專利名稱：一種納濾膜組合深度凈水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種飲用水深度凈化技術(shù)，特別是涉及一種納濾膜組合深度凈水裝置。
背景技術(shù)：
近年來，膜材料科學(xué)與水處理技術(shù)不斷交叉滲透，誕生了一個新興的交叉學(xué)科—“膜法水處理技術(shù)”。對水中小分子有機物的分離而言，膜技術(shù)有著其他技術(shù)難以比擬的效果。在給水處理領(lǐng)域，采用膜法深度凈水技術(shù)可以去除常規(guī)混凝、沉淀、過濾工藝難以去除的小分子有機物以及消毒副產(chǎn)物，可獲得常規(guī)處理技術(shù)難以達到的清潔水質(zhì)，是常規(guī)技術(shù)的重要補充。
由于膜技術(shù)的獨特優(yōu)點，在我國飲用水深度凈化領(lǐng)域中得到較廣泛的應(yīng)用。目前，市售的飲料、灌裝純凈水及管道直飲水大多是經(jīng)反滲透膜深度凈化的產(chǎn)品水。雖然飲用水深度凈化膜技術(shù)呈良好的發(fā)展態(tài)勢，但同時在指導(dǎo)思想上存在一定的誤區(qū)。由于改善水質(zhì)的迫切要求，使得人們認為，凈化出水水質(zhì)越純越好，故已建成的飲用水深度凈化工程大多包含反滲透等除離子設(shè)施，凈化后水雖然將有害物質(zhì)去除，但同時將人體所必需的礦物質(zhì)及微量元素也去除殆凈，水質(zhì)甚至達到了電子、食品等特殊工業(yè)用水水質(zhì)，這種水作為飲用水是不科學(xué)的。國內(nèi)外專家通過科學(xué)論證，提出“優(yōu)質(zhì)、健康的飲用水應(yīng)是去除了原水中的有毒有害物質(zhì)，同時又保留了原水中對人體有益的微量元素和礦物質(zhì)的水”。從營養(yǎng)角度講，飲用水是人體攝取礦物質(zhì)和微量元素的重要途徑，人類在進化過程中長期依賴水而生存，對水中礦物質(zhì)及微量元素含量及比例形成了較強的適應(yīng)性，長期飲水中如缺乏這些元素，會導(dǎo)致營養(yǎng)失衡，對老年人、發(fā)育中的兒童影響尤為明顯；另一方面從經(jīng)濟角度分析，將水處理到完全去離子的程度，則造成了水處理設(shè)施及能耗的巨大浪費。我國許多地區(qū)已意識到了這一問題，如上海市已在中小學(xué)校停止“飲用純水”。解決飲用水中缺乏礦質(zhì)元素的常用方法為投加生理鹽、礦化過濾(如木魚石)等措施，這無疑增加了制水成本及管理難度，而且難以保證適于人體吸收的水中無機鹽的合適比例，不是制備優(yōu)質(zhì)、健康飲用水的合理有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種納濾膜組合深度凈水裝置，以彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，滿足優(yōu)質(zhì)生活飲用水的需要。
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種納濾膜組合深度凈水裝置，包括通過管路連接依此連接的原水罐3、微絮凝砂濾罐6、臭氧反應(yīng)罐8和活性炭過濾罐9，活性炭過濾罐9通過管路依次與納濾加壓泵12、保安濾芯13及納濾膜組件14、15連接。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案在活性炭過濾罐9與納濾加壓泵12之間通過管路接有阻垢劑溶液桶10和化學(xué)清洗液桶11。
通過微絮凝砂濾罐6、臭氧反應(yīng)罐8、活性炭過濾罐9、納濾膜組件14、納濾膜組件15的聯(lián)合處理(根據(jù)處理水量可增加膜組件數(shù)量)，將市政管網(wǎng)飲用水凈化成為優(yōu)質(zhì)、健康的飲用水。
所述的原水罐3通過管道44、加壓泵4、管道22與微絮凝砂濾罐6連接。
所述的微絮凝砂濾罐6中的石英砂濾層厚度為800mm，粒徑0.8～1.2mm，絮凝劑采用聚合氯化鋁，絮凝劑的投加通過絮凝劑投加裝置5通過管道21、管道22向微絮凝砂濾罐6進水中投加聚合氯化鋁絮凝劑。微絮凝砂濾罐6通過管道32、管道30與臭氧反應(yīng)罐8連接。
所述的臭氧反應(yīng)罐8的臭氧投加量為3～5mg/L，臭氧化反應(yīng)時間為12min，臭氧發(fā)生、投加系統(tǒng)由空壓機23、儲氣罐24、空氣干燥器25和臭氧發(fā)生器7所組成，空壓機23與儲氣罐24之間通過管道26連接，儲氣罐24與空氣干燥器25之間通過管道27連接，空氣干燥器25與臭氧發(fā)生器7之間通過管道28連接。由臭氧發(fā)生器7通過管道29、管道30向臭氧反應(yīng)罐8的進水中投加臭氧，臭氧投加量可通過閥門31調(diào)節(jié)。臭氧反應(yīng)罐8通過管道33與活性炭過濾罐9連接。
所述的活性炭過濾罐9中活性炭濾料為吸附能力強的椰殼活性炭，濾層厚1000mm，濾料粒徑為0.8～1.2mm，濾速為6.5m/h。
所述活性炭過濾罐9與納濾加壓泵12之間通過管道34、管道35、納濾加壓泵13連接。在運行過程中由阻垢劑溶液桶10通過管道36、管道35向納濾加壓泵12進口連續(xù)投加硫酸或聚六偏磷酸鈉溶液以防止納濾膜表面的硬度結(jié)垢；在納濾膜通量下降15％的運行周期末，納濾加壓泵之前的裝置停止運行，由化學(xué)清洗液桶11中配置酸、堿或其他專用化學(xué)清洗劑通過管道45、管道35、納濾加壓泵12、管道37、保安濾芯13、管道38進入納濾膜組件對膜面或膜孔中附著的污染物進行30min的清洗，使膜通量恢復(fù)。
所述保安濾芯13是孔徑為5μm的微濾膜，可防止活性炭碎末進入納濾組件而造成納濾膜的機械損傷。保安濾芯13與納濾加壓泵12通過管道37連接，保安濾芯13與納濾膜組件14通過管道38連接。
所述的納濾膜組件14和納濾膜組件15之間通過管道39、管道40、管道41連接。保安濾芯出水首先進入納濾膜組件14，經(jīng)納濾膜組件14過濾后的凈化水經(jīng)管道39、流量計16、管道17排出，濃縮液經(jīng)管道40進入納濾膜組件15進行過濾，凈化水經(jīng)管道41、流量計16、管道17排出，部分濃縮液經(jīng)管道42、流量計18、管道19排出，其余濃縮液經(jīng)管道43回流至納濾加壓泵12前，在管道43上設(shè)置閥門20以調(diào)節(jié)濃縮液回流量，通過回流濃縮液的方式增加膜表面流速以減輕膜污染。在實際應(yīng)用中可根據(jù)處理水量適當增加納濾膜組件的數(shù)量，既采用一級多段的連接方式，膜組件的具體連接方式如上所述。
本實用新型的有益效果是(1)應(yīng)用納濾膜分離技術(shù)，對臭氧活性炭等常規(guī)除微污染方法難以徹底去除的小分子有機物及微量氯仿、可吸附性有機鹵素等污染物質(zhì)獲得了良好的去除效果，同時納濾膜可保留飲用水中部分無機離子及礦物質(zhì)，為實現(xiàn)了“優(yōu)質(zhì)、健康飲用水”的制備提供裝備基礎(chǔ)，總體效果優(yōu)于反滲透、超濾等膜技術(shù)。
(2)納濾膜的操作壓力低于反滲透，可節(jié)省水處理能耗，降低成本。
本實用新型的水處理過程是這樣的打開進水調(diào)節(jié)閥2，市政管網(wǎng)飲用水經(jīng)市政管網(wǎng)進水管1進入原水罐3，從原水罐3出來的水經(jīng)加壓泵4加壓后進入微絮凝砂濾罐6，然后絮凝劑投加裝置5投加絮凝劑并進入微絮凝過濾罐，在濾層中完成絮凝體顆粒的形成、碰撞、長大及截留的一系列過程，微絮凝砂濾罐6中的石英砂濾層厚度為800mm，粒徑0.8～1.2mm，絮凝劑采用聚合氯化鋁。微絮凝砂濾凈化出水進入臭氧反應(yīng)罐8，由臭氧發(fā)生器7向臭氧反應(yīng)罐8投加臭氧，可使水中有機物小部分有機物完全被氧化成為最終產(chǎn)物CO2和H2O，其余大部分被氧化分解為利于活性炭吸附分子結(jié)構(gòu)較簡單的小分子有機物中間產(chǎn)物。臭氧投加量為3～5mg/L，臭氧化反應(yīng)時間為12min，活性炭濾料為吸附能力強的椰殼活性炭，濾層厚1000mm，濾料粒徑為0.8～1.2mm，濾速為6.5m/h。從臭氧反應(yīng)罐8出來的水進入活性炭過濾罐9。經(jīng)砂濾、臭氧活性炭預(yù)處理后的水進入納濾膜組件14、15進行過濾。納濾進水前設(shè)置孔徑為5μm的保安濾芯13，可防止活性炭碎末進入納濾組件而造成納濾膜的機械損傷。為達到制取優(yōu)質(zhì)、健康飲用水的目的，納濾單元選用有機物截留率較高且脫鹽率較低的美國海德能生產(chǎn)的ESNA2納濾膜。從納濾膜組件14流出的凈化水經(jīng)管道39、流量計16、管道17排出；納濾膜組件14的濃縮液經(jīng)管道40進入納濾膜組件15并經(jīng)納濾膜凈化后，凈化水經(jīng)管道41、流量計16、管道17排出；納濾膜組件15部分濃縮液經(jīng)管道42、流量計18、管道19排放，其余經(jīng)管道43回流至納濾加壓泵12前，回流量可通過管道43上的調(diào)節(jié)閥20控制。在運行過程中阻垢劑溶液桶10向納濾膜進水投加硫酸或聚六偏磷酸鈉溶液作為阻垢劑可有效防止納濾膜表面的鈣鎂硬度形成的結(jié)垢，在納濾膜通量下降15％的運行周期末，納濾加壓泵之前的裝置停止運行，由化學(xué)清洗液桶11中配置酸、堿或其他專用化學(xué)清洗劑通過納濾加壓泵進入納濾膜對膜面或膜孔中附著的污染物進行30min的清洗，使膜通量恢復(fù)。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步詳細闡述。
實施例1參照附圖1，一種納濾膜組合深度凈水裝置，包括通過管路連接依此連接的原水罐3、微絮凝砂濾罐6、臭氧反應(yīng)罐8和活性炭過濾罐9，活性炭過濾罐9通過管路依次與納濾加壓泵12、保安濾芯13及納濾膜組件14、15連接。
在活性炭過濾罐9與納濾加壓泵12之間通過管路接有阻垢劑溶液桶10和化學(xué)清洗液桶11。
市政管網(wǎng)飲用水首先經(jīng)管道1、調(diào)節(jié)閥2進入原水罐3，然后經(jīng)加壓泵4、管道44、管道22進入微絮凝砂濾罐6，同時絮凝劑投加裝置5向通過管道21、管道22向水中投加聚合氯化鋁絮凝劑，在濾層中完成絮凝體顆粒的形成、碰撞、長大及截留的一系列微絮凝過濾過程，微絮凝砂濾罐6中的石英砂濾層厚度為800mm，粒徑0.8～1.2mm，絮凝劑采用聚合氯化鋁。經(jīng)微絮凝砂濾后的水通過管道32、30進入臭氧反應(yīng)罐8，在臭氧反應(yīng)罐8的進水中由臭氧發(fā)生、投加系統(tǒng)投加臭氧；臭氧發(fā)生、投加系統(tǒng)由空壓機23、儲氣罐24、空氣干燥器25和臭氧發(fā)生器7組成，空壓機23與儲氣罐24之間通過管道26連接，儲氣罐24與空氣干燥器25之間通過管道27連接，空氣干燥器25與臭氧發(fā)生器7之間通過管道28連接。由臭氧發(fā)生器7通過管道29、管道30向臭氧反應(yīng)罐8的進水中投加臭氧，臭氧投加量可通過閥門31調(diào)節(jié)。通過臭氧化反應(yīng)可使水中有機物小部分有機物完全被氧化成為最終產(chǎn)物CO2和H2O，其余大部分被氧化分解為利于活性炭吸附分子結(jié)構(gòu)較簡單的小分子有機物中間產(chǎn)物。臭氧化出水經(jīng)管道33進入活性炭過濾罐9進行過濾，活性炭濾料為吸附能力強的椰殼活性炭，濾層厚1000mm，濾料粒徑為0.8～1.2mm，濾速為6.5m/h，經(jīng)活性炭過濾水中大量的微污染有機物可被去除并保證后續(xù)納濾膜的正常運行?；钚蕴砍鏊罱K經(jīng)管道34、管道35、納濾加壓泵12、管道37、保安濾芯13、管道38進入納濾膜組件進行過濾，保安濾芯出水首先進入納濾膜組件14，經(jīng)納濾膜組件14過濾后的凈化水經(jīng)管道39、流量計16、管道17排出，濃縮液經(jīng)管道40進入納濾膜組件15進行過濾，凈化水經(jīng)管道41、流量計16、管道17排出，部分濃縮液經(jīng)管道42、流量計18、管道19排出，其余濃縮液經(jīng)管道43回流至納濾加壓泵12前，在管道43上設(shè)置閥門20以調(diào)節(jié)濃縮液回流量，通過回流濃縮液的方式增加膜表面流速以減輕膜污染。此外，在裝置運行過程中，由阻垢劑溶液桶10通過管道36、管道35向納濾加壓泵進口連續(xù)投加硫酸或聚六偏磷酸鈉溶液以防止納濾膜表面的硬度結(jié)垢；在納濾膜通量下降15％的運行周期末，納濾加壓泵之前的裝置停止運行，由化學(xué)清洗液桶11中配置酸、堿或其他專用化學(xué)清洗劑通過管道45、管道35、納濾加壓泵12、管道37、保安濾芯13、管道38進入納濾膜對膜面或膜孔中附著的污染物進行30min的清洗，使膜通量恢復(fù)。通過納濾膜的最終處理，可以去除臭氧、活性炭難以去除的剩余小分子有機物，同時可以保留水中部分硬度等礦物質(zhì)，凈化出水為優(yōu)質(zhì)、健康的飲用水。
權(quán)利要求1.一種納濾膜組合深度凈水裝置，包括通過管路依次連接的原水罐(3)、微絮凝砂濾罐(6)、臭氧反應(yīng)罐(8)和活性炭過濾罐(9)，其特征在于，活性炭過濾罐(9)通過管路依次與納濾加壓泵(12)、保安濾芯(13)及納濾膜組件(14)、(15)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水裝置，其特征在于在活性炭過濾罐(9)與納濾加壓泵(12)之間通過管路接有阻垢劑溶液桶(10)和化學(xué)清洗液桶(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水裝置，其特征在于所述的原水罐(3)通過管道(44)、加壓泵(4)與微絮凝砂濾罐(6)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水裝置，其特征在于所述的微絮凝砂濾罐(6)中的石英砂濾層厚度為800mm，粒徑為0.8～1.2mm，絮凝劑采用聚合氯化鋁，通過絮凝劑投加裝置(5)、管道(21)、管道(22)投加，微絮凝砂濾罐(6)通過管道(32)、管道(30)與臭氧反應(yīng)罐(8)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水裝置，其特征在于所述的臭氧反應(yīng)罐(8)臭氧投加量為3～5mg/L，臭氧化反應(yīng)時間為12min，臭氧發(fā)生、投加系統(tǒng)由空壓機(23)、儲氣罐(24)、空氣干燥器(25)和臭氧發(fā)生器(7)所組成，空壓機(23)與儲氣罐(24)之間通過管道(26)連接，儲氣罐(24)與空氣干燥器(25)之間通過管道(27)連接，空氣干燥器(25)與臭氧發(fā)生器(7)之間通過管道(28)連接，由臭氧發(fā)生器(7)通過管道(29)、(30)向臭氧反應(yīng)罐(8)的進水中投加臭氧，臭氧投加量可通過閥門(31)調(diào)節(jié)。臭氧反應(yīng)罐(8)通過管道(33)與活性炭過濾罐(9)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水裝置，其特征在于所述的活性炭過濾罐(9)中活性炭濾料為椰殼活性炭，濾層厚1000mm，濾料粒徑為0.8～1.2mm，濾速為6.5m/h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水裝置，其特征在于所述保安濾芯(13)是孔徑為5μm的微濾膜，保安濾芯(13)與納濾加壓泵(12)通過管道(37)連接，保安濾芯(13)與納濾膜組件(14)通過管道(38)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水裝置，其特征在于所述的納濾膜組件(14)和納濾膜組件(15)之間通過管道(39)、管道(40)、管道(41)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種納濾膜組合深度凈水裝置，包括通過管路連接依此連接的原水罐3、微絮凝砂濾罐6、臭氧反應(yīng)罐8和活性炭過濾罐9，活性炭過濾罐9通過管路依次與納濾加壓泵12、保安濾芯13及納濾膜組件14、15連接。本實用新型的有益效果是實現(xiàn)了“優(yōu)質(zhì)、健康飲用水”的制備提供裝備基礎(chǔ)，總體效果優(yōu)于反滲透、超濾等膜技術(shù)；納濾膜的操作壓力低于反滲透，可節(jié)省水處理能耗，降低成本。
文檔編號C02F5/08GK2848838SQ20052004811
公開日2006年12月20日 申請日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者薛罡, 劉亞男 申請人:東華大學(xué)