CN102616887B - 一种带提升泵房的浸没式膜滤池及其产水方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带提升泵房的浸没式膜滤池，其特征在于进水室与膜滤池之间通过进水堰连接，产水管与出水总渠连接，产水管出口设有挡水堰板，出水总渠与出水总管连接，进水堰高度高于挡水堰板高度，该膜池一端设有提升泵房，出水总渠延伸至提升泵房内，提升泵房内设有提升泵，出水总渠通过提升泵与出水管连接，出水管再与出水总管连接，在出水总管上形成旁路。本发明的优点在于取消了单格滤池产水管上并联的抽吸水泵，依靠提升泵房降低出水总渠水位实现膜产水的完全虹吸自流，单格滤池设备简单、控制管理方便，适应性更强，节能效果更好。提升泵房内水泵台数较少，投资、能耗减少，运行管理方便。

Description

一种带提升泵房的浸没式膜滤池及其产水方法

技术领域

本发明涉及一种水处理常用构筑物，具体涉及恒液位控制虹吸自流的浸没式膜滤池，特别涉及一种带提升泵房的浸没式膜滤池及其产水方法。

技术背景

膜技术是21世纪的水处理工艺，尤其以微滤、超滤膜在市政工程水处理中应用最为广泛，浸没式膜是其中常用的一种。以浸没式膜为过滤介质的滤池称为膜滤池。由于膜滤池配套设备相对简单，单池水量相对较大，对来水水质要求不高等优点，被广为采用。由于膜制作材料、制作工艺及成本等因素，膜通量往往取值较大，跨膜压差也较大，因此目前国内外采用的膜滤池均采用水泵“抽吸”的方式克服跨膜压差。随着膜技术的发展，膜的生产成本大为降低，特别是国产大通量、低压差、低成本的膜技术日益成熟，使得利用虹吸自流克服膜压差取代传统的泵抽吸成为可能。这样可以大大降低因水泵运行带来的无效能耗，降少设备投资和运行维护工作。若冬季水温较低、虹吸自流不足以满足产水量要求时，也可以设置并联的水泵抽吸旁路系统，必要时切换到水泵抽吸。由于泵抽吸每格滤池均需设置水泵及切换阀门等，设备较多、造价较高、管理较麻烦。并且由于受水泵选型的影响，单格滤池水量往往做不大，因此规模较大的水厂膜滤池格数会很多，设备就更多。 发明内容

本发明的目的是提供一种带提升泵房的浸没式膜滤池，在膜滤池一端集中设置提升泵房，利用水泵抽吸提升作用降低出水总渠内水位，以扩大膜滤池虹吸自流的水位高差，起到提高产水量的作用。

为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：一种带提升泵房的浸没式膜滤池，包括进水总渠，与进水总渠连接的进水室，与进水室连通的膜滤池，膜滤池内设有浸没式超滤膜组件，浸没式超滤膜组件与产水管连接，产水管穿过膜滤池池壁后，与出水总渠连接，其特征在于进水室与膜滤池之间通过进水堰连接，产水管出口设有挡水堰板，出水总渠与出水总管连接，进水堰高度高于挡水堰板高度，该膜池一端设有提升泵房，出水总渠延伸至提升泵房内，提升泵房内设有提升泵，出水总渠通过提升泵与出水管连接，出水管再与出水总管连接，在出水总管上形成旁路。根据本发明的一个实施例，多格膜滤池并联成单排或双排，每格滤池设置进水堰和液位仪，每格滤池通过一根产水管与出水总渠连接，每根产水管上设置受对应液位仪信号控制的调节阀门，产水管还设置抽真空管。滤池进水堰与产水管出口挡水堰板高差3～6m，挡水堰板顶到出水总渠渠底高度差一般为1~2m。

本发明的另一目的在于提供一种带提升泵房的浸没式膜滤池的产水方法，利用水泵抽吸提升作用降低出水总渠内水位，以扩大膜滤池虹吸自流的水位高差，起到提高产水量的作用。

为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：一种带提升泵房的浸没式膜滤池的产水方法，其特征在于原水通过的进水总渠进入单池进水室，通过进水溢流堰进入单格滤池，膜产水通过产水管进入到出水总渠，产水管出口处设有挡水堰板，单池进水室内设有液位仪，产水管上设有受相应液位仪控制的调节阀门，当单格进水室内液位连续升高，高于液位上限，说明出水小于进水，则与之对应的控制阀门开大一个刻度，反之当单格滤池内液位连续降低，低于液位下限，则与之对应的控制阀门关小一个刻度，以实现池内液位恒定，进而实现单格滤池恒液位等速过滤，并且在不开泵时实现虹吸自流运行；当各格膜滤池产水管调节阀开启度大于调节阀开启上限，而滤池内水位仍不断上升超出液位上限时，则开启提升水泵；在提升水泵运行状态下，当产水管调节阀门在较低开启度下液位仍持续下降低于液位下限时，则应当关闭提升水泵，恢复到虹吸自流运行。

本发明的关键是将滤池出水总渠降低到需要的足够深度并设置提升泵房，在提升泵房抽吸时总渠内产水管出口挡水堰板与进水堰形成落差用以克所需最大跨膜压差；出水总渠可为压力式（渠内水位可能超过顶板），在跨膜压差较小时出水总管可以完全虹吸出流。本发明设置进水堰，并在产水管上设置调节阀门，利用进水堰与出水总渠道的水位高差虹吸自流，并通过控制调节阀门控制每格膜池内液位恒定，以达到恒速过滤目的。本发明的优点在于取消了单格滤池产水管上的抽吸水泵，依靠提升泵房降低出水总渠水位实现膜池完全虹吸自流，单格滤池设备简单、控制管理方便，适应性更强，节能效果更好。提升泵房内水泵台数较少，投资、能耗减少，运行管理方便。

附图说明

图1为本发明一实施例的带提升泵房膜滤池平面图。

图2为图1的A－A剖面图。

图3为图1的B－B剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。

本发明为一种带提升泵房的浸没式膜滤池，包括进水总渠1，与进水总渠1连接的进水室3，与进水室3连通的膜滤池5，膜滤池5内设有浸没式超滤膜组件6，浸没式超滤膜组件6与产水管7连接，产水管7穿过膜滤池池壁后，与出水总渠9连接，其特征在于进水室3与膜滤池5之间通过进水堰4连接，产水管7出口设有挡水堰板8，出水总渠9与出水总管15连接，进水堰4高度高于挡水堰板8高度，该膜滤池5一端设提升泵房16，出水总渠9延伸至提升泵房16内，提升泵房16内设有水泵，出水总渠通过水泵与出水管18连接，出水管18再与出水总管15连接。根据本发明的一个实施例，多格恒液位虹吸自流浸没式膜滤池并联成单排或双排与提升泵房组成膜滤池，单格滤池设置进水堰、液位仪，产水管上设置调节阀门10和抽真空管14，实现恒液位出流；出水总渠落深与进水堰落差加大，以克服所需最大跨膜压差。膜滤池一端设提升泵房，出水总渠延伸至提升泵房内，需要时切换为水泵抽吸降低出水总渠水位，提升后再回到出水总管。

本发明将出水总渠适当降低，产水管出口挡水堰板顶与进水堰板高差可以满足最不利条件下的跨膜压差（一般为3~6m），当水泵抽吸水位降低时仍可以满足出水量，产水管出口的挡水堰板顶到渠底高差（最小水深）应满足提升泵房抽水时的过流要求（一般为1~2m），出水总渠顶板可以承受反向压力，以适应低水量低跨膜压差时水位的抬升，满足虹吸自流。

本发明同时将传统滤池设置进水堰以均衡各滤格之间待滤水量加上恒液位控制以保证过滤速度恒定的理念引入到膜滤池，形成恒液位虹吸自流膜滤池。同时取消传统滤池出水室和出水堰，降低出水总渠的高度，取消每格膜滤池设置的抽吸水泵，改为在膜池一端集中设置提升泵房，利用水泵抽吸提升作用降低出水总渠内水位，以扩大膜滤池虹吸自流的水位高差，起到提高产水量的作用。出水总渠上设置出水总管，在渠内水位允许时自流出水，出水总管上设置单向阀或电动（气动）阀。出水总渠延伸至提升泵房内，提升泵房内设若干台水泵，单泵出水管设单向阀或电动（气动）阀，汇成一根出水管后接至出水总管阀门后，经水泵提升后泵房出水管接至出水总管，可实现自流出流和泵提升的切换，仍可以做到减少水泵运行节省能耗的目的。

本发明中，产水管上设置带位置控制器的电动或气动蝶阀，在液位信号的控制下实现阀门开度调节。调节方式以事先设定的液位为基准，波动范围为±50mm，当滤池内液位连续升高，高于基准线50mm（液位上限），说明出水小于进水，则控制阀门开大一个刻度，反之当滤池内液位连续降低，低于基准线50mm（液位下限），则关小一个刻度，以实现池内液位恒定，进而实现膜滤池恒液位等速过滤。单格滤池刚开始投入运行时调节蝶阀起始开启角度一般设为15o~20o，调节刻度一般以90o的1~2%为一个刻度，由液位信号闭环控制。一般情况下当各格膜滤池产水管调节阀开启度已大于60%（调节阀开启上限），而滤池内水位仍不断上升超出设定值时，应当开启提升水泵。在提升水泵运行状态下，当产水管调节阀门在较低开启度（如小于10%）下液位仍持续下降低于液位下限时，则关闭提升水泵，恢复到虹吸自流运行。提升泵房水泵可采用常规离心泵、混流泵或轴流泵，单泵流量可以做大，台数减少。本发明滤池出水总渠应当是压力渠，以适应渠内水位较大的变幅。

如图1所示实施例为一个带提升泵房的膜滤池， 6格膜滤池5双排布置组成膜滤池，一端布置提升泵房18。膜滤池5的进水总渠1设置进水阀2，进入单池进水室3，通过进水溢流堰4进入滤池5。滤池5内设置浸没式膜组件6，膜产水进入产水管7，进入到出水总渠9，产水管下端设置挡水堰板8。产水管7通过真空管14抽气后形成产水通路，产水管7上抽真空管14之后设置调节阀门10。滤池5通过设置排水阀门12进入到排水总渠13。每格滤池设置液位仪11，通过液位信号控制调节阀门10的开启度。出水总渠道9延伸至提升泵房16，出水总渠9接出出水总管15，提升泵房16内设3台水泵17，从出水总渠9上吸水提升后汇成一根出水管18，汇到出水总管单向阀或电动（气动）阀门19之后，单台水泵出水管上设单向阀或电动（气动）阀20，与阀门19实现切换。

在该实施例中单格膜滤池长8400mm，宽3800mm，内设双排共8列浸没式超滤膜组件，每一组件膜面积约2520m²（外径），总膜面积20160m²，设计过膜通量35 l/m²h，单格设计产水量约1.69万m³/d，总产水量约10万m³/d，设计通量时跨膜压差约2~3m。各膜组件通过产水支管连接到单格产水管上，单格产水管管径DN500，产水管上设置DN500带位置控制器的电动或气动阀门，最高点设置DN50抽真空管和阀，进水采用闸板阀，尺寸500×500mm，排水采用闸板阀，尺寸600×600mm。双排滤池中间设置出水总渠道，出水总渠相对落深，与进水堰形成足够高差。产水管直接伸到出水总渠底部，产水管出口设置挡水堰板，滤池进水堰与产水管出口挡水堰板高差3～6m。出水总渠宽度为4m，深度为2.5m，为承压式，以适应渠内水位较大变幅。滤池一端布置提升泵房（可包括鼓风机、配电等等），出水总渠道接至提升泵房，并接出DN1200出水总管，提升泵房内设3台水泵2用1备（可带变频调速），水泵从出水总渠道上吸水，各水泵出水管汇成一根出水管后接至出水总管。滤池出水总管上设置单向阀或电动（气动）阀，每台水泵出水管上设置单向阀或电动（气动）阀，方便自流出流和泵提升的切换。本发明提升泵房可以与气、水反冲洗、化学清洗、配电间等等组合布置以适应各种需要，出水总渠适当位置上设置反冲洗泵还可以防止渠内出现死水。本发明可用于新建水厂，也可用于老水厂的改扩建中与原系统高程匹配。本发明中不涉及膜滤池膜组件的拆装、膜反冲洗、化学清洗等等其它方面，可按通常的方式设置。

Claims (3)

1.一种带提升泵房的浸没式膜滤池，包括进水总渠，与进水总渠连接的进水室，与进水室连通的膜滤池，膜滤池内设有浸没式超滤膜组件，浸没式超滤膜组件与产水管连接，产水管穿过膜滤池池壁后，与出水总渠连接，出水总渠与出水总管连接，产水管上设有抽真空管，其特征在于进水室与膜滤池之间通过进水堰连接，产水管出口设有挡水堰板，进水堰高度高于挡水堰板高度，该膜滤池一端设提升泵房，出水总渠延伸至提升泵房内，提升泵房内设有提升泵，出水总渠通过提升泵与出水管连接，出水管再与出水总管连接，在出水总管上形成旁路，利用提升泵抽吸提升作用降低出水总渠内水位，以扩大膜滤池虹吸自流的水位高差。

2.按权利要求1所述的膜滤池，其特征在于多格膜滤池并联成单排或双排，每格膜滤池通过进水堰与一个进水室连接，进水总渠与该多个进水室连接，每格膜滤池通过一根产水管与出水总渠连接，每格膜滤池还设有液位仪，每根产水管上设置受液位仪信号控制的调节阀门，产水管一端与浸没式超滤膜组件连接，产水管另一端直接伸到出水总渠底部。

3.一种带提升泵房的浸没式膜滤池的产水方法，其特征在于原水通过的进水总渠进入单池进水室，通过进水溢流堰进入单格滤池，膜产水通过产水管进入到出水总渠，产水管出口处设有挡水堰板，单池进水室内设有液位仪，产水管上设有受相应液位仪控制的调节阀门，当单格进水室内液位连续升高，高于液位上限，说明出水小于进水，则与之对应的控制阀门开大一个刻度，反之当单格滤池内液位连续降低，低于液位下限，则与之对应的控制阀门关小一个刻度，以实现池内液位恒定，进而实现单格滤池恒液位等速过滤，并且在不开泵时实现虹吸自流运行；当各格膜滤池产水管调节阀开启度大于调节阀开启上限，而滤池内水位仍不断上升超出液位上限时，则开启提升水泵，降低出水总渠内水位，以扩大膜滤池虹吸自流的水位高差；在提升水泵运行状态下，当产水管调节阀门在较低开启度下液位仍持续下降低于液位下限时，则关闭提升水泵，恢复到虹吸自流运行。