CN107381716A - 一种堆叠式软片膜法水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种堆叠式软片膜法水处理装置，包括依次连接的进水单元、膜池以及出水单元，所述膜池中设有N块水平隔板并将膜池内部空间分成N+1层过滤空间，每块隔板上均设有流水通道，每一层过滤空间中设有多个软片膜子单元，其中第一个软片膜子单元的一侧封闭，另一侧通过水管与后一个软片膜子单元连通，其余相邻两个软片膜子单元之间通过水管连接，最后一个软片膜子单元通过水管与出水单元连通。与现有技术相比，本发明充分利用膜池空间，提高超滤透水膜在膜池中的面积，从而使得其在相同体积的膜池、相同抽吸泵的抽吸压力下，有高出传统帘式中空纤维膜30％的产水量。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种堆叠式软片膜法水处理装置。
背景技术
水资源短缺和水污染已经成为制约社会发展的严重问题，多方面治理是解决水资源短缺的重要方法。超滤技术代替传统的水处理工艺具有明显的优势，在水处理领域具有重要的应用价值。目前广泛应用于水处理工业的超滤膜有管式超滤膜、板框式超滤膜、卷式超滤膜和中空纤维式超滤膜。阻碍膜工艺发展的最大问题为膜污染问题，早期的膜组件工艺多缺乏对膜组件清洗更换问题的考虑。随着新工艺的不断出现，超滤膜工艺设计和系统操作仍有很大的改进空间。
专利CN106823811A公开了一种新型软片膜单元，属于水处理过滤介质技术领域，包括第一膜片、第二膜片和设置于所述第一膜片和第二膜片之间的支撑薄片，所述第一膜片与所述支撑薄片之间设置有第一流道布，所述第二膜片与所述支撑薄片之间设置有第二流道布，所述支撑片上设置有压力调节通道。但是，该装置的处理量较小，且调节不方便。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种占地面积小、处理量可调节、易清洗的堆叠式软片膜法水处理装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种堆叠式软片膜法水处理装置，该装置包括依次连接的进水单元、膜池以及出水单元，所述膜池中设有N块水平隔板并将膜池内部空间分成N+1层过滤空间，每块隔板上均设有流水通道，每一层过滤空间中设有多个软片膜子单元，其中第一个软片膜子单元的一侧封闭，另一侧通过水管与相邻软片膜子单元连通，其余相邻两个软片膜子单元之间通过水管连接，最后一个软片膜子单元通过水管与出水单元连通。
本发明的装置采用间歇式污水过滤净化方式，原水从膜池的上部进入，然后填充至每一层的过滤空间中，通过出水单元使得每一个软片膜子单元内部呈负压，将水吸至软片膜子单元内部，然后流入出水单元中，得到净水。其中，N可以根据需要选取，一般为3～6。
所述的软片膜子单元包括支架和贴附在支架两侧的透水膜，所述支架包括同心的外圆环和内圆环、以及连接在外圆环和内圆环之间的支撑条，所述透水膜呈圆环形，且所述透水膜的外圈与所述外圆环密封连接，所述透水膜的内圈与所述内圆环密封连接，且所述透水膜的中部与支撑条固定。通过透水膜与外圆环、内圆环的密封连接，使得水从透水膜中透过，进入软片膜子单元的内部，从而起到过滤的效果。由于透水膜比较薄，且滤水时软片膜子单元内部呈负压，所以很容易将透水膜压破，设置支撑条，可以避免这种问题，从而防止污水从破损的透水膜中进入出水单元。
所述内圆环上设有多个透水孔，且所述内圆环的两端设有内螺纹。从透水膜中进入软片膜子单元的清水从透水孔中进入，由于内螺纹的两端均与水管连接，所以清水可以直接通过水管进入出水单元。
所述水管的两端均设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹，且水管与所述内圆环连接处设有密封圈，从而避免污水混入清水中。
所述外圆环的外壁顶部和底部设有固定钩。
膜池的顶板和底板以及每块所述隔板的两侧均设有与固定钩相匹配的环状凸起，每一个所述软片膜子单元通过固定钩固定在每一层过滤空间中，通过固定钩和环状凸起，可以使得软片膜子单元固定在过滤空间中，且拆卸方便。
所述进水单元包括通过进水管依次连接的原水水箱、进水泵及止回阀，所述止回阀通过进水管与最上层过滤空间的内部连通，原水水箱中的水通过进水泵打入膜池中，进水管上的止回阀可以阻止膜池中的水到流入原水水箱中。
所述出水单元包括依次连接的出水总管、抽吸泵及清水池，所述出水总管和每一层所述最后一个软片膜子单元通过水管连接。软片膜子单元为外压式膜组件，透水膜内外压力差由抽吸泵产生，原水在膜池中透过软片膜子单元后通过出水总管进入清水池中。
所述装置包括反冲洗单元，所述反冲洗单元包括与出水总管连接的活塞泵，所述活塞泵的进口与大气或清水池连接。
最下层的所述过滤空间底部设有排污管道。
本发明的工作过程如下：
1、进水泵将原水水箱中的水打入膜池内，为了保证膜池内的水量充足，其流量应与出水流量保持总体一致。
2、系统运行时，软片膜子单元的内外压差由出水总管上的抽吸泵提供，有两种方式可以改变系统的产水量，一是通过调节抽吸泵的抽吸强度，二是通过改变软片膜子单元的数量。
3、软片膜子单元每120分钟进行一次气水混合反冲洗。反冲洗方法为先气洗30s，后气水混合洗60s，气洗流量为20m3/h，水洗流量为12m3/h。采用该反冲洗模式，基本可以恢复透水膜的渗透性，可以有效的解决超滤膜的短期污染问题。
4、为了保证出水水质，软片膜子单元每一个月进行一次化学清洗，化学试剂选用次氯酸钠。
本发明较传统的帘式中空纤维膜提高了膜系统的产水量，软片膜子单元在膜池中的分布状态较传统的帘式膜组件更加均匀，有利于提高反冲洗效果。软片膜子单元方便安装与拆卸，可以针对不同的产水需求量添加或移除超滤膜组件。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：
1、充分利用膜池空间，提高超滤透水膜在膜池中的面积，从而使得其在相同体积的膜池、相同抽吸泵的抽吸压力下，有高出传统帘式中空纤维膜30％的产水量。
2、发明装置采用一体式设计，软片膜子单元直接放置于膜池内，设备制作简单，占地面积小。
3、软片膜子单元可以根据产水的需求量，改变膜片的使用数量和抽吸泵的抽吸压力。
4、系统操作简单、制作成本低、占地面积小，相比于传统的水处理工艺，更适用于分散的农村给水处理和分散式的污水处理。
附图说明
图1为本发明的连接示意图；
图2为膜池的主视结构示意图；
图3为膜池的侧视剖面结构示意图；
图4为本发明软片膜子单元侧视剖面结构示意图。
其中，1为原水水箱，2为进水管，3为进水泵，4为止回阀，5为膜池，51为过滤空间，52为环状凸起，53为排污管道，6为软片膜子单元，61为外圆环，62为内圆环，63为支撑条，64为透水膜，65为水管，66为固定钩，67为透水孔，7为出水总管，8为抽吸泵，9为清水池，10为活塞泵。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种堆叠式软片膜法水处理装置，其结构如图1所示，包括依次连接的进水单元、膜池5以及出水单元，膜池5中设有3块水平隔板并将膜池5内部空间分成4层过滤空间51，如图2所示，每块隔板上均设有流水通道，每一层过滤空间51中设有多个软片膜子单元6，其中第一个软片膜子单元6的一侧封闭，另一侧通过水管65与相邻软片膜子单元6连通，其余相邻两个软片膜子单元6之间通过水管65连接，最后一个软片膜子单元6通过水管65与出水单元连通。装置包括反冲洗单元，反冲洗单元包括与出水总管7连接的活塞泵10，活塞泵10的进口与大气或清水池9连接。最下层的过滤空间51底部设有排污管道53。
软片膜子单元6包括支架和贴附在支架两侧的透水膜64，支架包括同心的外圆环61和内圆环62、以及连接在外圆环61和内圆环62之间的支撑条63，透水膜64呈圆环形，且透水膜64的外圈与外圆环61密封连接，透水膜64的内圈与内圆环62密封连接，且透水膜64的中部与支撑条63固定。通过透水膜64与外圆环61、内圆环62的密封连接，使得水从透水膜64中透过，进入软片膜子单元6的内部，从而起到过滤的效果。由于透水膜64比较薄，且滤水时软片膜子单元6内部呈负压，所以很容易将透水膜64压破，设置支撑条63，可以避免这种问题，从而防止污水从破损的透水膜64中进入出水单元，具体如图4所示。
内圆环62上设有多个透水孔67，且内圆环62的两端设有内螺纹。从透水膜64中进入软片膜子单元6的清水从透水孔67中进入，由于内螺纹的两端均与水管65连接，所以清水可以直接通过水管65进入出水单元。
水管65的两端均设有与内螺纹相匹配的外螺纹，且水管65与内圆环62连接处设有密封圈，从而避免污水混入清水中。
外圆环61的外壁顶部和底部设有固定钩66。
膜池5的顶板和底板以及每块隔板的两侧均设有与固定钩66相匹配的环状凸起52，每一个软片膜子单元6通过固定钩66固定在每一层过滤空间51中，通过固定钩66和环状凸起52，可以使得软片膜子单元6固定在过滤空间51中，且拆卸方便，如图3所示。
进水单元包括通过进水管2依次连接的原水水箱1、进水泵3及止回阀4，止回阀4通过进水管2与最上层过滤空间51的内部连通，原水水箱1中的水通过进水泵3打入膜池5中，进水管2上的止回阀4可以阻止膜池5中的水到流入原水水箱1中。
出水单元包括依次连接的出水总管7、抽吸泵8及清水池9，出水总管7和每一层最后一个软片膜子单元6通过水管65连接。软片膜子单元6为外压式膜组件，透水膜64内外压力差由抽吸泵8产生，原水在膜池5中透过软片膜子单元6后通过出水总管7进入清水池9中。
本装置以有机玻璃为材料制作，膜池5中每一层可以放置20组软片膜子单元6，最后由出水总管排至清水池中。实验中膜池的规格为30cm*60cm*120cm，体积约为216L。每个软片膜子单元6由两片透水膜64贴在支架的两侧，内径5cm，外径30cm，每个软片膜子单元6的膜表面约为0.14m2，膜池中一共有80个膜组件，所以膜池中超滤膜总面积约为11m2。抽吸泵抽吸压力为0.1bar，最终测得该实验装置的膜通量约为64L/(m2·h·bar)。
水质处理效果方面，堆叠式软片膜组件对DOC(溶解有机碳)的去除率约为60％，与传统的帘式中空纤维膜对DOC的去除率比较接近。超滤膜出水浊度一般小于0.1NTU，达到饮用水卫生标准。
Claims (10)
1.一种堆叠式软片膜法水处理装置，其特征在于，该装置包括依次连接的进水单元、膜池以及出水单元，所述膜池中设有N块水平隔板并将膜池内部空间分成N+1层过滤空间，每块隔板上均设有流水通道，每一层过滤空间中设有多个软片膜子单元，其中第一个软片膜子单元的一侧封闭，另一侧通过水管与后一个软片膜子单元连通，其余相邻两个软片膜子单元之间通过水管连接，最后一个软片膜子单元通过水管与出水单元连通。
2.根据权利要求1所述的一种堆叠式软片膜法水处理装置，其特征在于，所述的软片膜子单元包括支架和贴附在支架两侧的透水膜，所述支架包括同心的外圆环和内圆环、以及连接在外圆环和内圆环之间的支撑条，所述透水膜呈圆环形，且所述透水膜的外圈与所述外圆环密封连接，所述透水膜的内圈与所述内圆环密封连接，且所述透水膜的中部与支撑条固定。
3.根据权利要求2所述的一种堆叠式软片膜法水处理装置，其特征在于，所述内圆环上设有多个透水孔。
4.根据权利要求2所述的一种堆叠式软片膜法水处理装置，其特征在于，所述内圆环的两端设有内螺纹，所述水管的两端均设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹，且水管与所述内圆环连接处设有密封圈。
5.根据权利要求2所述的一种堆叠式软片膜法水处理装置，其特征在于，所述外圆环的外壁顶部和底部设有固定钩。
6.根据权利要求2所述的一种堆叠式软片膜法水处理装置，其特征在于，膜池的顶板和底板以及每块所述隔板的两侧均设有与固定钩相匹配的环状凸起，每一个所述软片膜子单元通过固定钩固定在每一层过滤空间中。
7.根据权利要求1所述的一种堆叠式软片膜法水处理装置，其特征在于，所述进水单元包括通过进水管依次连接的原水水箱、进水泵及止回阀，所述止回阀通过进水管与最上层过滤空间的内部连通。
8.根据权利要求1所述的一种堆叠式软片膜法水处理装置，其特征在于，所述出水单元包括依次连接的出水总管、抽吸泵及清水池，所述出水总管和每一层所述最后一个软片膜子单元通过水管连接。
9.根据权利要求8所述的一种堆叠式软片膜法水处理装置，其特征在于，所述装置包括反冲洗单元，所述反冲洗单元包括与出水总管连接的活塞泵，所述活塞泵的进口与大气或清水池连接。
10.根据权利要求9所述的一种堆叠式软片膜法水处理装置，其特征在于，最下层的所述过滤空间底部设有排污管道。
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