CN111646545A - 可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及饮用水净化技术领域，提供了一种可反洗滤芯‑纳滤饮用水深度净化系统。该系统包括可反洗预过滤单元、纳滤单元及反冲洗单元，所述可反洗预过滤单元内设置有可反洗滤芯，所述纳滤单元内设置有纳滤滤芯，所述可反洗滤芯的出水侧与所述纳滤滤芯的进水侧连接，所述反冲洗单元与所述可反洗滤芯的出水侧连接；可反洗预过滤单元可对原水中相对粒径较大的污染物进行预过滤，解决纳滤单元内的纳滤滤芯易污染的问题，同时可反洗预过滤单元中的可反洗滤芯在污染之后可通过反冲洗单元进行反冲洗，如此可保持反洗预过滤单元的预过滤性能，降低了可反洗滤芯和纳滤滤芯的维护更换成本，确保饮用水深度净化系统出水稳定且水质优良。
Description
技术领域
本公开涉及饮用水净化技术领域，尤其涉及一种可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统。
背景技术
随着国家的水质标准越来越严格，人们对饮用水的要求也逐渐增高，饮用水处理常规工艺“混凝—沉淀—过滤—消毒”出水水质渐渐不能满足新的水质标准。部分自来水厂通过增加深度处理工艺如臭氧-生物活性炭技术、膜分离技术、光催化氧化技术等提高水厂水质，其中纳滤膜处理工艺因其产水水质稳定等优点，渐渐地受到人们的重视。
在应用中纳滤膜具有两个显著特征：1.可截留饮用水中中等和小分子量有机污染物，消除对人体健康威胁；2.可适度降低饮用水中铝镁硬度，去除硫酸盐、氟和氯离子等，同时对钠钾离子以及其他微量元素选择性透过，保留对身体有益元素。但运行过程中纳滤膜易发生膜污染，为了应对饮用水处理常规工艺出水水质波动引起的纳滤膜污染的问题，在原水进入纳滤膜之前，应尽可能去除水中的不溶性物质等，常用的预处理方法包括在纳滤前端设置保安过滤器，或者采用多级膜过滤方式，如微滤-纳滤联用、超滤-纳滤联用。保安过滤器对污染物的截留能力有限，且需频繁更换滤芯，不仅增加操作人员工作量，且难以满足自动化需求。微滤和超滤预处理运行维护成本较高。满足饮用水深度净化需求，并解决纳滤系统膜前污染问题，成为饮用水净化技术中的难题。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统。
本公开提供了一种可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统，包括可反洗预过滤单元、纳滤单元及反冲洗单元，所述可反洗预过滤单元内设置有可反洗滤芯，所述纳滤单元内设置有纳滤滤芯，所述可反洗滤芯的出水侧与所述纳滤滤芯的进水侧连接，所述反冲洗单元与所述可反洗滤芯的出水侧连接。
可选的，所述可反洗滤芯包括内滤筒一与可反洗滤膜，所述内滤筒一上开设有通孔，所述可反洗滤膜呈褶状围设于所述内滤筒一的外周。
可选的，所述纳滤滤芯包括内滤筒二与纳滤膜，所述内滤筒二上开设有通孔，所述纳滤膜围设于所述内滤筒二的外周。
可选的，所述可反洗预过滤单元包括顺次连接的原水箱、可反洗滤芯元件进水泵、可反洗滤芯进水电动阀、可反洗滤芯进水压力表、压力罐一及可反洗滤芯出水电动阀，所述可反洗滤芯出水电动阀与所述纳滤单元连接，所述可反洗滤芯布置于所述压力罐一内。
可选的，所述纳滤单元包括顺次连接的中间水箱、纳滤进水泵、纳滤增压泵、纳滤进水电动阀、纳滤进水电导测量仪、纳滤进水压力表、压力罐二、纳滤产水电动阀、纳滤产水电导测量仪、纳滤产水压力表及产水水箱，所述中间水箱与所述可反洗预过滤单元连接，所述纳滤滤芯布置于所述压力罐二内。
可选的，所述反冲洗单元包括反冲洗给水泵、反冲洗给水电动阀、可反洗滤芯反冲洗进水阀及可反洗滤芯正冲洗进水阀，所述反冲洗给水电动阀通过可反洗滤芯反冲洗进水阀和可反洗滤芯正冲洗进水阀对应与所述可反洗滤芯的出水侧和进水侧连接，所述可反洗预过滤单元设置有排水阀一和排水阀二，所述排水阀一和所述排水阀二对应与所述可反洗滤芯的出水侧和进水侧连接；所述反冲洗给水电动阀还通过纳滤正冲洗进水阀与所述纳滤滤芯的进水侧连接，所述纳滤单元上设置有与所述纳滤滤芯的进水侧连接的纳滤冲洗排水阀。
可选的，所述反冲洗单元还包括空气压缩机及气擦洗进气阀，所述空气压缩机通过所述气擦洗进气阀与所述可反洗滤芯的出水侧或进水侧连接。
可选的，所述反冲洗单元还包括顺次连接的化学清洗加药箱、可反洗滤芯化学清洗进药泵及可反洗滤芯化学清洗进药阀，所述可反洗滤芯化学清洗进药阀与所述可反洗滤芯的出水侧或进水侧连接。
可选的，还包括纳滤化学清洗单元，所述纳滤化学清洗单元包括与所述化学清洗加药箱顺次连接的纳滤化学清洗进药泵及纳滤化学清洗进药阀，所述纳滤化学清洗进药阀与所述纳滤滤芯的进水侧连接。
可选的，还包括纳滤药剂投加单元，所述纳滤药剂投加单元包括顺次连接的纳滤药剂投加箱、纳滤药剂进药泵及纳滤药剂进药阀，所述纳滤药剂进药阀与所述纳滤滤芯的进水侧连接。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请在纳滤单元的进水侧之前设置可反洗预过滤单元，可反洗预过滤单元可对原水中相对粒径较大的污染物进行预过滤，尽可能的将原水中的不溶性物质过滤，如此可以解决纳滤单元内的纳滤滤芯易污染的问题，同时可反洗预过滤单元中的可反洗滤芯在污染之后可通过反冲洗单元进行反冲洗，如此可保持反洗预过滤单元的预过滤性能，降低了可反洗滤芯和纳滤滤芯的维护更换成本，确保饮用水深度净化系统出水稳定且水质优良；同时本公开中的各个泵、各个阀及各个压力表与PLC控制系统电连接，实现了装置的自动化管理，降低了人力成本。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例提供的饮用水深度净化系统的示意图；
图2为可反洗滤芯的示意图；
图3为纳滤滤芯的示意图。
其中，1、原水箱；2、可反洗滤芯给水泵；3、可反洗滤芯进水电动阀；4、可反洗滤芯进水压力表；5、压力罐一；51、内滤筒一；52、可反洗滤膜；6、可反洗滤芯出水电动阀；7、中间水箱；8、纳滤进水泵；9、纳滤增压泵；10、纳滤进水电动阀；11、纳滤进水电导测量仪；12、纳滤进水压力表；13、压力罐二；131、内滤筒二；132、纳滤膜；14、纳滤产水电动阀；15、纳滤产水电导测量仪；16、纳滤产水压力表；17、产水水箱；18、反冲洗给水泵；19、反冲洗给水电动阀；20、纳滤正冲洗进水阀；21、可反洗滤芯反冲洗进水阀；22、可反洗滤芯正冲洗进水阀；23、化学清洗加药箱；24、可反洗滤芯化学清洗进药泵；25、可反洗滤芯化学清洗进药阀；26、排水阀一；27、纳滤化学清洗进药泵；28、纳滤化学清洗进药阀；29、纳滤药剂投加箱；30、纳滤药剂进药泵；31、纳滤药剂进药阀；32、排水阀二；33、纳滤冲洗排水阀；34、空气压缩机；35、气擦洗进气阀。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本公开提供的一种可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统，包括可反洗预过滤单元、纳滤单元及反冲洗单元，可反洗预过滤单元内设置有可反洗滤芯，纳滤单元内设置有纳滤滤芯，可反洗滤芯的出水侧与纳滤滤芯的进水侧连接，反冲洗单元与可反洗滤芯的出水侧连接。
与现有技术相比，本申请在纳滤单元的进水侧之前设置可反洗预过滤单元，可反洗预过滤单元可对原水中相对粒径较大的污染物进行预过滤，尽可能的将原水中的不溶性物质过滤，如此可以解决纳滤单元内的纳滤滤芯易污染的问题，同时可反洗预过滤单元中的可反洗滤芯在污染之后可通过反冲洗单元进行反冲洗，如此可保持反洗预过滤单元的预过滤性能，降低了可反洗滤芯和纳滤滤芯的维护更换成本，确保饮用水深度净化系统出水稳定且水质优良；同时本公开中的各个泵、各个阀及各个压力表与PLC控制系统电连接，实现了装置的自动化管理，降低了人力成本。
在一些实施例中，如图2所示，可反洗滤芯包括内滤筒一51与可反洗滤膜52，内滤筒一51上开设有通孔，可反洗滤膜52呈褶状围设于内滤筒一51的外周。内滤筒一51为筒状结构，上下端可设置有盖板，内滤筒一51的内侧为出水侧，出水侧通过可反洗滤芯出水电动阀6与纳滤单元连接，同时出水侧也与反冲洗单元连接以此实现对可反洗滤膜52的反冲洗；其中可反洗滤膜52呈褶状布置，如此可以增加可反洗滤膜52的有效过滤面积，且可反洗滤膜52的每一个弯折部分与内滤筒一51相切布置，确保可反洗滤膜52的表面包覆在内滤筒一51的外周，增加过滤效果；可反洗滤膜52可采用高纯聚丙烯纤维制成上述波浪层叠的效果，可反洗滤膜52为绝对过滤精度，过滤孔径≤6μm；可将原水中>1.5μm的颗粒降低95％以上，可将>6μm的颗粒降低99.9％以上，如此实现预过滤，避免纳滤滤芯的污染和堵塞。
在一些实施例中，如图3所示，纳滤滤芯包括内滤筒二131与纳滤膜132，内滤筒二131上开设有通孔，纳滤膜132围设于内滤筒二131的外周。内滤筒二131为筒状结构，上下端可设置有盖板，内滤筒二131的内侧为出水侧，出水侧通过纳滤产水电动阀14与产水水箱连接；纳滤膜132材质可选择芳香聚哌嗪或芳香聚酰胺的任意一种或组合，满足如下指标：硫酸根去除率＞90％(4～30℃)；TOC去除率＞85％(4～30℃)；色度脱除率＞85％(4～30℃)。
在一些实施例中，如图1所示，可反洗预过滤单元包括顺次连接的原水箱1、可反洗滤芯元件进水泵2、可反洗滤芯进水电动阀3、可反洗滤芯进水压力表4、压力罐一5及可反洗滤芯出水电动阀6，可反洗滤芯出水电动阀6与纳滤单元连接，可反洗滤芯布置于压力罐一5内。其中在压力罐一5与可反洗滤芯出水电动阀6之间还可布置可反洗滤芯出水压力表，通过可反洗滤芯进水压力表与可反洗滤芯出水压力表判断可反洗滤芯的进水侧和出水侧的压力差，PLC控制系统采集此信息并进行控制，如果压差变大证明可反洗滤膜52污染严重，需要对其进行反冲洗。
在一些实施例中，如图1所示，纳滤单元包括顺次连接的中间水箱7、纳滤进水泵8、纳滤增压泵9、纳滤进水电动阀10、纳滤进水电导测量仪11、纳滤进水压力表12、压力罐二13、纳滤产水电动阀14、纳滤产水电导测量仪15、纳滤产水压力表16及产水水箱17，中间水箱7与可反洗预过滤单元连接，纳滤滤芯布置于压力罐二13内。通过纳滤进水压力表12与纳滤产水压力表16判断纳滤滤芯的进水侧和出水侧的压力差，PLC控制系统采集此信息并进行控制，如果压差变大证明纳滤膜132污染严重，需要对其进行冲洗；通过纳滤进水电导测量仪11与纳滤产水电导测量仪15判断电导率，如果出水侧电导率增加，则证明纳滤膜132可能功能受损，需要对其检修维护。
在一些实施例中，如图1所示，反冲洗单元包括反冲洗给水泵18、反冲洗给水电动阀19、可反洗滤芯反冲洗进水阀21及可反洗滤芯正冲洗进水阀22，反冲洗给水电动阀19通过可反洗滤芯反冲洗进水阀21和可反洗滤芯正冲洗进水阀22对应与可反洗滤芯的出水侧和进水侧连接，可反洗预过滤单元设置有排水阀一26和排水阀二32，排水阀一26和排水阀二32对应与可反洗滤芯的出水侧和进水侧连接；反冲洗给水电动阀19还通过纳滤正冲洗进水阀20与纳滤滤芯的进水侧连接，纳滤单元上设置有与纳滤滤芯的进水侧连接的纳滤冲洗排水阀33。
反冲洗给水泵18可与产水水箱7连接，通过可反洗滤芯反冲洗进水阀21对可反洗滤芯的出水侧进行反向供水，对可反洗滤膜52进行清洗，随后污水由排水阀二32排出；通过可反洗滤芯正冲洗进水阀22对可反洗滤芯的进水侧进行正向供水，对可反洗滤膜52进行清洗，随后污水由排水阀一26排出；反冲洗给水泵18还可实现纳滤滤芯的清洗，通过纳滤正冲洗进水阀20对纳滤滤芯进行正向供水，对纳滤膜132进行清洗，随后污水由纳滤冲洗排水阀33连接。
在一些实施例中，如图1所示，反冲洗单元还包括空气压缩机34及气擦洗进气阀35，空气压缩机34通过气擦洗进气阀35与可反洗滤芯的出水侧或进水侧连接。还可通过空气压缩机34对可反洗滤芯进行供气反冲洗，与反冲洗给水泵18实现对可反洗滤膜52的水气联合反冲洗，进一步的增强清洗效果，确保可反洗滤膜52的过滤效果和效率。
在一些实施例中，如图1所示，反冲洗单元还包括顺次连接的化学清洗加药箱23、可反洗滤芯化学清洗进药泵24及可反洗滤芯化学清洗进药阀25，可反洗滤芯化学清洗进药阀25与可反洗滤芯的出水侧或进水侧连接。可采取加入药剂化学清洗的方式，恢复膜通量，一般采用药剂为：柠檬酸、氢氧化纳等，彻底清除可反洗滤膜52上附着的污染物。
在一些实施例中，如图1所示，还包括纳滤化学清洗单元，纳滤化学清洗单元包括与化学清洗加药箱23顺次连接的纳滤化学清洗进药泵27及纳滤化学清洗进药阀28，纳滤化学清洗进药阀28与纳滤滤芯的进水侧连接，彻底清除纳滤膜132上附着的污染物。
在一些实施例中，如图1所示，还包括纳滤药剂投加单元，纳滤药剂投加单元包括顺次连接的纳滤药剂投加箱29、纳滤药剂进药泵30及纳滤药剂进药阀31，纳滤药剂进药阀31与纳滤滤芯的进水侧连接。纳滤膜132材质受氧化后易降解，因此要求在其进水侧投加还原剂，同时，还需要在其进水侧投加阻垢剂以防止出水侧产生结垢。还原剂可采用亚硫酸氢钠，阻垢剂可采用天然聚合物阻垢剂和合成聚合物阻垢剂。
本申请装置的其中一实施例的具体工作过程如下：
可反洗滤芯给水泵2将原水箱1中的原水经可反洗滤芯进水电动阀3泵送至压力罐一5，原水经可反洗滤膜52过滤，通过可反洗滤芯进水压力表与可反洗滤芯出水压力表判断可反洗滤芯的进水侧和出水侧的压力差，PLC控制系统采集此信息并进行控制，如果压差变大证明可反洗滤膜52污染严重，需要对其进行反冲洗；通过可反洗滤芯反冲洗进水阀21对可反洗滤芯的出水侧进行反向供水，通过可反洗滤芯正冲洗进水阀22对可反洗滤芯的进水侧进行正向供水，通过化学清洗加药箱23及可反洗滤芯化学清洗进药泵24对可反洗滤芯的出水侧进行添加化学药剂，对可反洗滤膜52进行清洗；原水进入中间水箱7；
随后纳滤进水泵8和纳滤增压泵9将中间水箱7中的原水经纳滤进水电动阀泵送至压力罐二13，原水经纳滤膜132过滤，通过纳滤进水压力表12与纳滤产水压力表16判断纳滤滤芯的进水侧和出水侧的压力差，PLC控制系统采集此信息并进行控制，如果压差变大证明纳滤膜132污染严重，需要对其进行冲洗，纳滤化学清洗进药阀28与纳滤滤芯的进水侧连接，彻底清除纳滤膜132上附着的污染物；通过纳滤进水电导测量仪11与纳滤产水电导测量仪15判断电导率，如果出水侧电导率增加，则证明纳滤膜132可能功能受损，需要对其检修维护。
最终原水经压力罐二13过滤排至产水水箱17。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统，其特征在于，包括可反洗预过滤单元、纳滤单元及反冲洗单元，所述可反洗预过滤单元内设置有可反洗滤芯，所述纳滤单元内设置有纳滤滤芯，所述可反洗滤芯的出水侧与所述纳滤滤芯的进水侧连接，所述反冲洗单元与所述可反洗滤芯的出水侧连接。
2.根据权利要求1所述的可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统，其特征在于，所述可反洗滤芯包括内滤筒一(51)与可反洗滤膜(52)，所述内滤筒一(51)上开设有通孔，所述可反洗滤膜(52)呈褶状围设于所述内滤筒一(51)的外周。
3.根据权利要求1所述的可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统，其特征在于，所述纳滤滤芯包括内滤筒二(131)与纳滤膜(132)，所述内滤筒二(131)上开设有通孔，所述纳滤膜(132)围设于所述内滤筒二(131)的外周。
4.根据权利要求1所述的可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统，其特征在于，所述可反洗预过滤单元包括顺次连接的原水箱(1)、可反洗滤芯元件进水泵(2)、可反洗滤芯进水电动阀(3)、可反洗滤芯进水压力表(4)、压力罐一(5)及可反洗滤芯出水电动阀(6)，所述可反洗滤芯出水电动阀(6)与所述纳滤单元连接，所述可反洗滤芯布置于所述压力罐一(5)内。
5.根据权利要求1所述的可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统，其特征在于，所述纳滤单元包括顺次连接的中间水箱(7)、纳滤进水泵(8)、纳滤增压泵(9)、纳滤进水电动阀(10)、纳滤进水电导测量仪(11)、纳滤进水压力表(12)、压力罐二(13)、纳滤产水电动阀(14)、纳滤产水电导测量仪(15)、纳滤产水压力表(16)及产水水箱(17)，所述中间水箱(7)与所述可反洗预过滤单元连接，所述纳滤滤芯布置于所述压力罐二(13)内。
6.根据权利要求1所述的可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统，其特征在于，所述反冲洗单元包括反冲洗给水泵(18)、反冲洗给水电动阀(19)、可反洗滤芯反冲洗进水阀(21)及可反洗滤芯正冲洗进水阀(22)，所述反冲洗给水电动阀(19)通过可反洗滤芯反冲洗进水阀(21)和可反洗滤芯正冲洗进水阀(22)对应与所述可反洗滤芯的出水侧和进水侧连接，所述可反洗预过滤单元设置有排水阀一(26)和排水阀二(32)，所述排水阀一(26)和所述排水阀二(32)对应与所述可反洗滤芯的出水侧和进水侧连接；所述反冲洗给水电动阀(19)还通过纳滤正冲洗进水阀(20)与所述纳滤滤芯的进水侧连接，所述纳滤单元上设置有与所述纳滤滤芯的进水侧连接的纳滤冲洗排水阀(33)。
7.根据权利要求6所述的可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统，其特征在于，所述反冲洗单元还包括空气压缩机(34)及气擦洗进气阀(35)，所述空气压缩机(34)通过所述气擦洗进气阀(35)与所述可反洗滤芯的出水侧或进水侧连接。
8.根据权利要求6所述的可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统，其特征在于，所述反冲洗单元还包括顺次连接的化学清洗加药箱(23)、可反洗滤芯化学清洗进药泵(24)及可反洗滤芯化学清洗进药阀(25)，所述可反洗滤芯化学清洗进药阀(25)与所述可反洗滤芯的出水侧或进水侧连接。
9.根据权利要求8所述的可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统，其特征在于，还包括纳滤化学清洗单元，所述纳滤化学清洗单元包括与所述化学清洗加药箱(23)顺次连接的纳滤化学清洗进药泵(27)及纳滤化学清洗进药阀(28)，所述纳滤化学清洗进药阀(28)与所述纳滤滤芯的进水侧连接。
10.根据权利要求1所述的可反洗滤芯-纳滤饮用水深度净化系统，其特征在于，还包括纳滤药剂投加单元，所述纳滤药剂投加单元包括顺次连接的纳滤药剂投加箱(29)、纳滤药剂进药泵(30)及纳滤药剂进药阀(31)，所述纳滤药剂进药阀(31)与所述纳滤滤芯的进水侧连接。
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