CN108117191A - 一种膜法饮用水处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膜法饮用水处理系统及方法，该系统包括：依次连接的初沉池、自清洗过滤器装置、浸没式超滤装置和超低压反渗透装置；其中，所述初沉池设有引入来水的进水口，所述超低压反渗透装置设有排出产水的出水口。该处理系统形成两级膜处理，能实现对来水进行两级膜处理新型膜处理工艺，保证出水水质稳定达到生活饮用水水质标准；超滤和反渗透均采用低压运行模式，相比传统膜处理工艺大大降低运行能耗。

Description

一种膜法饮用水处理系统及方法

技术领域

本发明涉及饮用水处理领域，尤其涉及一种膜法饮用水处理系统及方法。

背景技术

根据世界银行2016年公布的数据，中国水资源总量为28180亿立方米，该数值仅次于巴西，俄罗斯，加拿大，美国，在214个国家和地区中，名列第五位；但人均水资源仅 有2062立方米，是世界平均水平的三分之一，位列全球106位。人均水资源匮乏是我国 的基本国情。

据统计，目前全国地表水体中Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质占比分别为31％、30％、21％、6％、9％和3％，其中Ⅳ类及Ⅳ类以下水质水体占比近4成，水质污染问题严重。

膜法水处理相对于传统水处理方式具有能耗低、工艺简单、运行稳定和出水水质高 等诸多优势，已经在很多领域获得推广应用。随着环保指导思想向“质量化”转变，污 水排放指标趋严，膜法水处理行业仍将保持20％以上高速增长，年产值有望从2015年850 亿，增长至2020年约2000亿。

目前最常用的给水净化工艺由混凝、沉淀、过滤、消毒四个环节组成，基本能够满足 现有饮用水国标要求。但随着新版《生活饮用水卫生标准》出台，引用水水质指标由原来的35项提高到106项，其中多项指标仅通过传统给水净化技术处理难以达标。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种膜法饮用水处理系统及方法， 简化工艺流程，大大提高自控水平，保证出水水质达到最新的饮用水标准。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种膜法饮用水处理系统，包括：

依次连接的初沉池、自清洗过滤器装置、浸没式超滤装置和超低压反渗透装置；其中， 所述初沉池设有引入来水的进水口，所述超低压反渗透装置设有排出产水的出水口。

本发明实施方式还提供一种膜法饮用水处理方法，采用本发明所述的膜法饮用水处理 系统，包括以下步骤：

来水进入初沉池，在所述初沉池内进行混凝、沉淀处理去除来水中的可沉物和漂浮物；

所述初沉池的出水经第一水泵提升进入自清洗过滤器，通过滤网截留原水中的大粒径 颗粒物；

所述自清洗过滤器的产水自流进入浸没式超滤装置，在浸没式超滤装置进行超滤过滤 处理，去除去除水中所有悬浮或胶状颗粒物；

所述浸没式超滤装置的产水经第二水泵提升进入超低压反渗透装置，在恒流连续运行 的所述超低压反渗透装置内进行超低压反渗透处理，处理后的产水作为处理水排出。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的膜法饮用水处理系统及 方法，其有益效果为：

通过将初沉池、自清洗过滤器装置、浸没式超滤装置和超低压反渗透装置依次连接， 形成两级膜处理的处理系统，能实现对来水进行两级膜处理，保证出水水质稳定达到生活 饮用水水质标准；超滤和反渗透均采用低压运行模式，相比传统膜处理工艺大大降低运行 能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附 图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领 域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附 图。

图1为本发明实施例提供的膜法饮用水处理系统构成示意图；

图中各标号为：1-初沉池；2-自清洗过滤器装置；3-自清洗排污回流管道；4-浸没式 超滤装置；5-超低压反渗透装置。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公 知的现有技术。

如图1所示，本发明实施例提供一种膜法饮用水处理系统，包括：

依次连接的初沉池、自清洗过滤器装置、浸没式超滤装置和超低压反渗透装置；其中， 所述初沉池设有引入来水的进水口，所述超低压反渗透装置设有排出产水的出水口。

上述处理系统中，自清洗过滤器装的反洗排水口经自清洗排污回流管道连接至所述初 沉池的进水口。

上述处理系统中，初沉池由平流沉淀池和与该平流沉淀池连接的缓冲池构成，所述平 流沉淀池上设置引入来水的所述进水口，该平流沉淀池上设有混凝剂投加装置，该平流沉 淀池内设有刮泥及排泥设施，所述缓冲池设有水泵，经水泵与所述自清洗过滤器装置连接；

所述初沉池的水力表面负荷为1.5～3m³/m²×h，水力停留时间为1～2小时。

上述处理系统中，自清洗过滤器装置采用反洗为自吸方式的楔形网式过滤结构，过滤 精度为200～400微米。自清洗过滤器装置的反洗水回流至前面的初沉池进水口，能有效提 高系统水的利用率。

上述处理系统中，自清洗过滤器装置采用采用碳钢衬胶材质本体，采用SS304材质滤 网。

上述处理系统中，浸没式超滤装置的超滤膜的孔径为0.02～1微米，超滤膜采用PVDF 膜材料，超滤膜的膜通量为50～70LMH。

上述处理系统中，超低压反渗透装置的设计运行压力为6～8bar，设计通量为24～26LMH；

所述超低压反渗透装置的进水管路上设有经变频器控制的给水泵。

本发明实施方式还提供一种膜法饮用水处理方法，采用上述的膜法饮用水处理系统， 包括以下步骤：

来水进入初沉池，在所述初沉池内进行混凝、沉淀处理去除来水中的可沉物和漂浮物；

所述初沉池的出水经第一水泵提升进入自清洗过滤器，通过滤网截留原水中的大粒径 颗粒物；

所述自清洗过滤器的产水自流进入浸没式超滤装置，在浸没式超滤装置进行超滤过滤 处理，去除去除水中所有悬浮或胶状颗粒物；

所述浸没式超滤装置的产水经第二水泵提升进入超低压反渗透装置，在恒流连续运行 的所述超低压反渗透装置内进行超低压反渗透处理，处理后的产水作为处理水排出。

上述处理方法中，超低压反渗透装置的连续恒流运行为：

通过变频器调节给水泵的供水量使所述超低压反渗透装置处于恒流连接运行。

下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明的处理系统包括：顺次连接的初沉池、自清洗过滤器装置、浸没式超滤装置和超低压反渗透装置；其中，初沉池设有进水口，初沉池出水口与自清洗过滤器装置进水口相连接，自清洗过滤器装置出水口与浸没式超滤装置进水口相连接，浸没式超滤装置出水口与超低压反渗透装置进水口相连接；自清洗过滤器装置的反洗排水口经自清洗排污回流管道连接至初沉池的进水口。

本发明的处理系统能将原水经过膜处理,达到饮用水的目的，具体处理过程如下：

来水进入初沉池，在来水管道上设置混凝剂投加装置，投加混凝剂，初沉池前端设有 平流沉淀池，去除泥沙、大颗粒可沉物和漂浮物；平流沉淀池后端设有缓冲池，缓冲池经水泵连接至自清洗过滤器装置，初沉池的水力表面负荷为1.5～3m3/m2*h，停留时间为1～2小时。

初沉池的出水口与自清洗过滤器装置进水口相连接；自清洗过滤器装置采用楔形网式 过滤结构，该自清洗过滤器装置的反洗采用自吸清洗方式，过滤精度为200～400微米。

自清洗过滤器装置出水口与浸没式超滤装置进水口相连接；浸没式超滤装置采用PVDF 膜材料，膜通量为50～70LMH。

浸没式超滤装置出水口与超低压反渗透装置进水口相连接；超低压反渗透装置设计运 行压力为6～8bar，设计通量为24～26LMH。

上述处理系统中，自清洗过滤器装置的反洗排水口经自清洗排污回流管道连接至初沉 池的进水口，提高水的综合利用率。

该处理系统的处理工艺流程短，设备自动化程度高，操作运行简便，具体优点如下：

(1)采用两级膜处理工艺，保证出水水质稳定达到生活饮用水水质标准。

(2)超滤和反渗透均采用低压运行模式，相比传统膜处理工艺大大降低运行能耗。

(3)自清洗过滤器装置反洗水回流至前面初沉池，能有效提高系统水的利用率。

如图1所示，首先来水先进入初沉池，初沉池可去除来水中的可沉物和漂浮物。来水 经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50％、BOD的20％。初沉池底部设置刮泥及排 泥设施。上部清液自流至缓冲池，由水泵提升至自清洗过滤器装置。

自清洗过滤器通过滤网截留原水中的大粒径颗粒物。自清洗过滤器本体材质碳钢衬胶， 滤网采用SS304材质，过滤精度200-400μm，反洗控制方式有压差、时间和手动三种，反 洗采用进水反洗，不用单独设置反洗水泵。设备根据压差或定时时间，自动对过滤元件进 行清洗，清洗过程排水极少，清洗过程不影响设备的正常运行。自动清洗过滤器的滤网元 件具有结构简单，过滤能力大、压损小，适用范围广、维护方便、价格低廉的特点,而且在不停机、不停产的情况下，就可以完成排污和清洗滤网这一过程，同时保证了系统内流体的清洁度。

自清洗过滤器产水自流至浸没式超滤装置，超滤膜采用"由外至内"流动方式，经由 孔径为0.02～1微米的中空纤维膜进行过滤。这种微小的孔径几乎可以去除水中所有悬浮 或胶状颗粒物，包括贾第鞭毛虫和隐性孢子虫。超滤膜甚至可去除相当一部分的自由悬浮 的和附着在颗粒物上的病毒。超滤系统通过透过液泵在中空纤维膜内部形成真空。处理的 水就通过超滤膜的孔径进入到了中空纤维内部的主通道，然后通过透过液泵进入产品水池。 干净的水以由外向内的方式通过膜表面上的微孔，也就是从膜外面进入膜内部，而颗粒固 体包括胶状物则被截留在膜池内，最后被排出系统。膜表面通过有效的自动清洗来维持洁 净，其中包括空气擦洗，反冲洗，维护性和恢复性清洗。

浸没式超滤装置产水经泵提升至超低压反渗透装置，超低压反渗透装置设计运行压力 为6～8bar，设计通量为24～26LMH。反渗透装置的运行采用连续运行方式，具体通过变 频器调节给水泵供水量保证膜装置处于恒流运行。膜装置在开机前需用产水连续冲洗，冲 洗时间约为3-5min，膜装置停机之前需用反渗透产水连续冲洗，时间控制在5～10min。当反渗透装置产水量下降或段间压差达到膜元件标准值时，需要运行化学清洗装置。化学清洗装置主要由化学清洗清洗泵、化学清洗清洗水箱、化学清洗清洗保安过滤器、阀门及监控仪表等组成。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围 为准。

Claims (9)

1.一种膜法饮用水处理系统，其特征在于，包括：

依次连接的初沉池、自清洗过滤器装置、浸没式超滤装置和超低压反渗透装置；其中，所述初沉池设有引入来水的进水口，所述超低压反渗透装置设有排出产水的出水口。

2.根据权利要求1所述的一种膜法饮用水处理系统，其特征在于，所述自清洗过滤器装的反洗排水口经自清洗排污回流管道连接至所述初沉池的进水口。

3.根据权利要求1或2所述的一种膜法饮用水处理系统，其特征在于，所述初沉池由平流沉淀池和与该平流沉淀池连接的缓冲池构成，所述平流沉淀池上设置引入来水的所述进水口，该平流沉淀池上设有混凝剂投加装置，该平流沉淀池内设有刮泥及排泥设施，所述缓冲池设有水泵，经水泵与所述自清洗过滤器装置连接；

所述初沉池的水力表面负荷为1.5～3m³/m²×h，水力停留时间为1～2小时。

4.根据权利要求1或2所述的一种膜法饮用水处理系统，其特征在于，所述自清洗过滤器装置采用反洗为自吸清洗方式的楔形网式过滤结构，过滤精度为200～400微米。

5.根据权利要求4所述的一种膜法饮用水处理系统，其特征在于，所述自清洗过滤器装置采用采用碳钢衬胶材质本体，采用SS304材质滤网。

6.根据权利要求1或2所述的一种膜法饮用水处理系统，其特征在于，所述浸没式超滤装置的超滤膜的孔径为0.02～1微米，超滤膜采用PVDF膜材料，超滤膜的膜通量为50～70LMH。

7.根据权利要求1或2所述的一种膜法饮用水处理系统，其特征在于，所述超低压反渗透装置的设计运行压力为6～8bar，设计通量为24～26LMH；

所述超低压反渗透装置的进水管路上设有经变频器控制的给水泵。

8.一种膜法饮用水处理方法，其特征在于，采用权利要求1至6任一项所述的膜法饮用水处理系统，包括以下步骤：

来水进入初沉池，在所述初沉池内进行混凝、沉淀处理去除来水中的可沉物和漂浮物；

所述初沉池的出水经第一水泵提升进入自清洗过滤器，通过滤网截留原水中的大粒径颗粒物；

所述自清洗过滤器的产水自流进入浸没式超滤装置，在浸没式超滤装置进行超滤过滤处理，去除去除水中所有悬浮或胶状颗粒物；

所述浸没式超滤装置的产水经第二水泵提升进入超低压反渗透装置，在恒流连续运行的所述超低压反渗透装置内进行超低压反渗透处理，处理后的产水作为处理水排出。

9.根据权利要求8所述的一种膜法饮用水处理方法，其特征在于，所述超低压反渗透装置的连续恒流运行为：

通过变频器调节给水泵的供水量使所述超低压反渗透装置处于恒流连接运行。