[发明专利]组合式膜/生物分解过滤

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理，更具体而言，涉及生物分解过滤与膜过滤系统的组合。

背景技术

家用废水处理系统是在没有下水管道连接的地区处理家庭废水的常用方法。家用废水处理系统通常包括经过处理的或部分经过处理的废水的就地排放。尽管非常希望将来自这些系统的水回用于家中，但由于经过处理的废水质量不稳定以及难于确保回用的水的安全性而受到阻碍。

美国专利No.5,633,163描述了一种典型的生物分解过滤系统。该生物分解过滤系统包括在同一过滤器床层中同时处理废水和固态有机废物，该过滤器床层具有顶部、底部以及正在分解及已分解的固态有机废物的连续层。过滤器床层中固态有机废物的分解程度从过滤器的顶部到底部不断增大，在床层的底部固态有机废物完全分解。过滤器床层中含有一个生物源，其维持过滤器床层处于空气和液体可渗透的状态。将废水和固态有机废物加到过滤器床层的较上层，以使废水渗透过过滤器床层。过滤器床层维持在需氧状态，处理后的废水以基本纯净的状态自过滤器床层的底部引出。在该处理工艺中增加膜可极大地改善水质并除去病原体，从而使回用成为一种可行的选择。

由于过滤系统很可能被用于家用或用于偏远地区，因而希望提供这样一种膜过滤器，该过滤器能够被整合到处理罐中而使其结构紧凑，并且能够自反洗，而无需复杂的控制器、阀以及计时器。希望通过简单的部件即可进行所述系统的控制操作，例如液压阀和止逆阀以及仅带有控制泵运行所需的控制部件如浮动开关或液位开关的泵。此外，如果对于家用情形仅有有限的条件来有效地处置反洗废水，则希望将反洗废水通过循环回过滤器床层的方式而作进一步处理。

发明内容

本发明的一个目的为克服或改进现有技术的至少一项缺陷，或者提供一种有用的替换方案。

一方面，本发明提供一种废水处理系统，包括

a)一个生物处理组件；

b)向所述生物处理组件供给废水的输入装置；

c)包括一个或多个中空可渗透膜的膜过滤器设备，该设备的进料侧与所述生物处理组件处于流体连通；

d)与所述膜设备相连，并可选择性地操作来通过以下方式提供过滤操作的泵装置，所述方式即通过形成跨过所述膜壁的压差而使进料液体从所述生物处理组件流至所述膜壁的进料侧，并从所述膜壁的滤出侧移出滤液。

优选地，所述生物处理组件为需氧堆肥床层。

优选地，该系统还包括用于接收从所述膜的滤出侧移出的滤液的滤液容器。该系统优选包括与所述泵装置流体连通的阀装置，用于逆转施加于所述膜壁的压差，并通过使滤液从膜壁的滤出侧流到膜壁的进料侧而形成膜的反洗。

优选地，所述阀装置包括一个压力响应阀，该压力响应阀对施加于控制端的流体压力作出响应而关闭。优选将压力响应阀的一个进口与所述泵装置的一个出口相连，压力响应阀的一个出口连至所述膜设备，并将控制端连至所述泵装置的出口。优选地，该阀装置还包括具有第一和第二端以及一个出口端的方向控制阀，其中该阀在第一端的流体压力高于第二端的流体压力时作出响应，使流体从第一端流至出口端，同时关闭第二端，并在第二端的流体压力高于第一端的流体压力时作出响应，使流体从第二端流至第一端，同时关闭出口端。优选将该方向控制阀置于压力响应阀和膜设备之间，使压力响应阀的出口与第二端相连，膜设备与第一端相连，并使出口端与滤液容器流体连通。

在一个优选的方面，滤液容器是封闭的，可操作泵装置以从滤液容器中移出滤液，以便该移出操作形成所述跨过所述膜壁的压差。优选地，滤液容器可通过气体截止阀选择性地封闭，所述气体截止阀可使气体自容器中排出但阻止气体进入容器中。

在本系统的一种操作方式中，在过滤操作过程中压力响应阀关闭，使方向控制阀的第一端的流体压力随着滤液容器内流体压力的下降而超过第二端的流体压力。这导致滤液从膜设备流过方向控制阀的第一端和出口端而进入滤液容器中。当需氧堆肥床层中进料液体的液面降到预定高度以下时泵装置停止运行。这导致压力响应阀的控制端的压力释放并使阀打开。当泵装置重新开始运行时，压力响应阀在初始时仍保持打开，直至在控制端有足够的压力累积时该阀关闭。在上述初始打开的时间内，通过泵装置向方向控制阀的第二端施加的流体压力超过第一端的压力，致使出口端关闭，并使滤液从滤液容器经方向控制阀的第二和第一端流回膜设备。由此形成膜设备的反洗。

在另一个优选的方面，可操作泵装置而使进料液体在加压下提供到所述膜的进料侧，以形成所述跨过膜壁的压差。在该方面，可再提供一个泵装置，以逆转施加于所述膜壁的压差，并通过使滤液从膜壁的滤出侧流到膜壁的进料侧而形成膜的反洗。