专利名称：膜过滤净水桶及其净化方法
技术领域：
本发明属于水处理技术领域，涉及一种通过膜过滤制备饮用水的应急净水装置。
背景技术：
近年来，我国频繁遭遇地震、矿难、飓风、暴雨、洪灾、泥石流、干旱、化学 品泄露等突发事件，水源水遭受严重污染，不通过净化处理无法饮用。传统的应对水源 污染的净水设备较多，如很多的家用净水器、野外净水器(如专利CN00252858.4及野 营多功能净水车)等，一般都需要依靠管网压力或水泵等提供动力，有时因受灾现场缺 电、管网损毁等无法运行；另外装置水处理单元多、结构复杂、体积庞大、设备笨重， 往往因交通瘫痪而无法人工携带及时进入救灾现场，缺少机动性和灵活性；更为严重的 是，往往需面对极高浑浊度的污染水，因其滤材极易堵塞，又不方便清洗恢复而无法使 用。
发明内容
本发明所要解决的问题在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种设备小 巧、结构简单、出水水质优质稳定、操作简单的膜过滤净水桶。本发明的另一个目的是提供一种采用该膜过滤净水桶净化水的方法。为实现上述目的，本发明通过下述技术方案实现本发明通过下述技术方案实现一种膜过滤净水装置，包括带有出水管的桶 体，桶体内设置有由中空纤维膜和保护中空纤维膜的保护套组成的中空纤维膜组件以及 用于固定中空纤维膜组件的连接件；连接件的一端与中空纤维膜组件连接，连接件的另 一端与出水管一端连通。所述的中空纤维膜组件设置在桶体的中下部，由一个或多个“U”型膜分离单 体组成。所述的中空纤维膜组件的正上方设置有导泥板。所述的导泥板呈倒置的“V”型或倒置的“U”型，中空纤维膜组件位于倒置 的“V”型或倒置的“U”型空间内。所述的中空纤维膜为PVDF微滤膜或超滤膜。所述出水管的另一端通过出水阀门与三通连接，三通一端朝上与大气相通，另 一端朝下与水管连接，出水管的底部高于中空纤维膜组件的底部。所述的连接件与出水管之间连接有复合滤芯。本发明进一步公开了采用膜过滤净水桶净化水的方法，其特征在于(1)向净水桶中加入待处理水；(2)在净水桶内加入100目 800目粉末状的水处理药剂，所述的水处理药剂包 括明矾、活性炭、聚合铝、聚合铁、聚丙烯酰胺、离子交换树脂中的一种或几种；
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(3)搅拌净水桶内水体Imin 5min ；(4)待处理水将经过位于净水桶内的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜或微滤 膜组件进入出水管；(5)拧开净水桶的出水阀门，即得到一种洁净水。其中的水处理药剂还包括野外就地可以获得的泥沙、捣烂的植物及煤灰中的 一种或几种。其中的复合滤芯滤材为活性炭纤维(ACF)和铜锌合金(KDF)；所述的水处理药 剂还包括野外就地可以获得的洁净泥沙、捣烂的植物及煤灰中的一种或几种。优选的水处理药剂为100目 400目的粉末活性炭O.lg lg/L水及105°C 120°C烘干的100目 400目D296和D001SS离子交换树脂各O.Olg 1.5g/L水。本发明所采用的中空纤维膜组件可在清水中冲冼或漂洗中空纤维膜组件表面的 污泥等污物；倒尽截留在净水桶中的泥沙等污物；将中空纤维膜组件插回到连接件上， 使之复位；再重复上述的操作，循环往复，即可不断得到可直接饮用的洁净水。本发明所述的待处理水是指地震、矿难、飓风、暴雨、洪灾、泥石流、干 旱、化学品泄露等突发事件引起的受污染的水源水或自来水。本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果(1)本发明仅靠重力落差提供制水动力，不须用电和石化能源，特别适合野外应 急条件下使用。(2)本发明结构简单，造价低，机动灵活，省去了现有装置中常用的进水泵、加 药混凝设备、沉淀池等多个部件；(3)中空纤维膜易清洗恢复，最适合处理高浑浊度水；(4)操作简单，无须反冲和排泥。(5)本发明堪称具有新颖性、创造性、实用性的好技术。
图1为本发明的第一实施例的膜过滤净水装置的内部组件连接关系图；图2为本发明的中空纤维膜组件的内部结构示意图；图3为本发明的第二实施例的内部组件连接关系图。附图中主要部件符号说明1 桶体 2 中空纤维膜组件3 复合滤芯4 出水管 5 连接件 6 导泥板7 保护套 8 中空纤维膜 9 三通10:出水阀门11:水管12:贮水桶
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。其中的粉末活性炭有市售； D296和DOOISS离子交换树脂购买于南开大学。实施例1如图1和图2所示，本发明的膜过滤净水桶，包括带有出水管4的桶体1、中空纤维膜组件2、复合滤芯3和用于固定中空纤维膜组件的连接件5。中空纤维膜组件2由 中空纤维膜8和包围在中空纤维膜8外部保护中空纤维膜的保护套7组成，中空纤维膜8 可以是PVDF微滤膜或超滤膜。连接件5为支撑于桶壁或桶底上的活动支架，其一端与 中空纤维膜组件2中的中空纤维膜8内孔相通，另一端与复合滤芯3的内部连通。中空纤维膜组件2位于桶体的中下部，由一个或多个水处理专业熟知的帘式或 “U”型膜分离单体构成。中空纤维膜组件2与桶壁及复合滤芯3间为活动连接。中空
纤维膜组件正上方安置导泥板6，所述的导泥板6由PP、ABS或UPVC等加工成倒置的 “V”型或倒置的“U”型，所述中空纤维膜组件2位于倒置的“V”型或倒置的“U” 型空间内。净水桶桶体1的上部为加药搅拌区，桶体的底部为集泥区，出水管的一端与复 合滤芯内部相通，另一端与大气相通，出水管出口高于所述的中空纤维膜组件的底部， 制水动力来自于净水桶内的水位与出水管管口之间的重力差。前述的净水桶，其中，所述的加药搅拌区可以投加水处理专业熟知的水处理药 剂，如明矾、活性炭、骨炭、聚合铝或聚合铁及离子交换树脂中的一种或几种，或野外 就地可以获得的泥沙、捣烂的植物及煤灰中的一种或几种。实施例2如图3所示，本发明的膜过滤净水桶，包括出水管4、中空纤维膜组件2和用于 固定中空纤维膜组件的连接件5，不包括复合滤芯3。连接件5的一端与中空纤维膜组件 2中的中空纤维膜8内孔相连，另一端与出水管4连通，出水管4的另一端通过出水阀门 10与三通9连接，三通9 一端朝上与大气相通，另一端朝下与水管11连接，出水管4的 底部高于中空纤维膜组件2的底部。复合滤芯3置于净水桶下方贮存净化水的贮水桶12 的中上部区域，膜过滤净水桶的出水管4通过出水阀门10和三通9朝下的一端出水后经 水管11流入贮水桶12的上部，再经复合滤芯3流入贮水桶12的中部，到达贮水桶12的 下部后，再从贮水桶12的下部取水饮用。这样的设计与实施例1相比，更能减小出水阻 力，增大出水流量，更有实用价值。实施例3(1)净水桶，桶尺寸为035O*5OOmtn，所用中空纤维膜为260根、孔径0.05 μ m、长 1500mm、材质为PVDF，所用复合滤芯为ACF和KDF，复合滤芯尺寸为08O*35Omm;(2)向净水桶中加入待处理水；(3)将待处理水中加入400目的粉末活性炭IOg ；(4)将D296和D001SS离子交换树脂分别磨研成100目，120°C下烤干后各称取 50g，加入净水桶中；(5)搅拌净水桶内水体3min 5min ；然后将待处理水经过中空纤维膜组件、复 合滤芯进入出水管；(6)拧开净水桶的出水阀门，即得到一种洁净水；(7)从连接件中拔出中空纤维膜组件；(8)在原水或清水中冲冼或漂洗中空纤维膜组件表面的污泥等污物；(9)倒尽截留在净水桶中的泥沙等污物；(10)将中空纤维膜组件插回到连接件上，使之复位；
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(11)再重复上述⑵ (10)的步骤，循环往复，即可不断得到可直接饮用的洁 净水。本发明的积极效果如下出水量800mL/min 1000mL/min。出水水质见下表1。表1、净水桶对各种水质指标的净化效果
权利要求
1.一种膜过滤净水桶，包括带有出水管的桶体，其特征在于桶体内设置有由中空 纤维膜和保护中空纤维膜的保护套组成的中空纤维膜组件以及用于固定中空纤维膜组件 的连接件；连接件的一端与中空纤维膜组件连接，连接件的另一端与出水管一端连通。
2.根据权利要求1所述的净水桶，其特征在于所述的中空纤维膜组件设置在桶体 的中下部，由一个或多个“U”型膜分离单体组成。
3.根据权利要求1所述的净水桶，其特征在于所述的中空纤维膜组件的距上方设 置有导泥板。
4.根据权利要求3所述的净水桶，其特征在于所述的导泥板呈倒置的“V”型或 倒置的“U”型，中空纤维膜组件位于倒置的“V”型或倒置的“U”型空间内。
5.根据权利要求3所述的净水桶，其特征在于所述的中空纤维膜为PVDF微滤膜或 超滤膜。
6.根据权利要求1所述的净水桶，其特征在于所述出水管的另一端通过出水阀门 与三通连接，三通一端朝上与大气相通，另一端朝下与水管连接，出水管的底部高于中 空纤维膜组件的底部。
7.根据权利要求1所述的净水桶，其特征在于连接件与出水管之间连接有复合滤芯。
8.一种采用膜过滤净水桶净化水的方法，其特征在于(1)向净水桶中加入待处理水；(2)在净水桶内加入水处理行业熟知的混凝剂和或离子交换树脂；所述的水处理药 剂被研磨成100目 800目的粉末状；(3)搅拌净水桶内水体Imin 5min；(4)待处理水将经过位于净水桶内的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜或微滤膜组 件进入出水管；(5)拧开净水桶的出水阀门，即得到一种洁净水。
9.权利要求7和8所述的净化水方法，其中的复合滤芯滤材为活性炭纤维和铜锌合金 滤料；所述的水处理药剂还包括野外就地可以获得的洁净泥沙、捣烂的植物及煤灰中 的一种或几种。
10.权利要求1所述的净化水方法，其中的水处理药剂为100目 600目的粉末活性 炭O.lg lg/L水及105°C 120°C烘干的100目 600目D296和D001SS离子交换树脂 各 O.Olg 1.5g/L 水。
全文摘要
本发明公开了一种膜过滤净水桶，包括带有出水管的桶体和桶内与出水管连接的复合滤芯，其特征在于桶体内设置有由中空纤维膜和保护中空纤维膜的保护套组成的中空纤维膜组件以及用于固定中空纤维膜组件的连接件；连接件的一端与中空纤维膜组件连接，连接件的另一端通过阀门和三通与复合滤芯连通。本发明同时公开了采用膜过滤净水桶净化水的方法。本发明仅靠重力落差提供制水动力，不须用电和石化能源，特别适合野外应急条件下使用。同时净水桶结构简单，造价低，机动灵活，省去了现有装置中常用的进水泵、加药混凝设备、沉淀池等多个部件；中空纤维膜易清洗恢复，使用寿命长，最适合处理高浑浊度水；操作简单，无须反冲和排泥。本发明堪称具有新颖性、创造性、实用性的好技术。
文档编号C02F9/04GK102010032SQ201010537829
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者杨扬, 王贺新, 金英, 龚泰石 申请人:中国人民解放军军事医学科学院卫生学环境医学研究所, 天津迪美生物科技有限公司