CN113526728B - 一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置及其使用方法 - Google Patents

一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置及其使用方法，它涉及一种滤池反冲洗废水的膜滤装置及其使用方法。解决现有水厂一般将滤池反洗水回用至原水端进行处理，容易导致金属元素富集、有机物升高和氯耗增加的问题。装置包括潜水泵、加药箱、混合器、超滤膜池、超滤膜组件、高速表扫排泥系统、双通路曝气清洗系统和超滤产水箱；方法：一、进水时，滤池反冲洗废水经潜水泵进入混合器，然后进入超滤膜池进行过滤，超滤膜组件出水经过产水管路进入超滤产水箱；二、每个过滤周期结束后对超滤膜组件进行气水联合反冲洗；三、对超滤膜池进行排空处理，清理膜池。

Description

一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种滤池反冲洗废水的膜滤装置及其使用方法。
背景技术
净水厂的滤池反洗水主要是由于滤池或活性炭滤池周期性反洗后产生的，我国自来水厂的滤池反冲洗废水约占总产水量的1.5％～5％。滤池反洗水中携带了大量的病原微生物(如贾第虫和隐孢子虫)、原水中的颗粒以及混凝过程中的絮状物，具有浊度大、含固率高等特点。这些生产废水直接排入城镇污水处理系统会增加污水处理厂的负荷，不经处理直接排入江河湖泊等水体，会成为水体的重要污染源，当废水中富集了较高的有机物浓度时，甚至会造成水体富营养化，会给净水厂周围的生态环境带来剧烈的冲击。
从环境保护、水资源持续性发展和水厂的自身需求角度出发，对净水厂滤池反冲洗废水进行处理并综合利用是最终发展方向，它对维持生态环境的动态平衡及保证水厂安全运行、降低综合运营成本必不可少，能有效水资源费成本，实现净水厂的节能降耗目标。同时显著降低水厂排污总量，实现净水厂绿色生产。
目前国内设有回收工艺的水厂一般将滤池反洗水回用至原水端进行处理，但容易导致金属元素富集、有机物升高、氨氮浓度提高和氯耗增加等问题，困扰水厂运行，降低出水水质。因此，将滤池反洗水进行处理并安全回用十分必要。由于滤池反冲洗废水浊度大、固体悬浮物含量高，直接采用超滤处理，容易造成膜池积泥等问题，影响超滤装置运行稳定性，若在超滤前采用混凝沉淀等预处理工艺，又会增加工艺流程，增加能耗和占地面积。
发明内容
本发明要解决现有水厂一般将滤池反洗水回用至原水端进行处理，容易导致金属元素富集、有机物升高和氯耗增加的问题，进而提供一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置及其使用方法。
一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置，它包括潜水泵、加药箱、混合器、超滤膜池、超滤膜组件、高速表扫排泥系统、双通路曝气清洗系统和超滤产水箱；
潜水泵设于原水池中，且潜水泵通过进水管路与进水调节阀相连通，进水调节阀通过三通分别与加药箱及混合器相连通，混合器的出水口通过管道与超滤膜池相连通；
所述的超滤膜池内部设有超滤膜组件、高速表扫排泥系统和双通路曝气清洗系统，超滤膜池底部设有排空阀；超滤膜组件位于超滤膜池中部，双通路曝气清洗系统位于超滤膜组件下方；
所述的高速表扫排泥系统由高压喷嘴和不锈钢斜板组成，不锈钢斜板位于超滤膜池底部两侧，且不锈钢斜板与超滤膜池底部的夹角为30°～60°；多个高压喷嘴设于不锈钢斜板上方，高压喷嘴的喷嘴朝向与不锈钢斜板平行；
所述的双通路曝气清洗系统由外部曝气通路和中部曝气通路组成，且外部曝气通路与中部曝气通路组成回型或同心圆型结构；所述的外部曝气通路和中部曝气通路上设有曝气头；
所述的超滤膜组件顶部与超滤产水箱之间分别通过产水管路和反洗管路相连通，且所述的反洗管路与高压喷嘴相连通。
一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置的使用方法，它是按以下步骤进行的：
一、进水时，开启进水调节阀，启动潜水泵，打开产水管路，关闭反洗管路，关闭排空阀和双通路曝气清洗系统，设置超滤膜组件参数；滤池反冲洗废水经潜水泵进入混合器，然后进入超滤膜池进行过滤，过滤时采用间歇脉冲式曝气方法，一个过滤周期中每过滤2min～10min，打开双通路曝气清洗系统中的外部曝气通路进行曝气10s～20s，曝气过程中每隔2s～3s曝气一次，曝气时间2s～4s，曝气强度为30m3/m2·h～60m3/m2·h，超滤膜组件出水经过产水管路进入超滤产水箱，得到超滤处理后的出水；
当进水浊度在20NTU以下时，无需投加混凝剂，若进水浊度大于20NTU时，则通过加药箱投加混凝剂；
二、每个过滤周期结束后关闭潜水泵及产水管路，对超滤膜组件进行气水联合反冲洗，且气水联合反冲洗过程中添加化学药剂，反冲洗时打开反洗管路，启动双通路曝气清洗系统，超滤产水箱中的水通过反洗管路进行反洗，反冲洗通量为50L/m2·h～120L/m2·h，中部曝气通路采用连续曝气形式，曝气强度为20m3/m2·h～40m3/m2·h，外部曝气通路采用脉冲曝气形式，每隔5s～20s曝气一次，曝气时间2s～5s，曝气强度为30m3/m2·h～60m3/m2·h，气水联合反冲洗时间为60s～180s；
三、经过一定运行时间后，关闭潜水泵、产水管路及反洗管路，开启双通路曝气清洗系统和高压喷嘴，对超滤膜池进行冲洗2min～5min，中部曝气通路采用连续曝气形式，曝气强度为20m3/m2·h～40m3/m2·h，外部曝气通路采用脉冲曝气形式，每隔5s～20s曝气一次，曝气时间2s～5s，曝气强度为30m3/m2·h～60m3/m2·h，超滤产水箱中的水进入高压喷嘴冲洗膜池，打开排空阀进行排泥，即完成一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置的使用方法。
本发明的有益效果是：
本发明对传统超滤膜池、超滤反洗曝气装置和曝气方式进行了改进，作为一种回收处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置，能够有效减少膜池积泥和膜孔堵塞，缓解超滤膜污染，快速降低出水中浊度、有机物和微生物含量，保障出水水质安全和装置运行稳定性。
1、本发明装置的结构简单，操作简便，运行管理维护方便，膜装置采用自动化控制系统，参数设定后可自动连续运行。
2、本发明采用双模式过滤方式，可根据水质浊度情况选择直接超滤或原位混凝-超滤工艺，从而最大程度上节省药剂消耗，混凝时所投加药剂与原水在混合器中经水力作用进行混合，然后直接进入超滤膜池中进行原位微絮凝作用，整个混凝过程中无需安装机械搅拌器及混凝沉淀池，装置安装简单方便，运行能耗低，节省占地面积，简化工艺过程；过滤过程中的间歇曝气能够抖落中空纤维膜丝粘连的悬浮物、絮体等污染物，减小膜污染。
3、本发明反洗时定时投加药剂进行化学强化反冲洗，在进行物理气水反冲洗的同时加入化学药剂对反洗作用进行强化，能够同时具有常规气水反冲洗和维护性化学清洗的优点，可提高反冲洗效率，与常规气水反冲洗相比，可有效降低跨膜压差增长速率。
4、本发明采用双通路曝气系统，中部曝气通路连续曝气，曝气强度较小，能够使得气泡连续均匀的进入中空纤维膜丝间，防止膜丝粘连，去除表面污染物，外部通路脉冲式曝气，强度大，通过气流的强烈扰动作用擦除掉膜丝表面截留的固体悬浮物，能够有效防止膜孔堵塞。
5、本发明采用高速表扫排泥系统，置于膜池底部的不锈钢斜板利于絮体和固体颗粒物的沉积，高压喷嘴能够将沉积的污染物和污泥冲刷干净，解决膜池积泥问题。
6、本发明能够基本去除滤池反冲洗水中全部的大肠杆菌和细菌，保障出水生物安全性。本发明能有效去除水中的污染物，对滤池反冲洗水中的浊度平均去除率为99.42％，对CODMn和UV254的平均去除率分别能达到75.66％和42.24％。
附图说明
图1为本发明一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置的结构示意图；
图2为本发明双通路曝气清洗系统的结构示意图；
图3为对比实验跨膜压差变化图；
图4为实施例一跨膜压差变化图；
图5为实施例一用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置对金属铁的去除效果图，1为进水，2为经超滤处理后的出水；
图6为实施例一用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置对金属锰的去除效果图，1为进水，2为经超滤处理后的出水；
图7为实施例一用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置对金属铝的去除效果图，1为进水，2为经超滤处理后的出水。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1及2具体说明本实施方式，本实施方式一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置，它包括潜水泵1、加药箱4、混合器5、超滤膜池6、超滤膜组件7、高速表扫排泥系统、双通路曝气清洗系统9和超滤产水箱15；
潜水泵1设于原水池中，且潜水泵1通过进水管路与进水调节阀2相连通，进水调节阀2通过三通分别与加药箱4及混合器5相连通，混合器5的出水口通过管道与超滤膜池6相连通；
所述的超滤膜池6内部设有超滤膜组件7、高速表扫排泥系统和双通路曝气清洗系统9，超滤膜池6底部设有排空阀10；超滤膜组件7位于超滤膜池6中部，双通路曝气清洗系统9位于超滤膜组件7下方；
所述的高速表扫排泥系统由高压喷嘴8-1和不锈钢斜板8-2组成，不锈钢斜板8-2位于超滤膜池6底部两侧，且不锈钢斜板8-2与超滤膜池6底部的夹角为30°～60°；多个高压喷嘴8-1设于不锈钢斜板8-2上方，高压喷嘴8-1的喷嘴朝向与不锈钢斜板8-2平行；
所述的双通路曝气清洗系统9由外部曝气通路19和中部曝气通路20组成，且外部曝气通路19与中部曝气通路20组成回型或同心圆型结构；所述的外部曝气通路19和中部曝气通路20上设有曝气头21；
所述的超滤膜组件7顶部与超滤产水箱15之间分别通过产水管路13和反洗管路18相连通，且所述的反洗管路18与高压喷嘴8-1相连通。
本具体实施方式不锈钢斜板8-2长度与超滤膜池6长度相同，图1中的超滤膜池6为宽度方向。
本具体实施方式的有益效果是：
本具体实施方式对传统超滤膜池、超滤反洗曝气装置和曝气方式进行了改进，作为一种回收处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置，能够有效减少膜池积泥和膜孔堵塞，缓解超滤膜污染，快速降低出水中浊度、有机物和微生物含量，保障出水水质安全和装置运行稳定性。
1、本具体实施方式装置的结构简单，操作简便，运行管理维护方便，膜装置采用自动化控制系统，参数设定后可自动连续运行。
2、本具体实施方式采用双模式过滤方式，可根据水质浊度情况选择直接超滤或原位混凝-超滤工艺，从而最大程度上节省药剂消耗，混凝时所投加药剂与原水在混合器中经水力作用进行混合，然后直接进入超滤膜池中进行原位微絮凝作用，整个混凝过程中无需安装机械搅拌器及混凝沉淀池，装置安装简单方便，运行能耗低，节省占地面积，简化工艺过程；过滤过程中的间歇曝气能够抖落中空纤维膜丝粘连的悬浮物、絮体等污染物，减小膜污染。
3、本具体实施方式反洗时定时投加药剂进行化学强化反冲洗，在进行物理气水反冲洗的同时加入化学药剂对反洗作用进行强化，能够同时具有常规气水反冲洗和维护性化学清洗的优点，可提高反冲洗效率，与常规气水反冲洗相比，可有效降低跨膜压差增长速率。
4、本具体实施方式采用双通路曝气系统，中部曝气通路连续曝气，曝气强度较小，能够使得气泡连续均匀的进入中空纤维膜丝间，防止膜丝粘连，去除表面污染物，外部通路脉冲式曝气，强度大，通过气流的强烈扰动作用擦除掉膜丝表面截留的固体悬浮物，能够有效防止膜孔堵塞。
5、本具体实施方式采用高速表扫排泥系统，置于膜池底部的不锈钢斜板利于絮体和固体颗粒物的沉积，高压喷嘴能够将沉积的污染物和污泥冲刷干净，解决膜池积泥问题。
6、本具体实施方式能够基本去除滤池反冲洗水中全部的大肠杆菌和细菌，保障出水生物安全性。本发明能有效去除水中的污染物，对滤池反冲洗水中的浊度平均去除率为99.42％，对CODMn和UV254的平均去除率分别能达到75.66％和42.24％。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的三通与加药箱4之间的管道上设有加药泵3；所述的产水管路13上设置产水泵14；所述的反洗管路18上设置反洗泵16和流量计17；所述的外部曝气通路19和中部曝气通路20通过两条进气管分别与鼓风机12相连，且两条进气管上均设有气体流量计11。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是：所述的超滤膜组件7中超滤膜材质为聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚砜或陶瓷膜；所述的超滤膜组件7中超滤膜为中空纤维膜，截留分子量为5万道尔顿～30万道尔顿。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述的超滤膜组件7过滤方式为浸没式过滤、外压式过滤、恒通量过滤或恒压过滤。其它与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述的混合器5为管式混合器或折板混合器。其它与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：相邻高压喷嘴8-1之间的间距为3cm～20cm；所述的高压喷嘴8-1直径为5mm～30mm。其它与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置的使用方法，它是按以下步骤进行的：
一、进水时，开启进水调节阀2，启动潜水泵1，打开产水管路13，关闭反洗管路18，关闭排空阀10和双通路曝气清洗系统9，设置超滤膜组件7参数；滤池反冲洗废水经潜水泵1进入混合器5，然后进入超滤膜池6进行过滤，过滤时采用间歇脉冲式曝气方法，一个过滤周期中每过滤2min～10min，打开双通路曝气清洗系统9中的外部曝气通路19进行曝气10s～20s，曝气过程中每隔2s～3s曝气一次，曝气时间2s～4s，曝气强度为30m3/m2·h～60m3/m2·h，超滤膜组件7出水经过产水管路13进入超滤产水箱15，得到超滤处理后的出水；
当进水浊度在20NTU以下时，无需投加混凝剂，若进水浊度大于20NTU时，则通过加药箱4投加混凝剂；
二、每个过滤周期结束后关闭潜水泵1及产水管路13，对超滤膜组件7进行气水联合反冲洗，且气水联合反冲洗过程中添加化学药剂，反冲洗时打开反洗管路18，启动双通路曝气清洗系统9，超滤产水箱15中的水通过反洗管路18进行反洗，反冲洗通量为50L/m2·h～120L/m2·h，中部曝气通路20采用连续曝气形式，曝气强度为20m3/m2·h～40m3/m2·h，外部曝气通路19采用脉冲曝气形式，每隔5s～20s曝气一次，曝气时间2s～5s，曝气强度为30m3/m2·h～60m3/m2·h，气水联合反冲洗时间为60s～180s；
三、经过一定运行时间后，关闭潜水泵1、产水管路13及反洗管路18，开启双通路曝气清洗系统9和高压喷嘴8-1，对超滤膜池6进行冲洗2min～5min，中部曝气通路20采用连续曝气形式，曝气强度为20m3/m2·h～40m3/m2·h，外部曝气通路19采用脉冲曝气形式，每隔5s～20s曝气一次，曝气时间2s～5s，曝气强度为30m3/m2·h～60m3/m2·h，超滤产水箱15中的水进入高压喷嘴8-1冲洗膜池，打开排空阀10进行排泥，即完成一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置的使用方法。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同的是：步骤一中设置超滤膜组件7参数具体为：运行膜通量为10L/m2·h～30L/m2·h，过滤周期为30min～60min；步骤一中所述的混凝剂为聚合氯化铝，投加量以氧化铝计为2mg/L～6mg/L。其它与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式七或八之一不同的是：步骤二中所述的化学药剂为NaClO或NaCl，所述的NaClO的投加量为5mg/L～25mg/L，所述的NaCl的投加量为150mg/L～600mg/L，化学药剂投加频次为2次/天～4次/天。其它与具体实施方式七或八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式七至九之一不同的是：步骤三中经过运行12h～48h后，关闭潜水泵1、产水管路13及反洗管路18，开启双通路曝气清洗系统9和高压喷嘴8-1，对超滤膜池6进行排空处理，清理膜池；步骤三中所述的高压喷嘴8-1的工作压力为20kPa～80kPa。其它与具体实施方式七至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置，它包括潜水泵1、加药箱4、混合器5、超滤膜池6、超滤膜组件7、高速表扫排泥系统、双通路曝气清洗系统9和超滤产水箱15；
潜水泵1设于原水池中，且潜水泵1通过进水管路与进水调节阀2相连通，进水调节阀2通过三通分别与加药箱4及混合器5相连通，混合器5的出水口通过管道与超滤膜池6相连通；
所述的超滤膜池6内部设有超滤膜组件7、高速表扫排泥系统和双通路曝气清洗系统9，超滤膜池6底部设有排空阀10；超滤膜组件7位于超滤膜池6中部，双通路曝气清洗系统9位于超滤膜组件7下方；
所述的高速表扫排泥系统由高压喷嘴8-1和不锈钢斜板8-2组成，不锈钢斜板8-2位于超滤膜池6底部两侧，且不锈钢斜板8-2与超滤膜池6底部的夹角为30°～60°；多个高压喷嘴8-1设于不锈钢斜板8-2上方，高压喷嘴8-1的喷嘴朝向与不锈钢斜板8-2平行；
所述的双通路曝气清洗系统9由外部曝气通路19和中部曝气通路20组成，且外部曝气通路19与中部曝气通路20组成回型或同心圆型结构；所述的外部曝气通路19和中部曝气通路20上设有曝气头21；
所述的超滤膜组件7顶部与超滤产水箱15之间分别通过产水管路13和反洗管路18相连通，且所述的反洗管路18与高压喷嘴8-1相连通。
所述的三通与加药箱4之间的管道上设有加药泵3；所述的产水管路13上设置产水泵14；所述的反洗管路18上设置反洗泵16和流量计17；所述的外部曝气通路19和中部曝气通路20通过两条进气管分别与鼓风机12相连，且两条进气管上均设有气体流量计11。
所述的超滤膜组件7中超滤膜材质为聚偏氟乙烯；所述的超滤膜组件7采用海南立昇净水科技实业有限公司生产的5组浸没式LJ2C-2000-PF型超滤膜组件，5组浸没式LJ2C-2000-PF型超滤膜组件总膜面积为100m2，截留分子量为15万道尔顿。
所述混合器5为管式混合器。
相邻高压喷嘴8-1之间的间距为5cm；所述的高压喷嘴8-1直径为5mm。
一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置的使用方法，它是按以下步骤进行的：
一、进水时，开启进水调节阀2，启动潜水泵1，打开产水管路13，关闭反洗管路18，关闭排空阀10和双通路曝气清洗系统9，设置超滤膜组件7参数；滤池反冲洗废水经潜水泵1进入混合器5，然后进入超滤膜池6进行过滤，过滤时采用间歇脉冲式曝气方法，一个过滤周期中每过滤10min，打开双通路曝气清洗系统9中的外部曝气通路19进行曝气10s，曝气过程中每隔2s曝气一次，曝气时间2s，曝气强度为30m3/m2·h，超滤膜组件7出水经过产水管路13进入超滤产水箱15，得到超滤处理后的出水；
进水浊度大于20NTU，通过加药箱4投加混凝剂；
二、每个过滤周期结束后关闭潜水泵1及产水管路13，对超滤膜组件7进行气水联合反冲洗，且气水联合反冲洗过程中添加化学药剂，反冲洗时打开反洗管路18，启动双通路曝气清洗系统9，超滤产水箱15中的水通过反洗管路18进行反洗，反冲洗通量为60L/m2·h，中部曝气通路20采用连续曝气形式，曝气强度为20m3/m2·h，外部曝气通路19采用脉冲曝气形式，每隔5s曝气一次，曝气时间3s，曝气强度为30m3/m2·h，气水联合反冲洗时间为60s；
三、经过一定运行时间后，关闭潜水泵1、产水管路13及反洗管路18，开启双通路曝气清洗系统9和高压喷嘴8-1，对超滤膜池6进行冲洗2min，中部曝气通路20采用连续曝气形式，曝气强度为20m3/m2·h，外部曝气通路19采用脉冲曝气形式，每隔5s曝气一次，曝气时间3s，曝气强度为30m3/m2·h，超滤产水箱15中的水进入高压喷嘴8-1冲洗膜池，打开排空阀10进行排泥，即完成一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置的使用方法。
步骤一中设置超滤膜组件7参数具体为：运行膜通量为25L/m2·h，过滤周期为30min；步骤一中所述的混凝剂为聚合氯化铝，投加量以氧化铝计为3mg/L。
步骤二中所述的化学药剂为NaClO，所述的NaClO的投加量为15mg/L，化学药剂投加频次为2次/天。
步骤三中经过运行12h，关闭潜水泵1、产水管路13及反洗管路18，开启双通路曝气清洗系统9和高压喷嘴8-1，对超滤膜池6进行排空处理；步骤三中所述的高压喷嘴8-1的工作压力为40kPa。
对比实验：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中过滤时未进行曝气；步骤二中气水联合反冲洗过程中未添加化学药剂且未进行中部曝气通路20曝气；步骤三种未进行高压喷嘴8-1冲洗且未进行中部曝气通路20曝气。其它与具体实施方式一相同。
本实施例原水来自于广东省佛山市某水厂排水池，该排水池主要用于收集砂滤池周期反冲洗后的废水。
图3对比实验跨膜压差变化图；图4为实施例一跨膜压差变化图。由图可知，当超滤膜装置膜池内存在积泥问题时，跨膜压差增长速率较大，经过7天的运行时间后，跨膜压差便从6.4kPa增长至10.9kPa，并且随着运行时间的增长，每个周期反洗后的跨膜压差也逐渐增大，表明不可逆污染较为严重，而对膜池内积泥及膜丝表面积累污染物进行清理后，跨膜压差在运行了14天后仅仅增长2.2kPa。由此可以看出，膜池内存在积泥时对膜污染影响严重，本实施方式对于积泥的有效清理能够很好的缓解膜污染。
当水厂滤池反冲洗结束，废水刚排入排水池内时，水的浊度、有机物和金属等指标含量波动较大。水质指标情况如下：浊度为13.4～68.5NTU，平均为30.7NTU；CODMn为2.720～7.552mg/L，平均为4.694mg/L；UV254为0.021～0.049cm-1，平均为0.031cm-1；铁含量为0.110～0.694mg/L，平均为0.372mg/L；锰含量为0.120～1.746mg/L，平均为0.496mg/L；铝含量为1.091～5.814mg/L，平均为2.841mg/L，菌落总数数量为110～2400CFU/mL，平均为590CFU/mL。
表1实施例一对浊度和有机物的去除效果
Figure BDA0003175726690000091
由表可以看出，本实施例对于浊度和有机物的去除效果显著，浊度平均去除率达到99.42％，CODMn和UV254的平均去除率分别达到75.66％和42.24％。
表2实施例一对微生物的去除效果
Figure BDA0003175726690000101
由表可以看出，本实施例基本能够去除所有的大肠杆菌和细，能够很好的保证出水生物安全性。
图5为实施例一用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置对金属铁的去除效果图，1为进水，2为经超滤处理后的出水；图6为实施例一用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置对金属锰的去除效果图，1为进水，2为经超滤处理后的出水；图7为实施例一用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置对金属铝的去除效果图，1为进水，2为经超滤处理后的出水。由图可知，进水中铁的含量为0.110～0.694mg/L，平均为0.372mg/L，经过超滤后出水铁含量均在0.05mg/L以下；进水锰含量为0.120～1.746mg/L，平均为0.496mg/L，超滤出水中锰含量平均为0.15mg/L。原水中的铝含量较高，为1.091～5.814mg/L，平均为2.841mg/L，经过在线混凝-超滤后，出水铝的含量均在0.06mg/L以下，平均为0.037mg/L。由此表明，本实施方式对于滤池反冲洗废水中铁和铝的去除效果优异，对于锰也有一定的去除作用。

Claims (9)

1.一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置，其特征在于它包括潜水泵（1）、加药箱（4）、混合器（5）、超滤膜池（6）、超滤膜组件（7）、高速表扫排泥系统、双通路曝气清洗系统（9）和超滤产水箱（15）；
潜水泵（1）设于原水池中，且潜水泵（1）通过进水管路与进水调节阀（2）相连通，进水调节阀（2）通过三通分别与加药箱（4）及混合器（5）相连通，混合器（5）的出水口通过管道与超滤膜池（6）相连通；
所述的超滤膜池（6）内部设有超滤膜组件（7）、高速表扫排泥系统和双通路曝气清洗系统（9），超滤膜池（6）底部设有排空阀（10）；超滤膜组件（7）位于超滤膜池（6）中部，双通路曝气清洗系统（9）位于超滤膜组件（7）下方；
所述的高速表扫排泥系统由高压喷嘴（8-1）和不锈钢斜板（8-2）组成，不锈钢斜板（8-2）位于超滤膜池（6）底部两侧，且不锈钢斜板（8-2）与超滤膜池（6）底部的夹角为30°~60°；多个高压喷嘴（8-1）设于不锈钢斜板（8-2）上方，高压喷嘴（8-1）的喷嘴朝向与不锈钢斜板（8-2）平行；
所述的双通路曝气清洗系统（9）由外部曝气通路（19）和中部曝气通路（20）组成，且外部曝气通路（19）与中部曝气通路（20）组成回型或同心圆型结构；所述的外部曝气通路（19）和中部曝气通路（20）上设有曝气头（21）；
所述的超滤膜组件（7）顶部与超滤产水箱（15）之间分别通过产水管路（13）和反洗管路（18）相连通，且所述的反洗管路（18）与高压喷嘴（8-1）相连通；
该装置是按以下步骤进行的：
一、进水时，开启进水调节阀（2），启动潜水泵（1），打开产水管路（13），关闭反洗管路（18），关闭排空阀（10）和双通路曝气清洗系统（9），设置超滤膜组件（7）参数；滤池反冲洗废水经潜水泵（1）进入混合器（5），然后进入超滤膜池（6）进行过滤，过滤时采用间歇脉冲式曝气方法，一个过滤周期中每过滤2min~10min，打开双通路曝气清洗系统（9）中的外部曝气通路（19）进行曝气10s~20s，曝气过程中每隔2s~3s曝气一次，曝气时间2s~4s，曝气强度为30m3/m2·h~60m3/m2·h，超滤膜组件（7）出水经过产水管路（13）进入超滤产水箱（15），得到超滤处理后的出水；
当进水浊度在20NTU以下时，无需投加混凝剂，若进水浊度大于20NTU时，则通过加药箱（4）投加混凝剂；
二、每个过滤周期结束后关闭潜水泵（1）及产水管路（13），对超滤膜组件（7）进行气水联合反冲洗，且气水联合反冲洗过程中添加化学药剂，反冲洗时打开反洗管路（18），启动双通路曝气清洗系统（9），超滤产水箱（15）中的水通过反洗管路（18）进行反洗，反冲洗通量为50L/m2·h~120L/m2·h，中部曝气通路（20）采用连续曝气形式，曝气强度为20m3/m2·h~40m3/m2·h，外部曝气通路（19）采用脉冲曝气形式，每隔5s~20s曝气一次，曝气时间2s~5s，曝气强度为30m3/m2·h~60m3/m2·h，气水联合反冲洗时间为60s~180s；
三、经过一定运行时间后，关闭潜水泵（1）、产水管路（13）及反洗管路（18），开启双通路曝气清洗系统（9）和高压喷嘴（8-1），对超滤膜池（6）进行冲洗2min~5min，中部曝气通路（20）采用连续曝气形式，曝气强度为20m3/m2·h~40m3/m2·h，外部曝气通路（19）采用脉冲曝气形式，每隔5s~20s曝气一次，曝气时间2s~5s，曝气强度为30m3/m2·h~60m3/m2·h，超滤产水箱（15）中的水进入高压喷嘴（8-1）冲洗膜池，打开排空阀（10）进行排泥。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置，其特征在于所述的三通与加药箱（4）之间的管道上设有加药泵（3）；所述的产水管路（13）上设置产水泵（14）；所述的反洗管路（18）上设置反洗泵（16）和流量计（17）；所述的外部曝气通路（19）和中部曝气通路（20）通过两条进气管分别与鼓风机（12）相连，且两条进气管上均设有气体流量计（11）。
3.根据权利要求1所述的一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置，其特征在于所述的超滤膜组件（7）中超滤膜材质为聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚砜或陶瓷膜；所述的超滤膜组件（7）中超滤膜为中空纤维膜，截留分子量为5万道尔顿~30万道尔顿。
4.根据权利要求1所述的一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置，其特征在于所述的超滤膜组件（7）过滤方式为浸没式过滤、外压式过滤、恒通量过滤或恒压过滤。
5.根据权利要求1所述的一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置，其特征在于所述的混合器（5）为管式混合器或折板混合器。
6.根据权利要求1所述的一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置，其特征在于相邻高压喷嘴（8-1）之间的间距为3cm~20cm；所述的高压喷嘴（8-1）直径为5mm~30mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置，其特征在于步骤一中设置超滤膜组件（7）参数具体为：运行膜通量为10L/m2·h~30L/m2·h，过滤周期为30min~60min；步骤一中所述的混凝剂为聚合氯化铝，投加量以氧化铝计为2mg/L~6mg/L。
8.根据权利要求1所述的一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置，其特征在于步骤二中所述的化学药剂为NaClO或NaCl，所述的NaClO的投加量为5mg/L~25mg/L，所述的NaCl的投加量为150mg/L~600mg/L，化学药剂投加频次为2次/天~4次/天。
9.根据权利要求1所述的一种用于处理滤池反冲洗废水的快速膜滤装置，其特征在于步骤三中经过运行12h~48h后，关闭潜水泵（1）、产水管路（13）及反洗管路（18），开启双通路曝气清洗系统（9）和高压喷嘴（8-1），对超滤膜池（6）进行排空处理，清理膜池；步骤三中所述的高压喷嘴（8-1）的工作压力为20kPa~80kPa。
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