CN212293087U

CN212293087U - 一种用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统

Info

Publication number: CN212293087U
Application number: CN202020371796.2U
Authority: CN
Inventors: 武睿; 郭卫鹏; 孙国胜; 赵焱
Original assignee: Guangdong Gdh Water Co ltd
Current assignee: Guangdong Gdh Water Co ltd
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2021-01-05
Anticipated expiration: 2030-03-20

Abstract

本实用新型涉及水处理的技术领域，更具体地，涉及一种用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，包括过滤系统、浓水回流系统及药剂投加系统：所述过滤系统包括顺序连接的地下水原水箱、第一加压泵、多介质过滤装置、第二加压泵、超滤膜装置、超滤产水箱、第三加压泵、第一纳滤膜装置、纳滤产水箱，所述过滤系统还包括第二纳滤膜装置及浓水箱，所述第一纳滤膜装置设有与第二纳滤膜装置连通的第一浓水口，所述第二纳滤膜装置设有与纳滤产水箱连通的产水口及与浓水箱连通的第二浓水口。本实用新型有效缓解纳滤膜污染的同时，强化浅层地下水中浊度、胶体、无机盐和重金属的去除，可保障优质供水。

Description

一种用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统

技术领域

本实用新型涉及水处理的技术领域，更具体地，涉及一种用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统。

背景技术

地下水是我国重要的饮用水水源，但近年来随着地下水的过量开采，地下水水质逐渐恶化。其中可以直接接受大气降水和地表水补给的地下水为浅层地下水，埋藏深度一般小于60米，由于其易开采，成为很多地区、特别是农村地区的主要饮用水源。但是，浅层地下水易受到当地生活生产、地表水环境和气候变化影响，水质容易被污染，当地居民饮用水安全受到威胁。地下水主要污染物为无机盐类，常规水处理系统不能有效去除。

目前在众多地下水处理技术中，纳滤膜技术作为一种过滤精度较高的膜分离技术，能有效去除水中的多种污染物，特别对水中无机盐污染物去除效果好，同时相比反渗透技术运行能耗较低，是处理受污染浅层地下水的有效技术。但是，纳滤膜运行过程中易发生膜污染，当原水浊度较高和颗粒物较多时，纳滤系统的运行稳定性受到影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，采用多介质过滤装置、超滤膜装置、第一纳滤膜装置组合过滤的方式进行过滤，有效缓解纳滤膜污染的同时，强化浅层地下水中浊度、胶体、无机盐和重金属的去除。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，包括过滤系统、浓水回流系统及药剂投加系统：

所述过滤系统包括顺序连接的地下水原水箱、第一加压泵、多介质过滤装置、第二加压泵、超滤膜装置、超滤产水箱、第三加压泵、第一纳滤膜装置、纳滤产水箱，所述过滤系统还包括第二纳滤膜装置及浓水箱，所述第一纳滤膜装置设有与第二纳滤膜装置连通的第一浓水口，所述第二纳滤膜装置设有与纳滤产水箱连通的产水口及与浓水箱连通的第二浓水口；

所述浓水回流系统连接于第二浓水口与第三加压泵的进水端之间；

所述药剂投加系统包括加药箱及第四加压泵，所述第四加压泵的进水端与加药箱连接，所述第四加压泵的出水端与第三加压泵的进水端连通，所述加药箱内盛装有阻垢剂溶液。

本实用新型的用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，采用多介质过滤装置、超滤膜装置、第一纳滤膜装置组合过滤的方式进行过滤：多介质过滤装置能通过截流和吸附作用去除原水中的颗粒胶体、悬浮物和大分子有机物，降低超滤膜装置的污染负荷、缓解超滤膜污染；超滤膜装置能够进一步截留水体中的颗粒物、胶体、溶解性大分子有机物和微生物，不仅能够去除水中胶体等缓解纳滤膜装置污染，而且超滤装置可有效去除原水中的微生物，既能够避免纳滤膜装置产生生物污染，也可避免向原水中添加药剂导致水污染；第一纳滤膜装置采用纳滤膜技术，纳滤膜技术作为一种过滤精度较高的膜分离技术，能够有效去除水中的多种污染物，特别是对水中无机盐污染物有较好的去除效果；本实用新型采用三种过滤技术间的协同作用，可充分发挥各自优势，有效缓解纳滤膜污染的同时，强化浅层地下水中浊度、胶体、无机盐和重金属的去除，保障优质供水。其次，本实用新型设置第一纳滤膜装置和第二纳滤膜装置，第一纳滤膜装置产生的浓水作为第二纳滤膜装置的进水，可提高纳滤系统的回收率；第二纳滤膜装置产生的浓水一部分进入浓水箱、一部分回流至第三加压泵前段，与超滤膜装置的出水混合重新进入第一纳滤膜装置，从而进一步提高纳滤系统的回收率。另外，通过药剂投加系统向超滤装置的出水中投加药剂防止受污染浅层地下水中的无机盐在纳滤膜装置表面结垢，以保证第一纳滤膜装置和第二纳滤膜装置的产水量。

进一步地，所述浓水回流系统包括回流阀，所述回流阀连接于第二浓水口和第三加压泵的进水端之间。

进一步地，所述第二纳滤膜装置与浓水箱之间连接有排放阀。

进一步地，所述阻垢剂溶液浓度为1ppm～5ppm。

进一步地，所述多介质过滤装置的过滤精度为10μm～50μm，所述多介质过滤装置包括滤料，所述滤料为纤维束、纤维球、石英砂、无烟煤中的一种或几种的组合。

进一步地，所述超滤膜装置的过滤精度为10nm～100nm、运行通量为25L/m²·h～100L/m²·h，所述超滤膜装置包括中空纤维超滤膜组件。

进一步地，所述中空纤维超滤膜组件包括若干第一膜结构，所述第一膜结构选自聚醚砜膜、聚氯乙烯膜、聚偏氟乙烯膜中的一种。

进一步地，所述第一纳滤膜装置、第二纳滤膜装置的过滤精度为90Da～300Da、运行压力为0.4Mpa～0.9Mpa，所述第一纳滤膜装置、第二纳滤膜装置包括卷式纳滤膜组件。

进一步地，所述卷式纳滤膜组件包括若干第二膜结构，所述第二膜结构为聚酰胺膜。

进一步地，所述过滤系统、浓水回流系统及药剂投加系统均连接于PLC控制器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，采用多介质过滤装置、超滤膜装置、第一纳滤膜装置组合过滤的方式进行过滤，有效缓解纳滤膜污染的同时，强化浅层地下水中浊度、胶体、无机盐和重金属的去除，可保障优质供水；增设浓水回流系统可有效提高纳滤系统的回收率，增设药剂投加系统可防止受污染浅层地下水中的无机盐在纳滤膜装置表面结垢，以保证第一纳滤膜装置和第二纳滤膜装置的产水量。

附图说明

图1为用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统的结构示意图；

附图中：1-原水箱；2-第一加压泵；3-多介质过滤装置；4-第二加压泵；5-超滤膜装置；6-超滤产水箱；7-第三加压泵；8-第一纳滤膜装置；9-纳滤产水箱；10-第二纳滤膜装置；11-浓水箱；12-加药箱；13-第四加压泵；14-回流阀；15-排放阀。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例

如图1所示为本实用新型的用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统的实施例，包括过滤系统、浓水回流系统及药剂投加系统：

过滤系统包括顺序连接的地下水原水箱1、第一加压泵2、多介质过滤装置3、第二加压泵4、超滤膜装置5、超滤产水箱6、第三加压泵7、第一纳滤膜装置8、纳滤产水箱9，过滤系统还包括第二纳滤膜装置10及浓水箱11，第一纳滤膜装置8设有与第二纳滤膜装置10连通的第一浓水口，第二纳滤膜装置10设有与纳滤产水箱9连通的产水口及与浓水箱11连通的第二浓水口；

浓水回流系统连接于第二浓水口与第三加压泵的进水端之间；

药剂投加系统包括加药箱12及第四加压泵13，第四加压泵13的进水端与加药箱12连接，第四加压泵13的出水端与第三加压泵的进水端连通，加药箱12内盛装有阻垢剂溶液。其中，第四加压泵13可采用计量泵，以实现定量向水中投加阻垢剂。

本实施例在实施时，采用多介质过滤装置3、超滤膜装置5、第一纳滤膜装置8组合过滤的方式进行过滤：多介质过滤装置3能通过截流和吸附作用去除原水中的颗粒胶体、悬浮物和大分子有机物，降低超滤膜装置5的污染负荷、缓解超滤膜污染；超滤膜装置5能够进一步截留水体中的颗粒物、胶体、溶解性大分子有机物和微生物，不仅能够去除水中胶体等缓解纳滤膜装置污染，而且超滤装置可有效去除原水中的微生物，既能够避免纳滤膜装置产生生物污染，也可避免向原水中添加药剂导致水污染；第一纳滤膜装置8采用纳滤膜技术，纳滤膜技术作为一种过滤精度较高的膜分离技术，能够有效去除水中的多种污染物，特别是对水中无机盐污染物有较好的去除效果。其次，本实用新型设置第一纳滤膜装置8和第二纳滤膜装置10，第一纳滤膜装置8产生的浓水作为第二纳滤膜装置10的进水，可提高纳滤系统的回收率；第二纳滤膜装置10产生的浓水一部分进入浓水箱11、一部分回流至第三加压泵7前段，与超滤膜装置5的出水混合重新进入第一纳滤膜装置8，从而进一步提高纳滤系统的回收率。另外，通过药剂投加系统向超滤装置的出水中投加药剂防止受污染浅层地下水中的无机盐在纳滤膜装置表面结垢，以保证第一纳滤膜装置8和第二纳滤膜装置10的产水量。

在其中一个实施例中，浓水回流系统包括回流阀14，回流阀14连接于第二浓水口和第三加压泵的进水端之间；第二纳滤膜装置10与浓水箱11之间连接有排放阀15。开启排放阀15，第二纳滤膜装置10产生的浓水流入浓水箱11；同时开启排放阀15和回流阀14时，第二纳滤膜装置10产生的浓水一部分流入浓水箱11，一部分回流至第三加压泵7前端，如此便可通过调整排放阀15和回流阀14的流量调节回流至第三加压泵7前端的浓水量。

在其中一个实施例中，阻垢剂溶液浓度为1ppm～5ppm。本实施例的阻垢剂采用市售阻垢剂配制得到的溶液，阻垢剂溶液的浓度限制是为了获得较好的阻垢效果而做出的优选，而并不作为本实用新型限制性的规定。

在其中一个实施例中，多介质过滤装置3的过滤精度为10μm～50μm，多介质过滤装置3包括滤料，滤料为纤维束、纤维球、石英砂、无烟煤中的几种的组合。多介质过滤装置3中的滤料采用多种滤料结合，可通过截流和吸附作用去除水中的颗粒胶体、悬浮物和大分子有机物，降低后续超滤装置的污染负荷，缓解超滤膜污染。本实施例设置多介质过滤装置3的过滤精度的设置是为了以去除水中部分浊度和颗粒物，降低纳滤系统膜污染。但需要说明的是，多介质过滤装置3随着运行时间增加，易发生颗粒物穿透事故，威胁纳滤系统，因此需要定期对多介质过滤装置3进行清洗，以恢复过滤性能，清洗间隔可根据运行末期和清洗后多介质过滤装置3的穿透时间确定，如此可实现既能保障后续装置的安全稳定运行，又能最大限度降低装置运行能耗、提高运行效率。为实现多介质过滤装置3的定期清洗，本实施例在多介质过滤装置3的旁侧设置有正冲洗组件和反冲洗组件，正冲洗组件和反冲洗组件分别设于多介质过滤装置3的两对立侧。

在其中一个实施例中，超滤膜装置5的过滤精度为10nm～100nm、运行通量为25L/m²·h～100L/m²·h，超滤膜装置5包括中空纤维超滤膜组件。其中，中空纤维超滤膜组件包括若干第一膜结构，第一膜结构选自聚醚砜膜、聚氯乙烯膜、聚偏氟乙烯膜中的一种。采用中空纤维超滤膜组件，设置超滤膜装置5的过滤精度，使得超滤膜装置5能够进一步截留水体中的颗粒物、胶体、溶解性大分子有机物和微生物，缓解第一纳滤膜装置8和第二纳滤膜装置10的膜污染；超滤膜装置5的过滤精度比多介质过滤装置3的过滤精度要高，是为了过滤水体中的微生物而做出的设置，既能够避免第一纳滤膜装置8和第二纳滤膜装置10的膜污染，也不用向原水中添加药剂防治生物污染，实现绿色高效运行。

在其中一个实施例中，第一纳滤膜装置8、第二纳滤膜装置10的过滤精度为90Da～300Da、运行压力为0.4Mpa～0.9Mpa，第一纳滤膜装置8、第二纳滤膜装置10包括卷式纳滤膜组件。其中，卷式纳滤膜组件包括若干第二膜结构，第二膜结构为聚酰胺膜。第一纳滤膜装置8、第二纳滤膜装置10的过滤精度比超滤膜装置5的过滤精度更高，具有纳米级的孔道和膜表面电位，通过静电排斥和膜孔筛分作用，大于膜孔的有机物、无机盐和重金属离子等得到有效处理而进入浓水中。

因此，原水顺序经过多介质过滤装置3、超滤膜装置5、纳滤膜装置三级过滤精度越来越高的过滤装置进行过滤，可有效去除原水中的颗粒胶体、悬浮物和大分子有机物、溶解性大分子有机物和微生物，可保障优质供水。实验发现，原水经本实用新型纳滤系统处理，对于浊度、无机盐离子、重金属离子去除效果显著，浊度去除率达到99.5％～99.9％，无机盐离子去除率达到81.2％～95.7％，重金属去除率达到86.5％～93.4％，有机污染物去除率达到93.6％～99.2％。

在其中一个实施例中，过滤系统、浓水回流系统及药剂投加系统均连接于PLC控制器。过滤系统中的多介质过滤装置3、超滤膜装置5、第一纳滤膜装置8、第二纳滤膜装置10均连接于PLC控制器；另外，本实施例可在多介质过滤装置3、超滤膜装置5、第一纳滤膜装置8、第二纳滤膜装置10的进水口和出水口之间短接连接管道，并在连接管道设置与PLC控制器信号连接的阀门。如此，在对原水进行处理前可先对原水水质进行分析，便可根据水质分析结果选择性地选择过滤系统参与水处理的过滤装置。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，其特征在于，包括过滤系统、浓水回流系统及药剂投加系统：

所述过滤系统包括顺序连接的地下水原水箱(1)、第一加压泵(2)、多介质过滤装置(3)、第二加压泵(4)、超滤膜装置(5)、超滤产水箱(6)、第三加压泵(7)、第一纳滤膜装置(8)、纳滤产水箱(9)，所述过滤系统还包括第二纳滤膜装置(10)及浓水箱(11)，所述第一纳滤膜装置(8)设有与第二纳滤膜装置(10)连通的第一浓水口，所述第二纳滤膜装置(10)设有与纳滤产水箱(9)连通的产水口及与浓水箱(11)连通的第二浓水口；

所述浓水回流系统连接于第二浓水口与第三加压泵(7)的进水端之间；

所述药剂投加系统包括加药箱(12)及第四加压泵(13)，所述第四加压泵(13)的进水端与加药箱(12)连接，所述第四加压泵(13)的出水端与第三加压泵(7)的进水端连通，所述加药箱(12)内盛装有阻垢剂溶液。

2.根据权利要求1所述的用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，其特征在于，所述浓水回流系统包括回流阀(14)，所述回流阀(14)连接于第二浓水口和第三加压泵(7)的进水端之间。

3.根据权利要求2所述的用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，其特征在于，所述第二纳滤膜装置(10)与浓水箱(11)之间连接有排放阀(15)。

4.根据权利要求1所述的用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，其特征在于，所述阻垢剂溶液浓度为1ppm～5ppm。

5.根据权利要求1所述的用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，其特征在于，所述多介质过滤装置(3)的过滤精度为10μm～50μm，所述多介质过滤装置(3)包括滤料，所述滤料为纤维束、纤维球、石英砂、无烟煤中的一种或几种的组合。

6.根据权利要求1所述的用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，其特征在于，所述超滤膜装置(5)的过滤精度为10nm～100nm、运行通量为25L/m²·h～100L/m²·h，所述超滤膜装置(5)包括中空纤维超滤膜组件。

7.根据权利要求6所述的用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，其特征在于，所述中空纤维超滤膜组件包括若干第一膜结构，所述第一膜结构选自聚醚砜膜、聚氯乙烯膜、聚偏氟乙烯膜中的一种。

8.根据权利要求1所述的用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，其特征在于，所述第一纳滤膜装置(8)、第二纳滤膜装置(10)的过滤精度为90Da～300Da、运行压力为0.4Mpa～0.9Mpa，所述第一纳滤膜装置(8)、第二纳滤膜装置(10)包括卷式纳滤膜组件。

9.根据权利要求8所述的用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，其特征在于，所述卷式纳滤膜组件包括若干第二膜结构，所述第二膜结构为聚酰胺膜。

10.根据权利要求1至9任一项所述的用于受污染浅层地下水净化的纳滤系统，其特征在于，所述过滤系统、浓水回流系统及药剂投加系统均连接于PLC控制器。