CN103553262B - 一种应急净水系统 - Google Patents

Abstract

一种应急净水系统，包括依次连接在一起的管道过滤器、管式混合器、旋流分离器、粗轻质滤料滤罐、细轻质滤料滤罐、旋流微滤膜器和贮水消毒罐；管式混合器设置有加药口，该加药口与加药桶通过计量泵连接，加药桶内盛装有复合药剂，粗轻质滤料滤罐、细轻质滤料滤罐和旋流微滤膜器均设置有两个，两个粗轻质滤料滤罐、两个细轻质滤料滤罐和两个旋流微滤膜器均并联连接，粗轻质滤料滤罐和细轻质滤料滤罐内填装有球型悬浮滤料；贮水消毒罐内设置有紫外线消毒器。上述系统有效解决现有膜工艺应急净水存在的不足，逐级降低水中污染物的含量，处理效果好，适用范围广，处理水量大，并且两个滤罐或旋流微滤膜器可以互为反冲洗，操作简单方便。

Description

一种应急净水系统

技术领域

本发明涉及一种用于应对应急情况下的饮用水净水设备，属于饮用水净水技术领域。

背景技术

近年来影响饮用水安全的各类突发性污染事件时有发生，且发生频次及危害程度呈逐年上升趋势。突发性水污染事件通常能在短时间内产生超出水体自净能力的大量污染物质，具有发生突然、扩散迅速、危害严重及污染物不明等特点，对水资源造成了污染和破坏，严重威胁了人民群众的身体健康，因此，保障居民饮用水安全具有非常重要的紧迫性。

目前，常用的应急供水设备多以膜工艺为主，虽能取得较好的出水水质，但处理水量小、操作复杂、运行不稳定、适应性差、处理成本高且膜污染问题难以解决，不能满足受灾地区大量人群的用水需求，也限制了其在应急供水领域的推广与应用。

CN202576112U公开了一种《应急车载净水设备》，该设备装配于车厢的独立厢体内，所述设备包括通过管道依次连接的原水潜水泵、斜管沉淀池、涡旋混合反应－微絮凝直接接触过滤装置、生活水箱、一级精密过滤器、活性炭过滤器、二级精密过滤器、一级紫外线消毒器、直饮水箱和二级紫外线消毒器，该设备还包括有投药机。该应急车载净水设备以传统的混凝、沉淀、过滤三个净水单元组合在同一设备里，再配以加药、消毒，虽占地小，但对于低浊、高藻类水体的处理效果不理想，处理的水体具有局限性，因此不能大范围的推广应用。

发明内容

针对现有应急供水技术存在的问题，本发明提供一种能够有效去除水中各种污染物、应用范围广（可针对不同受污染水源水进行处理）、处理效果好的应急净水系统。

本发明的应急净水系统，采用如下技术方案实现：

该应急净水系统，包括依次连接在一起的管道过滤器、管式混合器、旋流分离器、粗轻质滤料滤罐、细轻质滤料滤罐、旋流微滤膜器和贮水消毒罐；管式混合器设置有加药口，该加药口与加药桶通过计量泵连接，加药桶内盛装有复合药剂；粗轻质滤料滤罐、细轻质滤料滤罐和旋流微滤膜器均设置有两个，两个粗轻质滤料滤罐、两个细轻质滤料滤罐和两个旋流微滤膜器均并联使用，并且它们的进口和出口均设有双向压阀门；粗轻质滤料滤罐内填装有滤料粒径为0.8～1.8mm的球型悬浮滤料，细轻质滤料滤罐内填装有滤料粒径为0.5～0.8mm的球型悬浮滤料，旋流微滤膜器内至少设置两个串联的微滤膜；贮水消毒罐内设置有紫外线消毒器；所述复合药剂为聚合氯化铝、二氧化氯、改性沸石粉和粉末活性炭的混合物，其中各组分的质量百分比为：聚合氯化铝20-40%，二氧化氯10-30%，改性沸石粉20—40%，粉末活性炭30—50%。

原水进入管道过滤器后进行粗过滤，然后进入管式混合器，同时复合药剂由加药桶通过计量泵定量加入管式混合器，在管式混合器中水与复合药剂充分混合，混合液进入旋流分离器进行离心分离，去除水中颗粒杂质，再同时进入两个粗轻质滤料滤罐，经粗轻质滤料过滤的水汇集后再同时进入两个细轻质滤料滤罐，混合液采用向上流动的过滤方式，经粗细两级接触过滤处理的水同时进入两个旋流微滤膜器，对水体进行精密过滤，旋流微滤膜器的出水汇集后进入贮水消毒罐，经贮水消毒罐中的紫外消毒器消毒。

本发明集管道过滤器、旋流分离器、接触过滤罐、旋流微滤膜器、贮水消毒罐于一体，有效解决现有膜工艺应急净水存在的不足，经过粗细轻质滤料两级接触过滤和旋流微滤膜对水体进行精密过滤，以及预投复合药剂和紫外杀菌联合消毒，逐级降低水中污染物的含量，处理效果有保障，具有使用方便灵活，适用范围广（适合各种高、中、低浊度水体的应急处理）、处理水量大的特点，并且两个滤罐可以互为反冲洗，反洗方便。

附图说明

附图是本发明应急净水系统的结构原理示意图。

图中：1、管道过滤器，2、旋流分离器，3、加药桶，4、管式混合器，51、第一粗轻质滤料滤罐，52、第二粗轻质滤料滤罐，61、第一细轻质滤料滤罐，62、第二细轻质滤料滤罐，71、第一旋流微滤膜器，72、第二旋流微滤膜器，8、贮水消毒罐，9、紫外线消毒器，10、第一进水双向压阀门，11、第二进水双向压阀门，12、第一出水双向压阀门，13、第二出水双向压阀门，A、进水口，B、加药口，C、出水口。  

具体实施方式

如图1所示，本发明的应急净水系统主要包括管道过滤器1、旋流分离器2、管式混合器4、粗轻质滤料滤罐、细轻质滤料滤罐、旋流微滤膜器和贮水消毒罐8。管道过滤器1、管式混合器2、旋流分离器4、粗轻质滤料滤罐、细轻质滤料滤罐、旋流微滤膜器和贮水消毒罐8依次连接在一起。粗轻质滤料滤罐包括并联连接使用的第一粗轻质滤料滤罐51和第二粗轻质滤料滤罐52，第一粗轻质滤料滤罐51的进口设有第一进水双向压阀门10，出口设有第一出水双向压阀门12，第二粗轻质滤料滤罐52的进口设有第二进水双向压阀门11，出口设有第二出水双向压阀门13。细轻质滤料滤罐包括并联连接使用的第一细轻质滤料滤罐61和第二细轻质滤料滤罐62。旋流微滤膜器包括并联连接使用的第一旋流微滤膜器71和第二旋流微滤膜器72，旋流微滤膜器是一种旋流器与微滤膜相结合的通用设备，其内至少设置两个串联的微滤膜，以提高净水流量。第一细轻质滤料滤罐61、第二细轻质滤料滤罐62、第一旋流微滤膜71和第二旋流微滤膜72的进口和出口也均设有双向压阀门。

管式混合器2设置有加药口B，该加药口与加药桶3通过计量泵连接，即在连接管路上设置计量泵。加药桶3内盛装有复合药剂，该复合药剂主要成分有聚合氯化铝、二氧化氯、改性沸石粉和粉末活性炭，其中，聚合氯化铝占20-40%，二氧化氯占10-30%，改性沸石粉占20—40%，粉末活性炭占30—50%，聚合氯化铝、二氧化氯、改性沸石粉和粉末活性炭的投加量是根据原水水质确定的，不同原水采用不同的投加比例。该复合药剂集预氧化、混凝、助凝、除氟和吸附于一体。

粗轻质滤料滤罐5和细轻质滤料滤罐6均设置两个，两个粗轻质滤料滤罐5和两个细轻质滤料滤罐6均并联使用。粗轻质滤料滤罐5和细轻质滤料滤罐6内均填装有球型悬浮滤料（聚苯乙烯），具有固液分离和静态絮凝的双重功能。作为固液分离单元，可以去除相当数量的污染物质使后续滤罐的过滤周期以及水力持续时间延长；作为静态絮凝单元，可取代传统的混凝过滤工艺中的反应池和沉淀池，使整个系统造价降低。此外，轻质滤料比重小，车载方便，其本身的水头损失、反冲洗水耗及能耗都很低，用于应急条件下具有很强的优势。粗轻质滤料滤罐5和细轻质滤料滤罐6两级串联滤罐中轻质滤料粒径由粗到细（粗轻质滤料粒径为0.8～1.8mm，细轻质滤料粒径为0.5～0.8mm）的球型悬浮滤料；，分别截留水中不同尺寸的杂质。

旋流微滤膜器属于精密过滤，以多孔膜（微孔滤膜）为过滤介质，在0.1-0.3MPa的压力推动下，微滤能截留0.1～1微米之间的颗粒，允许大分子有机物和无机盐等通过，但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体的透过。微滤能够过滤掉溶液中的微米级或纳米级的微粒和细菌。通过旋流作用使颗粒物不能在物料分离面表面富集，能够维持装置通量不受影响，避免了传统膜堵塞问题的发生。

贮水消毒罐8内设置有紫外线消毒器9。紫外线与预投加二氧化氯联合消毒。这种联合的消毒方式既可以保证对水体的消毒效果，又可以保证处理后水能够即时饮用。同时，又可保证出水含有一定的余氯，可以抑制水中残余病原微生物的再度繁殖。

原水由管道过滤器1的进水口A进入，经管道过滤器1粗过滤后进入管式混合器2，同时复合药剂从加药桶3通过计量泵由加药口B打入管式混合器2，在管式混合器2中水同复合药剂充分混合，混合液进入旋流分离器2进行离心分离，去除水中颗粒杂质，再同时进入进入两个粗轻质滤料滤罐5，混合液采用向上流动的过滤方式，经两个粗轻质滤料过滤的水汇集后再同时进入两个细轻质滤料滤罐6，同样采用混合液采用向上流动的过滤方式。经粗细两级接触过滤处理的水进入旋流微滤膜器，对水体进行精密过滤，旋流微滤膜器的出水进入贮水消毒罐8，经贮水消毒罐8中的紫外消毒设备9消毒，最后由出水口C流出，出水可直接供用户使用。

两个粗轻质滤料滤罐、两个细轻质滤料滤罐和两个旋流微滤膜器并联使用，并且在它们的进口和出口均设有双向压阀门，可以实现两个粗轻质滤料滤罐、两个细轻质滤料滤罐或两个旋流微滤膜器之间的互相反冲洗。以两个粗轻质滤料滤罐为例，具体反冲洗过程如下所述：

正常运行过程中，四个双向压阀门均正向打开，进水经第一进水双向压阀门10进入第一粗轻质滤料滤罐51，再经第一出水双向压阀门12排出；经第二进水双向压阀门11进入第二粗轻质滤料滤罐52，再经第二出水双向压阀门13排出。

对第一粗轻质滤料滤罐51反冲洗时，第二进水双向压阀门11和第二出水双向压阀门13正向打开，第一进水双向压阀门10和第一出水双向压阀门12反向打开。进水经第二进水双向压阀门11进入第二粗轻质滤料滤罐52，再经第二出水双向压阀门13得到滤后水，滤后水进入第一粗轻质滤料滤罐51，对第一粗轻质滤料滤罐51进行反冲洗，反冲洗出水又进入第二粗轻质滤料滤罐52，与进水混合，由第二粗轻质滤料滤罐52对其进行处理。由此实现对第一粗轻质滤料滤罐51的反洗。

对第二粗轻质滤料滤罐52反冲洗时，第一进水双向压阀门10和第一出水双向压阀门12正向打开，第二进水双向压阀门11和第二出水双向压阀门13反向打开。反冲洗过程与上述一致。

本发明的应急净水系统由PLC可编程控制器控制各部件的运行，实现自动控制。本发明具有以下突出特点：

1.选用轻质滤料：价格低廉，性能优异，质轻。

2.粗轻质滤料滤罐设置两个，两个滤罐可以互为反冲洗；细轻质滤料滤罐同样也设置两个，互为反冲洗。

3.采用旋流分离器，去除大颗粒杂质

4.采用旋流微滤膜器，避免了传统膜堵塞问题的发生。旋流微滤膜器设置两个，互为反冲洗。

5.采用聚合氯化铝、二氧化氯、改性沸石粉和粉末活性炭混合的复合药剂。

Claims (1)

1.一种应急净水系统，包括依次连接在一起的管道过滤器、管式混合器、旋流分离器、粗轻质滤料滤罐、细轻质滤料滤罐、旋流微滤膜器和贮水消毒罐；其特征是：管式混合器设置有加药口，该加药口与加药桶通过计量泵连接，加药桶内盛装有复合药剂；粗轻质滤料滤罐、细轻质滤料滤罐和旋流微滤膜器均设置有两个，两个粗轻质滤料滤罐之间并联使用，两个细轻质滤料滤罐之间并联使用，两个旋流微滤膜器之间并联使用，并且它们的进口和出口均设有双向压阀门；粗轻质滤料滤罐内填装有滤料粒径为0.8～1.8mm的球型悬浮滤料，细轻质滤料滤罐内填装有滤料粒径为0.5～0.8mm的球型悬浮滤料，旋流微滤膜器内至少设置两个串联的微滤膜；贮水消毒罐内设置有紫外线消毒器；所述复合药剂为聚合氯化铝、二氧化氯、改性沸石粉和粉末活性炭的混合物，其中各组分的质量百分比为：聚合氯化铝20-40%，二氧化氯10-30%，改性沸石粉20—40%，粉末活性炭30—50%；

原水进入管道过滤器后进行粗过滤，然后进入管式混合器，同时复合药剂由加药桶通过计量泵定量加入管式混合器，在管式混合器中水与复合药剂充分混合，混合液进入旋流分离器进行离心分离，去除水中颗粒杂质，再同时进入两个粗轻质滤料滤罐，经粗轻质滤料过滤的水汇集后再同时进入两个细轻质滤料滤罐，混合液采用向上流动的过滤方式，经粗细两级接触过滤处理的水同时进入两个旋流微滤膜器，对水体进行精密过滤，旋流微滤膜器的出水汇集后进入贮水消毒罐，经贮水消毒罐中的紫外消毒器消毒。