专利名称：以超滤为核心单元的自来水生产设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自来水生产设备，特别涉及以超滤膜为核心过滤单元的自来水生产设备。
背景技术：
目前，国内外自来水生产设备主要由依次串联的预处理设备、过滤设备、消毒设备和其它配套设备组成。其中，预处理设备利用水中悬浮颗粒与水的密度差进行分离，水中悬浮物依靠重力作用从水中分离出来，小于水密度的悬浮物则上浮至水面。过滤设备为设置有滤料的过滤池，用于将经过絮凝沉淀的原水进行过滤。现在一般的水厂过滤设备所使用的滤料有无烟煤、石英砂、粗砂和承托层粗鹅卵石等。这些滤料按照从小到大的由上往 下的原则分布在过滤池中。过滤过程中杂质是由粗到细的一种过滤。这个过滤过程为非完全的物理过滤，石英砂的过滤精度可达到5 μ m。消毒设备自来水消毒大多都采用氯化法，即向消毒池中投放液氯，氯化法历史悠久，具有较完善的生产技术和设备，氯用于自来水消毒具有消毒效果好，费用较低的优点，但近年来的研究显示氯消毒副产物是三致物质。原水首先进入到预处理设备进行混凝沉淀预处理，去除原水中脱稳絮凝颗粒及一些大颗粒杂质，然后进入到过滤设备中进行过滤以去除细小颗粒物，在线加氯消毒后进入清水池，然后通过管网输送到各用户处。虽然目前的自来水生产设备也能够生产出符合使用标准的自来水，但其占地面积大，生产周期长、生产流程繁琐。
实用新型内容针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种以超滤为核心单元的自来水生产设备，该设备使用超滤膜对水源水进行过滤，通过使用超滤膜可将过滤精度提高到O. 01 μ m O. I μ m,极大的提高了过滤效果，并且超滤过滤为在线实时过滤，设备占地面积小，生产效率高。为实现上述目的，本实用新型以超滤为核心单元的自来水生产设备包括依次串联的预处理设备、过滤设备和消毒设备；其中过滤设备为超滤过滤设备。进一步，所述超滤过滤设备所使用的超滤过滤设备为浸没式或压力式超滤过滤设备。进一步，所述压力式超滤过滤设备为采用外压式超滤膜的外压式超滤设备。进一步，所述超滤过滤设备中的超滤膜的安装形式为U型结构安装和直线型结构安装。进一步，所述超滤过滤设备中的超滤膜为改良型聚丙烯腈PAN。进一步，所述自来水生产设备还包括用于对超滤过滤设备中的超滤膜进行清洗的反洗装置。本实用新型通过将超滤过滤设备用于自来水生产，优点如下 I、节约设备用地，超滤过滤设备为实时在线过滤设备，可省去混凝/沉淀/砂过滤等构筑物用地；2、使用超滤过滤设备可同时完成除浊、除菌和除藻，减少自来水生产步骤，节约生产时间；3、通过使用超滤过滤设备可将过滤精度提高到O. 01 μ m-0. I μ m，对极微小颗粒尤
其是对藻类有极佳的过滤效果。4、超滤过滤设备在产水的藻含量控制方面有独特的优势，既不产生藻毒素又可以最大限度地将藻类截留去除。5、无需使用混凝剂，使自来水中铝/铁等更低。6、是一种低碳绿色的自来水生产设备。
图I为本实用新型的以超滤为核心单元的自来水生产设备结构示意图；图2为超滤过滤设备结构示意图。
具体实施方式
如图I所示，以超滤为核心单元的自来水生产设备包括预处理设备I、超滤过滤设备2、消毒设备3、产水池4、超滤浓水池5和超滤反洗设备6 ;预处理设备I、过滤设备2、消毒设备3、产水池4依次串联连接。超滤浓水池5与超滤过滤设备2的浓水出口通过管道连接，超滤反洗设备6也通过管道与超滤过滤设备连接，用于对超滤过滤设备2进行定期清洗，以保证超滤膜的工作效果。如图2所示，超滤过滤设备包括外壳21，外壳21的内部空间被密封层29分成两个部分位于上部的过滤室22和位于下部的产水室23，密封层29的材质可为环氧树脂等。在过滤室22中设置有倒U型的超滤膜组24和进气管25，进气管25优选的位于过滤室22的中间，倒U型的超滤膜组24围绕在进气管25的周围。在外壳21的顶端还设置有进水口26、浓水出口和进气口 27，进气口 27与进气管25连通。进水口 26和出水口均与过滤室22相连通。外壳21的底板设置有产水出口 28。产水室23中的产水通过产水出口 28排出超滤过滤设备2。另外，超滤膜也可采用直线型结构。超滤膜组24可根据水厂水源的具体情况采用浸没式或压力式超滤膜组，如采用压力式超滤膜还可更加精确的选用内压式过滤和外压式过滤两种不同的形式。对于如果原水的水质可以达到III级地表水或者略好，并且污染物指标如C0D、B0D、氨氮、总磷等均不超标，只要采用最大孔径< O. I μ m的任何形式的超滤膜就可能获取合格的自来水，此时优选的为浸没式超滤膜或内压式超滤膜。对于藻类等生物较多浊度较高的水源优选的应选用外压式超滤膜。工作时，原水首先进入预处理设备I进行预处理，将水中悬浮颗粒从水中分离出来，然后进入到超滤过滤设备2中进行超滤过滤，超滤过滤设备中的产水的一部分约3% _15%，进入到超滤反洗设备中用于对超滤过滤设备2的反洗，另一部分进入到消毒设备3中进行消毒。超滤过滤设备2产生的浓水进入到超滤浓水池中。最后，经过消毒设备3消毒后的自来水进入到产水池4中。下面以本实用新型以超滤为核心单元的自来水生产设备在原水中藻类含量较多地区实验数据为例，具体说明本实用新型自来水生产设备的工作步骤和对原水的处理效果O采用的超滤过滤设备为系列矩阵式超滤膜组件设备，该超滤膜组件设备中所使用的超滤膜材质为改良型聚丙烯腈(PAN)。由于采用了在聚丙烯腈的基础上加入PVDF材料进行结合式超滤膜具有亲水性好，抗污能力强和比较坚固耐用的特点。从材质性能的角度看，改良型聚丙烯腈超滤膜既适用于处理中等污染程度以下的污水又适合处理地表水。改良型聚丙烯腈(PAN)超滤膜组件为管状组件内装中空纤维超滤膜的结构，所使用的超滤膜孔径范围为O. 01 μ m-0. I μ m，其中孔径的最大分布值为O. 025 μ m,即孔径为O. 025 μ m的膜孔占总膜孔数的70%。系列矩阵式超滤膜组件设备采用矩阵式并联超滤管件组合，运行时采用准全量式过滤方法。准全量超滤方法的主要特点是在电控下分时并循环进行全量过滤(死端过滤)一空气清洗一空气和水联合反冲洗。由于设备的少部分产水会用于设备自身反冲洗，这相当于设备没有完全实现全量过滤，只是实现了准全量过滤。而用于反冲洗的水会占总产水量的3%到15%，可以根据进水的浊度和污染程度进行调整。这种超滤的主要优点是·设备的膜通量比较大，因而用于生产每立方米水的电耗较少。系列矩阵式超滤膜组件设备的另一个优点是具有在线的化学反冲和化学清洗设计，除配置药液之外，化学清洗可以采用自动化的方式进行，因而操作比较简单。使用上述系列矩阵式超滤膜组件设备对含高浓度藻类和高浊度的原水进行处理，试验的主要内容用I个半月到2个月左右的时间，采用每日8小时左右的运行方式；对系列矩阵式超滤膜组件设备的产水进行连续的水质检验，系列矩阵式超滤膜组件设备抗击藻类和高浊的能力进行检查。并在此期间，根据原水浊度和藻类等杂质含量不同来确定具体的超滤膜反洗时间和频率，使超滤膜保持良好的工作状态。在实验期间藻含量为5X IO5个/升至IO7个/升。日平均浊度为5NTU至150NTU左右。实验结果见表一至表五。表一
原水__原水__7jC厂出水超滤产水生活饮用水标准
度(NTU)7.88 ' O. 10 一 O. 11< INTU
氮(mg/1)O. 30O. 11 一 0.07< O. 5
~H7.036.98 — 7. 196.5—8. 5
菌(cfu/ml)700< I 一 60< 100
大肠菌(cfu/lOOml) ~~70I检出未检出不得检出
粪大肠菌(cfu/lOOml) _60—OO不得检出
耗氧量(mg/1)2 750 922 08< 3ppm
(个/I)—未检测_未检测 _未检测< IO5 (参考美标)
余氯(mg/1)__未检出__O. 64__O. 05__^ O. 3ppm_表二
原水__原水__7jC厂出水超滤产水生活饮用水标准_
浊度(NTU)—18. 50.09一0.08< INTU
氨氮(mg/1)~0.46O. 13一0.23< O. 5
pH~6. 786.4—6. 796· 5-8· 5
细菌(cfu/ml)~210未检出—21100
大肠菌(cfu/100ml)23未未检出不得检出
权利要求1.一种以超滤为核心单元的自来水生产设备，其特征在于，该自来水生产设备包括依次串联的预处理设备、过滤设备和消毒设备；所述过滤设备为超滤过滤设备。
2.根据权利要求I所述设备，其特征在于，所述超滤过滤设备所使用的超滤过滤设备为浸没式或压力式超滤过滤设备。
3.根据权利要求2所述设备，其特征在于，所述压力式超滤过滤设备为采用外压式超滤膜的外压式超滤设备。
4.根据权利要求3所述设备，其特征在于，所述超滤过滤设备中的超滤膜的安装形式为U型结构安装或直线型结构安装。
5.根据权利要求4所述设备，其特征在于，所述超滤膜为改良型聚丙烯腈PAN。
6.根据权利要求5所述设备，其特征在于，所述自来水生产设备还包括用于对超滤过滤设备中的超滤膜进行清洗的反洗装置。
专利摘要以超滤为核心单元的自来水生产设备包括依次串联的预处理设备、超滤过滤设备和消毒设备。本实用新型通过将超滤过滤设备用于自来水生产具有下列优点1、节约设备用地，超滤过滤设备为实时在线过滤设备，省去建设过滤池的用地；2、使用超滤过滤设备可同时完成除浊、除菌和除藻，减少自来水生产步骤，节约生产时间；3、通过是用超滤过滤设备可将过滤精度提高到0.01μm-0.1μm，对极微小颗粒尤其是极微小藻类有极佳的过滤效果。
文档编号C02F1/44GK202671260SQ20122028941
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者刘川, 雷鹏举, 王晓晞, 郭永忠, 李贵耀, 田福, 潘立新, 刘仕军 申请人:北京诚合盛环境科技有限公司