CN204958628U

CN204958628U - 一种便携式应急水处理设备

Info

Publication number: CN204958628U
Application number: CN201520568607.XU
Authority: CN
Inventors: 陈莎莎; 甘树; 王鑫阳
Original assignee: ZHEJIANG ZHIMEI ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG ZHIMEI ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2025-07-31

Abstract

一种便携式应急水处理设备，属于水处理设备技术领域，包括依次相连的原水袋、超滤模块、吸附模块、消毒模块和产水袋；所述原水袋连通进原水管；所述进原水管通过第一三通阀连接总进水管；所述超滤模块包括总进水管、超滤进水管、超滤件、超滤浓水管、超滤产水管和超滤冲洗管；所述总进水管一端连接第一三通阀，另一端连接第二三通阀；所述超滤进水管一端连接第二三通阀，另一端连接于超滤件的进水口；所述超滤浓水管连接于超滤件的浓水口；所述超滤冲洗管一端连接第二三通阀，另一端与超滤产水管连通。系统配置自主研发的超滤模块和碳吸附模块，可在不同微污染水源条件下，通过工艺参数调整，达到生活饮用水水质要求。

Description

一种便携式应急水处理设备

技术领域

本实用新型属于水处理设备技术领域，具体涉及一种便携式应急水处理设备。

背景技术

随着我国社会经济的发展，水污染问题愈演愈烈，水污染事故进入高发期，饮用水安全频频告急。此外，自然灾害多发，洪灾、泥石流、台风、海啸等突发情况也会导致供水中断，直接影响人民用水安全。另外，部队作战或野外训练时，大部分饮水供给需要就近就地自行制备，饮水安全直接关乎部队战力。突发性污染水源水质情况复杂，主要包括有机化合物、无机化合物、重金属、生物污染等，因此，能够适应各种水源的便携式水处理设备是理想之选。

传统水处理设备一般为固定安装，拆卸难度大，占地面积大，水资源回收率低，不能实现连续运行，且水质适应性差。公开号为CN101514060的中国专利公开了一种依次串联的粗石英砂过滤、石英砂过滤、纤维过滤、活性炭过滤、超滤的应急饮用水设备，并在预处理系统内部和超滤出水管上设有ClO₂投加点，该设备可满足突发事故下的饮用水要求。但ClO₂储存过程中存在安全隐患，且超滤前预处理使得设备占地面积大，不便携带。

公开号为CN1935675A中国专利公开了一种采用原水-混凝-沉淀-过滤-吸附-反渗透膜组件的处理污染原水净化工艺和装置，适合于野外作业，但当原水浊度较高时，预处理过滤器易堵塞，影响设备的连续运行，且占地面积大，操作不方便，水源盐度较高时，出水水质不达标。

专利CN103951129A公开了一种应急水处理工艺及移动式应急水处理设备，通过电气浮-Fenton-Fe⁰-絮凝-微滤-紫外-臭氧活性炭-吸附-RO工艺处理，能较好的处理有机、重金属污染水，但是双氧水、活性炭/Fe⁰移动携带不便，工艺较为冗长，适合车载式抑或固定式装载。

因此，急需一种能满足多种水源条件，易于携带，组装快速，检测方便，操作简单，便于在突发情况和复杂地形的野外使用的应急水处理工艺及设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种便携式应急水处理设备。

本实用新型实现其目的采用的技术方案如下。

一种便携式应急水处理设备，包括依次相连的原水袋、超滤模块、吸附模块、消毒模块和产水袋；

所述原水袋连通进原水管；所述进原水管通过第一三通阀连接总进水管；

所述超滤模块包括总进水管、超滤进水管、超滤件、超滤浓水管、超滤产水管和超滤冲洗管；所述总进水管一端连接第一三通阀，另一端连接第二三通阀；所述超滤进水管一端连接第二三通阀，另一端连接于超滤件的进水口；所述超滤浓水管连接于超滤件的浓水口；所述超滤冲洗管一端连接第二三通阀，另一端与超滤产水管连通。

所述原水袋连接有取原水管、排原水管和进原水管；所述取原水管配设有取水泵和第一手动阀；所述排原水管上设置有第二手动阀；所述进原水管连接有第一三通阀且进原水管上设置有第三手动阀。

所述总进水管配设有Y型过滤器、增压泵和止回阀。

所述超滤件包括外壳、膜封盖、膜丝和中心管；所述膜封盖置于外壳内部，且将外壳内腔分隔出上产水腔和下过滤腔；所述膜丝置于下过滤腔，膜丝两端固定于膜封盖并与上产水腔相连通；所述中心管穿设于膜封盖，上端连接外壳的浓水口，下端延伸至下过滤腔，且下端开设有浓水进口；所述外壳顶部开设有与中心管连通的浓水口，上部开设有与上产水腔连通的产水口，底部开设有与下过滤腔连通的进水口。

所述吸附模块包括膜盖、膜壳、抱箍、弹簧、第一密封圈、连接头、金属垫圈、第二密封圈、吸附柱和布水器；所述膜盖和膜壳盖合，内部形成吸附腔；所述抱箍环扣于膜盖和膜壳盖合处；所述膜盖顶部开设有吸附出水口，侧面开设有吸附进水口；所述吸附出水口内侧设置有中空的圆柱，圆柱外壁套设有弹簧；连接头抵触于圆柱内壁，连接头和圆柱之间配设有第一密封圈；连接头下部设置有径向凸出的圆环；所述弹簧上端抵触于膜盖内壁，下端抵触于连接头的圆环；所述吸附柱上端抵触于连接头，下端抵触于布水器；所述吸附柱将吸附腔分成吸附外腔和吸附内腔，吸附外腔与吸附进水口相连通，吸附内腔与吸附出水口相连通；所述布水器架设于膜壳内壁，且膜壳周向均布有布水孔；所述膜壳底部侧面开设有冲洗孔；所述冲洗孔位于布水器下方。

所述产水袋连接有供水管，所述供水管配设有第五手动阀、恒压供水泵和取水头。

一种便携式应急水处理工艺，包括以下步骤：

步骤a.取水源中的水于原水袋待用；

步骤b.所述总进水管配设Y型过滤器；原水袋的原水流经进原水管和总进水管，并经过Y型过滤器过滤后再流入超滤件进行超滤处理，浓水外排；

步骤c.经过超滤件超滤处理的原水流入消毒模块进行消毒处理；

步骤d.经消毒模块消毒处理后的原水流入产水袋储存。

一种便携式应急水处理工艺，所述超滤件有一组且相互并接；所述超滤件包括外壳、膜封盖、膜丝和中心管；所述膜封盖置于外壳内部，且将外壳内腔分隔出上产水腔和下过滤腔；所述膜丝置于下过滤腔，膜丝两端固定于膜封盖并与上产水腔相连通；所述中心管穿设于膜封盖，上端连接外壳的浓水口，下端延伸至下过滤腔，且下端开设有浓水进口；所述外壳顶部开设有与中心管连通的浓水口，上部开设有与上产水腔连通的产水口，底部开设有与下过滤腔连通的进水口；

步骤b中，原水从超滤件进水口流入下过滤腔，经过膜丝过滤后的产水流经上产水腔并从产水口排出；下过滤腔中的浓水通过中心管直通浓水口排出。

一种便携式应急水处理工艺，所述总进水管上还配设有增压泵和止回阀；所述超滤浓水管配设有放气阀和超滤浓水阀；

步骤b中，设备刚运行时开启放气阀进行排气；调节超滤浓水阀使超滤压力控制在0.5-1.5Mpa下运行；设备制水每运行60-120min后对超滤件进行一次反洗，反洗时间60s；反洗时第一三通阀连通产水袋和Y型过滤器，第二三通阀连通止回阀和超滤产水管，增压泵自动开启；反洗进水在增压泵的作用下，流经总进水管、超滤冲洗管和超滤产水管并从超滤件产水口泵入膜丝内部，从膜丝内侧反向流入膜丝外部；压力的反向转换及水流的反向冲刷使得膜丝表面的污染滤饼层及吸附层脱落，清洗水从超滤件浓水口排出。

一种便携式应急水处理工艺，步骤b中，当满足下列条件之一时，进行化学清洗：运行压力上升1bar；产水量下降25%；跨膜压差超过限值0.12Mpa；或者运行2个月时；

化学清洗时，首先进行酸洗，0.3%-1%的盐酸浸泡10-20min，循环清洗15-30min，酸洗药液排出后进行清水洗10-20min至出水pH为7，再采用0.1-0.7%氢氧化钠及0.2-0.5‰的次氯酸钠溶液进行碱洗，浸泡10-20min，循环清洗15-30min，排出碱液后清水洗至出水pH=7为止。

上述的一种便携式应急水处理设备及工艺，构思新颖、结构合理，实现了在线清洗，不影响设备的连续运行。超滤产水吸附模块去除痕量有毒有机污染物及氨氮等，经消毒模块出水达到生活饮用水水质标准（GB5749-2006），产水进入产水袋以便后期饮用及系统反洗。

本实用新型具有以下优点：

（1）满足多种水源条件：系统配置自主研发的超滤模块和碳吸附模块，可在不同微污染水源条件下，通过工艺参数调整，达到生活饮用水水质要求；

（2）采用抗污染超滤模块，原水直接超滤，简化工艺流程，操作简单；

（3）模块化设计，便于携带，组装快速。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为超滤件的剖视图；

图3为吸附模块的爆炸图；

图4为吸附模块的剖视图；

图中：原水袋100、取原水管110、取水泵111、第一手动阀112、排原水管120、第二手动阀121、进原水管130、第三手动阀131、第一三通阀132、

超滤模块200、总进水管210、Y型过滤器211、增压泵212、止回阀213、第二三通阀214、超滤进水管220、超滤件230、外壳231、膜封盖232、膜丝233、中心管234、超滤浓水管240、放气阀241、超滤浓水阀242、超滤产水管250、超滤冲洗管260、

吸附模块300、膜盖301、膜壳302、抱箍303、弹簧304、第一密封圈305、连接头306、金属垫圈307、第二密封圈308、吸附柱309、布水器310、

消毒模块400、电动阀401、第四手动阀402、

产水袋500、供水管510、第五手动阀511、恒压供水泵512、取水头513、第六手动阀514。

具体实施方式

现结合说明书附图，详细说明本实用新型的具体实施方式。

一种便携式应急水处理设备，采用了模块化设计，包括依次相连的原水袋100、超滤模块200、吸附模块300、消毒模块400和产水袋500。

所述原水袋100连接有取原水管110、排原水管120和进原水管130。所述取原水管110配设有取水泵111和第一手动阀112。所述排原水管120上设置有第二手动阀121。所述进原水管130连接有第一三通阀132且进原水管130上设置有第三手动阀131。

通过第一手动阀112、第二手动阀121、第三手动阀131分别控制取原水管110、排原水管120和进原水管130的开闭。打开第一手动阀112，外部水源通过取水泵111流经取原水管110注入原水袋100，在原水袋100中对原水进行TDS、浊度检测。检测结果符合要求时，打开第三手动阀131，原水袋100中的原水通过进原水管130流入超滤模块200。检测结果不符合要求或者设备使用完毕后，打开第二手动阀121，原水袋100中的浓水或余水流经排原水管120外排。

所述超滤模块200包括总进水管210、超滤进水管220、超滤件230、超滤浓水管240、超滤产水管250和超滤冲洗管260。

所述总进水管210一端连接第一三通阀132，另一端连接第二三通阀214，且总进水管210上设置有Y型过滤器211、增压泵212和止回阀213。增压泵212的设置，保证原水袋100水位高于增压泵212的泵腔。

所述超滤进水管220一端连接第二三通阀214，另一端连接于超滤件230的进水口。

所述超滤件230有一组且相互并接。所述超滤件230包括外壳231、膜封盖232、膜丝233和中心管234。所述膜封盖232置于外壳231内部，且将外壳231内腔分隔出上产水腔和下过滤腔。所述膜丝233置于下过滤腔，膜丝233两端固定于膜封盖232并与上产水腔相连通。所述中心管234穿设于膜封盖232，上端连接外壳231的浓水口，下端延伸至下过滤腔，且下端开设有浓水进口。所述外壳231顶部开设有与中心管234连通的浓水口，上部开设有与上产水腔连通的产水口，底部开设有与下过滤腔连通的进水口。

所述超滤件230在0.5-1.5Mpa跨膜压差下错流式运行，膜丝233为增强型PVDF材料，组件可拆卸，可适应各类微污染水。膜丝233采用U型结构。超滤件230实现气水联合冲洗，显著提高了抗污性能，且不易造成污堵，可去除膜丝233外周的颗粒、胶体、细菌等污染物，适于应急用高浊度水的处理。

所述超滤浓水管240连接于超滤件230的浓水口，且超滤浓水管240配设有放气阀241和超滤浓水阀242。

所述超滤产水管250一端连接于超滤件230的产水口，另一端连接于吸附模块300。

所述超滤冲洗管260一端连接第二三通阀214，另一端与超滤产水管250连通。

超滤模块200正常工作时，原水经过总进水管210和超滤进水管220进入超滤件230的下过滤腔进行膜超滤，获得产水和浓水。产水经膜丝233内腔流入上产水腔后再从超滤产水管250流出。浓水经中心管234内腔流入超滤浓水管240排出。

设备制水每运行60-120min后对超滤件230进行一次反洗，反洗时间60s。反洗采用系统产水，反洗时第一三通阀132连通产水袋500和Y型过滤器211，第二三通阀214连通止回阀213和超滤产水管250，增压泵212自动开启。反洗进水在增压泵212的作用下，流经总进水管210、超滤冲洗管260和超滤产水管250并从超滤件230产水口泵入膜丝233内部，从膜丝233内侧反向流入膜丝233外部。压力的反向转换及水流的反向冲刷使得膜丝233表面的污染滤饼层及吸附层脱落，减轻膜丝233表面污染。清洗水从超滤件230浓水口排出。

反洗会在一定程度上减缓膜的污染，但不能完全消除。当满足以下条件中的一个，运行压力上升1bar；产水量下降25%；跨膜压差超过限值0.12Mpa；或者运行2个月时，需进行化学清洗。首先进行酸洗，0.3%-1%的盐酸浸泡10-20min，循环清洗15-30min，酸洗药液排出后进行清水洗10-20min至出水pH为7，再采用0.1-0.7%氢氧化钠及0.2-0.5%的次氯酸钠溶液进行碱洗，浸泡10-20min，循环清洗15-30min，排出碱液后清水洗至出水pH=7为止。

所述吸附模块300采用碳纤维/活性炭柱式结构，吸附去除痕量有毒有机污染物，安装更换方便。所述吸附模块300包括膜盖301、膜壳302、抱箍303、弹簧304、第一密封圈305、连接头306、金属垫圈307、第二密封圈308、吸附柱309、布水器310。所述膜盖301和膜壳302盖合，内部形成吸附腔。所述抱箍303环扣于膜盖301和膜壳302盖合处，用以密封两者。所述膜盖301顶部开设有吸附出水口，侧面开设有吸附进水口。所述吸附出水口内侧设置有中空的圆柱，连接头306抵触于圆柱内壁，连接头306和圆柱之间配设有第一密封圈305，用以保证连接头306和圆柱的密封性。连接头306下部设置有径向凸出的圆环，圆柱外壁套设有弹簧304，所述弹簧304上端抵触于膜盖301内壁，下端抵触于连接头306的圆环。所述吸附柱309上端抵触于连接头306，下端抵触于布水器310。在弹簧304的作用下，吸附柱309被夹设于连接头306和布水器310之间，从而保证了吸附柱309的定位稳固。吸附柱309将吸附腔分成吸附外腔和吸附内腔，吸附外腔与吸附进水口相连通，吸附内腔与吸附出水口相连通。原水从吸附进水口进入外腔，经过吸附柱309的过滤后进入内腔，然后经过连接头306从吸附出水口流出。

所述吸附柱309为碳纤维柱或活性炭柱。

所述布水器310架设于膜壳302内壁，且膜壳302周向均布有布水孔。布水孔的形状无严格要求，作为优选，采用长条形；原水经过布水孔后分布均匀，利于后续的吸附过程。所述膜壳302底部侧面开设有冲洗孔；所述冲洗孔位于布水器310下方。当吸附模块300堵死时，可以打开冲洗孔对设备进行冲洗。

所述消毒模块400采用紫外消毒，一端通过电动阀401连接吸附模块300的产水端，另一端通过第四手动阀402连接水袋500。

所述产水袋500连接有供水管510，所述供水管510配设有第五手动阀511、恒压供水泵512和取水头513。恒压供水泵512的设置，以便稳定恒压供水。产水袋500可选择性投入消毒剂进行消毒。所述产水袋500通过第六手动阀514连接第一三通阀132，用以在反洗时候提供系统原水。

原水经超滤模块200的超滤去除悬浮物、微生物及部分有机物后，经吸附模块300的碳纤维/活性炭去除小分子有毒有机污染物，经消毒模块400的紫外消毒后出水达到生活饮用水水质标准。

设备配备发动机组，可用外接电源供电，在无外部电源情况下利用发动机组供电。

原水经过取水泵111泵入原水袋100，在Y型过滤器211过滤基础上经过增压泵212进入超滤件230，调节超滤浓水阀242使超滤压力控制在0.5-1.5Mpa下运行。刚运行时开启放气阀241进行排气。超滤产水进入吸附模块300，出水经过消毒模块400消毒后储存于产水袋500中供饮用及后续清洗。产水袋500里可选择性投入消毒剂进行消毒。

系统产水量1m³/h20m³/d，20hr/d计，回收率30-90%。当水源为污染较轻的地表水时，产水回收率90%左右，当水源为浊度高、污染较重的地表水时，产水回收率30%左右。

应用例1：

采用本实施例的处理设备进行应急水处理试验，进水为高浊度水。原水进水水质浊度28.5NTU，ph7.22，DOC5.665mg/L，UV₂₅₄0.125条件下，产水pH、TDS、浊度、余氯、总铁、总硬度分别为7.18，6.56mg/L，0.09NTU，0.1mg/L，0.037mg/L，120mg/L。总大肠菌群未检出，菌落总数40CFU/mL，出水达到生活饮用水水质标准GB5749-2006。

应用例2：

采用本实施例的处理设备进行应急水处理试验，进水为高浊度水。原水进水水质浊度125.6NTU，ph7.25，DOC5.95mg/L，UV₂₅₄0.095条件下，产水pH、TDS、浊度、余氯、总铁、总硬度分别为7.20，6.77mg/L，0.08NTU，0.15mg/L，0.042mg/L，130mg/L。总大肠菌群未检出，菌落总数53CFU/mL，出水达到生活饮用水水质标准GB5749-2006。

本实用新型按照实施例进行了说明，在不脱离本原理的前提下，本装置还可以作出若干变形和改进。应当指出，凡采用等同替换或等效变换等方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种便携式应急水处理设备，其特征在于，包括依次相连的原水袋（100）、超滤模块（200）、吸附模块（300）、消毒模块（400）和产水袋（500）；

所述原水袋（100）连通进原水管（130）；所述进原水管（130）通过第一三通阀（132）连接总进水管（210）；

所述超滤模块（200）包括总进水管（210）、超滤进水管（220）、超滤件（230）、超滤浓水管（240）、超滤产水管（250）和超滤冲洗管（260）；所述总进水管（210）一端连接第一三通阀（132），另一端连接第二三通阀（214）；所述超滤进水管（220）一端连接第二三通阀（214），另一端连接于超滤件（230）的进水口；所述超滤浓水管（240）连接于超滤件（230）的浓水口；所述超滤冲洗管（260）一端连接第二三通阀（214），另一端与超滤产水管（250）连通。

2.如权利要求1所述的一种便携式应急水处理设备，其特征在于，所述原水袋（100）连接有取原水管（110）、排原水管（120）和进原水管（130）；所述取原水管（110）配设有取水泵（111）和第一手动阀（112）；所述排原水管（120）上设置有第二手动阀（121）；所述进原水管（130）连接有第一三通阀（132）且进原水管（130）上设置有第三手动阀（131）。

3.如权利要求1所述的一种便携式应急水处理设备，其特征在于，所述总进水管（210）配设有Y型过滤器（211）、增压泵（212）和止回阀（213）。

4.如权利要求1所述的一种便携式应急水处理设备，其特征在于，所述超滤件（230）包括外壳（231）、膜封盖（232）、膜丝（233）和中心管（234）；所述膜封盖（232）置于外壳（231）内部，且将外壳（231）内腔分隔出上产水腔和下过滤腔；所述膜丝（233）置于下过滤腔，膜丝（233）两端固定于膜封盖（232）并与上产水腔相连通；所述中心管（234）穿设于膜封盖（232），上端连接外壳（231）的浓水口，下端延伸至下过滤腔，且下端开设有浓水进口；所述外壳（231）顶部开设有与中心管（234）连通的浓水口，上部开设有与上产水腔连通的产水口，底部开设有与下过滤腔连通的进水口。

5.如权利要求1所述的一种便携式应急水处理设备，其特征在于，所述吸附模块（300）包括膜盖（301）、膜壳（302）、抱箍（303）、弹簧（304）、第一密封圈（305）、连接头（306）、金属垫圈（307）、第二密封圈（308）、吸附柱（309）和布水器（310）；所述膜盖（301）和膜壳（302）盖合，内部形成吸附腔；所述抱箍（303）环扣于膜盖（301）和膜壳（302）盖合处；所述膜盖（301）顶部开设有吸附出水口，侧面开设有吸附进水口；所述吸附出水口内侧设置有中空的圆柱，圆柱外壁套设有弹簧（304）；连接头（306）抵触于圆柱内壁，连接头（306）和圆柱之间配设有第一密封圈（305）；连接头（306）下部设置有径向凸出的圆环；所述弹簧（304）上端抵触于膜盖（301）内壁，下端抵触于连接头（306）的圆环；所述吸附柱（309）上端抵触于连接头（306），下端抵触于布水器（310）；所述吸附柱（309）将吸附腔分成吸附外腔和吸附内腔，吸附外腔与吸附进水口相连通，吸附内腔与吸附出水口相连通；所述布水器（310）架设于膜壳（302）内壁，且膜壳（302）周向均布有布水孔；所述膜壳（302）底部侧面开设有冲洗孔；所述冲洗孔位于布水器（310）下方。

6.如权利要求1所述的一种便携式应急水处理设备，其特征在于，所述产水袋（500）连接有供水管（510），所述供水管（510）配设有第五手动阀（511）、恒压供水泵（512）和取水头（513）。