进行终端过滤；在过滤过程中利用气冲单元充气清洗，冲击膜表面所形成的滤饼层促进超滤过滤过程，延长膜反冲洗周期；
[0013] 2)反冲洗：关闭空气阀，利用反洗水泵进行水冲5-10s，期间利用气冲单元进行脉冲气冲，打开泄废阀排除部分反冲洗废水；关闭泄废阀，继续水冲和脉冲气冲30-50s；当外侧预过滤单元内外压力相同或相近时，由于整个装置处于密闭状态，脉冲气冲洗所形成的短时压力将装置内的水反向压出外侧预过滤单元，达到外侧预过滤单元的反冲洗目的。
[0014] 有益效果：本发明提供了一种新型的浸没式超滤膜过滤装置，该装置结构紧凑、运行灵活、出水水质好，适用水质范围广，具有较好的推广应用前景。
[0015] 本发明在传统超滤膜过滤的基础上，增设了外侧预过滤单元，从而使超滤膜装置可以处理高悬浮物浓度的水，大大拓展了其应用场所，并可实现超滤膜过滤与其它工艺的组合使用。
[0016] 本发明通过将装置设置成密闭装置，从而避免了外来物质的污染，并可通过运行条件的调整形成负压过滤，并实现超滤膜膜丝和外侧预过滤单元滤布的同时反冲洗。
[0017] 本发明通过将超滤膜膜丝和外侧预过滤单元滤布按一定面积比例设置从而实现其有相近的反冲周期，进而实现利用超滤膜反冲洗的气洗和水洗来实现滤布的反冲洗，降低反冲洗过程水耗和气耗，提高产水率。
[0018] 本发明在超滤膜正常过滤阶段利用脉冲空气进行定时气洗，从而可以提高超滤膜的反冲洗周期，同时可降低膜污染；反洗阶段利用脉冲曝气可在强化反洗效果的同时，降低空气消耗量。
[0019] 本发明通过设置排废阀，可定期清除系统内导致膜污染的杂质，从而延长装置的反冲周期，并延长膜的使用寿命。
附图说明
[0020] 图1为本发明新型浸没式超滤膜过滤装置的结构示意图。
[0021] 具体实施方式下面结合附图对本发明做出进
[0022] 一步说明。
[0023] 新型浸没式超滤过滤装置，见图1，包括主体1、外侧预过滤单元2、膜组件过滤单元3、出水管路4和气冲单元5；外侧预过滤单元2设于主体1的侧壁上；膜组件过滤单元3设于主体1内，并与出水管路4连接；气冲单元5与主体1底部连接；主体1顶部设有空气阀6、底部设有泄废阀7。
[0024] 膜组件过滤单元3为外压式柱状膜组件，可选地，其也可以根据需要任意选择，优选帘式膜组件或外压式柱状膜组件。
[0025] 气冲单元5为脉冲曝气装置，包括气冲管路10及设于气冲管路10上的空气泵11。空气阀10设于装置最高处，其所连管路标高高于装置最高水位5-10cm。泄废阀7的直径应满足10s内排除膜组件反冲洗水量要求。
[0026] 本发明中，外侧预过滤单元2为不锈钢滤布，其孔径为2-5微米；外侧预过滤单元2的面积与膜组件过滤单元3的膜丝总面积比值为1:50～1:1000之间，以该面积比例设置能够实现超滤膜膜丝和外侧预过滤单元滤布有相近的反冲周期，降低反冲洗过程水耗和气耗，提高产水率。
[0027] 利用上述的装置过滤，具体为：
[0028] 1)过滤：打开空气阀，利用外侧预过滤单元对待处理水初步过滤后，再利用膜组件过滤单元进行终端过滤；在过滤过程中利用气冲单元充气清洗，脉冲频率采用30s-60s，2
气冲单元5的气冲强度为在15-30L/m·s，冲击膜表面所形成的滤饼层促进超滤过滤过程，延长膜反冲洗周期；
[0029] 2)反冲洗：出水管路4上可接上反冲水泵，利用出水管路4和反冲水泵组成反冲洗装置；关闭空气阀，利用反洗水泵进行水冲5-10s，期间利用气冲单元进行脉冲气冲，脉冲频率采用1-5s，打开泄废阀排除部分反冲洗废水；关闭泄废阀，继续水冲和脉冲气冲30-50s；当外侧预过滤单元内外压力相同或相近时，由于整个装置处于密闭状态，脉冲气冲洗所形成的短时压力将装置内的水反向压出外侧预过滤单元，达到外侧预过滤单元的反冲洗目的。
