CN107487887A - 一种微絮凝‑超滤水处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微絮凝‑超滤水处理装置及方法，装置包括絮凝模块、膜反应箱、设置于膜反应箱内的超滤膜组件以及设置于超滤膜组件下方的曝气装置，还包括超声清洗组件、真空表、压力溶气气浮设备、抽吸泵、排泥管道和控制中心，所述膜反应箱的底部为锥形，所述排泥管道通过阀门连接锥形底部，所述超声清洗组件围绕膜反应箱的箱体内壁设置，所述抽吸泵通过管道连接所述超滤膜组件，所述真空表设置于抽吸泵和超滤膜组件之间的管道上，所述压力溶气气浮设备通过管道连接至超滤膜组件，所述控制中心用于控制水处理整个过程。本发明流程短，污染物处理效果高，可以延长超滤膜的使用寿命，产水量及出水水质更好。

Description

一种微絮凝-超滤水处理装置及方法

技术领域

本发明涉及给水净化处理领域，尤其涉及一种微絮凝-超滤水处理装置及方法。

背景技术

近年来,超滤膜在水处理中的应用价值得到了广泛认可。饮用水处理和污水回用占据膜过滤技术处理总量的82％。而超滤膜在净水过程中,自身会不可避免地受到污染。膜污染的加剧会导致膜的透水能力降低,进而提高工艺运行的能耗，降低工艺的运行效率。对超滤膜污染的防控可以从两个角度出发：一是从提前预防的角度来降低膜污染，即提高进水水质；另一个是对已经造成的污染采取有效的措施减轻污染，恢复超滤膜的性能，并对清洗过程中对超滤膜的损坏降到最低。

传统的超滤工艺中，净水工艺在混凝工艺后会加上絮凝池、沉淀池，对混凝过程中产生的絮体进行沉降后再进入膜处理单元，该工艺流程长，占地面积大，投资以及运行成本较高。采用微絮凝-超滤水工艺流程更短，例如申请号为201621189357X的实用新型公开了一种微絮凝联合超滤处理装置，该装置通过微絮凝和超滤联合，流程更短，克服了混凝-沉淀-膜过滤三种工艺彼此牵制的缺点，但是微絮凝联合超滤容易产生膜污染，传统清洗主要采用的是曝气反冲洗及化学清洗的方法，反冲洗可能冲洗不干净，而化学冲洗主要是通过化学试剂对污染进行清洗，化学清洗对膜产生破坏，缩短膜使用寿命。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术的缺点，提供一种微絮凝-超滤水处理装置及方法，改进了传统的直接反冲洗方法，采用压力溶气气浮装置，利用微小气泡挤出膜孔内的污染物，结合超声清洗装置以及曝气系统，增加水力剪切力，有利于膜表面泥饼层的脱落，延长超滤膜的寿命，提高产水量及出水水质。

技术方案：本发明所述的微絮凝-超滤水处理装置，包括絮凝模块、膜反应箱、设置于膜反应箱内的超滤膜组件以及设置于超滤膜组件下方的曝气装置，其特征在于：该装置还包括超声清洗组件、真空表、压力溶气气浮设备、抽吸泵、排泥管道和控制中心，所述膜反应箱的底部为锥形，所述排泥管道通过阀门连接锥形底部，所述超声清洗组件围绕膜反应箱的箱体内壁设置，所述抽吸泵通过管道连接所述超滤膜组件，所述真空表设置于抽吸泵和超滤膜组件之间的管道上，所述压力溶气气浮设备通过管道连接至超滤膜组件，所述控制中心用于控制水处理整个过程。本发明采用压力溶气气浮装置，利用微小气泡挤出膜孔内的污染物，结合超声清洗装置以及曝气系统，增加水力剪切力，有利于膜表面泥饼层的脱落，采用控制中心智能控制，降低投资运行费用和工艺构建操作的复杂程度，提高产水量及出水水质。

进一步的，该装置还包括清水池和反冲洗泵，所述清水池通过抽吸泵连接所述超滤膜组件，还通过反冲洗泵连接所述压力溶气气浮设备。清水池用于存储处理好后的清水，还可以采用反冲洗泵为压力溶气气浮设备提供反冲洗水的来源。

进一步的，所述絮凝模块包括絮凝剂池、絮凝池、絮凝剂投加泵和抽水泵，所述絮凝剂池通过絮凝剂投加泵与絮凝池连接，所述抽水泵与絮凝池连接。絮凝模块能在超滤膜组件的膜表面形成结构松散、孔隙大的滤饼层，拦截部分大分子有机物，且方便清洁。絮凝剂投加量根据原水水质状况通过前期小试控制，调节阀门控制，絮凝反应在絮凝池中进行，反应完成后，在进水泵的作用下进入超滤系统。

进一步的，所述絮凝池通过进水泵连接膜反应箱，进水口位于在膜反应箱的中部。有利于絮体发生沉降后浓缩，减轻对膜组件的污染。

进一步的，所述絮凝剂池中絮凝剂为硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铁和聚合硫酸铁中任意一种。所述超滤膜组件的材料为聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚丙烯、聚乙烯、聚砜和聚丙稀腈中任意一种。

本发明所述的基于上述装置进行水处理的方法，包括以下步骤：

步骤1：原水经过絮凝模块进行微絮凝反应后，进入膜反应箱；

步骤2：经过微絮凝反应后水中产生的部分絮体在重力的作用下沉降到膜反应箱的锥形底部，其余水采用超滤膜组件对进行过滤，并将过滤后的清水采用抽吸泵抽吸至清水池中；

步骤3：当真空表检测到超滤膜组件跨膜压差超过设定值时，控制中心控制絮凝模块和抽水泵停止水处理，同时打开排泥管道的阀门，使得底部浓缩污泥通排出；

步骤4：排泥完成后，控制中心打开压力溶气气浮设备，对反清洗水进行加压溶气处理，并排入超滤膜组件，同时开启超声清洗组件和曝气装置，清洗超滤膜组件上的污染物；

步骤5：反冲洗水连同污染物通过排泥管道排出；

步骤6：清洗完成后，控制中心继续进行微絮凝-超滤水处理。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：

1、微絮凝-超滤工艺改变传统的混凝-沉淀-膜过滤只能去除水中大部分悬浮固体的弊端，利用微絮凝-超滤工艺能在膜表面形成结构松散、孔隙大的滤饼层，拦截部分大分子有机物，且方便清洁。

2、膜反应箱的高度为大于2倍膜组件高度，进水设置在膜反应箱中部，利用重力的作用，便于大的絮体沉降，后期通过排泥系统排出。

3、对于超滤膜形成的不可逆污染，结合压力溶气气浮反冲洗装置以及超声波清洗，结合曝气装置，减少化学清洗的次数，降低化学清洗剂对膜组件的损坏，延长膜组件使用寿命。

4、短流程工艺全程采用电脑智能控制，降低投资运行费用和工艺构建操作的复杂程度，适用于自来水厂或工厂自给水处理工艺。

附图说明

图1是本发明提出的微絮凝-超滤水处理装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的微絮凝-超滤水处理装置包括絮凝剂池1、絮凝池2、超声清洗组件3、曝气头4、膜反应箱5、超滤膜组件6、膜反应箱锥形底部7、排泥管道8、曝气控制系统9、压力溶气气浮设备10、清水池11、控制中心12、真空表13、絮凝剂投加泵A、抽水泵B、进水泵C、抽吸泵D和反冲洗泵E。其中，絮凝剂池1通过絮凝剂投加泵A与絮凝池2连接，抽水泵B与絮凝池2连接，絮凝池2通过进水泵C连接膜反应箱5，进水口位于在膜反应箱5的中部，超滤膜组件6设置于膜反应箱5内，曝气头4和曝气控制系统9组成曝气装置，曝气头4位于超滤膜组件6下方、排泥管道8通过阀门连接锥形底部7，超声清洗组件3围绕膜反应箱2的箱体内壁设置，抽吸泵D通过管道连接超滤膜组件3，真空表13设置于抽吸泵D和超滤膜组件3之间的管道上，压力溶气气浮设备10通过管道连接至超滤膜组件6，清水池11通过抽吸泵D连接所述超滤膜组6件，还通过反冲洗泵E连接所述压力溶气气浮设备10。控制中心控制整个水处理流程，以及清洗工作，清洗控制流程具体为在真空表检测到超滤膜组件跨膜压差超过设定值时，开启压力溶气气浮设备将清水进行加压溶入微小气泡，并排入超滤膜组件，利用微小气泡挤出膜孔内的污染物，同时开启超声清洗组件和曝气装置，增大水力剪切力，有利于超滤膜表面的泥饼层脱落，并且有利于被小气泡基础膜孔内的污染物脱落。

其中，絮凝剂池1中絮凝剂为硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铁和聚合硫酸铁中任意一种。超滤膜组件6的材料为聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚丙烯、聚乙烯、聚砜和聚丙稀腈中任意一种。

根据以上装置进行水处理的方法，具体包括以下步骤：

步骤1：原水经过抽水泵的传送到絮凝池，絮凝剂投加泵将絮凝剂投加到絮凝池中，在絮凝池中进行微絮凝反应后，在进水泵的作用下，进入膜反应箱；

步骤2：经过微絮凝反应后水中产生的部分絮体在重力的作用下沉降到膜反应箱的锥形底部，其余水采用超滤膜组件对进行过滤，并将过滤后的清水采用抽吸泵抽吸至清水池中；

步骤3：当真空表检测到超滤膜组件跨膜压差超过设定值时，控制中心控制絮凝模块和抽水泵停止水处理，同时打开排泥管道的阀门，使得底部浓缩污泥通排出；

步骤4：排泥完成后，控制中心打开压力溶气气浮设备，对反清洗水进行加压溶气处理，并排入超滤膜组件，同时开启超声清洗组件和曝气装置，清洗超滤膜组件上的污染物；

步骤5：反冲洗水连同污染物通过排泥管道排出；

步骤6：清洗完成后，控制中心继续进行微絮凝-超滤水处理。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种微絮凝-超滤水处理装置，包括絮凝模块、膜反应箱、设置于膜反应箱内的超滤膜组件以及设置于超滤膜组件下方的曝气装置，其特征在于：该装置还包括超声清洗组件、真空表、压力溶气气浮设备、抽吸泵、排泥管道和控制中心，所述膜反应箱的底部为锥形，所述排泥管道通过阀门连接锥形底部，所述超声清洗组件围绕膜反应箱的箱体内壁设置，所述抽吸泵通过管道连接所述超滤膜组件，所述真空表设置于抽吸泵和超滤膜组件之间的管道上，所述压力溶气气浮设备通过管道连接至超滤膜组件，所述控制中心用于控制水处理整个过程。

2.根据权利要求1所述的微絮凝-超滤水处理装置，其特征在于，该装置还包括清水池和反冲洗泵，所述清水池通过抽吸泵连接所述超滤膜组件，还通过反冲洗泵连接所述压力溶气气浮设备。

3.根据权利要求1所述的微絮凝-超滤水处理装置，其特征在于，所述絮凝模块包括絮凝剂池、絮凝池、絮凝剂投加泵和抽水泵，所述絮凝剂池通过絮凝剂投加泵与絮凝池连接，所述抽水泵与絮凝池连接。

4.根据权利要求3所述的微絮凝-超滤水处理装置，其特征在于，所述絮凝池通过进水泵连接膜反应箱，进水口位于在膜反应箱的中部。

5.根据权利要求3所述的微絮凝-超滤水处理装置，其特征在于，所述絮凝剂池中絮凝剂为硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铁和聚合硫酸铁中任意一种。

6.根据权利要求1所述的微絮凝-超滤水处理装置，其特征在于，所述超滤膜组件的材料为聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚丙烯、聚乙烯、聚砜和聚丙稀腈中任意一种。

7.根据权1所述装置进行水处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：原水经过絮凝模块进行微絮凝反应后，进入膜反应箱；

步骤2：经过微絮凝反应后水中产生的部分絮体在重力的作用下沉降到膜反应箱的锥形底部，其余水采用超滤膜组件对进行过滤，并将过滤后的清水采用抽吸泵抽吸至清水池中；

步骤3：当真空表检测到超滤膜组件跨膜压差超过设定值时，控制中心控制絮凝模块和抽水泵停止水处理，同时打开排泥管道的阀门，使得底部浓缩污泥通排出；

步骤4：排泥完成后，控制中心打开压力溶气气浮设备，对反清洗水进行加压溶气处理，并排入超滤膜组件，同时开启超声清洗组件和曝气装置，清洗超滤膜组件上的污染物；

步骤5：反冲洗水连同污染物通过排泥管道排出；

步骤6：清洗完成后，控制中心继续进行微絮凝-超滤水处理。