CN216737848U - 一种一体化净水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种一体化净水装置，所述装置包括进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统和加药系统，所述进水系统的输入端与待滤水相连接设置，进水系统的输出端与产水系统相连接设置，所述水反洗系统与产水系统、加药系统相连接设置，所述产水系统还与气反洗系统相连接设置，所述排水系统与产水系统相连接设置。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。可以用于代替原净水厂的砂滤处理单元。亦可并联增设于原砂滤池旁，产水互相掺混，达到提升水质、水量的目的。

Description

一种一体化净水装置

技术领域

本实用新型属于水处理技术领域，尤其是一种一体化净水装置(UF-S)。

背景技术

传统工艺中，过滤单元多采用砂滤工艺，砂滤工艺有利于去除水中的杂质。其还有过滤阻力小，比表面积大，耐酸碱性强，抗污染性好等优点。

但是，砂滤工艺同时也存在占地面积大，扩容能力差等缺点。随着需水量的增加，部分老旧净水厂现处理负荷已远远超出最初设计负荷，滤池出现跑砂、滤料板结等情况，严重影响出水水质，亟需对水厂进行提升改造。

囿于建设用地、投资费用等因素，扩建新的砂滤池存在阻力，如何更快速、更省钱，更节约占地的情况下提升水厂的水质水量，成为老旧水厂的普遍难题。

通过检索，尚未发现与本实用新型专利申请相关的专利公开文献。

发明内容

本实用新型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-S)。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种一体化净水装置，所述装置包括进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统和加药系统，所述进水系统的输入端与待滤水相连接设置，进水系统的输出端与产水系统相连接设置，所述水反洗系统与产水系统、加药系统相连接设置，所述产水系统还与气反洗系统相连接设置，所述排水系统与产水系统相连接设置。

进一步地，所述产水系统能够对待滤水进行过滤操作，所述水反洗系统、气反洗系统能够对产水系统进行反洗操作，所述排水系统能够排除产水系统内的反洗废水及底部污泥，所述加药系统能够向水反洗系统内添加反洗用药。

进一步地，所述装置还包括气动控制系统，所述气动控制系统与进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统相连接设置，该气动控制系统能够为进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统的气动阀门提供阀门用气，控制所有的气动阀门。

进一步地，所述气动控制系统包括空压机、储气罐和压缩空气管道，所述储气罐内储存压缩空气，储气罐的输入端与空压机相连接设置，储气罐的输出端与压缩空气管道的输入端相连接设置，压缩空气管道的输出端与进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统的阀门相连接设置。

进一步地，所述装置还包括无线通信模块和PLC，该无线通信模块与PLC相连接设置，PLC与进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统、加药系统相连接，PLC能够控制进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统、加药系统的动作。

进一步地，所述进水系统包括进水管道、进水气动调节阀、调节池、穿孔板、液位计和溢流管道，所述进水管道的输入端与待滤水相连接设置，该进水管道上相连接设置进水气动调节阀，进水管道的输出端与调节池相连接设置，该调节池内能够盛装待滤水，该调节池内相连接设置穿孔板；

所述穿孔板包括碳钢板，该碳钢板上沿圆周方向均布间隔制出多个通水孔，待滤水能够通过通水孔进入到穿孔板内的膜池内；

所述溢流管道与调节池相连接设置，该溢流管道能够将调节池内超出水位的水排出；

所述调节池内设置有液位计，该液位计能够测量调节池内的液位；

所述产水系统包括膜组件、抽吸管道、抽吸泵、产水管道、流量计、真空发生器和膜池，所述膜池通过穿孔板与调节池相连通设置，所述膜组件设置于膜池内，膜组件与抽吸管道相连接设置，抽吸管道与抽吸泵相连接设置，抽吸泵与产水管道相连接设置，产水管道上相连接设置化学循环清洗管道支路，并设手阀；化学循环清洗管道支路后的产水管道设置为两路，一路产水管道与后续处理设备相连接设置，该产水管道上相连接设置流量计；

另一路产水管道与水反洗系统的反洗水箱相连接设置；

所述真空发生器与抽吸管道相连接设置，该真空发生器能够对抽吸管道抽真空操作；

所述水反洗系统包括反洗水箱、反洗水泵和反洗管道，所述反洗水箱内能够盛装反洗用水，所述反洗水泵的输入端与反洗水箱相连接设置，反洗水泵的输出端通过反洗管道与抽吸管道相连接设置；

所述气反洗系统包括鼓风机和气洗管道，所述产水系统的膜组件上设置有反洗气管道接口，所述鼓风机通过气洗管道与膜组件上的反洗气管道接口相连接设置；

所述排水系统包括穿孔排泥管、排泥管道、排水管道、排泥气动阀和排水阀，所述穿孔排泥管的输入端与膜池相连通设置，穿孔排泥管的输出端与排泥管道相连接设置，排泥管道上设置有排泥气动阀，与排泥管道并联分设排水管道，排水管道上设置有排水阀；

所述加药系统包括柠檬酸加药桶、柠檬酸加药泵、次氯酸钠加药桶、次氯酸钠加药泵和加药管道，所述柠檬酸加药桶内能够盛装柠檬酸，所述次氯酸钠加药桶内能够盛装次氯酸钠，所述柠檬酸加药桶通过柠檬酸加药泵、加药管道与水反洗系统的反洗管道、产水系统的化学循环清洗管道支路相连接设置，所述次氯酸钠加药桶通过次氯酸钠加药泵、加药管道与水反洗系统的反洗管道、产水系统的化学循环清洗管道相连接设置。

进一步地，所述装置还包括一体化超滤模块和公用设备模块，所述进水系统、产水系统、排水系统设置在一体化超滤模块内，所述水反洗系统、气反洗系统、加药系统设置在公用设备模块内。

本实用新型取得的优点和效果是：

1、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。本装置可以用于代替原净水厂的砂滤处理单元。根据实际情况，亦可并联增设于原砂滤池旁，砂滤池与一体化净水装置共同作用，产水互相掺混，达到提升水质、水量的目的。

2、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。作为老旧水厂原砂滤池升级改造期间替代工序，减少停水时间，保障供水安全。亦可用于中小型水厂建设及扩容长期提供产水，或在水厂扩建改造滤池本体期间作为替代工序临时保障供水，可以替代传统净水工艺中砂滤单元的水处理装置。

3、本装置提升水量，节约占地。相较于普通砂滤工艺，其单位面积产水量更大，可解决老旧水厂占地受限但需提升水量的难题。

4、本装置使用一体化超滤模块箱体和公用设备模块箱体代替混凝土池体及设备间，减少造价的同时，可实现快速建设。

5、本装置采用气动调节阀与池内液位计连锁，同时设调节池，保证了系统的运行水位，避免发生水位波动太大导致膜组件运行不正常的情况。调节池内设溢流管道，避免溢水事故。

6、本装置的进水采用穿孔板形式，避免水流直接冲击膜组件。

7、本装置采用真空发生器将抽吸管道抽真空，保障出水稳定。

8、本装置可快速扩容，整套设备运行逻辑为运行30～60分钟反洗2分钟，所以大部分时间公共设备模块处于待机状态，据此可以并联增设膜处理箱体，实现公共设备模块一拖多的连接形式，在只增加膜处理箱体的情况下实现处理能力成倍数增加。

9、本装置排水系统下部采用穿孔排泥管排泥，用于普通反洗时排泥操作；同时并联设置排水口，用于化学增强反洗及化学循环清洗操作放空用，减少了排水时间，提高了系统运行效率。

10、本装置的加药系统位于公共设备箱体中，保障人身安全。

11、本装置的模块化结构可以实现工厂预制、标准货车运输、现场快速安装、快速投产。

12、本装置采用浸没式膜处理工艺，通过抽吸泵抽吸保障出水水量。

13、本装置智能一体化净水装置配置无线通信模块，可远程控制，运行数据可远传至总控制室，实现无人值守，自动运行。

附图说明

图1为本实用新型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中穿孔板的一种结构放大连接示意图；

图5为本实用新型装置的穿孔排泥管的布置示意图。

具体实施方式

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

本实用新型中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规市售产品，本实用新型中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法，本实用新型所用各物质质量均为常规使用质量。本实用新型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。

一种一体化净水装置(UF-S)，如图1至图5所示，所述装置包括进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统和加药系统，所述进水系统的输入端与待滤水相连接设置，进水系统的输出端与产水系统相连接设置，所述水反洗系统与产水系统、加药系统相连接设置，所述产水系统还与气反洗系统相连接设置，所述排水系统与产水系统相连接设置。

在本实施例中，所述产水系统能够对待滤水进行过滤操作，所述水反洗系统、气反洗系统能够对产水系统进行反洗操作，所述排水系统能够排除产水系统内的反洗废水及底部污泥，所述加药系统能够向水反洗系统内添加反洗用药。

在本实施例中，所述装置还包括气动控制系统，所述气动控制系统与进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统相连接设置，该气动控制系统能够为进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统的气动阀门提供阀门用气，控制所有的气动阀门，实现制水流程的有序进行。

较优地，所述气动控制系统包括空压机20、储气罐21和压缩空气管道22，所述储气罐内储存压缩空气，储气罐的输入端与空压机相连接设置，储气罐的输出端与压缩空气管道的输入端相连接设置，压缩空气管道的输出端与进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统的阀门相连接设置。

在本实施例中，所述装置还包括无线通信模块和PLC，该无线通信模块与PLC相连接设置，PLC与进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统、加药系统相连接，PLC能够控制进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统、加药系统的动作。无线通信模块和PLC的设置，使得该装置可远程控制，运行数据可远传至总控制室，实现无人值守，自动运行。

在本实施例中，所述进水系统包括进水管道2、进水气动调节阀3、调节池4、穿孔板5、液位计(图中未标号)和溢流管道13，所述进水管道的输入端与待滤水相连接设置，该进水管道上相连接设置进水气动调节阀，进水管道的输出端与调节池相连接设置，该调节池内能够盛装待滤水，该调节池内相连接设置穿孔板；

所述穿孔板包括碳钢板501，该碳钢板上沿圆周方向均布间隔制出多个通水孔502，待滤水能够通过通水孔进入到穿孔板内的膜池内，穿孔板能够用于防止水流直接冲击膜组件；

所述溢流管道与调节池相连接设置，该溢流管道能够将调节池内超出水位的水排出；

所述调节池内设置有液位计，该液位计能够测量调节池内的液位，该液位计与进水气动调节阀可以通过PLC构成联锁关系。

待滤水从进水管道进入，进水气动调节阀跟调节池内液位计进行联锁，使调节池内水位始终保持正常运行所需液位。调节池起到均衡水量作用，防止水位波动过大，同时内设溢流管道，避免溢水事故。

所述产水系统包括膜组件6、抽吸管道7、抽吸泵8、产水管道9、流量计10、真空发生器34和膜池(图中未标号)，所述膜池通过穿孔板与调节池相连通设置，所述膜组件设置于膜池内，膜组件与抽吸管道相连接设置，抽吸管道与抽吸泵相连接设置，抽吸泵与产水管道相连接设置，产水管道上相连接设置化学循环清洗管道支路33，并设手阀，用于不经常进行的化学循环清洗；化学循环清洗管道支路后的产水管道设置为两路，一路产水管道与后续处理设备(图中未示出)相连接设置，该产水管道上相连接设置流量计；

另一路产水管道与水反洗系统的反洗水箱相连接设置；

所述真空发生器与抽吸管道相连接设置，该真空发生器能够对抽吸管道抽真空操作；

待滤水在真空发生器抽真空的环境下被压进入抽吸管道，再经抽吸泵的负压抽吸作用下经过膜组件进行过滤，过滤后的水一路经过流量计计量后送至后续处理工艺，另一路进入反洗水箱中，用于反洗。

所述水反洗系统包括反洗水箱15、反洗水泵16和反洗管道17，所述反洗水箱内能够盛装反洗用水，所述反洗水泵的输入端与反洗水箱相连接设置，反洗水泵的输出端通过反洗管道与抽吸管道相连接设置；

反洗时，反洗水箱内的水经反洗水泵加压，通过反洗管道、抽吸管道反向进入膜组件中，冲散膜组件表面附着的悬浮物，恢复膜通量，保障系统正常运行。化学增强反洗则是在普通反洗的基础上在反洗管道上通入次氯酸钠、柠檬酸等药剂，增强反洗效果。化学循环反洗在膜池中通入一定浓度药剂，利用抽吸泵及化学循环清洗管道，将药剂在膜池与膜组件之间不断循环，以此恢复膜通量。

所述气反洗系统包括鼓风机18和气洗管道19，所述产水系统的膜组件上设置有反洗气管道接口(图中未示出)，所述鼓风机通过气洗管道与膜组件上的反洗气管道接口相连接设置。

所述鼓风机提供一定压力的空气，气反洗系统用于设备在进行反洗操作时在膜元件底部释放空气，气泡上升与膜丝摩擦，使膜丝产生抖动，与反洗水一同作用加速附着于膜组件表面的悬浮物脱落。

所述排水系统包括穿孔排泥管30、排泥管道11、排水管道12、排泥气动阀31和排水阀32，所述穿孔排泥管的输入端与膜池相连通设置，穿孔排泥管的输出端与排泥管道相连接设置，排泥管道上设置有排泥气动阀，与排泥管道并联分设排水管道，排水管道上设置有排水阀。

本装置进行反洗操作后打开排泥气动阀将部分反洗水排出。当进行化学增强反洗或化学循环清洗时由于反洗水中存在药剂，需将膜池内所有反洗水排净，故同时打开排泥气动阀及排水阀加快排水速度。

所述加药系统包括柠檬酸加药桶23、柠檬酸加药泵24、次氯酸钠加药桶25、次氯酸钠加药泵26和加药管道27，所述柠檬酸加药桶内能够盛装柠檬酸，所述次氯酸钠加药桶内能够盛装次氯酸钠，所述柠檬酸加药桶通过柠檬酸加药泵、加药管道与水反洗系统的反洗管道、产水系统的化学循环清洗管道支路相连接设置，所述次氯酸钠加药桶通过次氯酸钠加药泵、加药管道与水反洗系统的反洗管道、产水系统的化学循环清洗管道相连接设置。

各种药剂从相应各自加药桶中经过管道引出，在加药泵的加压计量作用下一同与反洗管道、产水系统的化学循环清洗管道相连，用于在化学增强反洗或化学循环清洗时提供药剂，增强反洗效果。

在本实施例中，所述装置还包括一体化超滤模块1和公用设备模块，所述进水系统、产水系统、排水系统设置在一体化超滤模块内，所述水反洗系统、气反洗系统、加药系统设置在公用设备模块内。本装置使用一体化超滤模块箱体和公用设备模块箱体代替混凝土池体及设备间，减少造价的同时可实现快速建设。

本实用新型一体化净水装置的一种工作原理为：

(1)正常过滤

待滤水从通过人工合成的高分子功能膜采用负压抽吸的方式进行过滤，待滤水以一定的流速通过膜表面，水分子在一定的压力驱动下透过膜，悬浮物、胶体、大分子有机物及微生物等则被阻截，滤后水流至膜丝内，并经收集排出，从而达到净化分离的目的。

(2)气-水联合反冲洗

系统反冲洗为周期运行，反洗周期根据进水水质而定，一般反洗周期为30～60分钟，反冲洗水是超滤系统的产水。当到达提前设定好的反冲洗周期时，待滤水进水阀关闭，抽吸泵继续抽吸，直至液位降至反洗液位点时反冲洗程序开始。在反洗过程中，反洗液由膜元件的透过液出口进入到外压中空纤维膜的内侧，由内向外反向清洗；同时，在膜元件的底部通入压缩空气，对中空纤维的外壁进行空气振荡和气泡擦洗。压缩空气在中空纤维外壁与膜元件外壳之间的空间内上升，与反洗水共同作用，将膜表面的污染物清洗干净，清洗后的反冲洗废水排出。

(3)化学增强反洗

化学增强反洗是在气水联合反冲洗的基础上添加反洗药剂，增强反洗效果。化学增强反洗周期一般为每天使用一种药剂清洗一次，一般清洗剂为氧化剂和酸间隔使用，清洗时间一般为30min。清洗完毕后将溶液排放至给水厂原有废水中和池。

(4)化学循环反洗

化学循环反洗在膜池中通入一定浓度药剂，利用抽吸泵及化学循环清洗管道，将药剂在膜池与膜组件之间不断循环，以此恢复膜通量。

化学品投加方面，设有各种所采用的化学品(次氯酸钠、柠檬酸)贮罐，及上述化学品的化学品投加泵。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (5)

1.一种一体化净水装置，其特征在于：所述装置包括进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统和加药系统，所述进水系统的输入端与待滤水相连接设置，进水系统的输出端与产水系统相连接设置，所述水反洗系统与产水系统、加药系统相连接设置，所述产水系统还与气反洗系统相连接设置，所述排水系统与产水系统相连接设置；

所述装置还包括气动控制系统，所述气动控制系统与进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统相连接设置，该气动控制系统能够为进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统的气动阀门提供阀门用气，控制所有的气动阀门。

2.根据权利要求1所述的一体化净水装置，其特征在于：所述气动控制系统包括空压机、储气罐和压缩空气管道，所述储气罐内储存压缩空气，储气罐的输入端与空压机相连接设置，储气罐的输出端与压缩空气管道的输入端相连接设置，压缩空气管道的输出端与进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统的阀门相连接设置。

3.根据权利要求1所述的一体化净水装置，其特征在于：所述装置还包括无线通信模块和PLC，该无线通信模块与PLC相连接设置，PLC与进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统、加药系统相连接，PLC能够控制进水系统、产水系统、水反洗系统、气反洗系统、排水系统、加药系统的动作。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一体化净水装置，其特征在于：所述进水系统包括进水管道、进水气动调节阀、调节池、穿孔板、液位计和溢流管道，所述进水管道的输入端与待滤水相连接设置，该进水管道上相连接设置进水气动调节阀，进水管道的输出端与调节池相连接设置，该调节池内能够盛装待滤水，该调节池内相连接设置穿孔板；

所述穿孔板包括碳钢板，该碳钢板上沿圆周方向均布间隔制出多个通水孔，待滤水能够通过通水孔进入到穿孔板内的膜池内；

所述溢流管道与调节池相连接设置，该溢流管道能够将调节池内超出水位的水排出；

所述调节池内设置有液位计，该液位计能够测量调节池内的液位；

所述产水系统包括膜组件、抽吸管道、抽吸泵、产水管道、流量计、真空发生器和膜池，所述膜池通过穿孔板与调节池相连通设置，所述膜组件设置于膜池内，膜组件与抽吸管道相连接设置，抽吸管道与抽吸泵相连接设置，抽吸泵与产水管道相连接设置，产水管道上相连接设置化学循环清洗管道支路，并设手阀；化学循环清洗管道支路后的产水管道设置为两路，一路产水管道与后续处理设备相连接设置，该产水管道上相连接设置流量计；

另一路产水管道与水反洗系统的反洗水箱相连接设置；

所述真空发生器与抽吸管道相连接设置，该真空发生器能够对抽吸管道抽真空操作；

所述水反洗系统包括反洗水箱、反洗水泵和反洗管道，所述反洗水箱内能够盛装反洗用水，所述反洗水泵的输入端与反洗水箱相连接设置，反洗水泵的输出端通过反洗管道与抽吸管道相连接设置；

所述气反洗系统包括鼓风机和气洗管道，所述产水系统的膜组件上设置有反洗气管道接口，所述鼓风机通过气洗管道与膜组件上的反洗气管道接口相连接设置；

所述排水系统包括穿孔排泥管、排泥管道、排水管道、排泥气动阀和排水阀，所述穿孔排泥管的输入端与膜池相连通设置，穿孔排泥管的输出端与排泥管道相连接设置，排泥管道上设置有排泥气动阀，与排泥管道并联分设排水管道，排水管道上设置有排水阀；

所述加药系统包括柠檬酸加药桶、柠檬酸加药泵、次氯酸钠加药桶、次氯酸钠加药泵和加药管道，所述柠檬酸加药桶内能够盛装柠檬酸，所述次氯酸钠加药桶内能够盛装次氯酸钠，所述柠檬酸加药桶通过柠檬酸加药泵、加药管道与水反洗系统的反洗管道、产水系统的化学循环清洗管道支路相连接设置，所述次氯酸钠加药桶通过次氯酸钠加药泵、加药管道与水反洗系统的反洗管道、产水系统的化学循环清洗管道相连接设置。

5.根据权利要求4所述的一体化净水装置，其特征在于：所述装置还包括一体化超滤模块和公用设备模块，所述进水系统、产水系统、排水系统设置在一体化超滤模块内，所述水反洗系统、气反洗系统、加药系统设置在公用设备模块内。

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