具有在線藥劑反沖洗排污功能的超濾膜裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有在線藥劑反沖洗排污功能的超濾膜裝置，過濾水箱內(nèi)設(shè)置有超濾膜組件和液位計(jì)，超濾膜組件浸泡在過濾水箱之中；過濾之后的純凈水在抽吸泵的作用下進(jìn)入儲(chǔ)水箱。通過反沖洗泵抽取儲(chǔ)水箱內(nèi)的部分純凈水及反沖洗藥劑箱內(nèi)的藥劑溶液，對(duì)超濾膜組件進(jìn)行在線反沖洗；自動(dòng)控制器通過壓力傳感器和液位計(jì)對(duì)超濾膜裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。本發(fā)明能有效去除懸浮固體顆粒，特別是部分致病微生物，提高了超濾膜通量，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，有效去除膜污染，可去除97％以上的濁度和色度及60％以上的有機(jī)物，并節(jié)約了能源，延長(zhǎng)了超濾膜的使用壽命。
【專利說明】具有在線藥劑反沖洗排污功能的超濾膜裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于水凈化處理系統(tǒng)的，特別涉及一種減緩膜污染的在線藥劑反沖洗排 污的超濾膜裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人口的急劇增加，中國(guó)的水資源問題變得日益嚴(yán)重，提 高水環(huán)境質(zhì)量，已成為我們的當(dāng)務(wù)之急。我國(guó)水處理大多一直沿用著常規(guī)處理手段，但水環(huán) 境越來越復(fù)雜，水處理的難度越來越大，傳統(tǒng)的飲用水處理技術(shù)開始達(dá)不到我們對(duì)飲用水 的水質(zhì)要求。膜分離技術(shù)因其可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、占地小、易于維護(hù)管理、出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu) 點(diǎn)而被認(rèn)為是21世紀(jì)最具有前景的水處理技術(shù)之一，其中超濾膜能夠有效去除水中的懸 浮固體顆粒，特別是部分致病微生物，因而在飲用水處理中被廣泛應(yīng)用。但超濾膜直接過濾 也具有一些缺點(diǎn)，對(duì)于水中小分子有機(jī)污染物等的去除率不高，因而會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的膜污染， 膜通量和截留率等性能會(huì)發(fā)生變化，使用壽命縮短?，F(xiàn)在越來越多的是將超濾膜結(jié)合預(yù)處 理措施使用，進(jìn)行膜前處理，以達(dá)到相應(yīng)的處理目的。本項(xiàng)目采用混凝預(yù)處理-浸沒式超濾 膜過濾組合工藝。
[0003] 但是，任何工藝或技術(shù)都不能將膜污染問題徹底解決，所以需要通過膜清洗技術(shù) 對(duì)膜過濾性能進(jìn)行改善和恢復(fù)。膜清洗一般包括物理和化學(xué)清洗，物理清洗著重于對(duì)膜表 面濾餅層的清洗，例如超聲波清洗或機(jī)械刮除等?；瘜W(xué)清洗則是與污染物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 可有效去除有機(jī)物及微生物的污染。本項(xiàng)目采用的是在線化學(xué)強(qiáng)化反沖洗，在水力反洗中 添加化學(xué)藥劑，相當(dāng)于對(duì)物理清洗的強(qiáng)化。
[0004] 經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，已有的超濾組合工藝微污染水處理方法，如專利 號(hào)CN102633394A是一體化的混凝超濾-浸沒膜組聯(lián)合水凈化系統(tǒng)，所述系統(tǒng)采用雙級(jí)氧化 +雙級(jí)過濾+精細(xì)過濾+高級(jí)活性炭吸附+管網(wǎng)消毒+廢水凈化，能高效去除氨氮，轉(zhuǎn)化溶 解性有機(jī)物成微生物細(xì)胞固體，有效的清除原水中的各種污染物質(zhì)及微生物，通過膜技術(shù) 去除水中的懸浮物、膠體和細(xì)菌，具有結(jié)構(gòu)緊湊、靈活、便于運(yùn)輸和管理、能顯著提升飲用水 安全等優(yōu)點(diǎn)，但是該系統(tǒng)是在運(yùn)行一定時(shí)間后進(jìn)行離線清洗，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清洗。
[0005] 如專利號(hào)CN103877857A是一種超濾膜過濾裝置，涉及一種污水處理裝置，采用超 濾膜進(jìn)行過濾，過濾后的液體不含固體顆粒和大分子的微生物，提高了過濾效果，蠕動(dòng)泵正 轉(zhuǎn)取樣，反轉(zhuǎn)能實(shí)現(xiàn)對(duì)超濾膜組的反沖洗，并且結(jié)合空氣泵通過空氣吹掃管向超濾膜組吹 氣，清洗超濾膜表面的垃圾，實(shí)現(xiàn)超濾膜取樣組的自動(dòng)清洗，減少了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，但該裝 置前沒有預(yù)處理措施，而所處理的水體中懸浮顆粒較多，容易造成膜堵塞，導(dǎo)致膜污染，膜 的使用壽命會(huì)縮短，成本增加。
[0006] 如專利號(hào)CN201694917U是一種全自動(dòng)反沖洗排污及超濾膜凈水器，在現(xiàn)有技術(shù) 的基礎(chǔ)上增加了雙級(jí)反沖洗排污系統(tǒng)、一級(jí)多層凈化過濾裝置、營(yíng)養(yǎng)礦化石礦化以及微電 腦程序控制系統(tǒng)等，雙級(jí)反沖洗排污系統(tǒng)能有效排出懸浮在濾筒水體中的各種有害物質(zhì)， 排放率高達(dá)97%以上，有效防止出水變質(zhì)，一級(jí)多層凈過濾可去除水中的一切顆粒雜質(zhì)、 絕大部分有害金屬，阻擋細(xì)菌，去除水中的有機(jī)物，出水更清澈可靠，且經(jīng)濟(jì)適用，占地面積 小。但該發(fā)明屬于小型裝置，僅適合家庭和企事業(yè)單位使用，產(chǎn)水量小。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的，是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種具有在線藥劑反沖 洗排污功能的超濾膜裝置。
[0008] 本發(fā)明將超濾膜裝置與反沖洗藥劑系統(tǒng)二者結(jié)合起來，使用在線反沖洗對(duì)超濾膜 組件進(jìn)行自動(dòng)清洗。在線反沖洗是在水力反沖洗中添加化學(xué)藥劑，是對(duì)物理清洗的強(qiáng)化，是 解決膜污染的有效手段，具有自動(dòng)化程度高、所需藥劑濃度較低、接觸時(shí)間短、常溫下即可 運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明能有效去除懸浮固體顆粒，特別是部分致病微生物，提高超濾膜通量， 保證出水水質(zhì)
[0009] 本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0010] 一種具有在線藥劑反沖洗排污功能的超濾膜裝置，包括過濾裝置及反沖洗裝置， 其特征在于，所述過濾裝置設(shè)置有過濾水箱2，過濾水箱2內(nèi)設(shè)置有超濾膜組件1、密閉管19 和液位計(jì)3,超濾膜組件1浸泡在過濾水箱2之中且與密閉管19相連通；過濾水箱2通過 連接管路與儲(chǔ)水箱12相連通，在過濾水箱2與儲(chǔ)水箱12之間的管路上還設(shè)置有抽吸泵13、 壓力傳感器B5、閥門b7和流量計(jì)Bll;在抽吸泵13的作用下，過濾之后的純凈水通過管路 進(jìn)入儲(chǔ)水箱12;
[0011] 所述反沖洗裝置包括反沖洗泵9、反沖洗藥劑箱10和壓力傳感器A4 ;在反沖洗泵 9的作用下，抽取儲(chǔ)水箱12內(nèi)的部分純凈水及反沖洗藥劑箱10內(nèi)的藥劑溶液，通過管路對(duì) 超濾膜組件1進(jìn)行在線反沖洗；在反沖洗泵9的泵前管路中設(shè)置有壓力傳感器A4、閥門a6 和流量計(jì)A8 ;
[0012] 過濾水箱2的底部設(shè)置有閥門cl6,閥門cl6通過管路與回流調(diào)節(jié)池17相連接，為 離線反沖洗及清洗過濾水箱2時(shí)排除臟水和底泥之用；
[0013] 超濾膜裝置還設(shè)置有自動(dòng)控制器18,自動(dòng)控制器18通過壓力傳感器A4、壓力傳感 器B5和液位計(jì)3對(duì)超濾膜裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
[0014] 所述過濾水箱2的底部設(shè)置有反沖洗曝氣泵14,并通過流量計(jì)C15控制其曝氣量， 以提高反沖洗的排污效果。
[0015] 所述超濾膜組件1為外壓式中空纖維膜，為聚偏氟乙烯即PVDF超濾膜。
[0016] 所述反沖洗藥劑箱10的藥劑是10mg/L?50mg/L次氯酸鈉溶液。
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0018] 1、出水水質(zhì)好，能去除水中幾乎所有顆粒物和致病微生物，去除97 %以上的濁度 和色度，去除60%以上的有機(jī)物。
[0019] 2、占地面積非常小。
[0020] 3、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，在線化學(xué)反洗可對(duì)膜進(jìn)行自動(dòng)清洗，有效防止膜污染，同時(shí)起 消毒作用。
[0021] 4、節(jié)約膜污染治理成本。
[0022] 5、在線反沖洗效率高，能保證超濾膜在較低壓力下運(yùn)行，節(jié)約能源且能延長(zhǎng)膜的 使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明具有在線藥劑反沖洗排污功能的超濾膜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 本發(fā)明附圖標(biāo)記如下：
[0025] 1一一超濾膜組件 2-一過濾水箱
[0026] 3--液位計(jì) 4--壓力傳感器A
[0027] 5--壓力傳感器B 6--閥門a
[0028] 7--閥門b 8--流量計(jì)A
[0029] 9一一反洗泵 10-一反洗藥劑箱
[0030] 11--流量計(jì)B 12--儲(chǔ)水箱
[0031] 13--抽吸泵 14--反洗曝氣泵
[0032]15--流量計(jì)C 16--閥門c
[0033]17--回流調(diào)節(jié)池 18--自動(dòng)控制器
[0034]19--密閉管

【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不限于下述具體實(shí) 施例。
[0036] 參見圖1，本發(fā)明的具有在線藥劑反沖洗排污功能的超濾膜裝置，超濾膜組件1浸 泡在過濾水箱2中，所述超濾膜組件1為外壓式中空纖維膜，為聚偏氟乙烯即PVDF超濾膜； 過濾水箱2中還設(shè)置有密閉管19和液位計(jì)3,密閉管19與超濾膜組件1相連接，密閉管19 連接于外部的真空泵，使超濾膜組件1產(chǎn)生負(fù)壓；過濾水箱2通過連接管路與儲(chǔ)水箱12相 連通，在過濾水箱2與儲(chǔ)水箱12之間的管路上還設(shè)置有抽吸泵13、壓力傳感器B5、閥門b7 和流量計(jì)Bll;在抽吸泵13的作用下，過濾之后的純凈水通過管路進(jìn)入儲(chǔ)水箱12,抽吸泵 13與過濾水箱2之間的管路中設(shè)置有壓力傳感器B5、閥門b7和流量計(jì)Bll;儲(chǔ)水箱12的 部分純凈水用于裝置的在線反沖洗，在反洗泵9的作用下，反沖洗藥劑箱10中配好藥劑溶 液連同儲(chǔ)水箱12的部分純凈水對(duì)超濾膜組件1進(jìn)行在線反洗，反沖洗藥劑箱10中的藥劑 是次氯酸鈉溶液；在反沖洗泵9的泵前管路中設(shè)置有壓力傳感器A4、閥門a6和流量計(jì)A8。
[0037] 濾水箱2的底部設(shè)置有反沖洗曝氣泵14,相當(dāng)于增加輔助反洗措施，以提高反沖 洗的排污效果，并通過流量計(jì)C15控制曝氣量。
[0038] 過濾水箱2的底部設(shè)置有閥門cl6,閥門cl6通過管路與回流調(diào)節(jié)池17相連接，為 離線反沖洗及清洗過濾水箱2時(shí)排除臟水和底泥之用；
[0039] 超濾膜裝置還設(shè)置有自動(dòng)控制器18,自動(dòng)控制器18通過壓力傳感器A4、壓力傳感 器B5和液位計(jì)3對(duì)超濾膜裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并對(duì)壓力傳感器A4和壓力傳感器B5的輸出 的信號(hào)進(jìn)行記錄。
[0040] 具體實(shí)施例以天津地區(qū)的飲用水源一灤河水為處理對(duì)象，實(shí)施本發(fā)明，步驟如 下：
[0041] 1、灤河原水直接進(jìn)入過濾水箱2,超濾膜組件1對(duì)原水進(jìn)行超濾膜過濾，在抽吸泵 13的作用下，過濾后的純凈水進(jìn)入儲(chǔ)水箱12,流量計(jì)3控制出水流量；
[0042] 2、反沖洗藥劑箱10中的反洗藥劑溶液與儲(chǔ)水箱12的部分純凈水在反沖洗泵9的 作用進(jìn)入超濾膜組件1，反沖洗曝氣泵14同時(shí)對(duì)膜進(jìn)行曝氣，實(shí)現(xiàn)膜在線化學(xué)反洗，最佳在 線反沖洗參數(shù)為：反沖洗時(shí)間4min、反沖洗周期120min、反沖洗濃度25mg/L、反沖洗流量 20lV(m2 ·h)，在此條件下，能保證較好的膜清洗效果；
[0043] 3、當(dāng)壓力傳感器B5監(jiān)測(cè)到超濾膜組件1運(yùn)行時(shí)跨膜壓差大于30kPa時(shí)，超濾膜裝 置停止運(yùn)行，對(duì)超濾膜組件1進(jìn)行一次離線反洗，同時(shí)對(duì)過濾水箱2進(jìn)行徹底清洗，清洗臟 水和底泥通過閥門cl6排入回流調(diào)節(jié)池17中。
[0044] 該實(shí)施例的處理水量為48L/d，灤河原水水質(zhì)情況詳見表1。通過實(shí)際運(yùn)行，經(jīng)該 系統(tǒng)處理后的水體中COD、TOC、UV254的平均出水濃度分別為：1. 3mg/L、l. 7mg/L、0. 025CHT1， 濁度為：1NTU，出水中檢測(cè)不到致病微生物，優(yōu)于《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006)對(duì) 飲用水的各項(xiàng)指標(biāo)的規(guī)定。
[0045]表1
[0046]

【權(quán)利要求】
1. 一種具有在線藥劑反沖洗排污功能的超濾膜裝置，包括過濾裝置及反沖洗裝置，其 特征在于，所述過濾裝置設(shè)置有過濾水箱（2)，過濾水箱（2)內(nèi)設(shè)置有超濾膜組件（1)、密閉 管（19)和液位計(jì)（3)，超濾膜組件⑴浸泡在過濾水箱⑵之中且與密閉管（19)相連通； 過濾水箱（2)通過連接管路與儲(chǔ)水箱（12)相連通，在過濾水箱（2)與儲(chǔ)水箱（12)之間的 管路上還設(shè)置有抽吸泵（13)、壓力傳感器B(5)、閥門b(7)和流量計(jì)B(ll)，在抽吸泵（13) 的作用下，過濾之后的純凈水通過管路進(jìn)入儲(chǔ)水箱（12); 所述反沖洗裝置包括反沖洗泵（9)、反沖洗藥劑箱（10)和壓力傳感器A(4);在反沖洗 泵（9)的作用下，抽取儲(chǔ)水箱（12)內(nèi)的部分純凈水及反沖洗藥劑箱（10)內(nèi)的藥劑溶液，通 過管路對(duì)超濾膜組件（1)進(jìn)行在線反沖洗；在反沖洗泵（9)的泵前管路中設(shè)置有壓力傳感 器A (4)、閥門a (6)和流量計(jì)A (8); 過濾水箱⑵的底部設(shè)置有閥門c(16)，閥門c(16)通過管路與回流調(diào)節(jié)池（17)相連 接，為離線反沖洗及清洗過濾水箱（2)時(shí)排除臟水和底泥之用； 超濾膜裝置還設(shè)置有自動(dòng)控制器（18)，自動(dòng)控制器（18)通過壓力傳感器A(4)、壓力傳 感器B (5)和液位計(jì)（3)對(duì)超濾膜裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有在線藥劑反沖洗排污功能的超濾膜裝置，其特征在于， 所述過濾水箱（2)的底部設(shè)置有反沖洗曝氣泵（14)，并通過流量計(jì)C (15)控制其曝氣量，以 提高反沖洗的排污效果。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有在線藥劑反沖洗排污功能的超濾膜裝置，其特征在于， 所述超濾膜組件（1)為外壓式中空纖維膜，為聚偏氟乙烯即PVDF超濾膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有在線藥劑反沖洗排污功能的超濾膜裝置，其特征在于， 所述反沖洗藥劑箱（10)的藥劑是l〇mg/L?50mg/L次氯酸鈉溶液。
【文檔編號(hào)】B01D61/18GK104492265SQ201410853821
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】張?jiān)? 龔克娜, 張新波, 趙新華, 彭森 申請(qǐng)人:天津大學(xué)