專利名稱：澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池及水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超濾膜過(guò)濾技術(shù)，屬于飲用水處理凈化領(lǐng)域，尤其是涉及一 種澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池及水處理系統(tǒng)，按照這種技術(shù)，原水投加粉末活性炭，并經(jīng)過(guò)絮凝 后，借助膜分離設(shè)備在一體化設(shè)備中實(shí)現(xiàn)澄清、膜過(guò)濾和活性炭吸附深度處理。
背景技術(shù)：
業(yè)內(nèi)人士譽(yù)為“第三代凈水技術(shù)”的超濾膜技術(shù)，由于其獨(dú)特的性能，目前在給排 水領(lǐng)域逐漸使用。業(yè)內(nèi)專家學(xué)者對(duì)采用超濾膜技術(shù)的工藝進(jìn)行了大量研究，提出了各種針 對(duì)不同污染程度的水源的工藝路線，如短工藝流程等。但是，對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)這些工藝構(gòu)想的 膜處理構(gòu)筑物的研究卻鮮有報(bào)道。另外，由于膜池的型式比較單一，使膜技術(shù)在使用中受到 一定限制或產(chǎn)生一些問(wèn)題，因而影響了膜技術(shù)的進(jìn)一步推廣?，F(xiàn)有技術(shù)中，過(guò)濾式浸沒(méi)超濾膜濾池是目前采用比較廣泛的一種，它的特點(diǎn)是將 膜組件90放在新建或?qū)υ忻?砂)濾池進(jìn)行改造后的濾池中，用密集的中空纖維超濾膜 絲代替濾池中一定厚度、不同粒徑、級(jí)配的煤(砂)濾料進(jìn)行過(guò)濾，其具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。 這種形式的膜池優(yōu)點(diǎn)是膜池深度較淺，占地面積較現(xiàn)在使用的煤(砂)濾池小，因此特別適 用于對(duì)老水廠現(xiàn)有濾池的改造；同時(shí)它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)膜組件的在線清洗，自動(dòng)化程度較高，降 低運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。該型濾池主要缺點(diǎn)為(1)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求高，必須是經(jīng)過(guò)混凝、沉淀，甚至過(guò)濾后的水，才能進(jìn)入膜池進(jìn) 行膜過(guò)濾，尤其是當(dāng)原水水質(zhì)水量發(fā)生變化，使沉淀池運(yùn)行不穩(wěn)定，出水濁度高時(shí)，易使膜 池堵塞。(2)由于該型濾池是在常規(guī)處理工藝后增加膜處理工藝，因此需要水廠另占用一 定面積建膜處理車間；由于膜處理工藝的投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用比目前使用的煤(砂)濾池 高很多，使一些水廠基于占地和投資的限制；難以將該型式的膜池在水廠建設(shè)和改造中大 范圍的應(yīng)用。(3)為避免膜池內(nèi)污染物富集而影響超濾膜系統(tǒng)運(yùn)行，通常在進(jìn)行沖洗時(shí)是將膜 池內(nèi)的水全部排放，故回收率低(回收率最高不大于96% )。(4)當(dāng)采用在線清洗方式時(shí)，對(duì)池體及池內(nèi)設(shè)備的防腐要求高，加大了工程投資。相對(duì)于前述的過(guò)濾式浸沒(méi)超濾膜濾池，沉淀式浸沒(méi)超濾膜濾池是目前比較先進(jìn)的 超濾膜濾池，其最典型的應(yīng)用，是于2010年7月投產(chǎn)的北京市自來(lái)水集團(tuán)第九水廠應(yīng)急改 造工程，用于處理濾池反沖水的膜處理工藝，其具體的結(jié)構(gòu)及流程請(qǐng)參見(jiàn)圖6所示。它的特 點(diǎn)是在斜板沉淀池工藝的基礎(chǔ)上，用膜組件代替斜板箱，將沉淀池和膜池建在一個(gè)構(gòu)筑物 內(nèi)，省去了煤(砂)濾池的占地和投資，達(dá)到了占地小、投資少的目的。這種“沉淀式浸沒(méi)超 濾膜濾池”的使用，同時(shí)也克服了“過(guò)濾式浸沒(méi)超濾膜濾池”的缺點(diǎn)，使其可以用于處理含有 泥沙的原水等復(fù)雜水質(zhì)條件。該型濾池主要缺點(diǎn)為
3[0011](1)由于每座沉淀池中設(shè)有三組(或多組)膜池，膜池底部開(kāi)放，互相連通。當(dāng)其 中任何一座膜池水下部分出現(xiàn)問(wèn)題需要檢修，或底部刮泥設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、檢修時(shí)，必須將三 組(多組)膜池全部排空停產(chǎn)，影響正常生產(chǎn)。(2)由于膜材料本身的特點(diǎn)，不能長(zhǎng)期暴露在空氣中，否則膜壽命將嚴(yán)重縮短，甚 至報(bào)廢。因此對(duì)設(shè)備檢修時(shí)間帶來(lái)很大壓力。(3)膜組件的化學(xué)清洗必須離線進(jìn)行，降低了自動(dòng)化程度，加大了運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度。現(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)日為2008年8月四日，公開(kāi)號(hào)為101381113所公開(kāi)給水廠過(guò)濾 處理系統(tǒng)及處理方法，其技術(shù)方案有很多突出的優(yōu)點(diǎn)，其不足之處在于澄清池與膜處理設(shè) 備是分離狀態(tài)，占地面積大、所需設(shè)備多、工藝復(fù)雜、投資高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池及處理系統(tǒng)，以 發(fā)揮現(xiàn)有過(guò)濾式浸沒(méi)超濾膜濾池、沉淀式浸沒(méi)超濾膜濾池的優(yōu)點(diǎn)，并克服它們存在一項(xiàng)或 多項(xiàng)缺陷。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池，所述澄清式浸沒(méi)超 濾膜濾池包括池體，池體上設(shè)有與原水進(jìn)水管連通的進(jìn)水裝置，所述池體內(nèi)形成處理空間， 所述處理空間的上部設(shè)有超濾設(shè)備，所述處理空間的底部設(shè)有排泥口，所述池體內(nèi)由上而 下形成有超濾與澄清區(qū)、懸浮泥渣區(qū)、布水區(qū)及排泥區(qū)。如上所述的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池，其中，所述超濾設(shè)備包括中空纖維超濾膜組 件，所述中空纖維超濾膜組件由沿豎直方向布置的超濾膜絲組成，所述超濾膜絲構(gòu)成出水 管路系統(tǒng)，所述出水管路系統(tǒng)連接至濾池的總出水管。如上所述的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池，其中，所述各超濾膜絲間的間隙小于1毫米； 所述超濾膜絲的直徑為1 2毫米，且膜絲管壁上均勻分布有大量直徑為0. 01-0. 1微米的 細(xì)孔。如上所述的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池，其中，所述進(jìn)水裝置為所述濾池下部鋪設(shè)的 穿孔布水管或中心進(jìn)水管，以通過(guò)穿孔布水管或中心進(jìn)水管將原水分布到所述濾池中。如上所述的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池，其中，所述濾池還設(shè)有粉末炭投加裝置，以向 池中的原水投加粉末活性炭，所述懸浮泥渣區(qū)同時(shí)作為活性炭吸附區(qū)。本實(shí)用新型還提出一種水處理系統(tǒng)，該水處理系統(tǒng)包括混合池及絮凝池，其中，所 述水處理系統(tǒng)還包括如上所述的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池；所述澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池前設(shè) 有所述混合池及所述絮凝池。如上所述的水處理系統(tǒng)，其中，所述混合池的前方設(shè)有粉末炭投加裝置，以在原水 進(jìn)入混合池前投加粉末活性炭。本實(shí)用新型的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型采用澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池及水處理系 統(tǒng)，向原水投加粉末活性炭，并經(jīng)過(guò)絮凝后，借助超濾設(shè)備(膜分離設(shè)備)在一體化設(shè)備中 實(shí)現(xiàn)澄清、膜過(guò)濾和活性炭吸附深度處理，能夠解決常規(guī)方法對(duì)水處理水質(zhì)不穩(wěn)定的問(wèn)題， 還能克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，實(shí)現(xiàn)了澄清功能、膜過(guò)濾功能、活性炭吸附功能在一個(gè)構(gòu) 筑物中完成的綜合結(jié)構(gòu)。[0024]具體地，本實(shí)用新型的水處理系統(tǒng)包括粉末炭投加裝置、澄清與超濾一體化設(shè) 備；所述一體化設(shè)備(澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池)前設(shè)有對(duì)原水進(jìn)行粉末炭投加的裝置及混 合、絮凝池；澄清與超濾一體化設(shè)備包括池體構(gòu)筑物、超濾設(shè)備，池體構(gòu)筑物中部設(shè)有進(jìn) 入原水的進(jìn)水口，池體的底部設(shè)有排泥口，超濾設(shè)備安裝在池體內(nèi)部空間的上部，所述超濾 設(shè)備出水管路上設(shè)有反洗管路。本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池中的澄清特性，是一個(gè)連續(xù) 的無(wú)回流過(guò)程的澄清方法。經(jīng)過(guò)絮凝的原水，通過(guò)池下部鋪設(shè)的穿孔進(jìn)水管進(jìn)入池內(nèi)，進(jìn)行 絮凝，形成泥渣；受水流的上升流速和泥渣重力的綜合作用，在池內(nèi)形成一層厚厚的懸浮泥 渣層；后續(xù)不斷進(jìn)入池內(nèi)的原水中的雜質(zhì)顆粒與懸浮泥渣層中的泥渣和凝聚劑相互接觸、 吸附，形成新的泥渣，使懸浮泥渣層中的泥渣濃度不斷加大，一些大的泥渣在重力作用下， 克服了上升水流的阻力，落到池底的泥斗中，經(jīng)過(guò)濃縮由穿孔排泥管排到池外。本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池中垂直安放了膜絲，且間隙 小于1毫米，并組成中空纖維超濾膜組件。該膜組件類似在澄清池上部分離區(qū)安裝的一組 組傾角為90°、板間距為零點(diǎn)幾毫米的斜管(板)箱。按照“淺池理論”，水中的細(xì)小的泥 渣接觸到膜絲，就粘附在膜絲表面而被去除。當(dāng)膜絲間粘附的泥渣經(jīng)過(guò)相互接觸、吸附并形 成大的顆粒時(shí)，靠重力作用，一些泥渣沿膜絲表面向下滑動(dòng)，直致脫離膜絲進(jìn)入下部的懸浮 泥渣層繼續(xù)進(jìn)行接觸、吸附作用。膜絲管沉淀裝置把“淺池理論”發(fā)揮到了極致水中細(xì)小的泥渣，無(wú)論其顆?！俺两?速度”多小，只要其粒徑大于超濾膜膜絲微孔的直徑，就可以輕易地粘附在膜絲表面而被去 除。因此其沉淀效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)在使用的任何尺寸和形狀的斜管(板)沉淀池和澄清池， 并能更有效地承受由于原水的水量、水質(zhì)、水溫等因素變化帶來(lái)的沖擊，使出水水質(zhì)保持穩(wěn) 定，安全性大幅提高。本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池中密集布置的膜絲構(gòu)成該濾 池的出水管系統(tǒng)。其中超濾膜絲的中空纖維構(gòu)造，是在直徑為1 2毫米的膜絲管壁上均 勻分布了大量直徑為0. 01 0. 1微米的細(xì)孔，這些膜絲可以被看作為一根根垂直布置、開(kāi) 孔孔徑為0. 01 0. 1微米的淹沒(méi)穿孔出水管。靠虹吸(或重力)作用，這些穿孔出水管將 經(jīng)過(guò)澄清的水，匯集到總出水管中，并進(jìn)入下一道工藝。由于這些穿孔出水管在池內(nèi)均勻分 布，使池內(nèi)產(chǎn)生均勻的上升流速，有利于懸浮泥渣層的形成；同時(shí)由于每個(gè)細(xì)孔水流的抽吸 作用，使水中細(xì)小的泥渣更容易接觸到膜絲表面而被去除。本實(shí)用新型的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池的超濾膜清洗方法，解決了依據(jù)“淺池理論” 設(shè)計(jì)的毫米級(jí)膜絲沉淀過(guò)程的清洗問(wèn)題。當(dāng)膜絲間隙中積聚了大量泥渣時(shí)，一些泥渣沿膜 絲表面向下滑動(dòng)，直致脫離膜絲進(jìn)入下部的懸浮泥渣層繼續(xù)進(jìn)行接觸、吸附作用；但仍會(huì)有 相當(dāng)多的泥渣積聚在膜絲間隙中，使水流通過(guò)的阻力增大，亦既膜絲的跨膜壓差增大；當(dāng)跨 膜壓差達(dá)到規(guī)定值時(shí)，必須進(jìn)行清洗。現(xiàn)有技術(shù)中依據(jù)“淺池理論”實(shí)用新型的斜管(板) 沉淀技術(shù)，之所以不能將板間距縮小到毫米級(jí)，無(wú)法進(jìn)行有效的清洗以保持其長(zhǎng)期穩(wěn)定的 工作即是其難點(diǎn)之一。而本實(shí)用新型采用超濾膜的清洗技術(shù)，恰恰解決了這一難題。本實(shí)用新型的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池構(gòu)成一個(gè)濾池系統(tǒng)。作為濾池，與現(xiàn)有常規(guī) 的池型基本相同，其工作原理也相同。它們的最主要區(qū)別是常規(guī)濾池是在濾池中裝填一定 厚度的，有不同粒度、級(jí)配要求的煤(砂)顆粒濾料作為過(guò)濾介質(zhì)，當(dāng)含有大量雜質(zhì)顆粒的沉淀池出水(或采用直接過(guò)濾技術(shù)時(shí)經(jīng)過(guò)混凝的原水)，進(jìn)入濾料，一些大的雜質(zhì)顆粒被截 留在濾料孔隙里及表面上，從而達(dá)到水質(zhì)凈化目的。限于現(xiàn)有過(guò)濾技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，目前顆 粒濾料的粒徑通常采用0. 5-1. 0毫米，因此濾料間孔隙較大(達(dá)幾十微米以上)，因此一些 細(xì)小的雜質(zhì)顆粒無(wú)法被截留在濾池中。本實(shí)用新型的超濾膜濾池是用直徑為1 2毫米、 管壁上均勻分布了大量直徑為0. 01 0. 1微米細(xì)孔的中空纖維超濾膜絲代替濾料，由于它 的工作原理和常規(guī)濾池基本相同，因此業(yè)內(nèi)人士普遍將其稱為超濾膜濾池。由于超濾膜的 孔徑只有0. 01 0. 1微米，因此在去除水中雜質(zhì)顆粒的同時(shí)，它幾乎可以全部去除水中的 藻類和微生物，使水的生物安全性大幅提高，因此被業(yè)內(nèi)稱為“第三代凈水技術(shù)”。本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池構(gòu)成粉末活性炭深度吸附 池。當(dāng)原水受到污染時(shí)，可以在該池中(或在前部混合、絮凝池)投加粉末活性炭。由于 粉末活性炭在池中呈懸浮狀態(tài)，一方面可以延長(zhǎng)粉末活性炭與有機(jī)物的接觸時(shí)間；另一方 面當(dāng)懸浮泥渣層中含有高濃度的粉末活性炭時(shí)，可以充分發(fā)揮粉末活性炭的吸附性能，有 效的提高粉末活性炭對(duì)水中有機(jī)物的吸附效率。綜上所述，本實(shí)用新型應(yīng)用澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)能夠在水處理工藝 中充分體現(xiàn)，可以適應(yīng)各種復(fù)雜的水質(zhì)條件下的運(yùn)行；工程建設(shè)占地小，投資費(fèi)用少；安裝 方便，維修維護(hù)簡(jiǎn)單；出水水質(zhì)能夠優(yōu)于GB5749-2006的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，大幅提高水處理水質(zhì)安 全性。

圖。
圖1A、圖IB為本實(shí)用新型的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池的二具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意
圖2為本實(shí)用新型的澄清式浸沒(méi)超濾膜水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工藝示意圖。 圖3為本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例所采用的膜組件的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例中膜絲的工作示意圖。 圖5為現(xiàn)有過(guò)濾式浸沒(méi)超濾膜濾池的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6為現(xiàn)有沉淀式浸沒(méi)超濾膜濾池的結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明
4、進(jìn)水裝置； 6、穿孔排泥管； 9、膜絲管壁上分布的細(xì)孔 12、清洗水泵； 20、一體化設(shè)備(澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池)； 40、絮凝池；50、粉末炭投加裝置；
3、進(jìn)水管； 5、懸浮泥渣層； 8、中空纖維超濾膜絲 11、穿孔曝氣管；
7、膜組件； 10、總出水管； 13、集水渠；
30、混合池； 90、膜組件。
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型提出一種澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池、具有該濾池的水處理系統(tǒng)及方法， 其中，澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池包括池體，池體上設(shè)有進(jìn)水裝置，所述池體內(nèi)形成處理空間， 處理空間的上部設(shè)有超濾設(shè)備，處理空間的底部設(shè)有排泥口，從而在池體內(nèi)由上而下形成 超濾與澄清區(qū)、懸浮泥渣區(qū)、布水區(qū)及排泥區(qū)，使得本實(shí)用新型的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池構(gòu)成澄清與超濾一體化設(shè)備。優(yōu)選地，超濾設(shè)備包括中空纖維超濾膜組件，中空纖維超濾膜組件由沿豎直方向 布置的超濾膜絲及集水管組成，由這些超濾膜絲及集水管構(gòu)成出水管路系統(tǒng)，且出水管路 系統(tǒng)連接至總出水管，通過(guò)總出水管連接至清水池。優(yōu)選地，出水管路上設(shè)有反洗管路，反洗管路上設(shè)有清洗水泵；中空纖維超濾膜組 件的下方設(shè)有穿孔曝氣管。優(yōu)選地，濾池還可設(shè)有粉末炭投加裝置，以向?yàn)V池中的原水投加粉末活性炭。在一 具體實(shí)施例中，該粉末炭投加裝置可為設(shè)于穿設(shè)池體的穿孔管，其設(shè)置位置較佳是對(duì)應(yīng)于 懸浮泥渣區(qū)，這樣，該懸浮泥渣區(qū)同時(shí)形成活性炭吸附區(qū)。下面首先結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池作 進(jìn)一步說(shuō)明。 澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池實(shí)施例1如圖IA所示，其為本實(shí)用新型的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意 圖，本實(shí)用新型的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池一體化設(shè)備的池體內(nèi)由上而下形成有超濾與澄清 區(qū)、懸浮泥渣區(qū)、布水區(qū)及排泥區(qū)，具體地，是在該一體化設(shè)備2的下部鋪設(shè)進(jìn)水裝置4，水 在一體化設(shè)備2中絮凝，在池內(nèi)形成動(dòng)態(tài)平衡的懸浮泥渣層5，沉降到底部的泥渣由池體底 部的穿孔排泥管6排到池外。同時(shí)，尺寸較小、重量較輕的泥渣隨上升水流進(jìn)入濾池上部安 放的膜組件7內(nèi)。本實(shí)施例中，原水含有大量漂浮物、雜質(zhì)，或粘稠物質(zhì)，易使管道堵塞，因此，進(jìn)水 裝置4采用中心進(jìn)水管來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)該中心進(jìn)水管將原水分布到濾池中，從而可以防止發(fā) 生由于堵塞而影響生產(chǎn)的事故。膜組件7的結(jié)構(gòu)如圖3所示，其包括沿豎直方向密集設(shè)置的中空纖維超濾膜絲8 和膜絲8端部的集水管70，集水管70最后連通至總出水管10。由于膜絲8的管壁上分布 有許多細(xì)孔9，清水從細(xì)孔中淹沒(méi)流出，再虹吸匯集到集水管70，并由總出水管10進(jìn)入集水 渠13。本實(shí)施例中，如圖1A、圖4所示，在一體化設(shè)備2中密集布置的中空纖維超濾膜絲 8，膜絲8安裝方向?yàn)樨Q直方向，即膜絲的設(shè)置傾角θ =90°，參考圖4所示，其為膜絲8的 工作原理示意圖，因此，ν為顆粒物水平方向的流速(流量/超濾膜面積，m/s)，V為水流上 升流速(m/s)，u為顆粒物沉降速度(m/s)。水中的細(xì)小的泥渣接觸到膜絲8，就粘附在膜絲 8表面而被去除。當(dāng)膜絲8上面粘附的泥渣經(jīng)過(guò)相互接觸絮凝、吸附，形成大的顆粒時(shí)，在 重力作用下，沿膜絲8表面向下滑動(dòng)，從而脫離膜絲8進(jìn)入下部的懸浮泥渣層5繼續(xù)進(jìn)行接 觸、吸附作用。在具體實(shí)施時(shí)，參照?qǐng)D1A、圖3、圖4所示，中空纖維超濾膜絲8的直徑可選擇為 0. 6毫米 1. 8毫米，膜絲8管壁上分布的細(xì)孔9的直徑可為0. 01微米 0. 1微米。本實(shí)施例中，該濾池的出水管路上設(shè)有反洗管路，且反洗管路上設(shè)有清洗水泵12 ； 另外，中空纖維超濾膜組件7的下方設(shè)有穿孔曝氣管11。當(dāng)然，由于水處理系統(tǒng)通常采用 多個(gè)濾池同時(shí)作業(yè)，因此，反洗管路可以根據(jù)需要來(lái)設(shè)置，例如，既可將該清洗水泵設(shè)置在 總出水管10上，以統(tǒng)一對(duì)所有濾池的膜組件進(jìn)行清洗，同時(shí)，也可針對(duì)每個(gè)濾池單獨(dú)在其 對(duì)應(yīng)的出水管上設(shè)置清洗水泵，以提高濾池清洗的靈活性。[0058]當(dāng)超濾膜膜絲的跨膜壓差達(dá)到一定值時(shí)，需要進(jìn)行沖洗，本實(shí)施例中，濾池的沖洗 是由氣洗和水洗共同來(lái)完成的。如圖IA所示，超濾設(shè)備清洗時(shí)，布置在膜組件7下方的穿 孔曝氣管11釋放出均勻的氣泡，這些氣泡對(duì)膜絲8表面的泥渣進(jìn)行搓洗、抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣洗。 與此同時(shí)，清洗水泵12將集水渠13中的清水反向加壓輸送到膜絲8的管內(nèi)，并通過(guò)膜絲8 上的微小細(xì)孔9排到一體化設(shè)備2內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)膜絲細(xì)孔9和膜絲表面的水洗。在氣洗和水 洗的共同作用下，粘附在膜絲表面的泥渣和一些進(jìn)入膜絲細(xì)孔9的微小顆粒從膜絲8上被 清洗下來(lái)，使膜絲8重新變得清潔，能夠繼續(xù)進(jìn)行正常工作。澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池實(shí)施例2本實(shí)施例中，該澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池的結(jié)構(gòu)大致與實(shí)施例1相同，其主要區(qū)別 在于，本實(shí)施例中的進(jìn)水裝置是采用穿孔布水管來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)穿孔布水管將原水分布到 所述濾池中，如圖IB所示，此方式適用于當(dāng)原水不含大量漂浮物、雜質(zhì)，或粘稠物質(zhì)，不易 使管道堵塞的情況，這樣布水較均勻，可以在池內(nèi)形成穩(wěn)定的懸浮泥渣層，以達(dá)到更好的處 理效果。在對(duì)澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池的主要特征結(jié)合前述具體實(shí)施例進(jìn)行上述描述后，本 領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)已清楚理解了對(duì)應(yīng)的技術(shù)方案。下面對(duì)于本實(shí)用新型的澄清式浸沒(méi)超濾 膜濾池的其它方面進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明該濾池可在進(jìn)水管3上設(shè)置粉末活性炭投加裝置，以通過(guò)粉末活性炭投加裝置對(duì) 進(jìn)水管3內(nèi)的原水投加粉末活性炭。進(jìn)水將按實(shí)施例1所述方法在一體化設(shè)備2中進(jìn)行實(shí) 施，另外，投加的粉末活性炭在一體化設(shè)備2中與有機(jī)物接觸和吸附，可以有效的提高粉末 活性炭對(duì)水中有機(jī)物的吸附效率。當(dāng)然，也可在該濾池的處理空間對(duì)應(yīng)布水區(qū)的上方(或 對(duì)應(yīng)懸浮泥渣層的位置)單獨(dú)設(shè)置專門的穿孔管，以對(duì)處理空間內(nèi)的原水投加粉末活性 炭。膜池的出水可以采用虹吸或水泵抽吸的方式。在條件許可的情況下，建議優(yōu)先選 用虹吸出水的方式，以達(dá)到降低投資、運(yùn)行成本及節(jié)能降耗的目的。對(duì)于排泥方式，為了減少由于對(duì)膜池內(nèi)設(shè)備進(jìn)行正常維護(hù)、檢修，而使膜絲長(zhǎng)時(shí)間 暴露在空氣中，從而影響膜壽命的情況，在膜池面積不大的情況下，優(yōu)選采用泥斗排泥的方 式，至于泥斗的位置及設(shè)置方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)濾池的具體參數(shù)及作業(yè)需要而 靈活決定，此處不再贅述。對(duì)于化學(xué)清洗方式，本實(shí)用新型的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池既可以采用在線化學(xué)清 洗方式，也可以采用離線化學(xué)清洗方式?；谇笆龀吻迨浇](méi)超濾膜濾池，本實(shí)用新型還提出一種水處理系統(tǒng)，該水處理 系統(tǒng)包括依序設(shè)置的混合池、絮凝池以及一體式澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池；澄清式浸沒(méi)超濾 膜濾池前設(shè)有所述混合池及所述絮凝池；所述澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池包括池體，池體上設(shè) 有進(jìn)水裝置，所述池體內(nèi)形成處理空間，所述處理空間的上部設(shè)有超濾設(shè)備，所述處理空間 的底部設(shè)有排泥口，所述池體內(nèi)由上而下形成有超濾與澄清區(qū)、懸浮泥渣區(qū)、布水區(qū)及排泥 區(qū)。其中，所述混合池與絮凝池既可分開(kāi)獨(dú)立設(shè)置，也可設(shè)置為一體，本實(shí)用新型并不限制。需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的水處理系統(tǒng)所涉及的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池可以參 見(jiàn)前述內(nèi)容及圖1A、圖IB及圖3、圖4，此處不再贅述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要 選擇前述描述中的特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，這些均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。[0068]如圖2所示，其為本實(shí)用新型的水處理系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及原理示意 圖。該水處理系統(tǒng)是在一體化設(shè)備20 (澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池)前分別設(shè)有混合池30及 絮凝池40，其中，混合池30設(shè)有加藥裝置(圖中未示出)，以向混合池30內(nèi)的原水投加絮 凝劑；一體化設(shè)備20設(shè)有排泥裝置和曝氣裝置(具體請(qǐng)參見(jiàn)前述有關(guān)澄清式浸沒(méi)超濾膜濾 池的說(shuō)明)。優(yōu)選地，當(dāng)原水受到污染時(shí)，在該混合池30的前方加設(shè)粉末炭投加裝置50，以在 原水進(jìn)入混合池30前(上游)投加粉末活性炭，請(qǐng)參照?qǐng)D2所示。通過(guò)粉末活性炭投加裝 置50對(duì)進(jìn)水管3內(nèi)的原水進(jìn)行投加粉末活性炭。進(jìn)水將按實(shí)施例一所述方法在一體化設(shè) 備2中進(jìn)行實(shí)施，另外，投加的粉末活性炭在一體化設(shè)備2中與有機(jī)物接觸和吸附，可以有 效的提高粉末活性炭對(duì)水中有機(jī)物的吸附效率。由于該水處理系統(tǒng)在混合池30前方設(shè)置 了粉末炭投加裝置50，因此，該水處理系統(tǒng)的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池就可以不再設(shè)置粉末 炭投加裝置。優(yōu)選地，粉末炭投加裝置向原水中投加粉末活性炭的量為0 100mg/L。本實(shí)施例的水處理系統(tǒng)及方法中，膜組件的化學(xué)清洗既可以采用在線化學(xué)清洗方 式，也可以采用離線化學(xué)清洗方式。在線化學(xué)清洗方式的自動(dòng)化程度高，運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度 低，但由于池內(nèi)要反復(fù)進(jìn)行濃度較高的酸、堿處理，因此對(duì)每一座膜池的池體都要進(jìn)行防腐 處理；濾池進(jìn)出水管道、排泥管道等都需要高規(guī)格的不銹鋼材質(zhì)，投資高；由于池深大，每 次化學(xué)清洗的藥量大，有一定量的浪費(fèi)；此外，清洗效果不佳，時(shí)間久后，膜絲間隙中會(huì)存留 一些泥渣，影響膜的正常運(yùn)行。有鑒于上述在線化學(xué)清洗方式的局限性，優(yōu)選地，本實(shí)用新型的水處理系統(tǒng)可以 單獨(dú)設(shè)有酸、堿洗池，以便利用離線化學(xué)清洗方式進(jìn)行化學(xué)清洗，由于只需要將該酸、堿洗 池考慮防腐，而數(shù)量多的濾池幾乎可以不考慮防腐問(wèn)題，這樣可以節(jié)省大量投資；清洗時(shí)藥 劑消耗量也低，清洗可以達(dá)到比較徹底的效果；此外，酸、堿洗池可以作為備用池，一旦某一 座濾池需要檢修，可以將膜組件暫時(shí)放到池內(nèi)，放入清水對(duì)膜絲進(jìn)行保護(hù)，而在線化學(xué)清 洗方式不具備此條件。但進(jìn)行離線化學(xué)清洗時(shí)，需要人工將膜組件由濾池吊裝到酸、堿洗池 中進(jìn)行清洗；清洗完畢后，還需將膜組件重新安裝到濾池，增加了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。對(duì)于兩種清洗方式的選用，使用者可以根據(jù)自己的實(shí)際情況和需要來(lái)考慮及選 擇。但由于化學(xué)清洗時(shí)間周期較長(zhǎng)，次數(shù)有限，且一組膜組件的拆卸、安裝一般用時(shí)較短，一 般僅十余分鐘，勞動(dòng)強(qiáng)度不是很大；因此采用離線化學(xué)清洗方式并不會(huì)顯著增加勞動(dòng)強(qiáng)度。借由上述結(jié)構(gòu)，由于本實(shí)用新型采用澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池，且該濾池內(nèi)由上而 下形成有超濾與澄清區(qū)、懸浮泥渣區(qū)，因此，本實(shí)用新型的澄清能夠以連續(xù)進(jìn)水的、無(wú)回流 過(guò)程的方式進(jìn)行。具體地，經(jīng)過(guò)絮凝的原水通過(guò)池下部鋪設(shè)的穿孔進(jìn)水管進(jìn)入池內(nèi)進(jìn)行絮 凝，形成泥渣；受水流的上升流速和泥渣重力的綜合作用，在池內(nèi)形成懸浮泥渣層；后續(xù)不 斷進(jìn)入池內(nèi)的原水中的雜質(zhì)顆粒與懸浮泥渣層中的泥渣和凝聚劑相互接觸、吸附，形成新 的泥渣，使懸浮泥渣層中的泥渣濃度不斷加大，而一些大的泥渣在重力作用下，克服了上升 水流的阻力，落到池底的泥斗中，經(jīng)過(guò)濃縮由穿孔排泥管6排到池外；另一方面，由于膜組 件的膜絲在濾池內(nèi)均勻分布，使池內(nèi)產(chǎn)生均勻的上升流速，有利于懸浮泥渣層的形成；同時(shí) 由于每個(gè)細(xì)孔水流的抽吸作用，使水中細(xì)小的泥渣更容易接觸到膜絲表面而被去除，當(dāng)膜 絲間隙中積聚了大量泥渣時(shí)，一些泥渣沿膜絲表面向下滑動(dòng)，直致脫離膜絲進(jìn)入下部的懸浮泥渣層繼續(xù)進(jìn)行接觸、吸附作用。利用上述結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到了懸浮泥渣層的動(dòng)態(tài)再生和平 衡，則無(wú)需人為排泥、加沙，而自動(dòng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)水的、無(wú)回流過(guò)程。 當(dāng)原水中投加粉末活性炭時(shí)，懸浮泥渣層中聚集了高濃度的粉末活性炭顆粒，能 夠有效地提高粉末活性炭對(duì)水中有機(jī)物的吸附效率。
權(quán)利要求1.一種澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池，其特征在于，所述澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池包括池體，池 體上設(shè)有與原水進(jìn)水管連通的進(jìn)水裝置，所述池體內(nèi)形成處理空間，所述處理空間的上部 設(shè)有超濾設(shè)備，所述處理空間的底部設(shè)有排泥口，所述池體內(nèi)由上而下形成有超濾與澄清 區(qū)、懸浮泥渣區(qū)、布水區(qū)及排泥區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池，其特征在于，所述超濾設(shè)備包括中空 纖維超濾膜組件，所述中空纖維超濾膜組件由沿豎直方向布置的超濾膜絲組成，所述超濾 膜絲構(gòu)成出水管路系統(tǒng)，所述出水管路系統(tǒng)連接至濾池的總出水管。
3.如權(quán)利要求2所述的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池，其特征在于，所述各超濾膜絲間的間 隙小于1毫米；所述超濾膜絲的直徑為1 2毫米，且膜絲管壁上均勻分布有大量直徑為 0. 01-0. 1微米的細(xì)孔。
4.如權(quán)利要求1所述的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池，其特征在于，所述進(jìn)水裝置為所述濾 池下部鋪設(shè)的穿孔布水管或中心進(jìn)水管，以通過(guò)穿孔布水管或中心進(jìn)水管將原水分布到所 述濾池中。
5.如權(quán)利要求1所述的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池，其特征在于，所述濾池還設(shè)有粉末炭 投加裝置，以向池中的原水投加粉末活性炭，所述懸浮泥渣區(qū)同時(shí)作為活性炭吸附區(qū)。
6.一種水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括混合池及絮凝池，其特征在于，所述水處理系統(tǒng)還包括 權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池；所述澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池前設(shè)有 所述混合池及所述絮凝池。
7.如權(quán)利要求6所述的水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述混合池的前方設(shè)有粉末炭投加 裝置，以在原水進(jìn)入混合池前投加粉末活性炭。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池及水處理系統(tǒng)，其中，所述澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池包括池體，池體上設(shè)有與原水進(jìn)水管連通的進(jìn)水裝置，所述池體內(nèi)形成處理空間，所述處理空間的上部設(shè)有超濾設(shè)備，所述處理空間的底部設(shè)有排泥口，所述池體內(nèi)由上而下形成有超濾與澄清區(qū)、懸浮泥渣區(qū)、布水區(qū)及排泥區(qū)。該水處理系統(tǒng)利用前述澄清式浸沒(méi)超濾膜濾池并結(jié)合粉末炭投加裝置向原水投加粉末活性炭，并經(jīng)過(guò)絮凝后，借助超濾設(shè)備在一體化設(shè)備中實(shí)現(xiàn)澄清、膜過(guò)濾和活性炭吸附深度處理。本實(shí)用新型可以適應(yīng)各種復(fù)雜的水質(zhì)條件下的運(yùn)行；工程建設(shè)占地小，投資費(fèi)用少；安裝方便，維修維護(hù)簡(jiǎn)單；大幅提高水處理水質(zhì)安全性。
文檔編號(hào)C02F1/28GK201864607SQ201020585349
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者劉永康, 吳艷, 宋勇, 曹澈, 楊楊, 梁再輝, 泰佳, 陳克誠(chéng), 陳杰 申請(qǐng)人:北京市自來(lái)水集團(tuán)有限責(zé)任公司