CN115925152A - 一种膜化学反应设备、煤矿矿井水除氟处理系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种膜化学反应设备、煤矿矿井水除氟处理系统及工艺，该系统包括总进水管道、膜化学反应设备、纳滤膜装置、脱碳器和总产水管道；纳滤膜装置的产水出水端与脱碳器相连通，纳滤膜装置的浓水出水端与膜化学反应设备相连通。该膜化学反应设备包括原水池、进水管道、膜化学反应器、重力式产水管道、抽吸式产水管道和清水池。该工艺采用煤矿矿井水除氟处理系统处理矿井水。本发明通过采用膜化学反应设备和纳滤膜装置对矿井水进行联合处理，能够提高除盐和除氟的效果；通过将纳滤膜装置产生的浓水回流输入至膜化学反应设备中进行循环处理，能够进一步地提高除氟的效率。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，涉及煤矿矿井水处理，具体涉及一种膜化学反应设备、煤矿矿井水除氟处理系统及工艺。
背景技术
近年来矿井水资源化利用相关政策标准要求越来越严，煤炭矿井水处理面临提标改造，目前对煤炭矿井水的排放要求较高，因此在排放前需要对煤炭矿井水进行处理。现有的煤炭煤矿矿井水除氟处理工艺为：先在水中加入絮凝剂去除悬浮物，然后再去除水中的其他有害物。对于含氟水，通常采用吸附法或电渗析法除去盐离子和氟。
现有技术的主要缺陷为：对于高盐含氟水，采用吸附法或电渗析法除去盐离子和氟时，由于吸附载体或渗析膜的离子容载量有限，导致处理后的水中仍然含有较多的盐离子和氟，难以达到排放标准。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于，提供一种膜化学反应设备、煤矿矿井水除氟处理系统及工艺，解决现有技术中高盐含氟水的除盐除氟效果有待进一步提高地技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种煤矿矿井水除氟处理系统，包括总进水管道，总进水管道的出水端与膜化学反应设备的第一进水端相连通，所述的膜化学反应设备的出水端与纳滤膜装置的进水端相连通，所述的纳滤膜装置的产水出水端与脱碳器的进水端相连通，所述的脱碳器的出水端与总产水管道相连通；所述的纳滤膜装置的浓水出水端与膜化学反应设备的第二进水端相连通。
所述的膜化学反应设备包括进水端与总进水管道相连通的原水池，所述的原水池的出水端与进水管道的进水端相连通，所述的进水管道的出水端与膜化学反应器的第一进水端相连通，膜化学反应器的第二进水端与纳滤膜装置的浓水出水端相连通；所述的膜化学反应器的出水端与重力式产水管道相连通，膜化学反应器的出水端还与抽吸式产水管道相连通，所述的重力式产水管道和抽吸式产水管道的出水端均与清水池的进水端相连通，所述的清水池的出水端与纳滤膜装置的进水端相连通；所述的膜化学反应器的进气端与进气装置相连通。
本发明还具有如下技术特征：
所述的膜化学反应器包括与进水管道相连通的化学反应池，化学反应池的出水端与膜过滤池的第一进水端相连通，膜过滤池的出水端与重力式产水管道的进水端相连通，膜过滤池的出水端还与抽吸式产水管道的进水端相连通；所述的膜过滤池的顶端设置有水回流管道，水回流管道的进水端与纳滤膜装置的浓水出水端相连通，水回流管道的出水端与膜过滤池相连通。
所述的化学反应池的下方设置有除氟剂加药箱，除氟剂加药箱的出药端与除氟剂输送管道的进药端相连通，除氟剂输送管道的出药端与化学反应池进药端相连通。
所述的膜过滤池的出污泥端与污泥回流管道的进污泥端相连通，污泥回流管道的出污泥端与化学反应池的进污泥端相连通。
所述的膜过滤池内设置有液位计。
所述的膜过滤池内设置有滤膜，膜过滤池的底部内设置有曝气管道，曝气管道的进气端与曝气泵相连通，曝气管道的出气端与膜过滤池相连通。
所述的进气装置包括空气压缩机，空气压缩机的出气端连通有输气管道的进气端，输气管道的出气端与缓冲罐的进气端相连通，缓冲罐的出气端与主通气管道的出水端相连通，主通气管道的进气端与多个分支通气管道的出气端相连通，多个分支通气管道的出气端与膜过滤池相连通。
所述的膜化学反应设备还包括第一加药箱和第二加药箱，第一加药箱的出药端与第一反冲洗管道的进药端相连通；第二加药箱的出药端与第二反冲洗管道的进药端相连通，第一反冲洗管道和第二反冲洗管道的出药端均与膜过滤池的进药端相连通。
本发明还保护一种煤矿矿井水除氟处理工艺，该工艺采用如上所述的煤矿矿井水除氟处理系统，该工艺包括如下过程：
通过总进水管道将原水通入原水池中进行混凝沉淀，再通过进水管道将原水池中混凝沉淀后的水通入膜化学反应器中，经膜化学反应器处理后，通过重力式产水管道或抽吸式产水管道，将膜化学反应器的产水通入纳滤膜装置进行处理，再将纳滤膜装置的浓水回流输入至膜化学反应器进行循环处理；将纳滤膜装置的产水通入脱碳器中，经脱碳器处理后获得最终产水，最终产水由总产水管道中排出。
本发明还保护一种如上所述的膜化学反应设备。
本发明与现有技术相比，具有如下有益的技术效果：
(Ⅰ)本发明通过采用膜化学反应设备和纳滤膜装置对矿井水进行联合处理，能够提高除盐和除氟的效果。此外，通过将纳滤膜装置产生的浓水回流输入至膜化学反应设备中进行循环处理，由于浓水中富集的钙离子具有协同除氟的功能，能够进一步地提高除氟的效率。
(Ⅱ)本发明通过将纳滤膜装置产生的浓水回流输入至膜化学反应设备中，还能够减少膜化学反应设备的药剂投加量，降低了成本。
附图说明
图1为膜化学反应设备的整体结构示意图。
图2为膜化学反应器的结构示意图。
图3为进气装置的结构示意图。
图4为第一加药箱的结构示意图。
图5为煤矿矿井水除氟处理系统的整体结构示意图。
图6为药剂添加浓度和产水氟化物浓度的关系曲线图。
图7为药剂添加浓度和氟化物去除率的关系曲线图。
图8为药剂添加浓度和每吨水去除水体中单位氟化物浓度的成本的关系曲线图。
图中各标号的含义为：1-总进水管道，2-膜化学反应设备，3-纳滤膜装置，4-脱碳器，5-总产水管道；
201-原水池，202-进水管道，203-膜化学反应器，204-重力式产水管道，205-抽吸式产水管道，206-清水池，207-进气装置，208-曝气管道，209-曝气泵，210-主通气管道，211-分支通气管道，212-污泥回流管道，213-除氟剂加药箱，214-除氟剂输送管道，215-第一加药箱，216-第二加药箱，217-第一反冲洗管道，218-第二反冲洗管道，219-排污管道，220-液位计，221-移动支架，222-电动泵，223-电动控制阀，224-气体流量计，225-液体流量计，226-压力传感器；
20301-化学反应池，20302-膜过滤池，20303-水回流管道，20304-滤膜；
20701-空气压缩机，20702-输气管道，20703-缓冲罐；
21501-药箱搅拌桨，21502-搅拌桨电机。
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
具体实施方式
需要说明的是，本发明中的所有用到的仪器和零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的仪器和零部件。
本发明中：
污泥指的是矿井水中含有的煤泥。
通过电动泵222驱动管道内物质的流动和输送。
根据实际需求，管道上设置有电动控制阀223、气体流量计224、液体流量计225和压力传感器226。
遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
实施例1：
本实施例给出一种膜化学反应设备，如图1和图2所示，该设备包括进水端与总进水管道1相连通的原水池201，原水池201的出水端与进水管道202的进水端相连通，进水管道202的出水端与膜化学反应器203的第一进水端相连通，膜化学反应器203的第二进水端与纳滤膜装置3的浓水出水端相连通；膜化学反应器203的出水端与重力式产水管道204相连通，膜化学反应器203的出水端还与抽吸式产水管道205相连通，重力式产水管道204和抽吸式产水管道205的出水端均与清水池206的进水端相连通，清水池206的出水端与纳滤膜装置3的进水端相连通。
本实施例中，原水池201内设置有搅拌桨，搅拌桨通过电机驱动。在搅拌作用下使得絮凝剂和原水混合均匀，有利于原水中固体颗粒物的沉淀。絮凝剂采用现有技术中已知的常规絮凝剂。
本实施例中，根据原水水质波动情况，通过开闭重力式产水管道204和抽吸式产水管道205上的电动控制阀223，切换重力式和抽吸式产水方式；当原水水质较好时，膜化学反应器203采用重力式产水方式，当原水水质较差时，膜化学反应器203采用抽吸式产水方式。
由于重力式产水方式利用的是从膜池液面到过滤水出水口间的高度差所产生的天然水头差作为过滤产水的驱动力，因此，本实施例中，为了保证足够的驱动力，将产水口与膜池液位之间的高度差设计为3～5米。
通过调节重力式产水管道204上的电动控制阀223的开度，能够实现重力式产水管道204内产水流量的调节。当膜过滤池20302内的水位到达低液位时，停止出水；当膜过滤池20302的水位到达高液位时，停止进水。
在采取重力式产水方式时，聚集在重力式产水管道204内的空气会严重减少有效水头，因此需要每天实施至少一次的排空气操作，本实施例中，重力式产水管道204上设置有两个电动控制阀223，其中靠近清水池206的电动控制阀223为产水控制阀，另外一个为空气排放阀。在进行排空气操作时，先完全产水控制阀，然后打开空气排放阀几分钟，就能够将空气排出。排放空气时才有现有技术中已知的常规方式，例如真空泵、水射器或者人工灌注。
本实施例中，在采取抽吸式产水方式时，抽吸式产水管道205内的产水流量由抽吸式产水管道205上的液体流量计225和带有电动控制阀223的电动泵222来控制。作为本实施例的一种可选方案，还可以由液体流量计225和带有变频控制器的电动泵222来控制。
本实施例中，在采取抽吸式产水方式时，为了避免虹吸现象，需要在抽吸式产水管道205的电动泵222后安装虹吸破坏管。
作为本实施例的一种具体方案，膜化学反应器203包括与进水管道202相连通的化学反应池20301，化学反应池20301的出水端与膜过滤池20302的第一进水端相连通，膜过滤池20302的出水端与重力式产水管道204的进水端相连通，膜过滤池20302的出水端还与抽吸式产水管道205的进水端相连通；膜过滤池20302的顶端设置有水回流管道20303，水回流管道20303的进水端与纳滤膜装置3的浓水出水端相连通，水回流管道20303的出水端与膜过滤池20302相连通。
本实施例中，膜过滤池20302的横向一侧的侧壁上开设有进水口，膜过滤池20302横向一侧一侧内设置有隔板，隔板的顶端固定设置在膜过滤池20302的顶壁内侧上，隔板的底端与膜过滤池20302的底壁内侧之间有间隙；化学反应池20301中流出的水通过进水口流入膜过滤池20302的侧壁与隔板的间隙中，再从隔板与膜过滤池20302的底壁之间的间隙处流入膜过滤池20302内。
本实施例中，化学反应池20301内设置有搅拌桨，搅拌桨通过电机驱动，在搅拌作用下使得除氟剂和原水混合均匀，有利于除氟反应的进行。
作为本实施例的一种具体方案，化学反应池20301的下方设置有除氟剂加药箱213，除氟剂加药箱213的出药端与除氟剂输送管道214的进药端相连通，除氟剂输送管道214的出药端与化学反应池20301进药端相连通。
本实施例中，除氟剂加药箱213内设置有搅拌桨，搅拌桨通过电机驱动，在搅拌作用下使得除氟剂和水混合均匀。
作为本实施例的一种具体方案，膜过滤池20302的出污泥端与污泥回流管道212的进污泥端相连通，污泥回流管道212的出污泥端与化学反应池20301的进污泥端相连通。通过污泥回流管道212能够减少污泥处理费用，降低处理成本。
本实施例中，膜过滤池20302的出污泥端还与排污管道219相连通，对膜化学反应器203进行反冲洗前，先通过排污管道219将膜化学反应器203内的水和污泥全部排出，再进行反冲洗。
作为本实施例的一种具体方案，膜过滤池20302内设置有液位计220；本实施例中，液位计220安装在膜过滤池20302中用来监测液位，可以在重力式产水管道204、抽吸式产水管道205和膜过滤池20302上分别安装压力表，将液位计220测得的液位以及压力表测得压力传输至压力传感器226中，计算后获得压差；也可以选择使用压差计。
作为本实施例的一种具体方案，膜过滤池20302内设置有滤膜20304，膜过滤池20302的底部内设置有曝气管道208，曝气管道208的进气端与曝气泵209相连通，曝气管道208的出气端与膜过滤池20302相连通。本实施例中，曝气泵209通过曝气管道208将空气泵送至膜过滤池20302中，空气气流能够冲刷滤膜20304，从而防止膜污染。此外，空气气流还使得除氟剂和矿井水充分接触，提高除氟效率。
本实施例中，滤膜20304采用现有技术中已知的用于膜化学反应器的滤膜，该滤膜为聚偏氟乙烯中空纤维膜，膜丝内外径为1.2/2.2mm，膜过滤孔径为100nm,能够去除水体中绝大多数悬浮物、胶体颗粒以及有机物。在将水体通入膜过滤池20302前，需要预先采用3mm以下的过滤格栅对水体进行过滤，防止堵塞滤膜20304。
作为本实施例的一种具体方案，如图3所示，进气装置207包括空气压缩机20701，空气压缩机20701的出气端连通有输气管道20702的进气端，输气管道20702的出气端与缓冲罐20703的进气端相连通，缓冲罐20703的出气端与主通气管道210的出水端相连通，主通气管道210的进气端与多个分支通气管道211的出气端相连通，多个分支通气管道211的出气端与膜过滤池20302相连通。本实施例中，通过进气装置207给滤膜20304的气体冲刷过程提供所需的气体。
作为本实施例的一种具体方案，膜化学反应设备2还包括第一加药箱215和第二加药箱216，第一加药箱215的出药端与第一反冲洗管道217的进药端相连通；第二加药箱216的出药端与第二反冲洗管道218的进药端相连通，第一反冲洗管道217和第二反冲洗管道218的出药端均与膜过滤池20302的进药端相连通。
本实施例中，如图4所示，第一加药箱215和第二加药箱216结构完全相同；第一加药箱215和第二加药箱216内均设置有药箱搅拌桨21501，药箱搅拌桨21501通过搅拌桨电机21502驱动，通过搅拌将药箱中的次氯酸钠和水混合均匀后制得次氯酸钠药液，再通过第一反冲洗管道217和第二反冲洗管道218将次氯酸钠药液通入膜化学反应器203，对膜化学反应器203进行反冲洗，使得滤膜20304恢复活性。
本实施例中，还包括移动支架221，移动支架221上设置有膜化学反应支撑架227，膜化学反应支撑架227上放置有膜化学反应器203。
实施例2：
本实施例给出一种煤矿矿井水除氟处理系统，该系统采用实施例1中给出的膜化学反应设备，如图5所示，该系统包括总进水管道1，总进水管道1的出水端与膜化学反应设备2的第一进水端相连通，膜化学反应设备2的出水端与纳滤膜装置3的进水端相连通，纳滤膜装置3的产水出水端与脱碳器4的进水端相连通，脱碳器4的出水端与总产水管道5相连通；纳滤膜装置3的浓水出水端与膜化学反应设备2的第二进水端相连通。
本实施例中，膜化学反应设备2用于除去原水中的盐离子和氟。
本实施例中，纳滤膜装置3采用现有技术中已知的纳滤膜装置，该纳滤膜装置通过纳滤膜对离子的截留作用对水体进行处理，处理后产生的产水中离子浓度很低，而产生的浓水中则富集了钙离子和氟离子。
本实施例中，脱碳器4采用现有技术中已知的脱碳器，脱碳器能够去除纳滤膜装置3的产水中的二氧化碳，提高水体的pH。
本实施例中，膜化学反应设备2、纳滤膜装置3和脱碳器4采用现有技术中已知的自动化控制系统实现控制。
实施例3：
本实施例给出一种煤矿矿井水除氟处理工艺，该工艺采用实施例2中给出的煤矿矿井水除氟处理系统，该工艺包括如下过程：
通过总进水管道1将原水通入原水池201中进行混凝沉淀，再通过进水管道202将原水池201中混凝沉淀后的水通入膜化学反应器203中，经膜化学反应器203处理后，通过重力式产水管道204或抽吸式产水管道205，将膜化学反应器203的产水通入纳滤膜装置3进行处理，再将纳滤膜装置3的浓水回流输入至膜化学反应器203进行循环处理；将纳滤膜装置3的产水通入脱碳器4中，经脱碳器4处理后获得最终产水，最终产水由总产水管道5中排出。
本实施例中，原水为调节好pH后的高盐含氟煤矿矿井水，该高盐含氟煤矿矿井水采用稀盐酸将调节pH值调节至6.0～7.0，在此pH值范围内，膜化学反应器203中的除氟剂聚合氯化铝的效率最好。
本实施例中，通过添加不同量的除氟剂聚合氯化铝验证除氟效果，以确定除氟剂的最佳添加量。如图6和7所示，随着药剂添加浓度越大，氟化物产水浓度下降速度趋缓，除氟效率下降。除氟剂聚合氯化铝按照市场价2500元/吨计算，如图8所示，随着药剂浓度添加越大，每吨水去除水体的除氟成本直线增加。通过上述分析，综合考虑处理成本和除氟效果，最终确定0.4g/L为除氟剂的最佳添加量。
本实施例中，高盐含氟煤矿矿井水的水质信息如表1所示：
表1高盐含氟煤矿矿井水的水质信息
| 水质项目 | 浓度(mg/L) |
| pH | 8.6 |
| 溶解性总固体 | 840 |
| 氟离子 | 8.7 |
| 钙离子 | 4.5 |
| 钠离子 | 324 |
| 碳酸氢根 | 470 |
| 氯离子 | 210 |
本实施例中，原水的水质信息如表2所示：
表2原水的水质信息
| 水质项目 | 浓度(mg/L) |
| pH | 6.6 |
| 溶解性总固体 | 851 |
| 氟离子 | 8.7 |
| 钙离子 | 4.5 |
| 钠离子 | 324 |
| 碳酸氢根 | 37 |
| 氯离子 | 429 |
本实施例中，膜化学反应器203的产水中氟离子浓度为2.4mg/L，纳滤膜装置运行时的水温为(25±0.5)℃，运行压力为0.5MPa，纳滤膜装置浓水中氟化物浓度能够达到9mg/L左右，与原水氟化物浓度接近，纳滤膜装置的氟化物回收率达到80％。纳滤膜装置产水的水质信息及离子去除效果如表3所示：
表3纳滤膜装置产水的水质信息及离子去除效果
将本实施例的煤矿矿井水除氟处理工艺与传统的混凝沉淀工艺比较，对比结果如表4所示：
表4煤矿矿井水除氟处理工艺与传统的混凝沉淀工艺的对比
由表4可知，与传统的混凝沉淀工艺相比，本发明的煤矿矿井水除氟处理工艺能够减少除氟剂的添加量，最终产水的氟化物浓度＜1mg/L，能够达到排放标准。此外，本发明的煤矿矿井水除氟处理工艺还缩减了水处理设备的占地面积，降低了处理成本，减少了含氟煤泥量。
Claims (10)
1.一种煤矿矿井水除氟处理系统，包括总进水管道(1)，其特征在于，总进水管道(1)的出水端与膜化学反应设备(2)的第一进水端相连通，所述的膜化学反应设备(2)的出水端与纳滤膜装置(3)的进水端相连通，所述的纳滤膜装置(3)的产水出水端与脱碳器(4)的进水端相连通，所述的脱碳器(4)的出水端与总产水管道(5)相连通；所述的纳滤膜装置(3)的浓水出水端与膜化学反应设备(2)的第二进水端相连通；
所述的膜化学反应设备(2)包括进水端与总进水管道(1)相连通的原水池(201)，所述的原水池(201)的出水端与进水管道(202)的进水端相连通，所述的进水管道(202)的出水端与膜化学反应器(203)的第一进水端相连通，膜化学反应器(203)的第二进水端与纳滤膜装置(3)的浓水出水端相连通；所述的膜化学反应器(203)的出水端与重力式产水管道(204)相连通，膜化学反应器(203)的出水端还与抽吸式产水管道(205)相连通，所述的重力式产水管道(204)和抽吸式产水管道(205)的出水端均与清水池(206)的进水端相连通，所述的清水池(206)的出水端与纳滤膜装置(3)的进水端相连通；所述的膜化学反应器(203)的进气端与进气装置(207)相连通。
2.如权利要求1所述的煤矿矿井水除氟处理系统，其特征在于，所述的膜化学反应器(203)包括与进水管道(202)相连通的化学反应池(20301)，化学反应池(20301)的出水端与膜过滤池(20302)的第一进水端相连通，膜过滤池(20302)的出水端与重力式产水管道(204)的进水端相连通，膜过滤池(20302)的出水端还与抽吸式产水管道(205)的进水端相连通；所述的膜过滤池(20302)的顶端设置有水回流管道(20303)，水回流管道(20303)的进水端与纳滤膜装置(3)的浓水出水端相连通，水回流管道(20303)的出水端与膜过滤池(20302)相连通。
3.如权利要求2所述的煤矿矿井水除氟处理系统，其特征在于，所述的化学反应池(20301)的下方设置有除氟剂加药箱(213)，除氟剂加药箱(213)的出药端与除氟剂输送管道(214)的进药端相连通，除氟剂输送管道(214)的出药端与化学反应池(20301)进药端相连通。
4.如权利要求2所述的煤矿矿井水除氟处理系统，其特征在于，所述的膜过滤池(20302)的出污泥端与污泥回流管道(212)的进污泥端相连通，污泥回流管道(212)的出污泥端与化学反应池(20301)的进污泥端相连通。
5.如权利要求2所述的煤矿矿井水除氟处理系统，其特征在于，所述的膜过滤池(20302)内设置有液位计(220)。
6.如权利要求2所述的煤矿矿井水除氟处理系统，其特征在于，所述的膜过滤池(20302)内设置有滤膜(20304)，膜过滤池(20302)的底部内设置有曝气管道(208)，曝气管道(208)的进气端与曝气泵(209)相连通，曝气管道(208)的出气端与膜过滤池(20302)相连通。
7.如权利要求6所述的煤矿矿井水除氟处理系统，其特征在于，所述的进气装置(207)包括空气压缩机(20701)，空气压缩机(20701)的出气端连通有输气管道(20702)的进气端，输气管道(20702)的出气端与缓冲罐(20703)的进气端相连通，缓冲罐(20703)的出气端与主通气管道(210)的出水端相连通，主通气管道(210)的进气端与多个分支通气管道(211)的出气端相连通，多个分支通气管道(211)的出气端与膜过滤池(20302)相连通。
8.如权利要求2所述的煤矿矿井水除氟处理系统，其特征在于，所述的膜化学反应设备(2)还包括第一加药箱(215)和第二加药箱(216)，第一加药箱(215)的出药端与第一反冲洗管道(217)的进药端相连通；第二加药箱(216)的出药端与第二反冲洗管道(218)的进药端相连通，第一反冲洗管道(217)和第二反冲洗管道(218)的出药端均与膜过滤池(20302)的进药端相连通。
9.一种煤矿矿井水除氟处理工艺，其特征在于，该工艺采用如权利要求1至8任一项所述的煤矿矿井水除氟处理系统，该工艺包括如下过程：
通过总进水管道(1)将原水通入原水池(201)中进行混凝沉淀，再通过进水管道(202)将原水池(201)中混凝沉淀后的水通入膜化学反应器(203)中，经膜化学反应器(203)处理后，通过重力式产水管道(204)或抽吸式产水管道(205)，将膜化学反应器(203)的产水通入纳滤膜装置(3)进行处理，再将纳滤膜装置(3)的浓水回流输入至膜化学反应器(203)进行循环处理；将纳滤膜装置(3)的产水通入脱碳器(4)中，经脱碳器(4)处理后获得最终产水，最终产水由总产水管道(5)中排出。
10.一种膜化学反应设备，其特征在于，包括原水池(201)，所述的原水池(201)的出水端与进水管道(202)的进水端相连通，所述的进水管道(202)的出水端与膜化学反应器(203)的第一进水端相连通；所述的膜化学反应器(203)的出水端与重力式产水管道(204)相连通，膜化学反应器(203)的出水端还与抽吸式产水管道(205)相连通，所述的重力式产水管道(204)和抽吸式产水管道(205)的出水端均与清水池(206)的进水端相连通；所述的膜化学反应器(203)的进气端与进气装置(207)相连通；
所述的膜化学反应器(203)包括与进水管道(202)相连通的化学反应池(20301)，化学反应池(20301)的出水端与膜过滤池(20302)的第一进水端相连通，膜过滤池(20302)的出水端与重力式产水管道(204)的进水端相连通，膜过滤池(20302)的出水端还与抽吸式产水管道(205)的进水端相连通；所述的膜过滤池(20302)的顶端设置有水回流管道(20303)，水回流管道(20303)的出水端与膜过滤池(20302)相连通；
所述的膜化学反应器(203)包括与进水管道(202)相连通的化学反应池(20301)，化学反应池(20301)的出水端与膜过滤池(20302)的第一进水端相连通，膜过滤池(20302)的出水端与重力式产水管道(204)的进水端相连通，膜过滤池(20302)的出水端还与抽吸式产水管道(205)的进水端相连通；所述的膜过滤池(20302)的顶端设置有水回流管道(20303)，水回流管道(20303)的出水端与膜过滤池(20302)相连通；
所述的化学反应池(20301)的下方设置有除氟剂加药箱(213)，除氟剂加药箱(213)的出药端与除氟剂输送管道(214)的进药端相连通，除氟剂输送管道(214)的出药端与化学反应池(20301)进药端相连通；
所述的膜过滤池(20302)的出污泥端与污泥回流管道(212)的进污泥端相连通，污泥回流管道(212)的出污泥端与化学反应池(20301)的进污泥端相连通；
所述的膜过滤池(20302)内设置有液位计(220)；
所述的膜过滤池(20302)内设置有滤膜(20304)，膜过滤池(20302)的底部内设置有曝气管道(208)，曝气管道(208)的进气端与曝气泵(209)相连通，曝气管道(208)的出气端与膜过滤池(20302)相连通；
所述的进气装置(207)包括空气压缩机(20701)，空气压缩机(20701)的出气端连通有输气管道(20702)的进气端，输气管道(20702)的出气端与缓冲罐(20703)的进气端相连通，缓冲罐(20703)的出气端与主通气管道(210)的出水端相连通，主通气管道(210)的进气端与多个分支通气管道(211)的出气端相连通，多个分支通气管道(211)的出气端与膜过滤池(20302)相连通；
所述的膜化学反应设备还包括第一加药箱(215)和第二加药箱(216)，第一加药箱(215)的出药端与第一反冲洗管道(217)的进药端相连通；第二加药箱(216)的出药端与第二反冲洗管道(218)的进药端相连通，第一反冲洗管道(217)和第二反冲洗管道(218)的出药端均与膜过滤池(20302)的进药端相连通。
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