CN104959036A - 一种用于制备中水的浸没式超滤系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制备中水的浸没式超滤系统，包括：过滤单元、反冲洗单元和吹扫单元；其中，所述过滤单元包括依次相连的膜池、抽吸泵和储水池，所述膜池内有设有超滤膜组件；所述反冲洗单元包括反冲洗泵，所述反冲洗泵的一端与所述储水池相连接，另一端连接于所述膜池和所述抽吸泵之间的管道；所述吹扫单元包括连接于所述膜池的底部的吹扫风机。本发明所述的超滤系统，能耗低，易于清洗，是一种实用性强的超滤系统，适于大规模推广使用。

Description

一种用于制备中水的浸没式超滤系统及其应用

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种用于制备中水的超滤系统。

背景技术

中水回用指将生活废(污)水、工业废水等集中处理，达到国家规定的排放标准后，再进行深度处理，达到一定的标准回用于绿化、工业生产等，从而达到节约用水的目的。

膜过滤技术是目前普遍应用于中水回用深度处理过程中的一项水处理技术，中水回用的浓度处理阶段中通常采用的是超滤技术。超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。超滤微孔小于0.1微米，能彻底滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，保留水中原有的微量元素和矿物质。在超滤过程中，水溶液在压力推动下，流经膜表面，小于膜孔的溶剂(水)及小分子溶质透水膜，成为净化液(滤清液)，比膜孔大的溶质及溶质集团被截留，随水流排出，成为浓缩液。超滤过程为动态过滤，分离是在流动状态下完成的。溶质在膜表面沉积，膜过滤压力逐步上升，达到极限时通过清洗可以恢复。

现在应用较为广泛的是压力式超滤技术，压力式超滤是用进水泵将原水送至超滤膜组件内，压力需要在25kP以上，因此能耗较高。由于中水水源水质经常会出现波动，水质时好时差，当进水悬浮物超过20mg/L时，容易对膜造成冲击式污染，导致操作压力升高，清洗频繁。由于压力式超滤膜膜丝全部填充在膜壳内，清洗时不易将污染物彻底清除。因此压力式超滤存在着清洗频繁、运行能耗高、运行效果不稳定等缺点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有的压力式超滤技术在中水的处理中存在清洗频繁、运行能耗高、效果不稳定等缺陷，本发明提供一种浸没式超滤系统。

(二)技术方案

本发明所述的浸没式超滤系统，包括：过滤单元、反冲洗单元和吹扫单元；

其中，所述过滤单元包括依次相连的膜池、抽吸泵和储水池，所述膜池内有设有超滤膜组件；

所述反冲洗单元包括反冲洗泵，所述反冲洗泵的一端与所述储水池相连接，另一端连接于所述膜池和所述抽吸泵之间的管道；

所述吹扫单元包括连接于所述膜池的底部的吹扫风机。

优选的，所述过滤单元包括一端与所述膜池相连，另一端连接进水泵的进水自动阀；所述过滤单元还包括相互连接的压力变送器和产水自动阀，所述压力变送器与所述膜池连接，所述产水自动阀与所述抽吸泵连接。

优选的，所述反冲洗单元还包括一端与所述反冲泵相连，另一端连接于所述压力变送与所述产水自动阀之间的反冲洗自动阀。

优选的，所述吹扫单元还包括连接于所述吹扫风机和所述膜池之间的吹扫自动阀。

优选的，所述膜池的下部设有排空阀。

优选的，所述越滤膜组件为ZeeWeed500D，膜组件的具体组合为每个膜箱64片膜，每片膜34.4m²。

优选的，所述进水自动阀与膜池之间还连有化学清洗系统。当反洗已经不能使膜通量恢复至正常状态的时候，需要使用化学清洗系统对膜进行清洗。化学清洗采用500mg/L的次氯酸钠溶液清洗膜丝表面的有机物污染，采用2000mg/L的柠檬酸溶液清洗膜丝表面的无机物污染。

本发明的另一个目的是提供本发明所述超滤系统的应用，包括如下步骤：

原水由所述进水泵提升，经所述进水自动阀进入所述膜池；所述原水在所述抽吸泵的抽吸作用下，经所述超滤膜组件进行过滤，过滤后的洁净水经过所述产水自阀进入所述储水池。过滤过程中，产水压力在-20～-35Kpa范围内，运行初期抽吸负压较低，约-20Kpa，随着膜污染的积累，抽吸负压逐渐升高。

在处理的过程中，压力变送器的压力一般为-20～-35Kpa，当压力超过-35KPa时，表明超滤膜的污染已积累到一定程度，需对其进行反冲洗。包括如下步骤：

关闭所述进水自动阀和所述产水自动阀，打开所述反冲洗泵和所述反冲洗自动阀，使所述储水池的洁净水从反方向进入所述膜池，打开所述吹扫风机和所述吹扫自动阀，运行20～40秒后，关闭所述反冲洗系统和所述吹扫系统，打开所述排空阀，将所述膜池排空。

本发明中，当反洗已经不能使膜通量恢复至正常状态的时候，需要进行化学清洗，包括如下步骤：打开所述进水泵和进水自动阀，同时打开所述化学清洗系统，使药液随所述原水中通入所述膜池，用药液浸泡膜组件，20～40分钟后，打开所述排空阀，排空膜池。

(三)有益效果

本发明所述的超滤膜系统，具有如下的有益效果：

(1)本发明所述的超滤系统，所有的膜组件都浸没在膜池中，通过抽吸泵将干净的水从膜丝内抽出，这个过程中其压力一般控制在-25～-35KPa，同压力式超滤相比，其能耗更低，污水在膜池中有一定时间的停留，可起到均匀混合的作用，水质更加稳定，对膜的冲击作用较小。ZeeWeed500D的膜为一种加强型中空纤维超滤膜，具有较强的水处理能力。

(2)本发明所述的超滤系统膜没有填充在膜壳内，因此其冲洗更易进行，杂质的冲洗更彻底，另一方面，本发明的膜过滤系统还配备了专门的冲洗系统和吹扫系统，冲洗系统从反方向对膜上进行杂质的去除，吹扫系统对粘附于膜表面的杂质进行吹扫，可方便、理想地实现对膜的清理。

附图说明

图1为本发明所述的用于制备中水的超滤系统

1、进水泵；2、进水自动阀；3、超滤膜组件；4、压力变送器；5、产水自动阀；6、抽吸泵；7、储水池；8、反冲洗泵；9、反冲洗自动阀；10、膜池；11、化学清洗系统；12、吹扫自动阀；13、吹扫风机；14、排空阀。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例提供一种制备中水的浸没式超滤系统，如图1所示，包括水处理单元、反冲洗单元和吹扫单元；

其中，所述过滤单元包括依次相连的膜池10、抽吸泵6和储水池7，所述膜池内有设有超滤膜组件3；

所述反冲洗单元包括依次相连的储水池7、反冲洗泵8、所述反冲洗泵连接于所述膜池10和所述抽吸泵6之间的管道；

所述吹扫单元包括吹扫风机13，所述吹扫风机13通过管路连接于所述膜池10的底部。

实施例2

本实施例提供一种制备中水的浸没式超滤系统，同实施例1相比，其区别在于

所述过滤单元还包括依次连接的进水泵1和进水自动阀2以及依次相连的压力变送器4和产水自动阀5，所述进水自动阀2与所述膜池10相连接，所述压力变送器4与所述膜池10连接，所述产水自动阀6与所述抽吸泵5连接。

所述反冲洗单元还包括与所述反冲泵8相连的反冲洗自动阀9，所述冲洗自动阀9的另一端连接于所述压力变送器4与所述产水自动阀5之间。

所述吹扫单元还包括与所述吹扫风机13相连接的吹扫自动阀12，所述吹扫自动阀12的另一端连接于所述膜池10的底部。

本实施所述的超滤系统优选所述膜池的下部设有排空阀14。

本实施例中，所述超滤膜组件优选为ZeeWeed500D，膜组件的具体组合为每个膜箱64片膜，每片膜34.4m²。

本实施例中，所述进水自动阀与所述膜池之间优选连有化学清洗系统11。

实施例3

本实施例涉及本发明所的超滤系统在制备中水方面的应用，其步骤如下：取污水处理厂二沉池出水为原水，将原水经进水泵提升，经进水自动阀进入膜池；在抽吸泵的抽吸作用下，经超滤膜组件进行过滤，过滤后的洁净水经过产水自阀进入储水池。

在处理的过程中，压力变送器的压力一般为-20～-30KPa，当压力超过-30KPa时，表明超滤膜的污染达到一定程度，需对其进行反冲洗。包括如下步骤：

关闭进水自动阀和产水自动阀，打开反冲洗泵和反冲洗自动阀，使储水池的洁净水从反方向进入膜池，打开所述吹扫风机和所述吹扫自动阀，运行30秒后，关闭反冲洗系统和吹扫系统，打开所述排空阀，将膜池排空。反冲洗泵的压力控制在15～25KPa，吹扫风速控制在355～420Nm³/h/膜箱

当反洗已经不能使膜通量恢复至正常状态的时候，需要进行化学清洗。打开进水泵和进水自动阀，同时打开化学清洗系统，使次氯酸钠药液随产出水通入所述膜池，所述次氯酸钠药液的浓度为500mg/L，用药液浸泡膜组件，30分钟后，打开所述排空阀，排空膜池。

实施例4

本实施例涉及一种制备中水的具体工艺，其步骤如下：取工业园区污水处理厂出水为原水，将原水经进水泵提升，经进水自动阀进入膜池；在抽吸泵的抽吸作用下，经超滤膜组件进行过滤，过滤后的洁净水经过产水自动阀进入储水池。

在处理的过程中，压力变送器的压力一般为-25～-35KPa，当压力超过-35KPa时，表明超滤膜的通过性产生变化，需对其进行反冲洗。包括如下步骤：

关闭所水自动阀和产水自动阀，打开反冲洗泵和反冲洗自动阀，使储水池的洁净水从反方向进入膜池，打开所述吹扫风机和所述吹扫自动阀，运行30秒后，关闭反冲洗系统和吹扫系统，打开所述排空阀，将膜池排空。反冲洗泵的压力控制在15～25KPa，吹扫风速控制在355～420Nm³/h/膜箱。

当反洗已经不能使膜通量恢复至正常状态的时候，需要进行化学清洗。打开进水泵和进水自动阀，同时打开化学清洗系统，使次氯酸钠药液随产出水通入所述膜池，所述次氯酸钠药液的浓度为500mg/L，用药液浸泡膜组件30分钟后，打开所述排空阀，排空膜池。

实施例5

本实施例涉及一种制备中水的具体工艺，其步骤如下：取经过初步处理的地表水为原水，将原水经进水泵提升，经进水自动阀进入膜池；在抽吸泵的抽吸作用下，经超滤膜组件进行过滤，过滤后的洁净水经过产水自阀进入储水池。

在处理的过程中，压力变送器的压力一般为-20～-30KPa，当压力超过-30KPa时，表明超滤膜的通过性产生变化，需对其进行反冲洗。包括如下步骤：

关闭所水自动阀和产水自动阀，打开反冲洗泵和反冲洗自动阀，使储水池的洁净水从反方向进入膜池，打开所述吹扫风机和所述吹扫自动阀，运行30秒后，关闭反冲洗系统和吹扫系统，打开所述排空阀，将膜池排空。反冲洗泵的压力控制在15～25KPa，吹扫风速控制在355～420Nm³/h。

当反洗已经不能使膜通量恢复至正常状态的时候，需要进行化学清洗。打开进水泵和进水自动阀，同时打开化学清洗系统，使次氯酸钠药液随产出水通入所述膜池，所述次氯酸钠药液的浓度为500mg/L，用药液浸泡膜组件30分钟后，打开所述排空阀，排空膜池。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于制备中水的浸没式超滤系统，其特征在于，包括：过滤单元、反冲洗单元和吹扫单元；

其中，所述过滤单元包括依次相连的膜池、抽吸泵和储水池，所述膜池内有设有超滤膜组件；

所述反冲洗单元包括反冲洗泵，所述反冲洗泵的一端与所述储水池相连接，另一端连接于所述膜池和所述抽吸泵之间的管道；

所述吹扫单元包括连接于所述膜池的底部的吹扫风机。

2.根据权利要求1所述的超滤系统，其特征在于，所述过滤单元包括一端与所述膜池相连，另一端连接进水泵的进水自动阀；所述过滤单元还包括相互连接的压力变送器和产水自动阀，所述压力变送器与所述膜池连接，所述产水自动阀与所述抽吸泵连接。

3.根据权利要求1或2所述的超滤系统，其特征在于，所述反冲洗单元还包括一端与所述反冲泵相连，另一端连接于所述压力变送与所述产水自动阀之间的反冲洗自动阀。

4.根据权利要求1或3所述的超滤系统，其特征在于，所述吹扫单元还包括连接于所述吹扫风机和所述膜池之间的吹扫自动阀。

5.根据权利要求1所述的超滤系统，其特征在于，所述膜池的下部设有排空阀。

6.根据权利要求1或4所述的超滤系统，其特征在于，所述超滤膜组件为ZeeWeed500D，膜组件的具体组合为每个膜箱64片膜。

7.根据权利要求1或4所述的超滤系统，其特征在于，所述进水自动阀与所述膜池之间连有化学清洗系统。

8.权利要求1～7任一项所述超滤系统在制备中水方面的应用，其特征在于，包括如下步骤：

原水进入所述膜池，在所述抽吸泵的抽吸作用下，经所述超滤膜组件进行过滤，过滤后得到的中水进入所述储水池。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，当压力变送器的压力值超过-35kP时，需要对系统进行反冲洗，包括如下步骤：

关闭所述进水自动阀和所述产水自动阀，打开所述反冲洗泵和所述反冲洗自动阀，使所述储水池的洁净水从反方向进入所述膜池，打开所述吹扫风机和所述吹扫自动阀，运行20～40秒后，关闭所述反冲洗系统和所述吹扫系统，打开所述排空阀，将所述膜池排空。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，当反冲洗已经不能使膜通量恢复至正常状态时，需要进行化学清洗，包括如下步骤，打开所述进水泵和进水自动阀，同时打开所述化学清洗系统，使药液随所述原水中通入所述膜池，用药液浸泡膜组件，20～40分钟后，打开所述排空阀，排空膜池。