专利名称：用于水处理的连续微滤滤池及应用的制作方法
技术领域：
本发明是涉及城市污水再生利用水处理工艺及自来水水处理工艺。
背景技术：
现有的城市污水再生利用水处理工艺一般为，以污水处理厂二沉池出水为水源，用传统的自来水水处理工艺即絮凝、沉淀、过滤(石英砂过滤)、消毒工艺进行处理。最先进的城市污水再生利用水处理工艺为膜技术，以污水处理厂二沉池出水为水源，利用孔径≤0.2m的微滤膜CMF装置进行过滤处理。污水处理厂二沉池出水细菌总数为104～106个/mL，大肠菌群为105～107个/L，SS≤30mg/L，经传统的自来水水处理工艺絮凝、沉淀、过滤(石英砂过滤)处理的出水，浊度、SS均可达到再生水标准，但细菌总数在102～103个/mL，大肠菌群为10～103个/L，需加氯20～30mg/L，接触时间60min消毒，细菌及大肠菌才能达到再生水的城市杂用水标准；这种再生水供居民杂用水时，人们的思想障碍很大，难以接受；如果再生水需要进行脱盐处理时，传统的自来水水处理工艺处理出水的SDI指标，远不能满足RO脱盐预处理的要求；利用孔径≤0.2μm的微滤膜CMF装置进行过滤处理的再生水，水质优良，人们乐意接受，而且是RO脱盐最好的预处理，但造价高出传统自来水水处理工艺的三倍以上；现有的微滤膜CMF装置膜的频繁冲洗、化学清洗、膜的定期维护和更换都会增加操作的复杂性和水处理成本。利用孔径≤0.2μm的微滤膜CMF-S(浸没式CMF的简称)装置进行过滤处理的再生水，水处理效果与CMF相同，造价为CMF的三分之二；组件结构复杂，安装、维护、检修不便；它适合大于30000m3/d以上规模的水处理工程。
发明内容
本发明的目的在于克服用传统的自来水水处理工艺处理再生水的卫生学水质缺陷；克服CMF及CMF-S膜装置的复杂性和CMF及CMF-S工艺投资高的不足。本发明是一种以MF膜技术与快滤池相结合的连续微滤滤池水处理新工艺，以CMF技术1/2、CMF-S技术2/3的投资，获取与CMF及CMF-S技术完全相同的再生水水质，其操作、维护比CMF及CMF-S膜装置与传统的自来水水处理工艺都简单。
可采取以下技术方案实现本发明用于水处理的连续微滤滤池，由插接式膜组件3、滤池1、集水式滤板5、气水反冲系统、进出水系统、化学清洗系统及前加氯系统组成；膜组件3置于滤池内，由集水式滤板5承托；集水式滤板5由能与膜组件承插连接的集水插座和玻璃钢板或钢筋混凝土板组成，内设滤板内汇水管4，集水式滤板用不锈钢压板和螺栓固定在滤墙6上，滤墙钢筋混凝土结构；钢制滤池的滤板固定在不锈钢托架上；滤池上部设有排水槽2、反冲洗排水管11、化学清洗进水管12、溢流管15；滤池下部设有进水管7、出水管8、反冲洗进水管9、反冲洗进气管10；在进水管7上设滤前加氯管13、化学清洗液回收管14。
所述的插接式膜组件为单插式膜组件或Y形组合插式膜组件。
所述的插接式膜组件的微滤膜为耐氧化的PVDF外压式中空纤维膜丝，其截留孔径≤0.2μm；单插式膜组件，双端出水，死端或错流过滤，组件下端设有与滤板连接的插头、气水反冲的长柄混合管及滤后积水室；Y形组合插式膜组件由三支膜件组合成一个三角星形，双端出水，死端过滤，设有中心集水管，集水管下端有与滤板连接的插头；膜组件直接插入集水式滤板的集水插座内即可。
连续微滤滤池为下述a或b或c三种工作方式a.重力式微滤滤池为开敞式滤池，依靠重力工作，滤池的出水总管设在集水池水面下，集水池最低水位与滤池工作水位保持10m落差；b.重力开敞式微滤滤池，滤池出水也可直接用水泵抽吸，而不设出水集水池；c.压力式微滤滤池为封闭式承压设备，依靠水泵加压工作。
所述的a或b设计最大跨膜压差为0.085MPa；c设计最大工作压力为0.25MPa。
水处理连续微滤滤池进水投加2.0mg/L的氯，，有效地杀死被微滤膜截留的全部细菌，并防止细菌等微生物在滤池及膜系统内繁殖孳生，确保膜壁内外不受生物污染。
如果原水为清净河水或水库水，可不加絮凝沉淀预处理，预加氯后经自动清洗粗滤器进微滤滤池，自动清洗粗滤器作用是去除颗粒较粗的悬浮物。
为保持连续微滤滤池膜组件膜通量的稳定和过膜压差稳定，60～120min气水反冲一次，每次反冲2～4min，清除膜表面的被截留物。为清除膜表面的化学及生物污染，每7～10天碱洗一次、每60天酸洗一次。化学清洗液均可循环使用。
连续微滤滤池设有水下摄像监视器，便于安装、维护及检修，能方便地取出膜组件和准确地定位插入膜组件。当有膜组件损坏时，进行充气在线检测，利用水下摄像监视器确定被损膜组件。可带水作业，避免了现行的CMF及CMF-S维护检修的复杂拆装。为增高膜组件密度提供了条件和方便。
水处理连续微滤滤池应用于以下三种污水再生处理流程或自来水水处理新工艺1)以城市污水处理厂二沉池出水为水源或以自来水水源水为水源，加氯氧化絮凝沉淀，去除大部分浊度、SS、细菌，经连续微滤滤池去除剩余的浊度、SS、细菌及病毒；2)以城市污水处理厂二沉池出水为水源或以自来水水源水为水源，预加氯，经自动冲洗粗过滤器去除颗粒较粗的悬浮物、经连续微滤滤池去除全部浊度、SS及细菌病毒；3)以城市污水处理厂二沉池出水为水源或以自来水水源水为水源，加氯氧化絮凝沉淀，连续微滤滤池去除剩余的浊度、SS及细菌病毒、SDI≤3，然后接R0除盐。以上连续微滤滤池新工艺的出水水质细菌总数去除率可达到99.99～99.9999％、大肠菌群的去除率达100％、SDI≤3、SS≤0.5mg/L、浊度≤0.5NTU、大肠菌群为零、细菌总数≤30个/mL(接近零)。
本技术相对现有技术具有如下优点和效果与传统的自来水工艺相比本技术处理的再生水水质优良，大肠菌群为零、细菌总数≤30个/mL，SDI≤3，加氯量≤10mg/L，工程投资约为传统自来水工艺的140％，运行操作的程序比传统自来水工艺简单；传统自来水工艺处理的再生水水质较差，加氯消毒之前大肠菌群为102～103个/L，细菌总数为102个/mL以上，消毒加氯量需20～30mg/L，接触时间约60min以上，大肠菌群≤3个/L，细菌总数≤100个/mL，SDI＞3。
与CMF及CMF-S(浸沒式CMF)技术相比本技术处理的再生水水质优良与CMF及CMF-S技术完全相同；本技术水处理原理、操作程序与CMF-S技术基本相同；本技术是MF与快滤池技术的结合，膜组件结构及总成简单优化，气水反冲洗布气效果比CMF及CMF-S设备好，反冲效率高，反冲周期是CMF及CMFs的二倍。CMF监测膜的完整性用声纳仪，CMF-S尚无有效的膜完整性在线检测方法，对被损坏的膜组件进行修补和更换，需要停机放水拆卸；本技术采用水下摄像仪进行膜完整性在线检测，比声纳仪直观方便。更换被损坏膜组件不需要停水停机，拔出被损坏的膜组件，再插入完好的膜组件即可，设备安装维修方便，膜组件按装密度是进口CMF-S的二倍，占地面积小。本技术基本建设投资比CMF技术及CMF-S都低，以传统的自来水工艺投资为100％，本技术投资为140％，CMF-S技术为200％，CMF技术为300～400％(国产CMF约为200％)。
本技术用于城市自来水工程改造和建设，可提高水质，降低运行成本。特别在卫生突发事故非常时期，能保证供水水质。
图1是连续微滤滤池结构2是单插式膜组件结构3是Y形组合插式膜组件结构图 图3-a是组合组建平面示意4是再生水处理工艺流程(1)图5是再生水处理工艺流程(2)图6是再生水处理工艺流程(3)图7是自来水处理新工艺图其中1、滤池；2、排水槽；3、插接式膜组件；4、滤板内汇水管；5、集水式滤板；6、滤墙；7、进水管；8、滤后出水管；9、反冲洗进水管；10、反冲洗进气管；11、反冲洗排水管；12、化学清洗进液管；13、滤前加氯；14化学清洗液回收管；15、溢流管。16、滤板集水式模组件插座17、自动锁紧器；18、单插膜组件；19、排气管；20、上集水室；21、中心管；22、组件外壳；23、排气孔；24、MF膜丝；25、进水孔；26、组件锁紧槽；27、密封环；28、下集水室；29、膜组件插头；30、长柄气水混合管。31、组合膜组件；32、反冲空气管；33、中心集水管；34、连接膜组件插座；35、磁性连接支脚；36、滤板；37、水平汇水管。
具体实施例方式
结合实施方式对技术方案作详细叙述。
实施例1一种连续微滤滤池，由微滤膜滤料(单插式膜组件或Y形组合插式膜组件)、钢筋混凝土滤池(或金属滤罐)、集水式滤板、气水反冲系统、酸洗系统、碱洗系统、前加氯系统组成。微滤膜(MF)为耐氧化的PVDF外压式中空纤维膜丝，其截留孔径0.2μm；重力式微滤滤池，国产膜膜通量30～35L/m2·h；滤池单位有效面积滤水量为16～20m3/m2·h。进口膜膜通量50L/m2·h，滤池单位有效面积滤水量可达30m3/m2·h。压力式微滤滤池，国产膜膜通量40L/m2·h；滤池单位有效面积滤水量为22～27m3/m2·h；进口膜膜通量70L/m2·h，滤池单位有效面积滤水量可达42m3/m2·h；滤池为钢筋混凝土结构或钢制滤罐；滤板由钢筋混凝土(或玻璃钢)板和ABS集水插座组成，滤板用不锈钢压板和螺栓固定在滤墙上，滤墙钢筋混凝土结构、高1000mm、宽150mm；钢制滤罐的滤板固定在不锈钢托架上；气水反洗系统由反冲水泵和鼓风机组成；化学清洗系统由酸液槽和酸计量泵、碱液槽和碱泵组成；前加氯系统由氯瓶和自动加氯机组成(或次氯酸钠发生器和计量泵组成)。
实施例2一种连续微滤滤池，微滤膜滤料(单插式膜组件或Y形组合插式膜组件)填装在钢筋混凝土滤池内，滤板承托着膜组件。滤板尺寸为1000×1000(mm)，滤板之间的缝隙用密封胶密封。滤板由滤墙支撑，滤墙两端与滤池池壁相连，滤墙根部与池底相连。每道滤墙顶部设有数根d＝25mm的气垫平衡管，下部设有2～3个700×700(mm)的水力平衡孔。滤池上部设有反冲洗排水管、化学清洗进水管；滤池下部设有进水管、出水管、反冲洗进水进气管。在进水总管上设滤前加氯管。
实施例3一种连续微滤滤池，MF微滤膜截留孔径为0.2μm，进水中凡大于0.2μm颗粒杂质100％的被去除，细菌的直径均大于0.2μm，所以连续微滤滤池具有极好的除菌效果。
实施例4一种连续微滤滤池，MF微滤膜为PVDF耐氧化膜，在进水中投加2.0mg/L氯。水在滤层中的停留时间虽然很短，但细菌却永远被截留在MF微滤膜上，细菌与水中的游离氯长时间接触而被杀灭。加氯系统由液氯氯瓶和自动加氯机组成，小型水厂也可由次氯酸钠或二氧化氯发生气以及计量泵组成。
实施例5连续微滤滤池的定期气水反冲洗，反洗周期60～120min，气水反冲洗可以将被截留在膜表面的死亡细菌和杂质冲洗掉。当连续微滤滤池出水量和出水水质低于设计要求时，采用0.5～1.0％的NaOH碱液进行碱洗，洗去吸附在膜表面的有机及生物污染，再用1.0％酸液进行酸洗，洗去膜表面的无机化学污染。碱洗周期约7～10天，酸洗周期30天。
实施例6如图4、5、6、7，水处理连续微滤滤池应用于以下三种污水再生处理流程及自来水水处理新工艺(1)以城市污水处理厂二沉池出水为水源或以自来水水源水为水源，加氯氧化絮凝沉淀，去除大部分浊度、SS、细菌，经连续微滤滤池去除剩余的浊度、SS、细菌及病毒。(2)以城市污水处理厂二沉池出水为水源或以自来水水源水为水源，预加氯，经自动冲洗粗过滤器去除颗粒较粗的悬浮物、经连续微滤滤池去除全部浊度、SS及细菌病毒。(3)以城市污水处理厂二沉池出水为水源或以自来水水源水为水源，加氯氧化絮凝沉淀，连续微滤滤池去除剩余的浊度、SS及细菌病毒、SDI≤3，然后接RO除盐。以上连续微滤滤池新工艺的出水水质细菌总数去除率可达到99.99～99.9999％、大肠菌群的去除率达100％、SDI≤3、SS≤0.5mg/L、浊度≤0.5NTU、大肠菌群为零、细菌总数≤30个/mL(接近零)。
权利要求
1.一种用于水处理的连续微滤滤池，其特征在于由插接式膜组件3、滤池1、集水式滤板5、气水反冲系统、进出水系统、化学清洗系统及前加氯系统组成；膜组件3置于滤池内，由集水式滤板5承托；集水式滤板5由能与膜组件承插连接的集水插座和玻璃钢板或钢筋混凝土板组成，内设滤板内汇水管4，集水式滤板用不锈钢压板和螺栓固定在滤墙6上，滤墙钢筋混凝土结构；钢制滤池的滤板固定在不锈钢托架上；滤池上部设有排水槽2、反冲洗排水管11、化学清洗进水管12、溢流管15；滤池下部设有进水管7、出水管8、反冲洗进水管9、反冲洗进气管10；在进水管7上设滤前加氯管13、化学清洗液回收管14。
2.根据权利要求1所述的用于水处理的连续微滤滤池，其特征在于所述的插接式膜组件为单插式膜组件或Y形组合插式膜组件。
3.根据权利要求2所述的用于水处理的连续微滤滤池，其特征在于所述的插接式膜组件的微滤膜为耐氧化的PVDF外压式中空纤维膜丝，其截留孔径≤0.2μm；单插式膜组件，双端出水，死端或错流过滤，组件下端设有与滤板连接的插头、气水反冲的长柄混合管及滤后积水室；Y形组合插式膜组件由三支膜件组合成一个三角星形，双端出水，死端过滤，设有中心集水管，集水管下端有与滤板连接的插头；膜组件直接插入集水式滤板的集水插座内。
4.根据权利要求1或2所述的用于水处理的连续微滤滤池，其特征在于连续微滤滤池为下述a或b或c，a.重力式微滤滤池为开敞式滤池，依靠重力工作，滤池的出水总管设在集水池水面下，集水池最低水位与滤池工作水位保持10m落差；b.重力开敞式微滤滤池，滤池出水也可直接用水泵抽吸，而不设出水集水池；c.压力式微滤滤池为封闭式承压设备，依靠水泵加压工作。
5.根据权利要求1或2所述的用于水处理的连续微滤滤池，其特征在于水处理连续微滤滤池进水投加2.0mg/L的氯。
6.根据权利要求4所述的用于水处理的连续微滤滤池，其特征在于所述的a或b设计最大跨膜压差为0.085MPa；c设计最大工作压力为0.25MPa。
7.根据权利要求1或2所述的用于水处理的连续微滤滤池，其特征在于每60～120min气水反冲一次，每次反冲2～4min；每7～10天碱洗一次、每60天酸洗一次。
8.根据权利要求1或2所述的用于水处理的连续微滤滤池，其特征在于连续微滤滤池设有水下摄像监视器，当有膜组件损坏时，进行充气在线检测，利用水下摄像监视器确定被损组件。
9.根据权利要求1或2所述的用于水处理的连续微滤滤池的应用，其特征在于水处理连续微滤滤池应用于以下三种污水再生处理流程或自来水水处理新工艺1)以城市污水处理厂二沉池出水为水源或以自来水水源水为水源，加氯氧化絮凝沉淀，去除大部分浊度、SS、细菌，经连续微滤滤池去除剩余的浊度、SS、细菌及病毒；2)以城市污水处理厂二沉池出水为水源或以自来水水源水为水源，预加氯，经自动冲洗粗过滤器去除颗粒较粗的悬浮物、经连续微滤滤池去除全部浊度、SS及细菌病毒；3)以城市污水处理厂二沉池出水为水源或以自来水水源水为水源，加氯氧化絮凝沉淀，连续微滤滤池去除剩余的浊度、SS及细菌病毒、SDI≤3，然后接RO除盐。
全文摘要
本发明涉及城市污水再生利用水处理工艺及自来水水处理工艺。本发明是一种以MF膜技术与快滤池相结合的连续微滤滤池水处理新工艺，以CMF技术1/2、CMF－S技术2/3的投资，获取与CMF及CMF－S技术完全相同的再生水水质，其操作、维护比CMF及CMF－S膜装置与传统的自来水水处理工艺都简单。本发明的水处理连续微滤滤池应用于三种污水再生处理流程或自来水水处理新工艺。本技术用于城市自来水工程改造和建设，可提高水质，降低运行成本。特别在卫生突发事故非常时期，能保证供水水质。
文档编号C02F1/44GK101069813SQ200610015370
公开日2007年11月14日 申请日期2006年8月21日 优先权日2006年8月21日
发明者焦兆明 申请人:焦兆明