CN107129062A - 一种灾害应急净水装置及净水方法 - Google Patents
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Abstract
一种灾害应急净水装置，包括预过滤装置和输水装置，还包括一平板膜错流过滤装置，所述的平板膜错流过滤装置包括一外壳，所述的外壳上设有一进水口、一产水出口和一浓水出口；所述的预过滤装置通过进水管道依次连接输水装置、进水口；所述的外壳内设有平板膜过滤组件；所述的平板膜过滤组件上设有一集水管道，集水管道上设有至少一片圆形平板膜；所述的集水管道连接产水出口；所述的浓水出口连接回流管道和排放管道，所述的回流管道连接进水管道；所述的外壳内壁上设有导流结构。本发明还包括一种采用上述净水装置的灾害应急净水装置方法。本发明所述的净水装置及净水方法，具有产水量大，操作简单，抗污染性强，过滤程序少，维护成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，特别涉及一种灾害应急净水装置及净水方法。
背景技术
中国受季风气候影响十分强烈，气象灾害频繁，东南部沿海地区平均每年约有7个热带气旋登陆，造成东南部沿海地区及部分内陆省份每年均有洪涝灾害发生。同时中国位于欧亚、太平洋及印度洋三大板块交汇地带，地震活动十分频繁，各省(自治区、直辖市)均发生过5级以上的破坏性地震。约占国土面积69％的山地、高原区域因地质构造复杂，滑坡、泥石流、山体崩塌等地质灾害频繁发生。自然灾害发生过后，重灾区的城市供水系统基本处于完全瘫痪状态，周边城市的供水系统也会受到不同程度的损坏，而乡镇和农村人口直接取用的地下水或地表自然水水源同样在灾后受到不同程度的污染。因此，如何为灾民临时提供供水设施或饮用水显得尤其重要。
目前已公开的各种可用于灾害应急净水装置，均采用死端过滤的模式：如户外净水器：这种净水器一般采用前置过滤头和过滤滤芯等配置，配有拉杆活塞，通过活塞上下移动汲取水源。再如公开号为CN101844840A的中国发明专利《一种适用于地震灾害后便携式净水器》公布了一种适用于地震灾害后便携式净水器，其采用五道滤芯组成，过滤时采用自来水出水余压为动力进行过滤。
以上灾害应急净水装置均采用死端过滤的方式，这种过滤方式虽然初期水通量较大，但由于过滤压力直接作用于过滤介质，容易在过滤介质表面形成滤饼，造成膜污染，通量衰减较快，在灾后水质较差的场合尤为明显，需要经常清洗滤芯或更换滤芯，运行维护成本较高。同时，由于采用死端过滤的方式，装置对原水要求高，或需要多道前置预过滤处理，增加过滤复杂性。除了死端过滤外，以上净水装置产水量偏小或需要外接压力，对于灾后尤其是震后断水断电的特殊情况，显然不具备广泛的适用性。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种抗污染性强，过滤程序少，维护成本低的灾害应急净水装置及净水方法。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种灾害应急净水装置，包括预过滤装置和输水装置，其特征在于：还包括一平板膜错流过滤装置，所述的平板膜错流过滤装置包括一外壳，所述的外壳上设有一进水口、一产水出口和一浓水出口；所述的预过滤装置通过进水管道依次连接输水装置、进水口；所述的外壳内设有平板膜过滤组件；所述的平板膜过滤组件上设有一集水管道，集水管道上设有至少一片圆形平板膜；所述的集水管道连接产水出口；所述的浓水出口连接回流管道和排放管道，所述的回流管道连接进水管道；所述的外壳内壁上设有导流结构，所述的导流结构由沿进水口往浓水出口方向均匀设置于外壳内部上的导流环组成；所述的导流环的横截面成等腰三角形，三角形顶部作圆倒角，倒角半径a与角边长度b之比为1:8-1:15，导流环错流角度α为15-60°。
优选的，所述的倒角半径a与角边长度b之比为1:10。
优选的，所述的导流环的错流角度α为25-45°。
优选的，所述的预过滤装置内设有过滤丝网，所述的丝网丝网材质为尼龙(PA)丝网、不锈钢丝网或铜丝网，优选尼龙丝网；丝网的目数为40-180目，优选目数80-100目。
优选的，所述的输水装置为人力水泵，所述的人力水泵上配有齿轮及脚踏板，通过脚踩踏板驱动齿轮旋转并进而驱动水泵运转。
优选的，所述的圆形平板膜材质为PES、PVDF或PP，优选材质为PES；圆形平板膜的过滤孔径范围0.01-0.4μm。
本发明还包括一种灾害应急净水装置方法，其特征在于：采用上述的灾害应急净水装置进行净水。
采用上述技术方案，本发明所述的灾害应急净水装置及净水方法，解决了传统灾害应急净水装置滤芯易污堵、通量衰减过快、维护成本高、需外接动力源等缺陷，具有产水量大，操作简单，抗污染性强，过滤程序少，维护成本低等优点，且由于不需要外接压力，不受灾后断水断电的影响，为灾后尤其是震后生活用水提供了可靠的解决方案。特别是由于采用错流过虑方式及选用平板膜过滤，与传统的过滤方式及过滤介质相比，具有更低的压力损失，极大地改善膜污堵，增加了装置的使用寿命。
附图说明
图1为本发明所述的灾害应急净水装置结构示意图；
图2为本发明所述的导流环放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1-2所示，本发明所述的灾害应急净水装置，包括预过滤装置10和输水装置11，还包括一平板膜错流过滤装置13，平板膜错流过滤装置13包括一外壳130，外壳上设有一进水口1301、一产水出口1302和一浓水出口1303；预过滤装置10通过进水管道12依次连接输水装置11、进水口1301；外壳130内设有平板膜过滤组件131；所述的平板膜过滤组件131上设有一集水管道1310，集水管道1310上设有至少一片圆形平板膜1311；所述的集水管道1311连接产水出口1302；所述的浓水出口1303连接回流管道132和排放管道133，所述的回流管道132连接进水管道12；所述的外壳130内壁上设有导流结构134，所述的导流结构134由沿进水口往浓水出口方向均匀设置于外壳内部上的导流环1340组成；所述的导流环1340的横截面成等腰三角形，三角形顶部作圆倒角，倒角半径a与角边长度b之比为1:8-1:15，导流环1340错流角度α为15-60°。
进一步的，倒角半径a与角边长度b之优选为1:10；导流结构的错流角度优选为α为25-45°。
进一步的，所述的预过滤装置10内设有过滤丝网，所述的丝网丝网材质为尼龙(PA)丝网、不锈钢丝网或铜丝网，优选尼龙丝网；丝网的目数为40-180目，优选目数80-100目。输水装置11为人力水泵，所述的人力水泵上配有齿轮及脚踏板，通过脚踩踏板驱动齿轮旋转并进而驱动水泵运转。圆形平板膜1311材质为PES、PVDF或PP，优选材质为PES；圆形平板膜的过滤孔径范围0.01-0.4μm。
本发明还包括一种灾害应急净水装置方法，其特征在于：采用上述的灾害应急净水装置进行净水；原水经预过滤系统去除大颗粒物后经进水管道有输水装置泵入平板膜错流过滤装置，经外壳内部导流环导流后流向膜表面形成错流，部分水通过膜进入集水管道收集，剩下的水经浓水出口排放或回流，回流水经回来管道回流至进水管道与泵进水汇集，与原水一起进入平板膜错流过滤装置内循环过滤，形成能量回收体系，产水经汇集管汇集后进入产水管。该装置解决传统过滤方法滤芯易污堵、通量衰减过快，维护成本高，需外接动力源的缺陷，具有产水量大，操作简单，抗污染性强，过滤程序少，维护成本低等优点，且由于不需要外接压力，不受灾后断水断电的影响，为灾后尤其是震后生活用水提供了可靠的解决方案。由于采用错流过虑方式及选用平板膜过滤，与传统的过滤方式及过滤介质相比，具有更低的压力损失，极大地改善膜污堵，增加使用寿命。
表1：过滤方式对比
表2导流环错流角度ɑ对比：
表3：半径a与边长b比值对比
备注：(1)恒压过滤，产水流量＝进水流量；
(2)错流角度30°，半径与边长比1:10；
(3)半径与边长比1:10；
(4)错流角度30°；
(5)以上均选用孔径为0.04μm的PES膜。
由表1可知，采用本发明所述的灾害应急净水装置进行净水，由于采用错流过滤且具有导流结构，其耐污染性能和流量先做优于传统的死端过滤净水装置；此外，由表2可知，当导流环的倒角半径a与角边长度b之比为1:10时，其产水流量最优；由表3可知，导流环的错流角度α为25-45°时，其产水流量最优。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种灾害应急净水装置，包括预过滤装置和输水装置，其特征在于：还包括一平板膜错流过滤装置，所述的平板膜错流过滤装置包括一外壳，所述的外壳上设有一进水口、一产水出口和一浓水出口；所述的预过滤装置通过进水管道依次连接输水装置、进水口；所述的外壳内设有平板膜过滤组件；所述的平板膜过滤组件上设有一集水管道，集水管道上设有至少一片圆形平板膜；所述的集水管道连接产水出口；所述的浓水出口连接回流管道和排放管道，所述的回流管道连接进水管道；所述的外壳内壁上设有导流结构，所述的导流结构由沿进水口往浓水出口方向均匀设置于外壳内部上的导流环组成；所述的导流环的横截面成等腰三角形，三角形顶部作圆倒角，倒角半径a与角边长度b之比为1:8-1:15，导流环错流角度α为15-60°。
2.根据权利要求1所述的一种灾害应急净水装置，其特征在于：所述的倒角半径a与角边长度b之比为1:10。
3.根据权利要求1所述的一种灾害应急净水装置，其特征在于：所述的导流环的错流角度α为25-45°。
4.根据权利要求1所述的一种灾害应急净水装置，其特征在于：所述的预过滤装置内设有过滤丝网，所述的丝网丝网材质为尼龙丝网、不锈钢丝网或铜丝网；丝网的目数为40-180目。
5.根据权利要求4所述的一种灾害应急净水装置，其特征在于：所述的预过滤装置内设有过滤丝网，所述的丝网丝网材质为尼龙丝网。
6.根据权利要求4所述的一种灾害应急净水装置，其特征在于：所述的预过滤装置内设有过滤丝网，所述的为80-100目。
7.根据权利要求1所述的一种灾害应急净水装置，其特征在于：所述的输水装置为人力水泵，所述的人力水泵上配有齿轮及脚踏板，通过脚踩踏板驱动齿轮旋转并进而驱动水泵运转。
8.根据权利要求1所述的一种灾害应急净水装置，其特征在于：所述的圆形平板膜材质为PES、PVDF或PP；圆形平板膜的过滤孔径范围0.01-0.4µm。
9.根据权利要求8所述的一种灾害应急净水装置，其特征在于：所述的圆形平板膜材质为PES。
10.一种灾害应急净水装置方法，其特征在于：采用权利要求1-9任一权利要所述的灾害应急净水装置进行净水。
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