CN105731701A - 无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统 - Google Patents

Abstract

无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统涉及绿色饮用水净化、优质供水系统，是将符合饮用水要求的源水，用有效、可靠的处理技术，以低成本，全自动无人值守的方式处理成去除微生物、可直接饮用的净化水；再采用与外界隔绝的密封储存方式和无消毒副产物的紫外消毒日常消毒，为用户提供安全、绿色的高品质饮用的净化水；采用前端的水泵或源水静压提供动力直接供水到用户，并在不增加额外设备的情况下、对高峰用水自动加压、增流，提供低能耗品质供水。系统包括源水泵、预处理设备、超滤膜件、密闭储水器、反洗泵、紫外消毒设备，各设备间的连接管道、阀门、检测仪表、电气、自控系统等。可作为生产、生活用水、饮用水、中水回用和污水处理设备。

Description

无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统

技术领域

本发明是一种绿色饮用水净化、优质供水系统，主要用于水处理(工农业给排水、市政给排水等)，生产、生活用水处理和中水回处理等领域。是小型城市、乡镇、农村安全饮用水处理、供水的理想设备；同时也是城市社区深度净化供水理想设备。

背景技术

当前饮用水生产厂(自来水厂)基本遵循淀沉(主要为絮凝沉淀)→过滤(主要为沙滤、少部份活性碳过滤、少部份新改的超滤膜过滤)→投加消毒剂(液氯消毒和二氧化氯)→清水池(未封闭)→供水泵供水。整个处理过程中，除超滤膜过滤能有效截留细菌、病毒外，其它的滤后水均带细菌、病毒；从滤池出来后到清水池均与空气等外界物体接触，再次滋生细菌、病毒；为保证饮用水的生物安全，从而使用长时间消毒能力的化学消毒(液氯消毒和二氧化氯),导致有毒性的消毒副产物产生，降低饮用安全性。

在少部份农村改水中，也有不用清水池、直接用超滤膜过滤后直接供应的小型设备；其不足就是无法应对高峰用水，只有适当增加一些超滤膜的数量(由于成本不能加到峰值用水时的处理量)，降低供水质量来应对，从而导致人们的生活品质有所下降。

超滤膜技术深度处理后的水质优异，可直接饮用，但对浊度源水却无能为力，多用于水质较好的地下水、优质的山泉水和水库水处理。

发明内容

本发明的目的旨在于克服现有技术的缺陷，提供一种将符合饮用水要求地表水、地下水、市政自来水等的源水采用绿色饮用水净化设备深度处理成可直接饮用的净化水，且安全、高品质、低成本、无人值守的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统。

本发明所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，由源水泵、预处理设备、超滤膜件、密闭储水器、反洗泵、紫外消毒设备、检测仪表构成，各设备间的通过连接管道首尾相连，并在各设备间的连接管道设置有阀门、电气、自控系统。

所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，其使用方法为：

a.检查源水泵、预处理设备、超滤膜件、密闭储水器、反洗泵(高峰给水泵)、紫外消毒设备、检测仪表，根据源水的压力达到要求时，不开启源水泵，源水的压力达不到要求时开启源水泵，将源水通过连接管道依次泵到预处理设备、超滤膜件、密闭储水器、反洗泵、紫外消毒设备，并通过设置在各设备连接管道上的电动阀门和手动阀门，检测仪表检测压力、流量、在线浊度、温度，将检测到的数额传输到自控系统；

b.根据检测到的制水的最大流量确认超滤膜件的处理量；按最大供水量确认密闭式储水器和紫外消毒设备的大小；按最大供水量和反洗量确定反洗泵(高峰给水泵)流量参数；

c.根据源水浊度最高和需处理的与步骤b超滤膜件处理量一致的流量确认预处理设备修正处理流量，修正处理流量为最终处理量加随泥沙排出的流量参数；按修正的流量参数，及预处理设备的压力损耗、超滤的压力损耗、传导到用户的供水压力确认源水泵的压力参数；

d.按步骤b和c确认的各段间的流量设置各设备之间的连接管道规格、阀门规格；

e.单个设备调试，仪表校准；后进行联机调试；

f.对设备与管道进行消毒处理，经试运行、优化后，即可正式投入运行。

所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，预处理设备为机械式预过滤器或带混凝沉淀预处理设备中的一种；预处理设备用于对源水进行预处理，按源水的水质情况选配：浊度较低的源水则配置机械式预过滤器，而浊度较高的源水则配置混凝沉淀预处理设备。

所述的超滤膜件去除源水中的微生物，如病毒、细菌、藻类。

所述的密闭储水器是与外界隔绝密封储存的方式。

所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，是一种利用前级动力，即源水泵或源静压力驱动制水及非高峰区间的常规供水，高峰时的加压、增流供水的方法。

所述的密闭储水器由外壁和内壁组成，外壁是坚固材料制成的保护壳体，内壁光滑无毛刺；内壁是用柔性膜材料制成袋状或囊状的内囊，内囊完全密封，通过进出口分别与超滤膜件产水口和反洗泵进口相连。

所述的密闭储水器外壁是钢材、复合材料制成的保护壳体。

所述的密闭储水器内壁是用聚氨脂、PVC_U制成水袋或水囊。

所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，反洗泵在作超滤膜件反洗泵的同时，用于水高峰时增压增流提供高品质供水，即为高峰给水泵。

本发明采用两种基本的处理工艺：标准处理工艺和节能型处理工艺；标准处理工艺为无压源水处理工艺：源水→源水泵(提供动力)→免维护预处理设备→超滤膜件→密闭储水器→反洗泵(高峰给水泵)→紫外消毒设备→用户；节能型处理工艺为源水带压的处理工艺：源水→免维护预处理设备→超滤膜件→密闭储水器→反洗泵(高峰给水泵)→紫外消毒设备→用户；主要区别在有没有源水泵。源水在源水泵(带压时省去)提供的动力驱动下进入预处理设备，在预处理设备内将大颗粒固体悬浮物截留、小颗粒悬浮物和胶体沉淀、分离、排出，将澄清的源水从出口送入超滤膜件进行精过滤，超滤膜组件将源水中的病毒、细菌、藻类、胶体等悬浮物、大分子有机物截留并从排污口(正洗或反洗)或进口(反洗)排出，而净化水则从产水口送入密闭储水器内，密闭储水器内的净化水在源水泵的动力(或源水的自压)驱动下经过反洗泵(高峰给水泵)、紫外消毒设备向用户直接供水。

免维护预处理设备用于源水进行预处理，为下级超滤膜件提供符合进水要求的水质，保证超滤稳定运行。根据源水的水质情况选配对应的预处理设备，对于浊度较低的源水则配置机械式预过滤器，截留、分离、排出源水中大颗粒固体悬浮物；对于浊度较高的源水则配置混凝沉淀预处理装置，将小颗粒悬浮物和胶体沉淀、分离、排出。预处理设备采用免维护硬件设计，通过自控系统对其进行全自动控制，从软硬两环节保证、达到免维护。

超滤膜件是无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统的精密过滤设备，饮用水处理选用截留能力在5万(中水回用可选用更大的)道尔顿以内的超滤膜件，有效截留源水中的病毒、细菌、藻类、胶体等悬浮物、大分子有机物，并通过排污口排出，而可直接饮用的净化水从产口出来后引入密闭储水器。

密闭储水器由两部份组成，外部是坚固材料，如钢材、复合材料等制成的保护壳体，内壁光滑无毛刺；内部则是用柔性膜材料，如聚氨脂、PVC_U等制成内囊，内囊为袋状或囊状，袋状如水袋；囊状如水囊；内囊完全密封、仅通过进出口与超滤产水品和反洗水泵进口相连。密闭储水器在外壳体积范围内是柔性变化的、不承压，充满到外壳后则由外壳提供保护而承压并传导。同时为高峰供水提供充足的饮用水储备；降低超滤膜件的数量、降低投资成本。

反洗泵(高峰给水泵)在超滤膜件反洗时短时启动、在用水高峰时自动启动增压增流，在不增加设备的同时、为用户提供高品质供水；而用水量不大(小于超滤膜件产水能力)的情况下，则不启动(或停止)，大大降低运行费用。

源水中的病毒、细菌、藻类在过超滤时被有效截留，饮用水中已无病毒、细菌、藻类等微生物；密闭储水器不与外界接触，无微生物源，不产生二次污染。在饮用水无菌(制水截留、存储密闭)化的前提下，采用预防性的绿色消毒处理是保证高品质的前提。这里采用紫外消毒设备作为日常的预防消毒，无额外物添加，无消毒副产物；定期采用二氧化氯绿色消毒剂对整个系统和管道进行长效消毒，同样在管外延、破损修复时也采用这一方式消毒一次。

自控系统将时实采集压力、流量、浊度、温度等现过程参数，监测泵、阀门、紫外消毒等设备的状态，按要求控制泵、阀门、紫外消毒等设备，实现无人值守的全自动控制。同时、通过无线公共网络将无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统的运行数据传送到中心监控计算机上。

无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统采用有效、可靠的处理技术，降低了投入和运行成本，不改变水的矿物质成份，全自动无人值守的方式有效的截留隔离病毒、细菌、藻类等微生物，再采用预防性的与外界隔绝的密封储存方式和无消毒副产物的紫外消毒日常消毒措施，为用户提供安全、绿色的高品质饮用的净化水。本发明采用前端的水泵或源水静压提供动力直接供水到用户，并在不增加额外设备的情况下、对高峰用水自动加压、增流，提供低能耗品质供水。它是一种安全、高品质、低成本、无人值守、绿色饮用水净化处理系统。

附图说明

图1为源水无压的标准处理工艺。

图2为源水带压的节能型处理工艺。

图中，1-源水泵，2-预处理设备，3-超滤膜件，4-密闭储水器，5-反洗泵(高峰给水泵)，6-紫外消毒设备，7-阀门，8-检测仪表。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但不限于实施例。

实施例1：溪水(河水)水处理

如图1所示，无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统需配置源水泵提供动力、混凝沉淀预处理设备、超滤膜件、密闭储水器、反洗泵，即高峰给水泵、紫外消毒设备各类电动阀门和手动阀门，检测压力、流量、在线浊度、温度等的仪表，连接管道、自控系统等。

第一步、根据每天制水的流量确认超滤膜件的处理量；按最大供水量确认密闭式储水器和紫外消毒设备的大小；按最大供水量和最大需求的反洗量确定反洗泵流量等参数。

溪水或河水的水质主要以浊度为参数，浊度随季节有较大变化，雨季最为混浊，处理这一类水需选用带混凝沉淀预处理设备；并按源水浊度最高周的平均浊度和需处理的流量，该流量与超滤膜件一致以确认混凝沉淀预处理设备修正处理流量，最终处理量加随泥沙排出的量等各项设备参数；按修正的流量参数，及混凝沉淀预处理设备的压力损耗、超滤的压力损耗、传导到用户的供水压力确认源水泵的参数。

按各段间的流量确认各设备之间的连接管道规格、阀门规格等。

第二步、根据各设备的流量等参数、现场安装空间，设计制造混凝沉淀预处理设备、超滤膜件、密闭储水器等设备，并购置源水泵、反洗泵、紫外消毒设备、阀门、检测压力、流量、在线浊度、温度等的仪表、连接管道等，采购集成电气、自控系统等。

第三步、按布置图和预定基础安装就位混凝沉淀预处理设备、超滤膜件、密闭储水器、水泵、紫外消毒设备等；后连接管道，同时安装各类阀门、仪表、电气自控设备。

第四步、单个设备调试，仪表校准；后进行联机调试。

第五步、设备与管道消毒。

第六步、试运行→优化→正式投入运行。

实施例2：山泉水(水库水)处理

如图2所示，无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统对带压的优质源水只需配置机械式预过滤器、超滤膜件、密闭储水器、反洗泵、在线检测压力、流量、浊度、温度等的仪表，连接管道、自控系统等。

首先根据每天制水的流量确认机械式预过滤器、超滤膜件的处理量；按最大供水量确认密闭式储水器和紫外消毒设备的大小；按最大供水量和最大需求的反洗量确定反洗泵，即高峰给水泵的流量等参数。并按各段间的流量确认各设备之间的连接管道规格、阀门规格等。

其次，根据各设备的流量等参数、现场安装空间，设计制造机械式预过滤器、超滤膜件、密闭储水器等设备，并购置反洗泵、紫外消毒设备、阀门、检测压力、流量、在线浊度、温度等的仪表、连接管道等，采购集成电气、自控系统等。

第三步、按布置图和预定基础安装就位机械式预过滤器、超滤膜件、密闭储水器、水泵、紫外消毒设备等；后连接管道，同时安装各类阀门、仪表、电气自控设备。

第四步、单个设备调试，仪表校准；后进行联机调试。

第五步、设备与管道消毒。

第六步、试运行→优化→正式投入运行。

Claims (10)

1.根据权利要求1所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，其特征在于，由源水泵、预处理设备、超滤膜件、密闭储水器、反洗泵、紫外消毒设备、检测仪表构成，各设备间的通过连接管道首尾相连，并在各设备间的连接管道设置有阀门、电气、自控系统。

2.根据权利要求1所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，其特征在于，其使用方法为：

a.检查源水泵、预处理设备、超滤膜件、密闭储水器、反洗泵(高峰给水泵)、紫外消毒设备、检测仪表，根据源水的压力达到要求时，不开启源水泵，源水的压力达不到要求时开启源水泵，将源水通过连接管道依次泵到预处理设备、超滤膜件、密闭储水器、反洗泵、紫外消毒设备，并通过设置在各设备连接管道上的电动阀门和手动阀门，检测仪表检测压力、流量、在线浊度、温度，将检测到的数额传输到自控系统；

b.根据检测到的制水的最大流量确认超滤膜件的处理量；按最大供水量确认密闭式储水器和紫外消毒设备的大小；按最大供水量和反洗量确定反洗泵(高峰给水泵)流量参数；

c.根据源水浊度最高和需处理的与步骤b超滤膜件处理量一致的流量确认预处理设备修正处理流量，修正处理流量为最终处理量加随泥沙排出的流量参数；按修正的流量参数，及预处理设备的压力损耗、超滤的压力损耗、传导到用户的供水压力确认源水泵的压力参数；

d.按步骤b和c确认的各段间的流量设置各设备之间的连接管道规格、阀门规格；

e.单个设备调试，仪表校准；后进行联机调试；

f.对设备与管道进行消毒处理，经试运行、优化后，即可正式投入运行。

3.根据权利要求1所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，其特征在于，预处理设备为机械式预过滤器或带混凝沉淀预处理设备中的一种；预处理设备用于对源水进行预处理，按源水的水质情况选配：浊度较低的源水则配置机械式预过滤器，而浊度较高的源水则配置混凝沉淀预处理设备。

4.根据权利要求1所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，其特征在于，所述的超滤膜件去除源水中的微生物，如病毒、细菌、藻类。

5.根据权利要求1所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，其特征在于，所述的密闭储水器是与外界隔绝密封储存的方式。

6.根据权利要求1所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，其特征在于，是一种利用前级动力，即源水泵或源静压力驱动制水及非高峰区间的常规供水，高峰时的加压、增流供水的方法。

7.根据权利要求1所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，其特征在于，密闭储水器由外壁和内壁组成，外壁是坚固材料制成的保护壳体，内壁光滑无毛刺；内壁是用柔性膜材料制成袋状或囊状的内囊，内囊完全密封，通过进出口分别与超滤膜件产水口和反洗泵进口相连。

8.根据权利要求7所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，其特征在于，密闭储水器外壁是钢材、复合材料制成的保护壳体。

9.根据权利要求7所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，其特征在于，密闭储水器内壁是用聚氨脂、PVC_U制成水袋或水囊。

10.根据权利要求1所述的无人值守低成本绿色饮用水净化处理系统，其特征在于，反洗泵在作超滤膜件反洗泵的同时，用于水高峰时增压增流提供高品质供水，即为高峰给水泵。