CN201433143Y - 一种外压式超滤膜净水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水处理净化设备，具体涉及一种具有处理常规地表水和处理Fe、Mn含量较高地下水的外压式超滤膜净水装置。包括鼓风机、曝气池、滤池、超滤膜过滤器、清水池，原水顺序流经曝气池、滤池、超滤膜过滤器后收集于清水池，其特征在于所述的超滤膜净水装置还包括一絮凝沉淀池，絮凝沉淀池连接曝气池和滤池，原水流经曝气池、絮凝沉淀池、滤池后进入超滤膜过滤器；所述的超滤膜过滤器为外压式超滤膜过滤器。本实用新型是高度一体化的净水装置，适用于各种水体浊度适应范围广，而且其出水浊度低，水质稳定，停留时间短，产水量高，其高度集成化，控制相对简单，便于管理，而且体积小，安装方便，施工周期短。

Description

一种外压式超滤膜净水装置

技术领域

本实用新型涉及一种水处理装置及工艺，特别是一种适用于处理地表水及地下水的超滤膜净水装置及工艺。

背景技术

目前国内的超滤膜净水装置，基本原理是采用内压式，即原水从膜内部进入，再通过压力，向外渗透，使原水得以处理。

中国专利文献CN2732718Y公开了一种一体化自动冲洗超滤净水器，其特征在于该净水器由外筒(1)和套在外筒里面的内筒(2)组成，外筒两端各有一个端盖(3)和(4)，端盖各设有进水管(5)和(6)，外筒(1)的侧壁上有外净水口(7)，内筒(2)的侧壁上设有内净水口(8)，内筒内部装有中空纤维滤芯(9)，内、外筒之间设有活性炭层(10)。该净水器结构简单，过滤层集中于一体之中，省时、节约成本，所得净水符合要求。

中国专利文献CN1238281C公开了一种全自动中水深度净化再生水回用装置及工艺，待处理水经过砂滤罐过滤后，进入正压生化水膜过滤器过滤，然后进入臭氧发生器消毒净化，接着，由水泵将处理后的水泵入曝气罐，同时受紫外线照射并曝气后，注入吸附罐，经过吸附后的水再注入超滤水容器；由高压泵将超滤水容器中的水抽取加压并注入纳滤组件，进行离子级过滤，产出之净水储存在纳滤水容器待回用，产出之浓水返回超滤水容器再次处理；冲洗方式是打开正压生化水膜过滤器的布水器冲洗水进口，加入压力水，对中空外压超滤膜组件冲洗后，打开压力传感阀门将污水排入生化池。具有使用寿命长、抗污染性能好、净化效率高、不易生物降解的特点，若连接纳滤净水装置再净化后，水质达到饮用水标准。

上述一体化净水装置，对一般浊度较低的地表水，有较好的处理效果。但对于浊度较高，有机物含量较高的地表水则难以达到处理效果，特别是对于Fe、Mn含量较高的地下水则更是无能为力。而随着工业的发展，人口的增多，国内地表水，如江河，湖泊等水体，都有不同程度的有机物污染，而地表水严重缺乏或水质较差，而难以作为原水的地域，只能用地下水作为原水，虽然地下水中有机物含量较少，但其水体中Fe、Mn等重金属含量较多，故在上述区域及水质条件下，目前国内的超滤膜净水装置均难以达到理想的处理效果。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提出了一种适用于处理富含有机物的地表水及富含Fe、Mn等重金属的地下水的净化装置。

本实用新型是通过以下的技术方案实现的：

一种外压式超滤膜净水装置，包括鼓风机、曝气池、滤池、超滤膜过滤器、清水池，原水顺序流经曝气池、滤池、超滤膜过滤器后收集于清水池，其特征在于所述的超滤膜净水装置还包括一絮凝沉淀池，絮凝沉淀池连接曝气池和滤池，原水流经曝气池、絮凝沉淀池、滤池后进入超滤膜过滤器；所述的超滤膜过滤器为外压式超滤膜过滤器。

所述的超滤膜净水装置还设有一反冲洗组件，该反冲洗组件由反冲洗气管和反冲洗水管组成，反冲洗气管一端连接鼓风机，另一端连接超滤膜过滤器的出水端，反冲洗水管一端连接超滤膜过滤器的出水端，另一端连接清水池。

所述的絮凝沉淀池包括一稳流区，原水流经曝气池后先进入稳流区。

所述的曝气池、絮凝沉淀池、滤池、超滤膜过滤器顺序首位串联设置于一箱体内。

所述的曝气池使用刚玉球形微孔曝气器；所述的絮凝沉淀池为斜管沉淀池；所述滤池采用石英砂填料。

由于净水装置前端设计有曝气池，絮凝沉淀池，滤池等，故其对含有一定有机物的地表水，和Fe Mn含量较高的地下水，均能通过曝气氧化作用，得以去除。而对于浊度较高的地表水，而因其前置有絮凝沉淀池，如可使浊度降低，而后再进入超滤膜池，使原水得以处理，取得优异的处理效果。由于这些构件，均集成到一个箱体中，故根据不同的原水水质选择开启不同的流程，而选择最佳的工艺，可以既降低能耗，又能得到很好的处理效果，对各种水体适应能力强。

曝气水箱，使用刚玉球形微孔曝气器进行曝气，刚玉球形微孔曝气器有高效低耗、运行可靠、使用寿命长，维护简单，不易堵塞、阻力小、充气量大、搅动性强等优点。

絮凝沉淀池采用高效斜管沉淀池，具有很高的沉淀效率。

滤池采用石英砂填料，使沉淀池的出水，浊度进一步降低，再进入外压式超滤膜箱。

本实用新型的作用原理是：

1)超滤膜过滤过程

在正常运行过程中，原水通过进水管和进水控制阀进入。膜组件浸没在罐体中的原水中，抽吸泵从膜内侧将水负压抽吸过膜壁。每个罐体里所有膜组件产生的水通过抽吸泵收集到共用的产水管后，再到所有罐体共用的产水母管中，最后进入下一步的处理。

这个过程的持续时间通常为3-24h，通常需要结合水质及产水率决定，一般要保证产水率在95％以上才能进行反洗。

2)超滤膜反洗过程

在运行过程中，进水中固体物质会逐渐积累在膜的表面，从而增加跨膜压差值。反洗过程可以有效地去除膜表面的固体物质。

产水系统周期性地停止以便进行反洗。反洗过程包括将透滤后水反向透过膜、曝气擦洗膜去除沉积物并且将罐体中的液体排到废液池或污水管。然后，重新将原水注入罐体，开始产水。反洗过程不使用任何化学药品，持续约3--10分钟。

反洗启动后，罐体进水阀关闭，产水泵继续运行，使得罐体液位下降到清洗液位，在膜组件上面。然后超滤产品水反向通过膜丝，同时从膜下方注入空气对膜丝外表面进行擦洗，空气擦洗产生垂直方向的混合搅动，并在膜表面形成剪切力，有利于将污染物质冲离膜丝并进入罐体中。

反冲结束时，整个罐体全部排空从而排出固体物质。一旦罐体排空，排放阀关闭而进水阀重新打开向罐体重新注水。当池中液位升高到清洗液位时，罐体返回产水模式。

3)超滤膜维护性清洗过程

化学反冲洗是一种维护膜系统稳定运行的有效方法，用来恢复膜的透过率，延长恢复性清洗的频率。化学反冲洗首先进行反冲洗去除膜丝表面的颗粒物，最后排空罐体。随后罐体通过化学清洗泵注入产品水，同时化学药品按规定的浓度注入产品水管道进入罐体。清洗浓度为200mg/L次氯酸钠。膜丝浸没在清洗液中约15---30min，完成清洗后，清洗液再排放。排放过程中采用用亚硫酸氢钠进行中和，余氯仪和pH仪可以指示中和过程是否完成。

4)超滤膜恢复性化学清洗过程

在线恢复性化学清洗周期为2-4个月，通常为3个月，也就是一年4次化学清洗。为了运行的灵活性，清洗通常为自动运行。整个清洗步骤是完全自动的，先把罐体中的水抽吸至膜丝顶部的位置，然后进行反冲洗，并把罐体排空。然后罐体通过化学清洗泵入透过液产品水，同时将相应的化学药品注入到管道中，使罐体中的药液达到一定的清洗浓度。

膜在每一种清洗方式下的浸泡时间均为6小时。当清洗结束后，清洗药液排放，用亚硫酸氢钠和氢氧化钠中和，在线加药中和。余氯仪和pH仪可以指示中和过程是否完成。

最后，开启进水阀门向罐体注水。

5)超滤膜系统操作

膜处理系统采用全自动化的过程和操作。当然在有必要的时候操作员完全可以进行手动操作和干预。控制系统监控所有的运行步骤和日常操作，不需要操作员的额外维护。操作程序简单易懂，操作人员可以很容易地进行改动。一般情况下，膜系统自动地在生产和反冲模式下转换。化学反冲洗设定由PLC自动完成。恢复性清洗则需手动启动，然后PLC会按程序设定自动完成其余操作程序。

外压式超滤膜净水器与普通工艺及普通的净水器相比，在解决藻类、微生物、浊度等问题上，有较大的优势，并且相对于以往的内压式超滤膜产品，能更好的进行反冲洗，酸洗等，减小沉积物对膜的影响，延长膜的使用寿命，保证出水水质。多功能外压式超滤膜净水装置比一般国内的内压式超滤膜净水装置，具有更强的适应能力，

本实用新型外压式超滤膜净水装置的主要特点如下：

超滤产水浊度小于0.1NTU，保证率为98％；

细菌、病毒、致病菌等完全去除；

产水的颗粒物为＜10个/ml；

大幅降低了消毒副产物的生成量；

出水水质稳定，膜使用寿命长。

本实用新型是高度一体化的净水装置，适用于各种水体(地下水，地表水等)，浊度适应范围广，而且其出水浊度低，水质稳定，停留时间短，产水量高。由于其高度集成化，所以控制相对简单，便于管理。而且体积小，安装方便，施工周期短。因此，多功能微絮凝净水装置的使用将带来很大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

其中：进水管90.进水阀91，泵92，加药设备100，曝气池10，刚玉微孔曝气器11，稳流区20，絮凝沉淀池30，斜管31，挡板32，滤池40，填料41，超滤膜过滤器50，膜组件51，清水池60，泵70，反冲洗气管72，反冲洗水管71，鼓风机80，消毒剂110

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的阐述。

实施例1：

本实用新型技术方案中的外压式超滤膜过滤装置包括鼓风机80、曝气池10、滤池40、超滤膜过滤器50、清水池60，曝气池10、絮凝沉淀池30、滤池40、超滤膜过滤器50为一体化箱式设计，各组件之间挡板32隔离，原水顺序流经曝气池10、滤池40、超滤膜过滤器50后收集于清水池60，所述的超滤膜净水装置还包括一絮凝沉淀池30，絮凝沉淀池30连接曝气池10和滤池40，原水流经曝气池10、絮凝沉淀池30、滤池40后进入超滤膜过滤器50；所述的超滤膜过滤器为外压式超滤膜过滤器，由膜组件51组成。

本方案配有反清洗组件，该反冲洗组件由反冲洗气管120和反冲洗水管121组成，反冲洗气管120一端连接鼓风机80，另一端连接超滤膜过滤器50的出水端，反冲洗水管一端连接超滤膜过滤器50的出水端，另一端连接清水池60。

反洗启动后，罐体进水阀91关闭，产水泵70继续运行，使得罐体液位下降到清洗液位，在膜组件上面。然后超滤产品水反向通过膜丝，同时从膜下方注入空气对膜丝外表面进行擦洗，空气擦洗产生垂直方向的混合搅动，并在膜表面形成剪切力，有利于将污染物质冲离膜丝并进入罐体中。

反冲结束时，整个罐体全部排空从而排出固体物质。一旦罐体排空，排放阀关闭而进水阀91重新打开向罐体重新注水。当池中液位升高到清洗液位时，罐体返回产水模式。

由加药设备100加入絮凝剂到原水中后，通过管道混合器90，进入一体化箱体的第一个池子曝气池10，通过曝气后，氧化水体的有机物及Fe、Mn，之后进入稳流区20。

(1)水流稳定后，进入絮凝沉淀池30进行沉淀，该絮凝沉淀池为斜管31沉淀池，降低原水浊度。

(2)沉淀池出水，再进入滤池40，进一步降低浊度，降低超滤膜器50的处理难度，延长膜的寿命，减小反冲洗的次数。

(3)滤池40出来的水，进入超滤膜器50，超滤膜器由膜帘构成，进行外压式处理。

(4)超滤膜箱50的出水，加入一定量的消毒剂110之后，进入清水池60，即可供送给水管网。

本实用新型超滤膜净水装置设计参数如下：

序号	内容	参数
			1	设计产水量(m3/d)	100
2	产水率	94％
			3	进水量(m3/d)	106
4	膜帘数	28
			5	膜箱膜面积(m2)	160
6	设计膜通量(m3/m2.d)	0.6625
			7	过滤时间(h/天)	22.7
8	反洗周期(h)	4
			9	反洗通量(L/m2/h)	60
10	反冲曝气周期(h)	1
			11	反冲曝气量(m3/m2/h)	50
12	反冲曝气历时(min)	1.5

Claims (5)

1、一种外压式超滤膜净水装置，包括鼓风机、曝气池、滤池、超滤膜过滤器、清水池，原水顺序流经曝气池、滤池、超滤膜过滤器后收集于清水池，其特征在于所述的超滤膜净水装置还包括一絮凝沉淀池，絮凝沉淀池连接曝气池和滤池，原水流经曝气池、絮凝沉淀池、滤池后进入超滤膜过滤器；所述的超滤膜过滤器为外压式超滤膜过滤器。

2、根据权利要求1所述的外压式超滤膜净水装置，其特征在于所述的超滤膜净水装置还设有一反冲洗组件，该反冲洗组件由反冲洗气管和反冲洗水管组成，反冲洗气管一端连接鼓风机，另一端连接超滤膜过滤器的出水端，反冲洗水管一端连接超滤膜过滤器的出水端，另一端连接清水池。

3、根据权利要求1所述的外压式超滤膜净水装置，其特征在于所述的絮凝沉淀池包括一稳流区，原水流经曝气池后先进入稳流区。

4、根据权利要求1或3所述的外压式超滤膜净水装置，其特征在于所述的曝气池、絮凝沉淀池、滤池、超滤膜过滤器顺序首位串联设置于一箱体内。

5、根据权利要求1所述的外压式超滤膜净水装置，其特征在于所述的曝气池使用刚玉球形微孔曝气器；所述的絮凝沉淀池为斜管沉淀池；所述滤池采用石英砂填料。

Images