CN2848838Y - 一种纳滤膜组合深度净水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纳滤膜组合深度净水装置，包括通过管路连接依此连接的原水罐3、微絮凝砂滤罐6、臭氧反应罐8和活性炭过滤罐9，活性炭过滤罐9通过管路依次与纳滤加压泵12、保安滤芯13及纳滤膜组件14、15连接。本实用新型的有益效果是：实现了“优质、健康饮用水”的制备提供装备基础，总体效果优于反渗透、超滤等膜技术；纳滤膜的操作压力低于反渗透，可节省水处理能耗，降低成本。

Description

一种纳滤膜组合深度净水装置

技术领域

本实用新型涉及一种饮用水深度净化技术，特别是涉及一种纳滤膜组合深度净水装置。

背景技术

近年来，膜材料科学与水处理技术不断交叉渗透，诞生了一个新兴的交叉学科—“膜法水处理技术”。对水中小分子有机物的分离而言，膜技术有着其他技术难以比拟的效果。在给水处理领域，采用膜法深度净水技术可以去除常规混凝、沉淀、过滤工艺难以去除的小分子有机物以及消毒副产物，可获得常规处理技术难以达到的清洁水质，是常规技术的重要补充。

由于膜技术的独特优点，在我国饮用水深度净化领域中得到较广泛的应用。目前，市售的饮料、灌装纯净水及管道直饮水大多是经反渗透膜深度净化的产品水。虽然饮用水深度净化膜技术呈良好的发展态势，但同时在指导思想上存在一定的误区。由于改善水质的迫切要求，使得人们认为，净化出水水质越纯越好，故已建成的饮用水深度净化工程大多包含反渗透等除离子设施，净化后水虽然将有害物质去除，但同时将人体所必需的矿物质及微量元素也去除殆净，水质甚至达到了电子、食品等特殊工业用水水质，这种水作为饮用水是不科学的。国内外专家通过科学论证，提出“优质、健康的饮用水应是去除了原水中的有毒有害物质，同时又保留了原水中对人体有益的微量元素和矿物质的水”。从营养角度讲，饮用水是人体摄取矿物质和微量元素的重要途径，人类在进化过程中长期依赖水而生存，对水中矿物质及微量元素含量及比例形成了较强的适应性，长期饮水中如缺乏这些元素，会导致营养失衡，对老年人、发育中的儿童影响尤为明显；另一方面从经济角度分析，将水处理到完全去离子的程度，则造成了水处理设施及能耗的巨大浪费。我国许多地区已意识到了这一问题，如上海市已在中小学校停止“饮用纯水”。解决饮用水中缺乏矿质元素的常用方法为投加生理盐、矿化过滤(如木鱼石)等措施，这无疑增加了制水成本及管理难度，而且难以保证适于人体吸收的水中无机盐的合适比例，不是制备优质、健康饮用水的合理有效的方法。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种纳滤膜组合深度净水装置，以弥补现有技术的不足和缺陷，满足优质生活饮用水的需要。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种纳滤膜组合深度净水装置，包括通过管路连接依此连接的原水罐3、微絮凝砂滤罐6、臭氧反应罐8和活性炭过滤罐9，活性炭过滤罐9通过管路依次与纳滤加压泵12、保安滤芯13及纳滤膜组件14、15连接。

作为优选的技术方案：在活性炭过滤罐9与纳滤加压泵12之间通过管路接有阻垢剂溶液桶10和化学清洗液桶11。

通过微絮凝砂滤罐6、臭氧反应罐8、活性炭过滤罐9、纳滤膜组件14、纳滤膜组件15的联合处理(根据处理水量可增加膜组件数量)，将市政管网饮用水净化成为优质、健康的饮用水。

所述的原水罐3通过管道44、加压泵4、管道22与微絮凝砂滤罐6连接。

所述的微絮凝砂滤罐6中的石英砂滤层厚度为800mm，粒径0.8～1.2mm，絮凝剂采用聚合氯化铝，絮凝剂的投加通过絮凝剂投加装置5通过管道21、管道22向微絮凝砂滤罐6进水中投加聚合氯化铝絮凝剂。微絮凝砂滤罐6通过管道32、管道30与臭氧反应罐8连接。

所述的臭氧反应罐8的臭氧投加量为3～5mg/L，臭氧化反应时间为12min，臭氧发生、投加系统由空压机23、储气罐24、空气干燥器25和臭氧发生器7所组成，空压机23与储气罐24之间通过管道26连接，储气罐24与空气干燥器25之间通过管道27连接，空气干燥器25与臭氧发生器7之间通过管道28连接。由臭氧发生器7通过管道29、管道30向臭氧反应罐8的进水中投加臭氧，臭氧投加量可通过阀门31调节。臭氧反应罐8通过管道33与活性炭过滤罐9连接。

所述的活性炭过滤罐9中活性炭滤料为吸附能力强的椰壳活性炭，滤层厚1000mm，滤料粒径为0.8～1.2mm，滤速为6.5m/h。

所述活性炭过滤罐9与纳滤加压泵12之间通过管道34、管道35、纳滤加压泵13连接。在运行过程中由阻垢剂溶液桶10通过管道36、管道35向纳滤加压泵12进口连续投加硫酸或聚六偏磷酸钠溶液以防止纳滤膜表面的硬度结垢；在纳滤膜通量下降15％的运行周期末，纳滤加压泵之前的装置停止运行，由化学清洗液桶11中配置酸、碱或其他专用化学清洗剂通过管道45、管道35、纳滤加压泵12、管道37、保安滤芯13、管道38进入纳滤膜组件对膜面或膜孔中附着的污染物进行30min的清洗，使膜通量恢复。

所述保安滤芯13是孔径为5μm的微滤膜，可防止活性炭碎末进入纳滤组件而造成纳滤膜的机械损伤。保安滤芯13与纳滤加压泵12通过管道37连接，保安滤芯13与纳滤膜组件14通过管道38连接。

所述的纳滤膜组件14和纳滤膜组件15之间通过管道39、管道40、管道41连接。保安滤芯出水首先进入纳滤膜组件14，经纳滤膜组件14过滤后的净化水经管道39、流量计16、管道17排出，浓缩液经管道40进入纳滤膜组件15进行过滤，净化水经管道41、流量计16、管道17排出，部分浓缩液经管道42、流量计18、管道19排出，其余浓缩液经管道43回流至纳滤加压泵12前，在管道43上设置阀门20以调节浓缩液回流量，通过回流浓缩液的方式增加膜表面流速以减轻膜污染。在实际应用中可根据处理水量适当增加纳滤膜组件的数量，既采用一级多段的连接方式，膜组件的具体连接方式如上所述。

本实用新型的有益效果是：

(1)应用纳滤膜分离技术，对臭氧活性炭等常规除微污染方法难以彻底去除的小分子有机物及微量氯仿、可吸附性有机卤素等污染物质获得了良好的去除效果，同时纳滤膜可保留饮用水中部分无机离子及矿物质，为实现了“优质、健康饮用水”的制备提供装备基础，总体效果优于反渗透、超滤等膜技术。

(2)纳滤膜的操作压力低于反渗透，可节省水处理能耗，降低成本。

本实用新型的水处理过程是这样的：

打开进水调节阀2，市政管网饮用水经市政管网进水管1进入原水罐3，从原水罐3出来的水经加压泵4加压后进入微絮凝砂滤罐6，然后絮凝剂投加装置5投加絮凝剂并进入微絮凝过滤罐，在滤层中完成絮凝体颗粒的形成、碰撞、长大及截留的一系列过程，微絮凝砂滤罐6中的石英砂滤层厚度为800mm，粒径0.8～1.2mm，絮凝剂采用聚合氯化铝。微絮凝砂滤净化出水进入臭氧反应罐8，由臭氧发生器7向臭氧反应罐8投加臭氧，可使水中有机物小部分有机物完全被氧化成为最终产物CO₂和H₂O，其余大部分被氧化分解为利于活性炭吸附分子结构较简单的小分子有机物中间产物。臭氧投加量为3～5mg/L，臭氧化反应时间为12min，活性炭滤料为吸附能力强的椰壳活性炭，滤层厚1000mm，滤料粒径为0.8～1.2mm，滤速为6.5m/h。从臭氧反应罐8出来的水进入活性炭过滤罐9。经砂滤、臭氧活性炭预处理后的水进入纳滤膜组件14、15进行过滤。纳滤进水前设置孔径为5μm的保安滤芯13，可防止活性炭碎末进入纳滤组件而造成纳滤膜的机械损伤。为达到制取优质、健康饮用水的目的，纳滤单元选用有机物截留率较高且脱盐率较低的美国海德能生产的ESNA2纳滤膜。从纳滤膜组件14流出的净化水经管道39、流量计16、管道17排出；纳滤膜组件14的浓缩液经管道40进入纳滤膜组件15并经纳滤膜净化后，净化水经管道41、流量计16、管道17排出；纳滤膜组件15部分浓缩液经管道42、流量计18、管道19排放，其余经管道43回流至纳滤加压泵12前，回流量可通过管道43上的调节阀20控制。在运行过程中阻垢剂溶液桶10向纳滤膜进水投加硫酸或聚六偏磷酸钠溶液作为阻垢剂可有效防止纳滤膜表面的钙镁硬度形成的结垢，在纳滤膜通量下降15％的运行周期末，纳滤加压泵之前的装置停止运行，由化学清洗液桶11中配置酸、碱或其他专用化学清洗剂通过纳滤加压泵进入纳滤膜对膜面或膜孔中附着的污染物进行30min的清洗，使膜通量恢复。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细阐述。

实施例1

参照附图1，一种纳滤膜组合深度净水装置，包括通过管路连接依此连接的原水罐3、微絮凝砂滤罐6、臭氧反应罐8和活性炭过滤罐9，活性炭过滤罐9通过管路依次与纳滤加压泵12、保安滤芯13及纳滤膜组件14、15连接。

在活性炭过滤罐9与纳滤加压泵12之间通过管路接有阻垢剂溶液桶10和化学清洗液桶11。

市政管网饮用水首先经管道1、调节阀2进入原水罐3，然后经加压泵4、管道44、管道22进入微絮凝砂滤罐6，同时絮凝剂投加装置5向通过管道21、管道22向水中投加聚合氯化铝絮凝剂，在滤层中完成絮凝体颗粒的形成、碰撞、长大及截留的一系列微絮凝过滤过程，微絮凝砂滤罐6中的石英砂滤层厚度为800mm，粒径0.8～1.2mm，絮凝剂采用聚合氯化铝。经微絮凝砂滤后的水通过管道32、30进入臭氧反应罐8，在臭氧反应罐8的进水中由臭氧发生、投加系统投加臭氧；臭氧发生、投加系统由空压机23、储气罐24、空气干燥器25和臭氧发生器7组成，空压机23与储气罐24之间通过管道26连接，储气罐24与空气干燥器25之间通过管道27连接，空气干燥器25与臭氧发生器7之间通过管道28连接。由臭氧发生器7通过管道29、管道30向臭氧反应罐8的进水中投加臭氧，臭氧投加量可通过阀门31调节。通过臭氧化反应可使水中有机物小部分有机物完全被氧化成为最终产物CO₂和H₂O，其余大部分被氧化分解为利于活性炭吸附分子结构较简单的小分子有机物中间产物。臭氧化出水经管道33进入活性炭过滤罐9进行过滤，活性炭滤料为吸附能力强的椰壳活性炭，滤层厚1000mm，滤料粒径为0.8～1.2mm，滤速为6.5m/h，经活性炭过滤水中大量的微污染有机物可被去除并保证后续纳滤膜的正常运行。活性炭出水最终经管道34、管道35、纳滤加压泵12、管道37、保安滤芯13、管道38进入纳滤膜组件进行过滤，保安滤芯出水首先进入纳滤膜组件14，经纳滤膜组件14过滤后的净化水经管道39、流量计16、管道17排出，浓缩液经管道40进入纳滤膜组件15进行过滤，净化水经管道41、流量计16、管道17排出，部分浓缩液经管道42、流量计18、管道19排出，其余浓缩液经管道43回流至纳滤加压泵12前，在管道43上设置阀门20以调节浓缩液回流量，通过回流浓缩液的方式增加膜表面流速以减轻膜污染。此外，在装置运行过程中，由阻垢剂溶液桶10通过管道36、管道35向纳滤加压泵进口连续投加硫酸或聚六偏磷酸钠溶液以防止纳滤膜表面的硬度结垢；在纳滤膜通量下降15％的运行周期末，纳滤加压泵之前的装置停止运行，由化学清洗液桶11中配置酸、碱或其他专用化学清洗剂通过管道45、管道35、纳滤加压泵12、管道37、保安滤芯13、管道38进入纳滤膜对膜面或膜孔中附着的污染物进行30min的清洗，使膜通量恢复。通过纳滤膜的最终处理，可以去除臭氧、活性炭难以去除的剩余小分子有机物，同时可以保留水中部分硬度等矿物质，净化出水为优质、健康的饮用水。

Claims (8)

1.一种纳滤膜组合深度净水装置，包括通过管路依次连接的原水罐(3)、微絮凝砂滤罐(6)、臭氧反应罐(8)和活性炭过滤罐(9)，其特征在于，活性炭过滤罐(9)通过管路依次与纳滤加压泵(12)、保安滤芯(13)及纳滤膜组件(14)、(15)连接。

2.根据权利要求1所述的净水装置，其特征在于：在活性炭过滤罐(9)与纳滤加压泵(12)之间通过管路接有阻垢剂溶液桶(10)和化学清洗液桶(11)。

3.根据权利要求1所述的净水装置，其特征在于：所述的原水罐(3)通过管道(44)、加压泵(4)与微絮凝砂滤罐(6)连接。

4.根据权利要求1所述的净水装置，其特征在于：所述的微絮凝砂滤罐(6)中的石英砂滤层厚度为800mm，粒径为0.8～1.2mm，絮凝剂采用聚合氯化铝，通过絮凝剂投加装置(5)、管道(21)、管道(22)投加，微絮凝砂滤罐(6)通过管道(32)、管道(30)与臭氧反应罐(8)连接。

5.根据权利要求1所述的净水装置，其特征在于：所述的臭氧反应罐(8)臭氧投加量为3～5mg/L，臭氧化反应时间为12min，臭氧发生、投加系统由空压机(23)、储气罐(24)、空气干燥器(25)和臭氧发生器(7)所组成，空压机(23)与储气罐(24)之间通过管道(26)连接，储气罐(24)与空气干燥器(25)之间通过管道(27)连接，空气干燥器(25)与臭氧发生器(7)之间通过管道(28)连接，由臭氧发生器(7)通过管道(29)、(30)向臭氧反应罐(8)的进水中投加臭氧，臭氧投加量可通过阀门(31)调节。臭氧反应罐(8)通过管道(33)与活性炭过滤罐(9)连接。

6.根据权利要求1所述的净水装置，其特征在于：所述的活性炭过滤罐(9)中活性炭滤料为椰壳活性炭，滤层厚1000mm，滤料粒径为0.8～1.2mm，滤速为6.5m/h。

7.根据权利要求1所述的净水装置，其特征在于：所述保安滤芯(13)是孔径为5μm的微滤膜，保安滤芯(13)与纳滤加压泵(12)通过管道(37)连接，保安滤芯(13)与纳滤膜组件(14)通过管道(38)连接。

8.根据权利要求1所述的净水装置，其特征在于：所述的纳滤膜组件(14)和纳滤膜组件(15)之间通过管道(39)、管道(40)、管道(41)连接。

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