CN114133062A - 一种用于地表水净化的水处理装置及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于地表水净化的水处理装置，所述装置包括集装箱、进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统，所述进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统均设置于集装箱内，所述进水系统与强化预处理系统相连接设置，强化预处理系统与产水及反洗系统、加药系统、气反洗系统相连接设置，产水及反洗系统还与气反洗系统、加药系统、供水系统相连接设置。本装置集成度高、扩容简单。在使用时，只需相应标准集装箱大小平整土地即可安装使用，紧急情况下置于移动工具上亦可使用。本装置不仅实现了净水目的，同时也保证了运输方便。

Description

一种用于地表水净化的水处理装置及应用

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种用于地表水净化的水处理装置，尤其是一种用于地表水净化的水处理装置(UF-P)及应用。

背景技术

目前阶段净水处理常规做法为建设净水厂，但是净水厂存在基建成本大、建设周期长、维护成本高，不可迁移等缺点，不适宜分散式地点的供水处理或应急供水处理。

①乡镇、农村等地供水需求量小且需水点分散，不适宜建设集中供水厂。

②机场、景区、旅游度假区、高速公路服务区、工程项目、部队驻扎地等需饮用水，囿于条件、经济限制不适宜建设配套水厂。

③发生重大灾害，如地震等紧急情况下的应急供水，要求迅速投产，即插即用。

目前，市场上有零星一体化净水处理装置，但适用源水水质单一，系统工艺不稳定，不能应对上述分散式供水处理地点复杂多样的水源水质情况。

通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种一体化净水装置(UF-P)及应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于地表水净化的水处理装置，所述装置包括集装箱、进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统，所述进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统均设置于集装箱内，所述进水系统与强化预处理系统相连接设置，强化预处理系统与产水及反洗系统、加药系统、气反洗系统相连接设置，产水及反洗系统还与气反洗系统、加药系统、供水系统相连接设置。

进一步地，所述进水系统能够向强化预处理系统内输入待处理水，强化预处理系统能够对待处理水进行预处理操作，所述产水及反洗系统能够进行产水及反洗操作，所述气反洗系统能够为强化预处理系统提供压缩气体并进行气提操作，气反洗系统能够对产水及反洗系统进行气洗操作，所述加药系统能够向强化预处理系统、产水及反洗系统内进行加药操作，所述供水系统能够将产水及反洗系统产生的清水向外输送。

进一步地，所述装置还包括电气柜，所述进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统均与电气柜相连接设置，电气柜能够控制进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统的动作。

进一步地，所述装置还包括浊度仪、玻璃钢镂空格栅通道，该浊度仪设置在集装箱的箱体壁上，该浊度仪能够检测出水浊度，玻璃钢镂空格栅通道设置在集装箱内的中部。

进一步地，所述处理装置与外部管线的接口均采用拷贝林接头；

所述处理装置中所有管路接口在统一位置，该位置内凹。

进一步地，所述强化预处理系统包括机械混合段、机械絮凝段、斜管沉淀段及中间水池，机械混合段、机械絮凝段、斜管沉淀段、中间水池通过钢板拼接在一起，机械混合段与机械絮凝段通过设置于机械混合段底部的管道与机械絮凝段相连通设置，机械絮凝段与斜管沉淀段通过二者之间的相邻池壁的底部开孔相连通设置；

所述斜管沉淀段的输出端包括水输出端和污泥输出端，斜管沉淀段的水输出端与中间水池通过集水槽相连通设置，集水槽相连通设置于斜管沉淀段的上部，斜管沉淀段的污泥输出端通过排泥管与机械絮凝段相连接设置；

所述机械混合段还通过管道与加药系统相连接设置，加药系统通过管道能够向机械混合段中投加药剂。

进一步地，所述产水及反洗系统包括变频加压泵、膜组件、清水箱、变频反洗泵和保安过滤器，所述膜组件能够实现过滤及反清洗操作，膜组件的输入端包括待处理水输入端和反洗进水口，变频加压泵的吸水端与中间水池相连接设置，变频加压泵的出水端与膜组件的待处理水输入端相连接设置，膜组件的输出端与清水箱的输入端相连接设置，清水箱包括两个以上输出端，清水箱的一个输出端与变频反洗泵的吸水端相连接设置，变频反洗泵的出水端通过保安过滤器、管路与膜组件的反洗进水口连接相连接设置，变频反洗泵与膜组件的反洗进水口之间的管路还与加药系统相连接设置；

所述清水箱还通过管道与加药系统相连接设置，加药系统通过管道在清水箱中投加消毒剂灭杀水体内细菌，同时清水箱起到为膜组件反清洗操作提供水源的作用。

进一步地，所述气反洗系统包括相连接设置的空压机和配套管路，空压机通过配套管路与产水及反洗系统的膜组件、强化预处理系统的斜管沉淀段相连接设置，空压机能够对膜组件进行气反洗操作，空压机能够为污泥从斜管沉淀段经排泥管输送至机械絮凝段时提供动力。

进一步地，所述加药系统包括相连接设置的加药装置和配套管路，加药装置包括加药泵、搅拌机、加药桶。

如上所述的用于地表水净化的水处理装置在水源净水方面中的应用。

本发明取得的优点和效果是：

1、本处理装置将普通集装箱进行改造，在其中嵌入进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统，装置集成度高、扩容简单。在使用时，只需相应标准集装箱大小平整土地即可安装使用，紧急情况下置于移动工具上亦可使用。具有基建成本低、建设周期短、维护成本低，可迁移等优势，适宜分散式地点的供水处理或应急供水处理，给生产及生活带来了极大的便利。本装置不仅实现了净水目的，同时也保证了运输方便。

2、本装置能够保障出水水质，可针对性去除原水水体中有机物、嗅味、藻类、悬浮物等指标，出水浊度稳定在0.1NTU以下，对细菌的去除率可以达到6log，对病毒的去除率达到4log。

3、本装置建设快速，运输方便，短期使用完毕后可运载至别处继续使用。集取水、净水、消毒、储存、输送等功能于一体，即插即用，适用于用水点分散及应急供水情况。

4、本装置适用不同水源水质。通过强化预处理阶段投加不同药剂，多模式运行，运行稳定可靠。

5、本装置建设成本低、即插即用、采用标准集装箱尺寸可快速搬迁。并且具有多种运行模式，可针对常规水源处理，亦可进行微污染水源处理。

6、本装置的进水系统设置并联管路，一路直接连接至机械混合段，并联管路另一路上设置变频取水泵。通过阀门切换既可以实现水源带压时自流进水，又可以实现变频取水泵的抽吸进水。

7、本装置采用强化预处理工艺作为膜处理的前端处理工艺，两级机械混合段串联+机械絮凝段+斜管沉淀段，设置加药装置，在机械混合段可根据不同的水源条件加不同药剂，保障出水水质。

8、本装置在斜管沉淀段的污泥通过排泥管道引至机械絮凝段，采用气提原理，利用空压机压缩空气作为动力源使污泥提升至絮凝段，增强絮凝段的絮凝效果。

9、本装置采用压入式膜处理工艺，通过变频加压泵的压力作用保障供水稳定。

10、本装置的加药装置通过管道在清水箱中投加消毒剂灭杀水体内细菌，同时清水箱起到为膜组件反清洗操作提供水源的作用。

11、本装置与外部管线的接口均采用拷贝林接头，连接快速；本装置中所有管路接口在统一位置，该位置局部内凹，保障各类管道预留接头不凸出装置外框，方便运输。

12、本装置还包括浊度仪、玻璃钢镂空格栅通道，该浊度仪设置在集装箱的箱体壁上，该浊度仪能够检测出水浊度，玻璃钢镂空格栅通道设置在集装箱内的中部，便于操作工人行走及观察、操作装置内各个系统的工作情况，整体规整，方便检查。

附图说明

图1为本发明中装置的一种结构连接示意图；

图2为图1的A-A向的剖视示意图；

图3为图1的B-B向的剖视示意图；

图4为图1的C-C向的剖视示意图。

具体实施方式

下面结合通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规市售产品，本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法，本发明所用各物质质量均为常规使用质量。本发明中未详细描述的结构、连接关系等，可以理解为本领域的常规技术手段。

一种用于地表水净化的水处理装置(UF-P)，所述装置包括集装箱1、进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统，所述进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统均设置于集装箱内，所述进水系统与强化预处理系统相连接设置，强化预处理系统与产水及反洗系统、加药系统、气反洗系统相连接设置，产水及反洗系统还与气反洗系统、加药系统、供水系统相连接设置。

本处理装置将普通集装箱进行改造，在其中嵌入进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统，该装置以标准海运集装箱为载体，模块化设计，集取水、净水、消毒、储存、输送等功能于一体。装置集成度高、扩容简单。在使用时，只需相应标准集装箱大小平整土地即可安装使用，紧急情况下置于移动工具上亦可使用。具有基建成本低、建设周期短、维护成本低，可迁移等优势，适宜分散式地点的供水处理或应急供水处理，给生产及生活带来了极大的便利。本装置不仅实现了净水目的，同时也保证了运输方便。

在本实施例中，所述进水系统能够向强化预处理系统内输入待处理水，强化预处理系统能够对待处理水进行预处理操作，所述产水及反洗系统能够进行产水及反洗操作，所述气反洗系统能够为强化预处理系统提供压缩气体并进行气提操作，气反洗系统能够对产水及反洗系统进行气洗操作，所述加药系统能够向强化预处理系统、产水及反洗系统内进行加药操作，所述供水系统能够将产水及反洗系统内产生的清水向外输送。

在本实施例中，所述装置还包括电气柜13，所述进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统均与电气柜相连接设置，电气柜能够控制进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统的动作。

在本实施例中，所述装置还包括浊度仪16、玻璃钢镂空格栅通道17，该浊度仪设置在集装箱的箱体壁上，该浊度仪能够检测出水浊度，玻璃钢镂空格栅通道设置在集装箱内的中部，便于操作工人行走及观察、操作装置内各个系统的工作情况，整体规整，方便检查。

在本实施例中，所述处理装置与外部管线的接口均采用拷贝林接头(图中未标号)，连接快速；

所述处理装置中所有管路接口在统一位置，该位置局部内凹，保障各类管道预留接头不凸出装置外框，方便运输。

在本实施例中，所述强化预处理系统包括机械混合段3、机械絮凝段4、斜管沉淀段5及中间水池6，机械混合段、机械絮凝段、斜管沉淀段、中间水池通过钢板拼接在一起，机械混合段与机械絮凝段通过设置于机械混合段底部的管道与机械絮凝段相连通设置，机械絮凝段与斜管沉淀段通过二者之间的相邻池壁的底部开孔相连通设置；

所述斜管沉淀段的输出端包括水输出端和污泥输出端，斜管沉淀段的水输出端与中间水池通过集水槽22相连通设置，集水槽相连通设置于斜管沉淀段的上部，水流在斜管沉淀段中垂直向上流动，通过集水槽收集后跌水流入中间水池中。斜管沉淀段的污泥输出端通过排泥管18与机械絮凝段相连接设置，污泥从斜管沉淀段经排泥管输送至机械絮凝段，增强絮凝效果；

所述机械混合段还通过管道与加药系统相连接设置，加药系统通过管道能够向机械混合段中投加药剂，加药系统也可以根据不同的水源条件加不同药剂，保障出水水质。

较优地，所述机械混合段采用单级双格，两级串联混合，共四个同等大小机械混合池，机械混合段内设置有机械混合搅拌器19，能够提供动力，以实现快速混合。

较优地，所述机械絮凝段内设置有机械絮凝搅拌器20，采用机械絮凝搅拌器提供絮凝环境，同时接收来自斜管沉淀段的回流污泥增强絮凝效果。

较优地，所述斜管沉淀段内设置有斜管21，采用斜管促进沉淀，减少沉淀时间，从而减少占地面积。

在本实施例中，所述产水及反洗系统包括变频加压泵7、膜组件8、清水箱9、变频反洗泵10和保安过滤器11，所述膜组件能够实现过滤及反清洗操作，膜组件的输入端包括待处理水输入端和反洗进水口(图中未示出)，变频加压泵的吸水端与中间水池相连接设置，变频加压泵的出水端与膜组件的待处理水输入端相连接设置，由于膜组件的过滤作用保证了出水浊度优于《生活饮用水卫生标准》。膜组件的输出端与清水箱的输入端相连接设置，清水箱包括两个以上输出端，清水箱的一个输出端与变频反洗泵的吸水端相连接设置，变频反洗泵的出水端通过保安过滤器、管路与膜组件的反洗进水口连接相连接设置，变频反洗泵与膜组件的反洗进水口之间的管路还与加药系统相连接设置；

所述清水箱还通过管道与加药系统相连接设置，加药系统通过管道在清水箱中投加消毒剂灭杀水体内细菌，同时清水箱起到为膜组件反清洗操作提供水源的作用。

经膜组件过滤后的水进入到清水箱中进行消毒，至此水处理主要工艺完毕。反清洗时，变频反洗泵吸水端与清水箱连接。出水端经过保安过滤器与膜组件的反洗进水口连接，同时在该段管路上设置加药点与加药系统连接，用于反清洗时加药操作。

在本实施例中，所述气反洗系统包括相连接设置的空压机15和配套管路(图中未示出)，空压机通过配套管路与产水及反洗系统的膜组件、强化预处理系统的斜管沉淀段中的气提排泥管相连接设置，空压机能够对膜组件进行气反洗操作，空压机能够为污泥从斜管沉淀段经排泥管输送至机械絮凝段时提供动力。

在本实施例中，所述加药系统包括相连接设置的加药装置14和配套管路，加药装置包括加药泵、搅拌机、加药桶。该系统能够用于各类药剂的投加。

在本实施例中，所述供水系统包括两台变频供水泵12和配套管路，变频供水泵与产水及反洗系统的清水箱相连接设置，变频供水泵能够将清水箱内清水外排。

较优地，所述供水系统还设置压力变送器压力联动，变频供水泵可一用一备，亦可全部投用，保证后续供水管路水压，水量。

在本实施例中，所述进水系统设置并联管路，一路管路直接与强化预处理系统的机械混合段相连接设置，并联管路另一路上相连接设置变频取水泵2，该变频取水泵与强化预处理系统的机械混合段相连接设置。本装置的进水系统设置并联管路，通过阀门切换既可以实现水源带压时自流进水，又可以实现变频取水泵的抽吸进水，使用方便，同时也节约了能源。

本发明相关检测结果：

本用于地表水净化的水处理装置，能针对性地去除原水水体中有机物、嗅味、藻类、悬浮物等指标，出水浊度稳定在0.1NTU以下，对细菌的去除率可以达到6log，对病毒的去除率达到4log。

本装置的一种工作原理可以为：

本装置的进水系统主体是变频取水泵2，通过管道与强化预处理系统段中机械混合段3连接；强化预处理系统的中间水池6通过管道与产水及反洗系统的变频加压泵7连接；产水及反洗系统中膜组件8通过管道与清水箱9连接，供水系统主体为变频供水泵，吸水端通过管道与清水箱9连接，出水端与外界用水点连接；加药系统分别在强化预处理系统、产水及反洗系统、清水箱中均预留加药管道，根据不同目的进行不同的加药操作。

故：正常运行时，水流依次经过变频取水泵→机械混合段→机械絮凝段→斜管沉淀段→中间水池→变频加压泵→膜组件→清水箱→变频供水泵→用户

反洗时：水流依次经过清水箱→反洗泵→保安过滤器→膜组件→排水。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于地表水净化的水处理装置，其特征在于：所述装置包括集装箱、进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统，所述进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统均设置于集装箱内，所述进水系统与强化预处理系统相连接设置，强化预处理系统与产水及反洗系统、加药系统、气反洗系统相连接设置，产水及反洗系统还与气反洗系统、加药系统、供水系统相连接设置。

2.根据权利要求1所述的用于地表水净化的水处理装置，其特征在于：所述进水系统能够向强化预处理系统内输入待处理水，强化预处理系统能够对待处理水进行预处理操作，所述产水及反洗系统能够进行产水及反洗操作，所述气反洗系统能够为强化预处理系统提供压缩气体并进行气提操作，气反洗系统能够对产水及反洗系统进行气洗操作，所述加药系统能够向强化预处理系统、产水及反洗系统内进行加药操作，所述供水系统能够将产水及反洗系统产生的清水向外输送。

3.根据权利要求1所述的用于地表水净化的水处理装置，其特征在于：所述装置还包括电气柜，所述进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统均与电气柜相连接设置，电气柜能够控制进水系统、强化预处理系统、产水及反洗系统、气反洗系统、加药系统和供水系统的动作。

4.根据权利要求1所述的用于地表水净化的水处理装置，其特征在于：所述装置还包括浊度仪、玻璃钢镂空格栅通道，该浊度仪设置在集装箱的箱体壁上，该浊度仪能够检测出水浊度，玻璃钢镂空格栅通道设置在集装箱内的中部。

5.根据权利要求1所述的用于地表水净化的水处理装置，其特征在于：所述处理装置与外部管线的接口均采用拷贝林接头；

所述处理装置中所有管路接口在统一位置，该位置内凹。

6.根据权利要求1至5任一项所述的用于地表水净化的水处理装置，其特征在于：所述强化预处理系统包括机械混合段、机械絮凝段、斜管沉淀段及中间水池，机械混合段、机械絮凝段、斜管沉淀段、中间水池通过钢板拼接在一起，机械混合段与机械絮凝段通过设置于机械混合段底部的管道与机械絮凝段相连通设置，机械絮凝段与斜管沉淀段通过二者之间的相邻池壁的底部开孔相连通设置；

所述斜管沉淀段的输出端包括水输出端和污泥输出端，斜管沉淀段的水输出端与中间水池通过集水槽相连通设置，集水槽相连通设置于斜管沉淀段的上部，斜管沉淀段的污泥输出端通过排泥管与机械絮凝段相连接设置；

所述机械混合段还通过管道与加药系统相连接设置，加药系统通过管道能够向机械混合段中投加药剂。

7.根据权利要求6所述的用于地表水净化的水处理装置，其特征在于：所述产水及反洗系统包括变频加压泵、膜组件、清水箱、变频反洗泵和保安过滤器，所述膜组件能够实现过滤及反清洗操作，膜组件的输入端包括待处理水输入端和反洗进水口，变频加压泵的吸水端与中间水池相连接设置，变频加压泵的出水端与膜组件的待处理水输入端相连接设置，膜组件的输出端与清水箱的输入端相连接设置，清水箱包括两个以上输出端，清水箱的一个输出端与变频反洗泵的吸水端相连接设置，变频反洗泵的出水端通过保安过滤器、管路与膜组件的反洗进水口连接相连接设置，变频反洗泵与膜组件的反洗进水口之间的管路还与加药系统相连接设置；

所述清水箱还通过管道与加药系统相连接设置，加药系统通过管道在清水箱中投加消毒剂灭杀水体内细菌，同时清水箱起到为膜组件反清洗操作提供水源的作用。

8.根据权利要求6所述的用于地表水净化的水处理装置，其特征在于：所述气反洗系统包括相连接设置的空压机和配套管路，空压机通过配套管路与产水及反洗系统的膜组件、强化预处理系统的斜管沉淀段中的气提排泥管相连接设置，空压机能够对膜组件进行气反洗操作，空压机能够为污泥从斜管沉淀段经排泥管输送至机械絮凝段时提供动力。

9.根据权利要求6所述的用于地表水净化的水处理装置，其特征在于：所述加药系统包括相连接设置的加药装置和配套管路，加药装置包括加药泵、搅拌机、加药桶。

10.如权利要求1至9任一项所述的用于地表水净化的水处理装置在水源净水方面中的应用。

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