CN111606481A - 一种膜过滤器饮用水净化处理装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及并公开了一种膜过滤器饮用水净化处理装置，包括依次连接的原水沉淀池、膜过滤器、产水箱，还包括与PLC控制系统连接的进水电动阀、排水电动阀，产水箱为密闭，原水沉淀池出水口高度>产水箱出水口高度>产水箱进水口高度>膜过滤器产水口高度>膜过滤器进水口高度。本发明还公开了一种膜过滤器饮用水净化处理方法。本发明的一种膜过滤器饮用水净化处理装置与方法，无需动力设备，自动调节运行，不添加化学药剂，有效去除水中的浊度、微生物，具有能耗低、全自动化运行、出水水质好、占地小的优点，可解决现有农村饮用水处理规模小、分散不集中、无法达到饮用水标准等问题。

Description

一种膜过滤器饮用水净化处理装置与方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种膜过滤器饮用水净化处理装置与方法。

背景技术

据抽样调查显示，我国农村村级水厂中未进行工艺处理的高达30%以上，只进行消毒处理的约占10%，而只进行沉淀和过滤处理的水厂约占40%。可见，我国农村地区的饮用水处理工艺都比较简单和落后，无法达到饮用水的标准，对我国农村居民的身体健康不利。有消毒处理的也使用常规工艺加氯消毒过程不但不能有效地灭活水中抗氯型的病源寄生虫等病原微生物，且存在消毒副产物TMHs，研究表明，三氯甲烷对人体有潜在致癌风险。

小型集中式和分散式供水工程普遍存在建设标准低、供水保证率低、供水水质合格率低。主要是因为供水分散、水源多样、处理工艺落后、运行维护复杂。目前这种小规模和分散式供水工程需求主要分布在农村、边防哨所、山区、牧区、居民小区、远离城市的中小型企业单位和部队营房等地区。

南方的农村饮用水水质状况调查结果表明，农村饮用水取水水源水质总体良好，出厂水和末梢水水质合格率较低，浊度、微生物指标超标是影响农村饮用水安全的主要因素。所以针对浊度、微生物的去除，需要设计开发一种针对浊度、微生物的去除的生活饮用水净化装置。

申请号为CN201711368740.0专利公开了一种膜法饮用水处理系统及方法，采用初沉池、自清洗过滤器装置、浸没式超滤装置和超低压反渗透装置等一系列处理工艺流程。针对水质较好的水源，工艺过长，能耗高，机械设备过多，低压反渗透膜可以将饮用水中的大部分有益离子去除，后续需要专业人员维护。CN200820103261.6专利公开了高效净水设备，采用传统处理方法，出水水质不稳定，出水水质较差，没有从根本上解决居民生活饮用水卫生安全问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种利用现有地理地势高度差，无需动力设备，能耗低，智能自动化控制，无需人员专职值守，不添加化学药剂，出水水质好且占地小的膜过滤器饮用水净化处理装置与方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种膜过滤器饮用水净化处理装置，包括依次连接的原水沉淀池、膜过滤器、产水箱，还包括PLC控制系统，原水沉淀池出水口与膜过滤器进水口之间的管路上设置进水电动阀，膜过滤器排水口后设置排水电动阀，PLC控制系统与进水电动阀、排水电动阀相连接，产水箱为密闭，原水沉淀池出水口高度>产水箱出水口高度>产水箱进水口高度>膜过滤器产水口高度>膜过滤器进水口高度。利用现场的地理地势高度差，无需动力设备，能耗低，可保障设备长期稳定运行，PLC控制系统自动控制进水、过滤、反洗、排污等，无需人员专职值守。其中原水沉淀池对原水中大颗粒物质进行沉降，也卸掉因山区地势高，自由落差水头高产生的冲击，避免原水直接进入中空纤维超滤膜造成损坏，可以对后续膜过滤进行保护。

作为优选，原水沉淀池出水口高度与膜过滤器进水口高度差为5-20m。利用地势高度差进水，减少动力设备的使用，降低运行能耗，减少维护成本。

作为优选，产水箱进水口高度与膜过滤器产水口高度差为1-5m。利用地势高度差对中空纤维膜进行反洗，减少动力设备的使用，降低运行能耗，减少维护成本。

作为优选，所述膜过滤器的数量 ≥1，膜过滤器数量多于1个时优先选用并联连接运行。添加不同数量的膜过滤器，可以满足用户对净化水量的需求。

作为优选，所述膜过滤器壳体为圆柱形，膜过滤器进水口轴线与壳体相切，进水口处设置水流挡板。使进水水流沿着膜过滤器装置内壁进入膜组件中，切线进入可以使进水中的颗粒物在膜过滤器净化装置中旋转沉降，加速了颗粒物的沉积速度，也减缓了水流对膜过滤器净化装置中膜的冲击。

作为优选，原水沉淀池出水口设有过滤细格栅，格栅过滤精度为0.2~2mm。设置格栅可防止大颗粒物质进入到膜过滤器净化装置中，对膜过滤器净化装置中的超滤膜形成污堵和损坏。

作为优选，所述膜过滤器使用中空纤维超滤膜组件，为自由端膜组件或U型膜组件。以自由端形式为佳，方便清洗恢复通量。

作为优选，所述产水箱出水口之后连接紫外消毒灯。紫外灯杀菌消毒，起到对饮用水安全保障的作用。

一种膜过滤器饮用水净化处理方法，包括如下步骤：

1）将各设备按照高度差安装，PLC控制系统预设运行程序：其中原水沉淀池出水口高度>产水箱出水口高度>产水箱进水口高度>膜过滤器产水口高度>膜过滤器进水口高度；

2）原水经高度落差自流进入原水沉淀池，在原水沉淀池中静置沉淀部分大颗粒物质；原水中大颗粒、能够沉降的物质经过在原水沉淀池中静置停留一定时间，进行泥水分离沉降，上清液经过原水沉淀池出水口的过滤细格栅过滤掉水中的树叶杂质；

3）PLC控制系统控制进水电动阀打开，排水电动阀关闭，原水沉淀池上清液由于地势高度差自流进入膜过滤器进水口进行过滤处理，使用超滤膜去除水中小颗粒物质和微生物；

4）膜过滤器产水进入产水箱，产水箱液位超过产水箱出水口时出水，如后续无需供水，则产水箱液位逐渐升高，产水箱液位与原水沉淀池出水口达到压强平衡时，膜过滤器停止进水，后续需要供水时，产水箱液位逐渐降低，原水沉淀池出水口与产水箱液位压强差加大，膜过滤器继续进水，形成自动调节运行；

5）PLC控制系统中预设的运行程序到达反洗时间时，PLC控制系统控制进水电动阀关闭，排水电动阀打开，产水箱中的过滤水利用高度差通过产水箱进水口回流到膜过滤器产水口进行反洗，反洗完成后切换到步骤3）的状态。

本发明的一种膜过滤器饮用水净化处理装置与方法，无需动力设备，自动调节运行，不添加化学药剂，有效去除水中的浊度、微生物，具有能耗低、全自动化运行、出水水质好、占地小的优点，可解决现有农村饮用水处理规模小、分散不集中、无法达到饮用水标准等问题。

附图说明

图1为本发明实施例1一种膜过滤器饮用水净化处理装置的结构示意图。

图2为图1中膜过滤器的A-A剖视图。

图3为本发明实施例2一种膜过滤器饮用水净化处理装置的结构示意图。

图中：1、原水沉淀池；2、膜过滤器；3、产水箱；4、PLC控制系统；5、进水电动阀；6、排水电动阀；7、紫外消毒灯；8、壳体；9、水流挡板；10、格栅；11、原水沉淀池出水口；12、膜过滤器进水口；13、膜过滤器排水口；14、膜过滤器产水口；15、产水箱进水口；16、产水箱出水口；17、中空纤维超滤膜组件。

具体实施方式

下面结合图 1-3与具体实施方式对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种膜过滤器饮用水净化处理装置，如附图1所示，包括依次连接的原水沉淀池1、膜过滤器2、产水箱3，原水沉淀池1包括原水沉淀池出水口11，膜过滤器2具有三个进、出水口，分别是膜过滤器进水口12、膜过滤器排水口13、膜过滤器产水口14，产水箱3具有产水箱进水口15、产水箱出水口16，还包括PLC控制系统4，原水沉淀池出水口11与膜过滤器进水口12之间的管路上设置进水电动阀5，膜过滤器排水口13后设置排水电动阀6，PLC控制系统4与进水电动阀5、排水电动阀6相连接，产水箱3为密闭，原水沉淀池出水口11高度>产水箱出水口16高度>产水箱进水口15高度>膜过滤器产水口14高度>膜过滤器进水口12高度。

该实施例中原水沉淀池出水口11高度与膜过滤器进水口12高度差为15m。产水箱进水口15高度与膜过滤器产水口14高度差为3m。

原水沉淀池出水口11设有过滤细格栅10，格栅10过滤精度为1mm。产水箱出水口16之后连接紫外消毒灯7。

膜过滤器2的数量为一个。中空纤维超滤膜过滤孔径为0.02um，运行方式为重力式过滤。

本实施例采用五个中空纤维超滤膜组件17，如附图2所示，膜过滤器2的壳体8为圆柱形，膜过滤器进水口12轴线与壳体8相切，进水口处设置水流挡板9。

膜过滤器2使用中空纤维超滤膜组件17，为自由端膜组件。

一种膜过滤器饮用水净化处理方法，使用上述膜过滤器饮用水净化处理装置，包括如下步骤：

1）将各设备按照高度差安装，PLC控制系统预设运行程序：其中原水沉淀池出水口11高度>产水箱出水口16高度>产水箱进水口15高度>膜过滤器产水口14高度>膜过滤器进水口12高度；

2）原水经高度落差自流进入原水沉淀池1，在原水沉淀池1中静置沉淀部分大颗粒物质；

3）PLC控制系统4控制进水电动阀5打开，排水电动阀6关闭，原水沉淀池1上清液由于地势高度差自流进入膜过滤器进水口12进行过滤处理，使用中空纤维超滤膜组件17去除水中小颗粒物质和微生物；

4）原水沉淀池出水口和膜过滤器进水口之间的高度差驱动水透过中空纤维超滤膜表面，膜丝内部透过液汇集到膜过滤器产水口14，通过产水箱进水口15进入产水箱3，产水箱3液位超过产水箱出水口16时出水，如后续无需供水，则产水箱3液位逐渐升高，产水箱3液位与原水沉淀池出水口11达到压强平衡时，膜过滤器2停止进水，后续需要供水时，产水箱3液位逐渐降低，原水沉淀池出水口11与产水箱3液位压强差加大，膜过滤器2继续进水，形成自动调节运行；

5）PLC控制系统4中预设的运行程序到达反洗时间时，PLC控制系统4控制进水电动阀5关闭，排水电动阀6打开，产水箱3中的过滤水利用高度差通过产水箱3进水口回流到膜过滤器产水口14，倒流进入膜过滤器2内的中空纤维超滤膜膜丝内部，从内向外透过，冲掉粘在膜丝表面的污染物，随水流从膜过滤器排水口13流出，反洗进行2min后完成，切换到步骤3）的状态。

实施例2

一种膜过滤器饮用水净化处理装置其他结构如实施例1所示，不同之处在于：如附图3所示，膜过滤器2的数量为两个。

一种膜过滤器饮用水净化处理方法其他步骤如实施例1所示，不同之处在于：当一台膜过滤器2运行到设定时间后需要反洗，另外一台膜过滤器2继续产水，从而不影响用户端用水需求，能够保持产水持续供应，根据运行需要，对两台设备上的运行参数分别设置，使两台设备能够错开反洗。

综上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，凡依本申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (9)

1.一种膜过滤器饮用水净化处理装置，包括依次连接的原水沉淀池（1）、膜过滤器（2）、产水箱（3），其特征在于：还包括PLC控制系统（4），原水沉淀池出水口（11）与膜过滤器进水口（12）之间的管路上设置进水电动阀（5），膜过滤器排水口（13）后设置排水电动阀（6），PLC控制系统（4）与进水电动阀（5）、排水电动阀（6）相连接，产水箱（3）为密闭，原水沉淀池出水口（11）高度>产水箱出水口（16）高度>产水箱进水口（15）高度>膜过滤器产水口（14）高度>膜过滤器进水口（12）高度。

2.根据权利要求1所述的一种膜过滤器饮用水净化处理装置，其特征在于：原水沉淀池出水口（11）高度与膜过滤器进水口（12）高度差为5-20m。

3.根据权利要求1所述的一种膜过滤器饮用水净化处理装置，其特征在于：产水箱进水口（15）高度与膜过滤器产水口（14）高度差为1-5m。

4.根据权利要求1所述的一种膜过滤器饮用水净化处理装置，其特征在于：所述膜过滤器（2）的数量 ≥1，膜过滤器（2）数量多于1个时优先选用并联连接运行。

5.根据权利要求1所述的一种膜过滤器饮用水净化处理装置，其特征在于：所述膜过滤器（2）的壳体（8）为圆柱形，膜过滤器进水口（12）轴线与壳体（8）相切，进水口处设置水流挡板（9）。

6.根据权利要求1所述的一种膜过滤器饮用水净化处理装置，其特征在于：原水沉淀池出水口（11）设有过滤细格栅（10），格栅（10）过滤精度为0.2~2mm。

7.根据权利要求1所述的一种膜过滤器饮用水净化处理装置，其特征在于：所述膜过滤器（2）使用中空纤维超滤膜组件，优选自由端膜组件或U型膜组件。

8.根据权利要求1所述的一种膜过滤器饮用水净化处理装置，其特征在于：所述产水箱出水口（16）之后连接紫外消毒灯（7）。

9.一种膜过滤器饮用水净化处理方法，使用如权利要求1-8所述的任一种膜过滤器饮用水净化处理装置，其特征在于：包括如下步骤：

1）将各设备按照高度差安装，PLC控制系统预设运行程序：其中原水沉淀池出水口高度>产水箱出水口高度>产水箱进水口高度>膜过滤器产水口高度>膜过滤器进水口高度；

2）原水经高度落差自流进入原水沉淀池，在原水沉淀池中静置沉淀部分大颗粒物质；

3）PLC控制系统控制进水电动阀打开，排水电动阀关闭，原水沉淀池上清液由于地势高度差自流进入膜过滤器进水口进行过滤处理，使用超滤膜去除水中小颗粒物质和微生物；

4）膜过滤器产水进入产水箱，产水箱液位超过产水箱出水口时出水，如后续无需供水，则产水箱液位逐渐升高，产水箱液位与原水沉淀池出水口达到压强平衡时，膜过滤器停止进水，后续需要供水时，产水箱液位逐渐降低，原水沉淀池出水口与产水箱液位压强差加大，膜过滤器继续进水，形成自动调节运行；

5）PLC控制系统中预设的运行程序到达反洗时间时，PLC控制系统控制进水电动阀关闭，排水电动阀打开，产水箱中的过滤水利用高度差通过产水箱进水口回流到膜过滤器产水口进行反洗，反洗完成后切换到步骤3）的状态。

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