CN103566762A - 一种浸没式超滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种浸没式超滤系统，混凝剂投加在浸没式超滤膜进水泵的吸水口处，投加混凝剂的原水进入浸没式超滤膜池内进行过滤。采用在线混凝与浸没式超滤膜的组合工艺，同时超滤膜反冲洗水再回入原水管路中，进行回用。而且浸没式超滤系统底部设有排泥槽，可定期排出污泥，保证了浸没式超滤的稳定运行。此系统在不增加处理构筑物的基础上，实现了对超滤反冲洗水的回收，因此提高了整个系统的回收率，降低系统的初期投资和运行成本。

Description

一种浸没式超滤系统

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种浸没式膜过滤系统。

背景技术

目前自来水厂的生产废水主要包括沉淀池或澄清池的排泥水和滤池的反冲洗水，总水量可占整个自来水厂日产水量的3％～7％。对这部分水进行回用，不仅可以节约水资源，提高自来水厂的运营能力，还可减少废水的排放量，特别是对废水排放条件较差的自来水厂。而目前国内自来水厂这部分生产废水通常只是经过浓缩池浓缩后直接排入水体，这样不仅淤积河床，阻碍航道，而且造成严重水体污染问题。因此近些年来自来水厂生产废水，包括反冲洗水和排泥水的回收受到越来越多的关注。

自来水厂通常采用的回收方法是将反冲洗水或排泥水经过浓缩池浓缩后进入调节池收集，再回用到原水混凝单元前，这种回用方法特点是简便、回用费用低，但是由于回用水中生物风险（如贾弟鞭毛虫和隐孢子虫）增加，而水厂如果对回用水水质无法进行有效监控，加之混凝+沉淀+砂滤的水厂常规处理工艺处理在微生物及有机物方面显著局限性，因此可能无法保证最终的产品水水质。

鉴于水厂生产废水回用安全性的问题，目前采用超滤技术进行自来水厂反冲洗水的回收受到越来越多的关注，而此项技术在国内还处于起步阶段。超滤膜进行水厂反冲洗水或排泥水回收通常采用的方法是将反冲洗水或排泥水收集到专门的调节池中，然后经过预处理+超滤系统进行处理，处理后的产水根据出水水质回到原水管路或直接和生产出水相混合（专利申请号200710058727.5）。这种回用工艺出水水质较好，但是需要在原有生产系统之外建造专门的反冲洗水回用系统，因此增加了项目的占地、造价及日后的运行维护费用。

发明内容

针对于现有技术的上述缺陷，本发明利用浸没式超滤膜抗污性高、耐冲击性强的特点，将在线混凝+超滤膜的集成制水工艺与超滤膜反冲洗水回收相结合。

本发明提供一种浸没式超滤系统，混凝剂投加在浸没式超滤膜进水泵的吸水口处，投加混凝剂的原水进入浸没式超滤膜池内进行过滤。

其中，从系统简化和节约能源与投资的角度出发，浸没式超滤膜进水泵采用自吸式水泵，混凝剂投加口位于自吸式水泵吸水口上游10-30cm处。通过自吸式水泵吸水口处的抽吸负压将混凝剂吸入，然后通过水泵叶轮的转动进行混凝剂与原水的快速搅拌混合，再进入浸没式超滤膜池内。如若其距离大于30cm，则可能会由于抽吸力不足而使混凝剂无法投加；而如果其距离小于10cm，则可能影响自吸式水泵的安装和日常维护。

投加混凝剂的原水进入浸没式超滤膜池内进行过滤后，对超滤膜同时进行反冲洗及空气擦洗，反冲洗水排入回收调节池内，再回入原水进水管路中。为了保证清洗效果及装置的高运转率，反冲洗及空气擦洗的时间在5s-120s之间。

为了保证反冲洗水与原水进行充分混合，原水进水管路中反冲洗水的进水口位置设置在混凝剂投加口上游至少30cm处。

另外，浸没式超滤膜池底部设有排泥槽，排泥槽上部设有曝气管及反冲洗排水口，排泥槽底部设有排泥口。为了防止浸没池内浊度过高对膜污染的影响且又要保证系统的高回收率，每1~3天排泥一次。

本发明对于膜的材质没有特别限定，但为了保证浸没式超滤系统的稳定性，本发明中浸没式超滤膜优选采用聚偏氟乙烯材质，孔径为0.1~0.01μm。

混凝剂为三氯化铁、三氯化铝、聚合氯化铝、或聚合硫酸铝中的一种或几种。

由于混凝剂直接投加在管路中，没有沉淀过程，因此其混凝剂的投加量只需要0.5-1.0g/g原水TOC，混凝+沉淀工艺中2.0-5.0g/g原水TOC的混凝剂投加量有大幅下降，这样既降低了运行药剂费用，又防止过高的混凝剂投加造成系统出水中混凝剂残留，从而可能影响出水水质安全性。

本发明与其它自来水厂处理工艺相比具有如下特点：

（1）采用在线混凝+超滤工艺，而且混凝剂的投加采用自吸方式，简化的工艺流程，节省了工程占地面积，降低了系统的初期投资。

（2）减少了混凝剂的投加量，防止混凝剂残留对产水水质安全性的影响。

（3）利用聚偏氟乙烯浸没式超滤膜纳污能力强，抗污染性能高的特点，将其既作为处理单元，又同时兼具超滤反冲洗水回收的功能，在不增加处理构筑物及保证处理效果的基础上，有效地提高整个处理系统的回收率，降低了运行成本。

（4）系统集成、简易、效果可靠，尤其适用于水厂改造和小型水厂的建造。

附图说明

图1为浸没式超滤系统流程图。

具体实施方式

测试方法：

COD_Mn：酸式高锰酸钾法。

铁：岛津电感耦合等离子发射光谱仪。

铝：岛津电感耦合等离子发射光谱仪。

浊度：HACH 2100AN浊度仪。

细菌：菌落计数法(GB/T 5750)。

实施例1

某自来水厂，处理规模为400,000m³/d，原水采用地表水，其中COD_Mn为4mg/L，浊度20NTU。具体处理流程为：配制好的混凝剂投加在自吸式超滤进水泵的吸水口上游15cm处，然后进入浸没式超滤膜池中，混凝剂为聚合氯化铝，投加量为2mg/L（以铝计）。超滤膜为PVDF浸没式超滤，膜孔径为0.01微米，膜面积为20m²，超滤膜通量为2.0m/d。

超滤膜运行方式为每过滤30min之后进行反冲洗及空气擦洗，其中，反冲洗水量为2.2m/d，冲洗时间为1min，反冲洗水通过浸没式膜池上的反冲洗排水口进入反冲洗回收调节池内，调节池内的反冲洗水按照10m³/min的流量通过注入泵回入原水管路中。

整个处理系统运行非常稳定，出水水质满足国家饮用水水质标准。浸没式超滤膜运行非常稳定，化学清洗周期为1年以上，处理系统的回收率在99.6%以上，相比没有反冲洗水回收的93.6%的回收率有了大幅提升。

对比例1

某自来水水厂，处理规模400,000m³/d，原水采用地表水，其中COD_Mn为4mg/L，浊度20NTU。制水工艺为传统的混凝+沉淀+砂滤工艺，其中混凝剂采用聚合氯化铝，混凝剂的投加量为8mg/L（以铝计）。为了提高系统的回收率，水厂还建有滤池反冲洗水回收系统，即将砂滤池反冲洗水收集到调节池内，然后反冲洗水进入机械搅拌混凝槽内，混凝剂采用聚合氯化铝，混凝剂投加量为2mg/L（以铝计），再进入压力式超滤膜中进行处理，超滤膜运行通量为1.5m/d。处理后产水与水厂制水工艺的产水进行掺混。水厂处理系统回收率在99%以上，出水水质满足国家饮用水水质标准。

本发明相比以上对比例，因为其制水工艺采用了浸没式超滤膜法处理工艺，因此其出水在浊度、微生物等方面要优于对比例工艺的出水水质（表1所示）。

而且本发明由于将制水工艺与反冲洗水回收工艺结合在一起，且采用了混凝剂泵前投加的方式，与对比例中制水工艺与反冲洗水回收工艺分开的系统相比，可以减少处理系统占地面积约1/4-1/3。同时，由于本发明混凝剂投加量只有对比例的1/4，因此保证了系统出水铝含量非常低，降低了残留铝对饮水健康的不良影响。

表1出水水质情况

Claims (8)

1.一种浸没式超滤系统，其特征在于：混凝剂投加在浸没式超滤膜进水泵的吸水口处，投加混凝剂的原水进入浸没式超滤膜池内进行过滤。

2.根据权利要求1所述的浸没式超滤系统，其特征在于：所述的浸没式超滤膜池底部设有排泥槽，排泥槽上部设有曝气管及反冲洗排水口，排泥槽底部设有排泥口。

3.根据权利要求1所述的浸没式超滤系统，其特征在于：所述的浸没式超滤膜进水泵采用自吸式水泵，混凝剂投加口位于自吸式水泵吸水口上游10-30cm处。

4.根据权利要求1所述的浸没式超滤系统，其特征在于：投加混凝剂的原水进入浸没式超滤膜池内进行过滤后，对超滤膜同时进行反冲洗及空气擦洗，反冲洗水排入回收调节池内，再回入原水进水管路中。

5.根据权利要求4所述的浸没式超滤系统，其特征在于：所述原水进水管路中反冲洗水的进水口位置设置在混凝剂投加口上游至少30cm处。

6.根据权利要求1所述的浸没式超滤系统，其特征在于：浸没式超滤膜采用聚偏氟乙烯材质，孔径为0.1~0.01μm。

7.根据权利要求1所述的浸没式超滤系统，其特征在于：混凝剂为三氯化铁、三氯化铝、聚合氯化铝、或聚合硫酸铝中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的浸没式超滤系统，其特征在于：所述混凝剂的投加量为0.5-1.0g/g原水TOC。