CN105712589A - 一种填料/超滤膜一体化净水装置及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

一种填料/超滤膜一体化净水装置及其应用方法,它属于饮用水处理技术领域。它要解决现有超滤净水装置及应用方法存在工作压力大、能耗高、运行成本高、操作管理复杂、对操作技术要求高以及出水水质差的问题。装置:恒位原水箱、提升水箱、提升水泵、空气泵、气体流量计、超滤膜池、填料、穿孔隔离罩、超滤膜组件、承托层、曝气装置、排气装置和溢流堰。本发明将填料和超滤膜组件安装在同一系统内,构建低压低能耗无药剂填料/超滤膜组件一体化净水装置,具有双重净水效能,且工作压力低,不需要水力清洗和化学清洗,具有出水水质好、水量稳定、占地面积小、工作压力低、运行费用省、操作管理简单、维修工作量小及对工人的操作技术水平要求低等优点。

Description

一种填料/超滤膜一体化净水装置及其应用方法
技术领域
本发明属于饮用水处理技术领域,具体涉及一种低压低能耗低维护无药剂的填料/超滤膜一体化绿色净水装置及其应用方法
背景技术
随着经济的发展,人们生活水平的不断提高,饮用水安全问题越来越受到国家和社会的关注。近年来,污水排放量增大,污染物种类及浓度增加,水体污染形势日益严峻,其用水问题日益突出。
超滤能够有效地去除水中的悬浮物、胶体以及病原微生物,被誉为第三代饮用水核心处理技术,且占地面积小、截留率高、出水水质稳定及便于自动化管理运行,目前已经被广泛地应用到了给水和污水处理当中。但是目前国内外超滤工艺的工作压力为50-100kpa,通量为50-100L/h·m2,高压高通量运行环境大幅加重了膜污染,因此必须采用频繁的物理清洗和化学清洗来控制膜污染,保证产水量。同时,还需配备大量的附属设备,增加运行费用和操作维修工作量。目前国内外采用化学清洗来抑制生物膜污染,耗费大量的化学药剂,同时排放大量的化学废水。
生物填料滤池结合了填料吸附截留和微生物降解双重功能,能够有效地去除水中的有机物、氨氮及消毒副产物前体物等微污染物质,已被广泛应用到水处理领域,如曝气生物滤池、颗粒活性炭滤池和臭氧-生物活性炭滤池。但是现行的生物填料滤池中微生物挂膜难,易被出水带走,生物量流失严重,导致处理效果大幅降低。
发明内容
本发明目的是为了解决现有超滤净水装置及应用方法存在工作压力大、能耗高、运行成本高、操作管理复杂以及出水水质差的问题,而提供一种填料/超滤膜一体化净水装置及其应用方法。
本发明一种填料/超滤膜一体化净水装置,它包括恒位原水箱、止回阀、进水阀门、提升水箱、提升水泵、回流阀门、空气泵、空气阀门、气体流量计、超滤膜池、填料、穿孔隔离罩、超滤膜组件、承托层、曝气装置、放空阀门、液体流量计或水表、排气阀门、排气装置、压力表、出水阀门、溢流堰和太阳能电池一体化供电装置。
所述恒位原水箱底部出水管道与超滤膜池底部进水管道相连通;超滤膜池最底部设置放空管道、放空阀门和曝气装置,曝气装置经空气管道与空气泵相连通,空气管道上设置空气阀门和气体流量计;曝气装置周围及上部装填承托层,承托层的上部安装超滤膜组件,超滤膜组件外设置穿孔隔离罩,穿孔隔离罩和超滤膜池间填充填料,由穿孔隔离罩将超滤膜组件和填料分隔开;超滤膜池上部设置溢流管道,溢流液经溢流管道进入提升水箱,提升水箱内的水经提升水泵与超滤膜池底部内循环进水口相连通;超滤膜池出水管道浸没入溢流堰液位以下,超滤膜池出水管道上设置液体流量计或水表、排气装置和压力表。
上述填料/超滤膜一体化净水装置的应用方法,按以下步骤进行:
一、原水经进水管道直接进入恒位原水箱,通过恒位水箱内的浮球阀控制进水量,保证恒位原水箱内水位恒定,并通过调整恒位原水箱和溢流堰间的高度差来控制填料/超滤膜一体化净水装置的工作压力;
二、将填料和超滤膜组件安装在同一个超滤膜池内,且超滤膜组件被填料覆盖;采用穿孔隔离罩将填料和超滤膜组件隔开,运行时原水经超滤膜池底部进水口进入,先与填料接触反应,然后经穿孔隔离罩进入超滤膜组件进行超滤;
三、超滤膜池内反应液经溢流管道进入提升水箱,再由提升水泵供给到超滤膜池底部内循环进水口并进入超滤膜池,形成内循环系统,循环回流比为0.5~3:1,内循环系统内混合液溶解氧浓度不低于2.0mg/L;
四、采用长周期曝气措施进行清洗:当超滤膜池运行一段时间后,因截流大量的污染物,导致产水量大幅下降,此时需关闭进水阀门和出水阀门,打开空气泵和空气阀门进行曝气,曝气结束后关闭空气泵和空气阀门,打开放空阀门排除超滤膜池内的液体,待超滤膜池放空后重新关闭放空阀门,打开进水阀门,待超滤膜池充满水后关闭进水阀门,重复上述曝气清洗过程,待曝气清洗过程结束后,关闭放空阀门,开启进水阀门,待超滤膜池充满水后,开启出水阀门重新进行过滤;
五、超滤膜池出水管道上安装排气装置,定期观察排气装置中液位管内液位,当排气装置内液位低于最低设计液位时,应关闭出水阀门,打开排气阀门排除管道积气;当排气装置内液位上升到设计最高液位时,关闭排气阀门,打开出水阀门重新过滤,通过排气装置定期排放管道内积气,保证出水管道水流畅通;
六、采用间歇过滤运行模式,运行时间为12h/d,停止运行时间为12h/d;
其中步骤二中超滤膜组件采用浸没式过滤或外压式过滤。
本发明的原理及优点为:
(1)本发明通过恒位水箱内的浮球阀控制进水量,避免水资源浪费,同时维持恒位原水箱内水位恒定,保证过滤所需工作压力。
(2)本发明采用了低压超滤方式,工作压力为4~20kpa(传统工艺为50~100kpa),可以充分利用市政管网余压或者进水管道余压,节省供水动力费用,降低设备、管道以及附件对压力的要求,有效地节约能耗;
(3)本发明构建了填料/超滤膜一体化净水装置,利用填料的吸附和截流作用去除水中部分颗粒物、悬浮物、胶体和其他溶解性污染物,起到超滤膜组件预过滤作用。同时,填料还可以强化系统的生物作用:一方面填料有利于增加系统内的生物量和生物相,强化系统内生物作用,提高对污染物的去除效能,进一步缓解膜污染;另一方面由于填料作用使得超滤膜表面滤饼层中微生物的种类和数量也随之增加,强化滤饼层中微生物的生物作用,丰富滤饼层内部的空隙结构,增加滤饼层的粗糙度、多孔性及渗透性,提高超滤膜稳定通量。此外,超滤膜可有效地截流微生物,避免因生物滤床中微生物泄露而导致生物量流失和引起出水微生物污染。因此,填料/超滤膜一体化净水装置内填料和超滤膜之间构成了协同作用关系,二者相辅相成,有效地提高了填料和超滤膜的双重净水效果,改善出水水质。
(4)本发明采用穿孔隔离罩将填料和超滤膜组件分隔成了两个简单的组成单元,一方面避免装填填料和曝气时填料跃动对超滤膜组件造成机械损伤及破坏超滤膜表面滤饼层稳定结构,另一方面也避免了超滤膜组件检修或更换时破坏填料滤床结构,同时便于超滤膜组件的检修和更换。此外,穿孔隔离罩还起到均匀布水的作用。
(5)本发明构建了“超滤膜池+提升水箱+提升水泵+超滤膜池”内循环系统,一方面促进系统内部溶液的交替循环,延长水中污染物在一体化设备中的停留时间,强化传质效果;另一方面提高一体化系统内的溶解氧浓度,通过调整循环回流比来保证系统内混合液溶解氧浓度不低于2.0mg/L,避免系统出现厌氧状态,强化系统内微生物的生物降解作用,提高出水水质。
(6)本发明采用无水力清洗和化学清洗的过滤模式,相对于传统超滤工艺节省了大量的附属设备、管道和附件,节约大量的化学药剂和清洁水资源。同时,大幅降低了管理和维护工作量,操作简单方便,打开出水阀门即可产水,关闭出水阀门即停止产水。
(7)本发明采用了长周期曝气的措施来清洗超滤膜池,保障出水通畅。曝气时上升气泡在填料空隙中窜动造成的扰流剪切力和颗粒摩擦力将吸附截留在填料表面的污物杂质擦洗下来,与传统水力反冲洗相比,不但节省反冲洗消耗的水量,而且曝气造成的剪切力和摩擦作用更强,滤床清洗干净,有利于避免滤料层板结或产生泥球;同时,曝气清洗措施操作简单,运行方便,附属设备和配套管路少。此外,曝气清洗的周期长,通常为1-6个月后,进一步降低了操作工作量及曝气能耗。
(8)本发明采用排气装置排除管道内积气,保障出水通畅。该排气装置通过特制的特殊结构的透明液位管间接检测管道内积气情况,较传感器检测更为简单、方便、直观,排气效果更好。此外,本一体化设备排气周期长,通常为5-20天,排气时间短,通常为0.5-2min,简化了操作过程。
(9)本发明不抑制超滤膜表面微生物污染,避免了消毒剂和化学抑制剂的使用,并利用微生物作用强化污染物的去除效果,改善出水水质,缓解膜污染,提高产水量。
(10)本发明采用太阳能电池一体化供电系统,节省电能消耗。同时增设应急市政供电线路,避免因阴雨天气太阳能电池供电不足导致设备不能正常运行,保障一体化设备正常运行。
(11)本发明采用浸没式/外压式过滤,相对于内压式避免了因膜表面滤饼层形成导致膜管堵塞而不产水,有利于发挥填料和超滤双重净水效能,维持通量稳定,同时便于清洗、维护。
(12)本发明采用间歇过滤方式,可有效地提高单位时间产水量,缓解膜污染,改善出水水质。
(13)本发明是一种易操作、低维护、无药剂、节能、节水的净水装置和方法,打开出水阀门即可产水,关闭出水阀门即停止产水,适用于分散式供水、农村供水或家用/商用净水器。
附图说明
图1为本发明中填料/超滤膜一体化净水装置的示意图,其中1为恒位原水箱,2为止回阀,3为进水阀门,4为提升水箱,5为提升水泵,6为回流阀门,7为空气泵,8为空气阀门,9为气体流量计,10为超滤膜池,11为填料,12为穿孔隔离罩,13为超滤膜组件,14为承托层,15为曝气装置,16为放空阀门,17为液体流量计或水表,18为排气阀门,19为排气装置,20为压力表,21为出水阀门,22为溢流堰,23为太阳能电池一体化供电装置。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式,还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一:结合图1所示,本实施方式一种填料/超滤膜一体化净水装置,它包括恒位原水箱1、止回阀2、进水阀门3、提升水箱4、提升水泵5、回流阀门6、空气泵7、空气阀门8、气体流量计9、超滤膜池10、填料11、穿孔隔离罩12、超滤膜组件13、承托层14、曝气装置15、放空阀门16、液体流量计或水表17、排气阀门18、排气装置19、压力表20、出水阀门21、溢流堰22和太阳能电池一体化供电装置23;
所述恒位原水箱1底部出水管道与超滤膜池10底部进水管道相连通;超滤膜池10最底部设置放空管道、放空阀门16和曝气装置15,曝气装置15经空气管道与空气泵7相连通,空气管道上设置空气阀门8和气体流量计9;曝气装置15周围及上部装填承托层14,承托层14的上部安装超滤膜组件13,超滤膜组件13外设置穿孔隔离罩12,穿孔隔离罩12和超滤膜池10间填充填料11,由穿孔隔离罩12将超滤膜组件13和填料11分隔开;超滤膜池10上部设置溢流管道,溢流液经溢流管道进入提升水箱4,提升水箱4内的水经提升水泵5与超滤膜池10底部内循环进水口相连通;超滤膜池10出水管道浸没入溢流堰22液位以下,超滤膜池10出水管道上设置液体流量计或水表17、排气装置19和压力表20。
本实施方式中填料/超滤膜一体化净水装置采用太阳能电池一体化供电系统,并增设应急市政供电线路;即节省电能消耗,又避免了因阴雨天气太阳能电池供电不足导致设备不能正常运行的问题。
本实施方式中恒位原水箱1、止回阀2、进水阀门3及进水管道构成进水系统;
超滤膜池10、填料11、穿孔隔离罩12、超滤膜组件13、承托层14、曝气装置15、放空阀门16及放空管道构成超滤系统;
提升水箱4、回流阀门6、提升水泵5、太阳能电池一体化供电装置23、溢流管道及内循环管道构成循环回流系统;
空气泵7、空气阀门8、气体流量计9及空气管道构成曝气系统;
液体流量计或水表17、排气阀门18、排气装置19、压力表20、出水阀门21、溢流堰22及出水管道构成出水系统。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是,所述恒位原水箱1与进水管道相连同。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是,所述溢流堰22出水管道与供水管道相连通。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是,所述填料/超滤膜一体化净水装置采用太阳能电池一体化供电装置23,并增设应急市政供电线路。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是,所述超滤膜组件13为中空纤维膜、平板膜、管式膜或卷式膜;超滤膜组件13的材质为聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚砜、聚丙烯腈或聚丙烯;超滤膜组件13的膜孔径为0.01~0.1μm。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是,所述填料11为纤维滤球、弹性填料、颗粒活性炭、沸石、陶粒、石英砂、无烟煤或麦饭石。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七:本实施方式填料/超滤膜一体化净水装置的应用方法,按以下步骤进行:
一、原水经进水管道直接进入恒位原水箱1,通过恒位水箱1内的浮球阀控制进水量,保证恒位原水箱1内水位恒定,并通过调整恒位原水箱1和溢流堰22间的高度差来控制填料/超滤膜一体化净水装置的工作压力;
二、将填料11和超滤膜组件13安装在同一个超滤膜池10内,且超滤膜组件13被填料11覆盖;采用穿孔隔离罩12将填料11和超滤膜组件13隔开,运行时原水经超滤膜池10底部进水口进入,先与填料11接触反应,然后经穿孔隔离罩12进入超滤膜组件13进行超滤;
三、超滤膜池10内反应液经溢流管道进入提升水箱4,再由提升水泵5供给到超滤膜池10底部内循环进水口并进入超滤膜池10,形成内循环系统,循环回流比为0.5~3:1,内循环系统内混合液溶解氧浓度不低于2.0mg/L;
四、采用长周期曝气措施进行清洗:当超滤膜池10运行一段时间后,因截流大量的污染物,导致产水量大幅下降,此时需关闭进水阀门3和出水阀门21,打开空气泵7和空气阀门8进行曝气,曝气结束后关闭空气泵7和空气阀门8,打开放空阀门16排除超滤膜池10内的液体,待超滤膜池10放空后重新关闭放空阀门16,打开进水阀门3,待超滤膜池10充满水后关闭进水阀门3,重复上述曝气清洗过程,待曝气清洗过程结束后,关闭放空阀门16,开启进水阀门3,待超滤膜池充满水后,开启出水阀门21重新进行过滤;
五、超滤膜池10出水管道上安装排气装置19,定期观察排气装置19中液位管内液位,当排气装置19内液位低于最低设计液位时,应关闭出水阀门21,打开排气阀门18排除管道积气;当排气装置19内液位上升到设计最高液位时,关闭排气阀门18,打开出水阀门21重新过滤,通过排气装置19定期排放管道内积气,保证出水管道水流畅通;
六、采用间歇过滤运行模式,运行时间为12h/d,停止运行时间为12h/d;
其中步骤二中超滤膜组件13采用浸没式过滤或外压式过滤。
本实施方式采用浸没式/外压式过滤方式,便于清洗、维护。
本实施方式不抑制膜表面微生物的增长,而是利用膜表面滤饼层中附着滋生的微生物作用,来改善超滤膜表面滤饼层的结构及多孔性,提高产水量;同时通过与填料的结合使用,可以进一步强化超滤膜表面滤饼层中微生物作用。
本实施方式填料/超滤膜一体化净水装置采用太阳能电池一体化供电系统,并增设应急市政供电线路;即节省电能消耗,又避免了因阴雨天气太阳能电池供电不足导致设备不能正常运行的问题。
本实施方式步骤二中穿孔隔离罩还起到均匀布水的作用。
本实施方式步骤四中采用长期连续运行模式,不控制膜表面生物污染,避免了水力清洗和化学清洗,不使用氧化剂和消毒剂,提高出水水质。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式七不同的是,步骤一中工作压力为4~20kpa,膜通量为4~20L/m2h。其它步骤及参数与具体实施方式七相同。
本实施方式中工作压力由原水压力、市政管网余压或者水泵提供。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式八或九不同的是,步骤二中填料11的厚度为1~5cm,超滤膜组件13底部高于填料11最低层3~10cm,超滤膜组件13顶部低于填料11最高层5~20cm。其它步骤及参数与具体实施方式八或九相同。
具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式七至九之一不同的是,步骤二中穿孔隔离罩12的厚度小于5cm,穿孔隔离罩12的孔径小于或等于填料11的最小有效粒径。其它步骤及参数与具体实施方式七至九之一相同。
具体实施方式十一:本实施方式与具体实施方式七至十之一不同的是,步骤四中长周期曝气措施进行清洗,清洗周期为1~6月。其它步骤及参数与具体实施方式七至十之一相同。
具体实施方式十二:本实施方式与具体实施方式七至十一之一不同的是,步骤四中每次曝气采用两段式曝气,每次曝气时间均为3min,曝气强度均为20~100L/h·m2。其它步骤及参数与具体实施方式七至十一之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果:
实施例:
结合图1所示,填料/超滤膜一体化净水装置,它包括恒位原水箱1、止回阀2、进水阀门3、提升水箱4、提升水泵5、回流阀门6、空气泵7、空气阀门8、气体流量计9、超滤膜池10、填料11、穿孔隔离罩12、超滤膜组件13、承托层14、曝气装置15、放空阀门16、液体流量计或水表17、排气阀门18、排气装置19、压力表20、出水阀门21、溢流堰22和太阳能电池一体化供电装置23;
所述恒位原水箱1底部出水管道与超滤膜池10底部进水管道相连通;超滤膜池10最底部设置放空管道、放空阀门16和曝气装置15,曝气装置15经空气管道与空气泵7相连通,空气管道上设置空气阀门8和气体流量计9;曝气装置15周围及上部装填承托层14,承托层14的上部安装超滤膜组件13,超滤膜组件13外设置穿孔隔离罩12,穿孔隔离罩12和超滤膜池10间填充填料11,由穿孔隔离罩12将超滤膜组件13和填料11分隔开;超滤膜池10上部设置溢流管道,溢流液经溢流管道进入提升水箱4,提升水箱4内的水经提升水泵5与超滤膜池10底部内循环进水口相连通;超滤膜池10出水管道浸没入溢流堰22液位以下,超滤膜池10出水管道上设置液体流量计或水表17、排气装置19和压力表20。
上述填料/超滤膜一体化净水装置的应用方法,按以下步骤进行:
一、原水经进水管道直接进入恒位原水箱1,通过恒位水箱1内的浮球阀控制进水量,保证恒位原水箱1内水位恒定,并通过调整恒位原水箱1和溢流堰22间的高度差来控制填料/超滤膜一体化净水装置的工作压力;
二、将填料11和超滤膜组件13安装在同一个超滤膜池10内,且超滤膜组件13被填料11覆盖;采用穿孔隔离罩12将填料11和超滤膜组件13隔开,运行时原水经超滤膜池10底部进水口进入,先与填料11接触反应,然后经穿孔隔离罩12进入超滤膜组件13进行超滤;
三、超滤膜池10内反应液经溢流管道进入提升水箱4,再由提升水泵5供给到超滤膜池10底部内循环进水口并进入超滤膜池10,形成内循环系统,循环回流比为0.5~3:1,内循环系统内混合液溶解氧浓度不低于2.0mg/L;
四、采用长周期曝气措施进行清洗:当超滤膜池10运行一段时间后,因截流大量的污染物,导致产水量大幅下降,此时需关闭进水阀门3和出水阀门21,打开空气泵7和空气阀门8进行曝气,曝气结束后关闭空气泵7和空气阀门8,打开放空阀门16排除超滤膜池10内的液体,待超滤膜池10放空后重新关闭放空阀门16,打开进水阀门3,待超滤膜池10充满水后关闭进水阀门3,重复上述曝气清洗过程,待曝气清洗过程结束后,关闭放空阀门16,开启进水阀门3,待超滤膜池充满水后,开启出水阀门21重新进行过滤;
五、超滤膜池10出水管道上安装排气装置19,定期观察排气装置19中液位管内液位,当排气装置19内液位低于最低设计液位时,应关闭出水阀门21,打开排气阀门18排除管道积气;当排气装置19内液位上升到设计最高液位时,关闭排气阀门18,打开出水阀门21重新过滤,通过排气装置19定期排放管道内积气,保证出水管道水流畅通;
六、采用间歇过滤运行模式,运行时间为12h/d,停止运行时间为12h/d;
其中步骤二中超滤膜组件13采用浸没式过滤或外压式过滤。
本实施例所用的填料11为柱状的颗粒活性炭,有效粒径为1.5×2.5mm,碘值950mg/g,亚甲基蓝值180mg/L,比表面积1050m2/g。超滤膜组件13为浸没式的聚偏氟乙烯中空纤维膜组件,膜孔径为0.01μm,有效膜面积0.3m2,有效膜通量为10L/m2h。
试验用原水水质为:浊度为1.1-4.5NTU,CODMn为2.86-5.58mg/L,DOC为2.83-5.23mg/L,UV254为0.051-0.068cm-1,氨氮为0.5-0.8mg/L,pH为6-8,温度为18-20℃;
经处理后,出水水质为:浊度为0.03-0.06NTU,CODMn为1.27-1.81mg/L,DOC为0.98-1.56mg/L,UV254为0.006-0.008cm-1,氨氮为0.1-0.17mg/L,pH为6-8,温度为18-20℃;
浊度、CODMn、DOC、UV254、氨氮的去除率分别为97.3%-98.7%、55.6%-67.5%、65.3%-70.1%、88%、78.7%-80%,经本实施例中的设备处理后,出水满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的水质要求。

Claims (10)

1.一种填料/超滤膜一体化净水装置,其特征在于它包括恒位原水箱(1)、止回阀(2)、进水阀门(3)、提升水箱(4)、提升水泵(5)、回流阀门(6)、空气泵(7)、空气阀门(8)、气体流量计(9)、超滤膜池(10)、填料(11)、穿孔隔离罩(12)、超滤膜组件(13)、承托层(14)、曝气装置(15)、放空阀门(16)、液体流量计或水表(17)、排气阀门(18)、排气装置(19)、压力表(20)、出水阀门(21)、溢流堰(22)和太阳能电池一体化供电装置(23);
所述恒位原水箱(1)底部出水管道与超滤膜池(10)底部进水管道相连通;超滤膜池(10)最底部设置放空管道、放空阀门(16)和曝气装置(15),曝气装置(15)经空气管道与空气泵(7)相连通,空气管道上设置空气阀门(8)和气体流量计(9);曝气装置(15)周围及上部装填承托层(14),承托层(14)的上部安装超滤膜组件(13),超滤膜组件(13)外设置穿孔隔离罩(12),穿孔隔离罩(12)和超滤膜池(10)间填充填料(11),由穿孔隔离罩(12)将超滤膜组件(13)和填料(11)分隔开;超滤膜池(10)上部设置溢流管道,溢流液经溢流管道进入提升水箱(4),提升水箱(4)内的水经提升水泵(5)与超滤膜池(10)底部内循环进水口相连通;超滤膜池(10)出水管道浸没入溢流堰(22)液位以下,超滤膜池(10)出水管道上设置液体流量计或水表(17)、排气装置(19)和压力表(20)。
2.根据权利要求1所述的一种填料/超滤膜一体化净水装置,其特征在于所述填料/超滤膜一体化净水装置采用太阳能电池一体化供电装置(23),并增设应急市政供电线路。
3.根据权利要求1所述的一种填料/超滤膜一体化净水装置,其特征在于所述超滤膜组件(13)为中空纤维膜、平板膜、管式膜或卷式膜;超滤膜组件(13)的材质为聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚砜、聚丙烯腈或聚丙烯;超滤膜组件(13)的膜孔径为0.01~0.1μm。
4.根据权利要求1所述的一种填料/超滤膜一体化净水装置,其特征在于所述填料(11)为纤维滤球、弹性填料、颗粒活性炭、沸石、陶粒、石英砂、无烟煤或麦饭石。
5.如权利要求1所述一种填料/超滤膜一体化净水装置的应用方法,其特征在于它按以下步骤进行:
一、原水经进水管道直接进入恒位原水箱(1),通过恒位水箱(1)内的浮球阀控制进水量,保证恒位原水箱(1)内水位恒定,并通过调整恒位原水箱(1)和溢流堰(22)间的高度差来控制填料/超滤膜一体化净水装置的工作压力;
二、将填料(11)和超滤膜组件(13)安装在同一个超滤膜池(10)内,且超滤膜组件(13)被填料(11)覆盖;采用穿孔隔离罩(12)将填料(11)和超滤膜组件(13)隔开,运行时原水经超滤膜池(10)底部进水口进入,先与填料(11)接触反应,然后经穿孔隔离罩(12)进入超滤膜组件(13)进行超滤;
三、超滤膜池(10)内反应液经溢流管道进入提升水箱(4),再由提升水泵(5)供给到超滤膜池(10)底部内循环进水口并进入超滤膜池(10),形成内循环系统,循环回流比为0.5~3:1,内循环系统内混合液溶解氧浓度不低于2.0mg/L;
四、采用长周期曝气措施进行清洗:当超滤膜池(10)运行一段时间后,因截流大量的污染物,导致产水量大幅下降,此时需关闭进水阀门(3)和出水阀门(21),打开空气泵(7)和空气阀门(8)进行曝气,曝气结束后关闭空气泵(7)和空气阀门(8),打开放空阀门(16)排除超滤膜池(10)内的液体,待超滤膜池(10)放空后重新关闭放空阀门(16),打开进水阀门(3),待超滤膜池(10)充满水后关闭进水阀门(3),重复上述曝气清洗过程,待曝气清洗过程结束后,关闭放空阀门(16),开启进水阀门(3),待超滤膜池充满水后,开启出水阀门(21)重新进行过滤;
五、超滤膜池(10)出水管道上安装排气装置(19),定期观察排气装置(19)中液位管内液位,当排气装置(19)内液位低于最低设计液位时,应关闭出水阀门(21),打开排气阀门(18)排除管道积气;当排气装置(19)内液位上升到设计最高液位时,关闭排气阀门(18),打开出水阀门(21)重新过滤,通过排气装置(19)定期排放管道内积气,保证出水管道水流畅通;
六、采用间歇过滤运行模式,运行时间为12h/d,停止运行时间为12h/d;
其中步骤二中超滤膜组件(13)采用浸没式过滤或外压式过滤。
6.根据权利要求5所述的一种填料/超滤膜一体化净水装置的应用方法,其特征在于步骤一中工作压力为4~20kpa,膜通量为4~20L/m2h。
7.根据权利要求5所述的一种填料/超滤膜一体化净水装置的应用方法,其特征在于步骤二中填料(11)的厚度为1~5cm,超滤膜组件(13)底部高于填料(11)最低层3~10cm,超滤膜组件(13)顶部低于填料(11)最高层5~20cm。
8.根据权利要求5所述的一种填料/超滤膜一体化净水装置的应用方法,其特征在于步骤二中穿孔隔离罩(12)的厚度小于5cm,穿孔隔离罩(12)的孔径小于或等于填料(11)的最小有效粒径。
9.根据权利要求5所述的一种填料/超滤膜一体化净水装置的应用方法,其特征在于步骤四中长周期曝气措施进行清洗,清洗周期为1~6月。
10.根据权利要求5所述的一种填料/超滤膜一体化净水装置的应用方法,其特征在于步骤四中每次曝气采用两段式曝气,曝气时间均为3min,曝气强度均为20~100L/h·m2
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