CN102633394A - 一体化的混凝超滤-浸没膜组联合水净化系统 - Google Patents

Abstract

一体化的混凝超滤-浸没膜组联合水净化系统，在膜池(6)内安装浸没式膜组件(5)，浸没式膜组件(5)中装填滤料，由浸没式膜组件(5)底部连接到膜池(6)引出出水管(10)，另外，水源(7)经过管线经过混凝剂药箱(8)后接入膜池(6)内的浸没式膜组件(5)下方，浸没式膜组件(5)上端开口，浸没式膜组件(5)壁以及在膜池(6)内的底部部分封闭。采用双级氧化+双级过滤十精细过滤+高级活性炭吸附十管网消毒+废水净化，高效去除氨氮，转化溶解性有机物成微生物细胞固体，有效的清除原水中的各种污染物质及微生物，然后通过膜技术去除水中的悬浮物、胶体和细菌，尤其适用于水源受到有机物、氨氮、藻类等微污染情况下的小型饮用水处理。

Description

一体化的混凝超滤-浸没膜组联合水净化系统

技术领域

本发明涉及国际专利分类C02F水的净化处理技术领域，尤其是一体化的混凝超滤-浸没膜组联合水净化系统。

背景技术

     现有技术中，作为饮用水源，微污染水源水是指水源受到有机物、氨氮、藻类等微污染的水，简称原水。 这种水不能直接作为饮用水使用，必须进行处理，使上述污染物得到去除，符合 饮用水标准才行。目前，对于这种微污染水源水的处理方法是常规处理前设置生 物预处理单元。该方法是当前给水处理去除水中氨氮和有机物的有效手段，且有 助于改善水的理化性质和利于后续工艺的运行。但是后续常规工艺需投加混凝剂 和预加氯。所以用这种方法得到的饮用水口感差，而且由于混凝剂投加后导致排 泥量大。也可以在常规工艺后设置深度处理，深度处理包括膜过滤等。膜技术是饮 用水处理中的热点，是水处理领域近10年来最重要的技术突破。MF膜和UF膜 可截留水中绝大部分悬浮物、胶体和细菌，但是不能去除氨氮，对水中有机物去 除率不高。总之，至今为止还没有既能保持饮用水好的口感和高的水质，又能使 处理简单，成本低廉以及投资省的处理方法。

饮用水处理技术发展较快，在对保证了城镇饮用水处理以后，农村的饮用水处理也大范围的展开，国内水厂基本都采用常规水处理工艺，其主要目的防止如霍乱、痢疾、伤寒等水介烈性细菌性传染病的流行。但是，对典型水源的水厂工艺情况的调查结果表明大部分水厂处理工艺以常规工艺“混凝＋沉淀＋过滤＋消毒”为主，只有个别水厂由于当地水源水质的特性采用了其他技术措施；在混凝＋沉淀＋过滤＋消毒模式中，一般不采用预氧化剂种类，或者使用氯或高锰酸钾；混凝剂通常采用硫酸铝、三氯化铁、氯化铝、聚铝；有时使用助凝剂聚丙烯或活化硅酸；滤料种类选用超级石英砂、均质石英砂、石英砂+无烟煤、锰或无烟煤；滤池种类选用普通快滤池、虹吸滤池、双阀滤池、无阀滤池、V型滤池；消毒剂一般选用氯。在一些水源水质较好的水厂中，采用“微絮凝过滤＋消毒工艺；对于采用地下水作为水源的水厂，一般只采用消毒工艺；另外相对与常规工艺，也有“混凝＋气浮＋过滤＋消毒”工艺运行。

 由此可见，现有水厂所采用的处理工艺主要为 200 年前的常规处理工艺，某水厂出水水质数据中看出，其水质出水水质条件较好，但是研究显示当出水浊度为 0.1～0.2NTU 时，无论时传统水处理工艺还是直接过滤都能达到 99.9％的贾第虫去除率。该水厂出水的颗粒计数在 130 个/L 左右，颗粒数超过 100 个/L 时水中贾第虫和隐孢子虫存在几率较高。另外由于常规过滤工艺对细菌等生物指标去除效果较差，需要投加大量的消毒剂进行消毒，从而生成过多的消毒副产物，影响出水安全。

公知的饮用水处理工艺为混凝—沉淀—过滤—消毒，通过向原水 中投加一定量的混凝剂，如聚合氯化铁、聚合氯化铝等，使水中的颗粒物质、 胶体等聚集成大的絮体，再经过沉淀，得到去除，水中剩余的微小颗粒通过 介质过滤方式，如沙滤等去除，出水再经过消毒，供给居民作为饮用水使用。 这样的工艺的装置占地面积大，不能适应大量分散居住的或小乡镇的农村居 民对饮用水的需求；而且对去除原水中的体积小、耐氯能力强的微生物的能 力较弱。

由于生活饮用水卫生标准不断提高和水源污染的加剧，常规水处理工艺已不能满足处理要求，相关多项改进技术正在进入实施阶段，比如超滤工艺饮用水处理新工艺较具有代表性，但超滤工艺在推广应用过程中存在着膜污染和由此导致的运行费用提高及膜寿命缩短等问题。本项目采用浸没式模组合工艺和混凝超滤工艺，出水水质稳定、安全可靠，出水水质优于《生活饮用水卫生标准》要求。

由于单独使用超滤膜过滤原水极易使膜受到污染，使膜的渗透通量及截留率等性能发生改变，膜的使用寿命缩短，极大地影响了超滤技术的实际应用。淹没式中空纤维膜过滤装置对有机物的去除效果也不理想，不能可靠地保证出水有机物浓度，出水有机物浓度随进水有机物浓度的升高而升高。因此，分析膜污染的原因以及采取相应的清洗措施和防治对策使膜性能得到部分或完全恢复十分必要。事实上，膜污染清洗的研究已成为膜分离技术研究中的一个热点问题。由于膜污染的问题还没有得到很好的解决，膜价格还较高，加之我国的膜工艺在给水处理中的应用还刚刚起步等原因，所以将膜技术用于大型水厂的深度处理上还存在一定的困难。

为了解决膜污染问题，一方面可以通过改善超滤膜的操作模式，改进超滤膜清洗方式控制膜污染，另一方面则可加强对超滤膜的组合工艺的研究，以达到使超滤膜充分发挥固液分离作用，并且减少膜污染的目的。

对超滤膜进行清洗是保证膜性能、提高透液通量的有效方法。膜的清洗方法根据膜的性质和处理料液的性质来确定，分为物理清洗和化学清洗。物理清洗包括净水冲洗、反洗、混入空气反洗、超声波清洗和海绵球清洗等。化学清洗包括酸洗、碱洗、表面活性剂、鳌合剂、氧化还原法以及酶洗涤剂等复配方法。对于污染层中最外边的松散污染层，水力清洗非常有效;对于污染层中的静电吸附层和与静电吸附层牢固吸附的表面层，在不破坏膜结构的基础上，单一化学清洗剂中十二烷基磺酸钠 (SDs)的清洗效率最高，而且SDs对膜本身没有破坏作用。不同组合方式的联合清洗效果明显优于单一化学清洗剂。可先用Na0H溶液清洗，再用SDS溶液清洗，最后采用去离子水进行反冲洗。也可采用自来水清洗，NaOO溶液浸泡，H2504的顺序对超滤膜进行化学清洗，膜通量基本恢复。去离子水对于没有吸附在膜上的物质有一定的去除能力，因而在采用化学清洗法之前先用去离子水清洗，可以减少化学清洗剂的用量。超滤膜的再生就是设法消除膜表面形成的凝胶层。而破坏凝胶层首先要破坏蓄积在膜表面及膜孔内的物质的相互结合;其次是对阻塞在膜孔内的大分子物质进行进一步降解，最后以大量的水冲洗，以达到消除阻塞物，再生超滤膜的目的。超滤膜再生的常用方法主要有:热去离子水再生法、酶再生法、洗涤剂清洗再生法、稀酸再生法、稀碱再生法、过氧化氢再生法以及酸性臭氧溶液再生法等。

另外，虽然混凝超滤工艺出水水质较好。内压膜出水浊度在0.1NTU以下，出水浊度与预处理情况相关性较差，在膜完整的情况下，出水中每毫升中大于2μm颗粒数小于1个；CODMn的去除也可以达到50%以上，主要取决于预处理工况，。外压膜出水效果较内压膜略差，但是浊度情况并没有差别，颗粒数在10～20个/mL之间；CODMn的去除率在50%左右。有机物的去除率随着原水有机物含量的增加而增大。膜系统和常规水处理比较，膜系统出水理化指标上主要在浊度、有机物、铁以及氯化物去除上优势较大，其他理化指标差别不大。膜系统在无消毒的情况下大肠杆菌和细菌的去除与常规水处理工艺相差无几，但是膜系统不典型大肠杆菌的去除效果较差，仍需投加少量的消毒剂进行消毒。

    总之，在现有技术中，较为理想安全的饮用水净化技术较少公开。

相关专利文献包括：专利申请号200610023790跌水曝气生物预处理－超滤组合饮用水净化工艺，是一种微污染水源水净化处理技术。首先构建多级跌水曝气生物预处理装置，然后将待处理的原水一次提升，经逐级跌水充氧和生物接触氧化预处理去除了水中的大部分氨氮，将微量溶解性有机物转化成微生物细胞，先由保护性装置多孔陶粒滤池过滤后，再进入超滤膜组件，使水中的微量有机物、氨氮、颗粒物、绝大部分悬浮物、胶体和细菌等物质降低到满足饮用水水质标准。

专利申请号200420109820一种采用超滤膜法的针对饮用水处理的装置。一种针对饮用水处理的组合式超滤膜法处理装置，包括氧化装置，与氧化装置相连的是混凝装置，混凝装置的另一端与超滤膜组件和消毒装置相连，各装置之间采用管道、阀、仪表依次相连；所述的氧化装置包括氧化剂药箱和氧化剂投机计量泵，所述的混凝装置包括混凝剂药箱、混凝剂投加计量泵和反应池，所述的反应池内设有将氧化池与混凝池分开的分割板。

专利申请号201010275461山区饮用水的预处理与浸没式超滤膜工艺联用方法及装置，首先将原水引入横向流跌水曝气生物滤池，水中颗粒物被部分截留，小分子有机物和氨氮被部分生物降解，水质得到一定程度的净化，然后出水进入到膜处理水池进一步处理；根据进水水质，必要时可以在膜处理水池中投加混凝剂和粉末炭，利用山区的自然高差形成虹吸出水。超滤膜能够很好地去除原水中的颗粒物，截留两虫、红虫、藻类、细菌甚至病毒，投加的混凝剂和粉末炭能很好地改善污染物的去除效果和超滤膜的运行工况，从而达到简便、经济地制备符合国家标准优质饮用水的目标要求。

专利申请号201120114921一种浸没式超滤膜池，由进水总渠、至少四组配水支渠、至少四组膜池、清水出水总渠、反冲洗水池、排水渠和管廊及操作层组成；配水支渠设置在每组膜池上方，进水总渠与每组配水支渠之间装有进水闸板，配水支渠与膜池之间设置配水堰，配水堰与膜池相通；每组膜池内安装有若干套浸没式超滤膜箱，每个膜箱由若干个膜组件组成，单个膜组件由多个膜丝构成，膜池的进水处开有配水孔；反冲洗水池由鼓风机和反冲洗泵组成。本超滤膜池应用于自来水厂可以提供安全卫生的优质饮用水，出水浊度低且生物稳定性好。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一体化的混凝超滤-浸没膜组联合水净化系统。

实现本发明的发明目的措施在于：在膜池内安装浸没式膜组件，浸没式膜组件中装填滤料，由浸没式膜组件底部连接到膜池引出出水管，另外，水源经过管线经过混凝剂药箱后接入膜池内的浸没式膜组件下方，浸没式膜组件上端开口，浸没式膜组件壁以及在膜池内的底部部分封闭。

 

本发明的优点在于，采用浸没式模组合以及混凝超滤工艺进行饮用水处理，一体化净水装置设计，采用双层滤料结构，设计处理能力为50m3/d，双级氧化+双级过滤十精细过滤+高级活性炭吸附十管网消毒+废水净化，高效去除氨氮，转化溶解性有机物成微生物细胞固体，有效的清除原水中的各种污染物质及微生物，然后通过膜技术去除水中的悬浮物、胶体和细菌，组合工艺可以充分发挥各自的优势，达到制备安全卫生的饮用水的目的，具有结构紧凑，可以根据处理的水量进行灵活的选择安装结构，便于运输和管理，显著提升饮用水安全度，尤其适用于水源受到有机物、氨氮、藻类等微污染情况下的小型饮用水处理。

 

附图说明

图1是本发明的连接结构示意图

附图标记包括：

絮凝区1、沉淀区2、过滤区3、积泥区4、浸没式膜组件5、膜池6、水源7、混凝剂药箱8、管嘴9、出水管10、水泵11、排泥管12。

 

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明。

本发明中系统的主要功能设备构成一体化的混凝超滤-浸没膜组联合结构的过滤处理功能装置。

在膜池6内安装浸没式膜组件5，浸没式膜组件5中装填滤料，由浸没式膜组件5底部连接到膜池6引出出水管10，另外，水源7经过管线经过混凝剂药箱8后接入膜池6内的浸没式膜组件5下方，浸没式膜组件5上端开口，浸没式膜组件5壁以及在膜池6内的底部部分封闭。 

作为一个实施例，浸没式膜组件5内装有有双层滤料，上层为活性炭，下层为石英砂。

浸没式膜组件5和膜池6外形呈圆柱形，膜池6内底部为圆锥漏斗形。

从浸没式膜组件5滤料层表面部位开始向下每隔 100mm 设有一管嘴9接通膜池6外，管嘴9上接有三通，这样既可以从管嘴取样，又可以测量滤床各断面水头损失。

浸没式膜组件5滤池顶部设有溢流管13，兼作反冲洗时的排水管。

膜池6底部连通安装接出排泥管12。

膜池6内的浸没式膜组件5下方自上而下安装孔口溢流装置和网格装置。

本发明中原水净化主要区域在膜池6内，其由絮凝区1、沉淀区2、过滤区3、积泥区4四部分组成；过滤区3位于浸没式膜组件5内，絮凝区1、沉淀区2位于浸没式膜组件5外侧，其中，膜池6内的浸没式膜组件5下方自上而下安装孔口溢流装置和网格装置间为沉淀区2，网格装置下方至原水引入管口上方为絮凝区1，当然，絮凝区1下方为积泥区4，积泥区4位于膜池6内底部。

作为一个实施例，本发明中浸没式膜组件5包括固定在垂直或水平框架上的中空纤维超滤膜、设在框架顶部底部的透过液集水管；每个集水管包含有一层密封膜丝的专用树脂，膜的内腔与管道相连。

前述中，浸没式模组件5只有产水端一个连接点；多个浸没式模组件5通过两个硬直角管将其集水管相连接，同时将他们位置固定，形成一个膜箱。周期性反冲洗和平缓温和的空气擦洗可以减少膜面的浓差极化，这种运行方式对应于低的膜污染速率；多个膜箱并联浸没在膜池6中组成一个膜列，若干个膜列并列组成不同的处理规模的膜处理系统.

前述中，与传统的压力式膜过滤不同，浸没式模组件5是在较低的负压状态下进行，利用虹吸或泵抽吸方式将水由外向内进行负压抽滤，实现低跨膜压差、适度适度膜通量的平稳运行的直流式全量过滤，使得其整体能耗成本低于压力式膜过滤。

 

本发明在工作时，原水由厂内配水井、水箱等水源7引出、经过混凝剂药箱8投药混合后，首先进入膜池6内下部的絮凝区1，进行网格絮凝；之后水流向上通过沉淀区2进行沉淀，沉淀区2出水通过孔口溢流至过滤区3过滤；水流由上至下经过整个过滤区3；经处理完的水通过浸没式膜组件5下部的出水管10出水；反冲洗时，冲洗用水通过水泵11加压进入浸没式膜组件5滤池底部；在浸没式膜组件5滤池运行的过程中，溢流管13一直保持开启的状态；泥渣被收集在膜池6内最底部的积泥区4内，通过排泥管12排出。

本发明中主要采用一体化浸没式模组-混凝超滤联合净化工艺，优化组合集成双级氧化、双级过滤、精细过滤、高级活性炭吸附、管网消毒、废水净化等水处理技术，在确保滤出水质的同时，提升系统产能、降低设备占地和制造成本，以实现理想原水净化效果。

本发明中的混凝作用的基本原理就是通过投加各种无机或者有机混凝剂，使混凝剂与水中的杂质颗粒形成较大的絮凝体而经重力作用沉降，从而降低水的浊度。因此，混凝过程实际上就是水中的颗粒杂质和投加的混凝剂之间复杂的物理化学作用。对于不同的水质条件和不同种类的混凝剂，混凝剂的作用机理不同，所以给水处理中的混凝现象较为复杂。

 

本发明采用浸没式模组合工艺，进行超滤分离物质的基本原理是，被分离的溶液借助外界压力作用下，以一定的流速沿着具有一定孔径的超滤膜膜面上流动，让溶液中的无机离子、低分子量物质透过膜表面，把溶液中高分子、大分子物质、胶体微粒、热原质及细菌、微生物等截留下来，从而实现分离与浓缩的目的。超滤介于反渗透与微孔过滤之间，它的表皮孔径范围大体在5nm到几百 nm之间，主要用于水溶液中大分子、胶体、蛋白质等的分离。其透过机理既与溶液中溶质粒子的大小、形状和膜孔径有关，又与膜和溶质粒子之间的相互作用有关。超滤膜对溶质的截留作用是由于:在膜表面及微孔内的一次吸附；在孔中停留或阻塞；在膜表面的机械截留-筛分。其中一次吸附或阻塞的程度与溶质中含有的物质及浓度、操作压力、过滤水量等因素有关。

本发明中还采用了混凝超滤工艺，超滤膜是一种压力驱动膜，原料液中溶剂和小分子溶质或颗粒在压力作用下同水分子一起从高压侧通过超滤膜进入滤出液，粒径较大的物质则被截留在高压侧形成浓缩液。超滤膜对溶质的分离过程主要有：一次吸附-膜表面及微孔内吸附、阻塞-在孔中停留而被去处、筛分-在膜表面的机械截留、在膜面形成动态膜或次级膜-膜面滤饼层的截留作用。

本发明中超滤过程是一个机械筛分的过程，但是不能忽略超滤过程中吸附和聚集的作用；吸附是指膜和溶质间的相互作用，聚集是指进料液中溶质间的相互作用，涉及凝胶、聚合、絮凝、粘附、和凝聚；吸附和聚集作用使超滤膜对历经小于膜孔径的溶质也能够有一定的去除率，虽然这些作用对出水水质影响较小，但这是造成膜污染的主要原因，对超滤膜的稳定运行和膜的运行成本等有重要作用。

本发明中还采用了一体化净水装置设计，一体化净水器是一种较新型的综合净水装置，其主要特点是将混凝/反应、澄清/沉淀、过滤 3 个净水过程有机地结合在同一机体内，它具有工艺流程短、设备紧凑、反应速度快、对水质的处理效果好、管理方便等优点，该种一体化净水装置中主要的类型有：CW 型净水器、JS 型一体化净水器、JCL 型一体化净水器或GJ 型净水器、YJ 型综合净水器、XHS 型压力式接触过滤器以及 ZJ 压力式接触过滤器等。

本发明中,一体化净水设备混凝、沉淀、过滤三个净水单元可根据不同原水水质及处理水量采用不同型式，但原则是：体积小，效率高。小型一体化污水处理设备多用于生活污水的处理；由于生活污水可生化性强，采用生物处理比较经济有效，故基本都采用生物处理工艺；根据处理工艺流程的不同小型一体化污水处理设备可分为压力式污水生物处理设备、间歇式污水生物处理设备和地埋式污水生物处理设备。

 

  研究发现现有技术中，直接过滤的工况最明显的特点就是过滤通量被迫不断减小，在没有预处理的情况下，跨膜压力增长迅速。基于此原因，本发明采取改进措施，即，对原水进行混凝预处理然后进入超滤膜。

所述混凝预处理工序，向原水中投入混凝剂。混凝剂投量对跨膜压力的影响，以FeCl3混凝剂投量计，在通量为 4mg/L 时候压力增长最缓慢，作为超滤膜工艺的预处理，混凝剂投量不宜过高。

所述膜组件运行工艺中，过滤周期为膜过程中的一个重要参数，如果膜的过滤周期选择较长，会造成膜的污染程度较重，膜化学清洗周期缩短，频繁的化学清洗会缩短膜寿命，从而升高膜法水处理技术的吨水成本。由于处理工艺为混凝后直接超滤，水中含有较多的悬浮物，较容易在膜内形成较厚的泥饼层，所以选择的过滤周期较短。同时，由于原水为地表水，水质冲击负荷可能会较大，不宜选择较长的过滤周期，以免造成过水通道的严重阻塞；过滤通量是膜工艺的又一重要参数，它直接关系到工程膜组件的个数，确定了初期投资和占地面积的大小，过滤通量应该选择在接近稳定运行极限状态的参数。根据两根膜通量为 4t/h、6t/h 的跨膜压力变化情况，当时过滤周期为 20min，19 个过滤周期只有 6 个小时，所以，一天内跨膜压力估计可以升高 6.4kpa，一个化学清洗周期则只能在 15 天作用。所以过滤通量应该选择4t/h，在特殊情况下可以略有提高；反洗流量是膜组件的另一个重要设计参数，物理反洗主要是靠反洗时瞬间大流量冲击力使泥饼层脱落，从而达到去除附着在膜表面污染物的目的，在相同反洗水量的情况下，大流量短时间反洗跨膜压力恢复，或通量恢复的情况要好于小流量，长反洗时间的情况，反洗流量为 12t/h 和10t/h 的情况下，跨膜压力增长量相差不大，这主要是因为反洗流量为这两个工况下，只能对附着能力较差的泥饼层进行去除，对于那些吸附能力较强的污染物则是无能为力，在反洗流量达到 14t/h 时，跨膜压力增长比较缓慢，较 12t/h 时有大幅度减小，这是因为在反洗流量增加到 14t/h 后另外一种吸附能力的污染物在反洗过程中得到去除，这种吸附能力的较大的污染物为胶体物质，而附着能力较小的为细沙等大颗粒物质或者混凝絮体，大流量短时间反洗的效果优于小流量长反洗时间的情况，所以反洗的有效时间的测定是另外一个很重要的问题，所以在该节中研究反洗时间对跨膜压力升高趋势的影响，反洗时间为 60s 的情况下，跨膜压力的升高情况并没有得到相比反洗时间为 30s 时好很多，反而略有提高，这主要是因为数据采集过程中时间差的原因造成，在最后阶段也都有一定程度的下降，反洗时间在 30s 已经足够。

综上所述，根据跨膜压力的情况确定的最佳工况，预处理运行工况：混凝剂投量：4mg/L，反应时间：7min；膜组件运行工况：过滤时间：20min，反洗时间：上反洗、下反洗各 30s；反洗流量：12t/h。

本发明中，对出水的有机物情况进行了严格的检测，每日都对 CODMn和 UV254进行检测，同时还对有机物分子量分布进行了检测，因为混凝出水采用的是沉淀后上清液测定CODMn值，CODMn值受沉淀效果影响较大，在直接过滤时，CODMn的去除率仅为 35%左右，在投加了混凝剂以后，在投加量为 2mg/L 和 3mg/L 的情况下，有机物去除率快速下降，同时出水 CODMn的含量不断下降，在混凝剂投加量为 3mg/L 时出水 CODMn含量仅为 1.85mg/L，在混凝剂投量达到 3mg/L 以后，CODMn去除率稳定在 50%～55%之间，出水稳定在 2.0mg/L 一下，反应时间对有机物去除的影响较小，反应时间为 0min、7.5min 和 15min 的情况下，CODMn的去除率分别为 53.4%、55.0%和 56.1%，所以采用延长混凝时间来增大去除率不是最佳的选择；在 UV254的去除情况中，除了 6mg/L 时候去除率变化较大外，基本上保持了随着混凝剂投量增加而去除率提高的态势，随反应时间延长的而延长去除率提高。

综上所述，混凝预处理能够大幅度提高系统对有机物的去除率，但是混凝剂投量的增加并没有对CODMn表现出太高的影响，但是对 UV254的去除可以达到很好的相关性，另外，反应时间的延长能够提高二者的去除率，但是影响并不是太大，由于主要是因为絮体的吸附作用，反应时间的延长有助于吸附更多的溶解性有机物从而提高有机物的去除率。

不同混凝剂对污染物的去除主要考察有机物的去除情况，因为颗粒物质和细菌等物质在预处理条件中影响不大。如，用铝盐做混凝剂，对 CODMn，特别是 UV254去除率都有一定程度的提高，采用混凝剂后去除率较铁盐提高了近 90%。所以，对于水质要求较好的情况，采用铝盐作为混凝剂，但是，对于膜法水处理技术，跨膜压力的控制为主要问题，所以不主张采用铝盐作为内压膜预处理的混凝剂。

膜组件在两根膜的运行工况下，采用参数包括，过滤流量 4t/h，过滤时间 20min，反洗在 60s，其中，上、下反洗各 30s，反洗流量 12t/h，排浓时间的选择在 10s，顺冲时间的选择应该通过计算确定，以能够把膜组件内的污水全部压出为准。

选用铁盐作为混凝剂，对于外压膜，混凝剂投量应该在 6mg/L，反应时间为 5min。

选用铝盐作为混凝剂，对于铝盐混凝剂的反应时间应该定在 15min。

由于外压式膜反洗时泥饼层的去除主要靠空气擦洗，所以反洗时间和反洗气量是膜反洗的两个主要因素，另外反洗气量试验容易造成膜的破损，在延长反洗时间后，跨膜压力增长趋势并没有明显的变缓，所以反洗时间为 40s＋20s 已经足够。

本发明中铁盐混凝剂和铝盐混凝剂跨膜压力都比较稳定，但是铁盐的效果还是较铝盐逊色，数据趋势线显示铁盐的斜率达到 0.173，而铝盐的只有 0.039.相差4 倍多。

本发明，在运行周期内对微污染水源水处理效果稳定，出水浊度低于0.2NTU，低于0.Icm，生物活性炭培养成功后，系统出水氨氮维持在0.smg/L以下，去除率可达85%，系统对原水具有一定的抗冲击负荷能力。

应用本发明后， 滤出水净化效果显著提升并持续稳定，具体表现在：

（1) 出水水质好；95％以上的浊度去除，92％～97％的色度去除，97％～99％的铁去除和 60％～80％的天然有机物去除； 100％对微生物的去除；出水大于 2μm 颗粒数去除率达到 99.9％以上；浊度稳定在0.1NTU 以下。

(2) 出水水质稳定；在原水浊度变化很大，低时小于 1NTU，高时大于 250NTU状况下，出水浊度一直保持在 0.05NTU 以下。

(3) 净化系统设备安装占地面积小；占地面积为传统工艺的 1/5。

(4) 可扩容性好；小试、中试与生产性试验相似度较高，系统扩容便捷。

(5) 易于实现自动控制。

(6) 相对常规工艺以及深度处理工艺，超滤节省制水成本，工艺流程短。

(7)跨膜压力低，节约能源；运行压力一般小于 0.3MPa。

在本发明工作时， 

本发明中系统设备组合结构和规模形式灵活，可以集中安装成标准制式设备，也可以根据施工设计需要，现场组配施工，如水量较小，就选择一体式组合，将所有的装置安装在一个集装箱内，或者同一个平台上，达到运输， 安装与操作的方便；对于较大的水量，可以选择分体式安装，安装在两个或 多个集装箱或平台上，便于运输和管理。

本发明利用浸没式模组合工艺，加入混凝超滤工艺，一体化净水装置设计，采用双层滤料结构，设计处理能力为50m3/d的综合一体化净水装置，在提高饮用水水质、海水及苦咸水淡化、工业纯水机高纯水制备、水污染控制、废水的回收利用等方面将会得到更迅速更全面的发展。

本发明将浸没式模组合工艺和混凝超滤工艺相结合，并运用一体化饮用水处理技术，对水中的悬浮物、胶体物和病原微生物有很好的去除效果，也对水中的一些无机污染物，如某些重金属离子和少量的有机物也有一定的去除效果，使得出水水质稳定、安全可靠，出水水质优于《生活饮用水卫生标准》要求。

本发明中浸没式模组合工艺中生物相丰富，生物作用明显。在系统运行周期内反应器内菌胶团、原生动物、后生动物、藻类等共同作用降解有机物并能维持一定的活性，失去活性部分以老化菌胶团形式沉到反应器底部通过排泥离开系统。

本发明中的主要设备构件采用不锈钢材料制作，外形、浸没式膜组件均为圆柱体，高 3.2m。

在以上实施例中，未及叙述的涉及实施的其他必要技术等采用现有技术，不再依次列举详述。

Claims (8)

1.一体化的混凝超滤-浸没膜组联合水净化系统，其特征是：在膜池(6)内安装浸没式膜组件(5)，浸没式膜组件(5)中装填滤料，由浸没式膜组件(5)底部连接到膜池(6)引出出水管(10)，另外，水源(7)经过管线经过混凝剂药箱(8)后接入膜池(6)内的浸没式膜组件(5)下方，浸没式膜组件(5)上端开口，浸没式膜组件(5)壁以及在膜池(6)内的底部部分封闭。

2.如权利要求1所述的一体化的混凝超滤-浸没膜组联合水净化系统，其特征在于，浸没式膜组件(5)包括固定在垂直或水平框架上的中空纤维超滤膜、设在框架顶部底部的透过液集水管；每个集水管包含有一层密封膜丝的专用树脂，膜的内腔与管道相连。

3.如权利要求1所述的一体化的混凝超滤-浸没膜组联合水净化系统，其特征在于，浸没式膜组件(5)内装有有双层滤料，上层为活性炭，下层为石英砂。

4.如权利要求3所述的一体化的混凝超滤-浸没膜组联合水净化系统，其特征在于，浸没式膜组件(5)和膜池(6)外形呈圆柱形，膜池(6)内底部为圆锥漏斗形。

5.如权利要求1、2或3所述的一体化的混凝超滤-浸没膜组联合水净化系统，其特征在于，从浸没式膜组件(5)滤料层表面部位开始向下每隔 100mm 设有一管嘴(9)接通膜池(6)外，管嘴(9)上接有三通。

6.如权利要求1、2或3所述的一体化的混凝超滤-浸没膜组联合水净化系统，其特征在于，浸没式膜组件(5)滤池顶部设有溢流管(13)。

7.如权利要求1、2或3所述的一体化的混凝超滤-浸没膜组联合水净化系统，其特征在于，膜池(6)底部连通安装接出排泥管(12)。

8.如权利要求1、2或3所述的一体化的混凝超滤-浸没膜组联合水净化系统，其特征在于，膜池6内的浸没式膜组件5下方自上而下安装孔口溢流装置和网格装置。

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