单流程净水工艺的制作方法

1.本发明涉及环保给水排水处理领域，更具体的说，它涉及一种单流程净水工艺。


背景技术：

2.目前，净水工艺一般采用两种，一种是常规工艺处理技术工艺，即“老四段”常规水处理技术：进水(原水或含浊浑水)
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》加药(投加絮凝剂系统)
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》混合(机械或混合器混合)
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》反应絮凝(反应池装置)
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》沉淀(沉淀池)
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》过滤(各种滤池)
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》出水(清水)
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》居民用户等多流程工艺技术。其缺陷和弊病是：工艺段过程多、处理复杂、构筑物多、占地面积大、工程造价昂贵、投资巨大、工期长、投产慢、管理复杂、操作定员多、运维成本高、产水量低且水质差等。另一种是：加药、混合、反应絮凝+膜滤过滤处理技术，即：进水(原水或含浊浑水)
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》加药(投加絮凝剂系统)
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》混合(机械或混合器混合)
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》反应絮凝(反应池装置)
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》膜过滤(一般为塑料类复合膜，即有机膜)
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》出水(清水)
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》居民用户等多流程工艺技术。其缺陷和弊病是：工艺复杂、构筑物多、膜价昂贵、使用寿命长短(一般约4年更新膜组)工程造价昂贵、投资巨大、工期长、投产慢、管理复杂、必须定期化学清洗，必然会严重影响水质、运维成本高、膜使用寿命短、更换成本昂贵且影响正常供水，其化学清洗剂和更换下来的废膜会严重污染环境等。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种单流程净水工艺，将传统工艺中的加药、混合、絮凝、沉淀澄清等四项工艺取消，直接将含浊原水进水至管状陶瓷膜水处理池，进行单流程负压过滤或正压过滤，达到取得清水和排除污泥浊水的目的，不仅可大幅度减少投资成本；其建设净水工程设施的施工周期还可大幅度缩短，投产供水速度可大幅度提前；缩短施工期可产生企业投产经济效益和社会经济效益；同时，由于取消了化学药剂的投加，消除了化学药剂、添加剂遗留的副产物在饮用水中，长期饮用对人体健康造成隐性的日益危害，使饮用水回归生态，回归自然；使饮用水更加健康、安全。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：单流程净水工艺，包括以下步骤：
5.原水进入池内，经分离膜管分离，进入膜管内的为清水，被膜管阻隔在外的为污泥水和浮渣，清水经分离膜管端负压出水进入清水区；
6.分离膜管下方设配气隔泥分隔板，配气隔泥分隔板安装排泥滤头和气冲滤头，排泥滤头和气冲滤头均包括滤帽和滤柄，滤帽安装在配气隔泥分隔板上方，滤柄穿过配气隔泥分隔板向下，污泥经排泥滤头的滤帽上的孔进入，经滤柄中孔向下排出，沉降至集泥斗中再经排泥管排出；
7.分离膜管上方设浮渣溢流槽，上浮的浮渣汇聚至浮渣溢流槽中，经浮渣溢流管排出；
8.将一定压力的气体通入分离膜管内，与水同时对分离膜管进行反冲，以清除膜管内的污染物以及对分离膜管通孔；
9.将一定压力的气体通入池内，与水同时从气冲滤头的滤柄中孔进入，从滤帽上的孔射出，使配气隔泥分隔板上的粒状糙面体与分离膜管碰撞摩擦，以除去分离膜管外壁上的附着污染物。
10.优选的，分离膜为陶瓷膜或复合材料膜。
11.优选的，清水区位于池内或池外的一个空间，空间依靠池内壁或池外壁设置，包括底板和侧板，顶部开放，所有分离膜管出水端穿过侧板或池壁，管壁与侧板或池壁的连接处密封，或者空间为封闭空间，封闭空间依靠池内壁或池外壁设置，包括底板、顶板和侧板。
12.优选的，清水区内设负压抽吸泵，清水经负压抽吸泵抽出。
13.优选的，集泥斗位于配气隔泥分隔板下方，排泥管位于集泥斗中通长安装。
14.优选的，气体通入分离膜管内的操作为：池内或池外设进气区，分离膜管进气端连通进气区。
15.优选的，进气区为封闭空间，封闭空间依靠池内壁或池外壁设置，包括底板、顶板和侧板，所有分离膜管进气端穿过侧板或池壁，管壁与侧板或池壁的连接处密封。
16.优选的，气体仅进入气冲滤头的滤柄中孔的操作为：排泥滤头的滤柄中的孔位低于气冲滤头的滤柄中的孔位，在配气隔泥分隔板底部与气冲滤头的滤柄中的孔位之间形成布气层，池体设进气管道，进气管道向布气层范围内进气。
17.优选的，粒状糙面体的尺寸大于排泥滤头和气冲滤头的滤帽上的孔的尺寸。
18.优选的，前3个步骤为排泥步骤，后2个步骤为反冲洗步骤，排泥步骤与反冲洗步骤同时开启，或者排泥步骤开启，反冲洗步骤关闭，或者排泥步骤关闭，反冲洗步骤开启。
19.本发明的有益效果：
20.1、将传统工艺中存在的加药、混合、絮凝、沉淀澄清等四项工艺取消，直接将含浊原水进水至管状陶瓷膜处理池，进行单流程负压过滤或正压过滤，以达到取得清水和排除污泥浊水的目的，可大幅度减少投资成本；其建设净水工程设施的施工周期可大幅度缩短，投产供水速度可大幅度提前；缩短施工期可产生投产经济效益和社会经济效益。
21.2、对原水混浊度的变化适应性大，避免了传统净水工艺及时调整投加絮凝剂的投加量的要求。
22.3、对季节性温度、季风气候变化的适应大，避免了传统净水工艺在季节气候变化及时调整进水量、絮凝剂的投加增减量的要求。
23.4、传统的水处理工艺技术由于取消了化学药剂的投加，消除了化学药剂及各种添加剂遗留在饮用水中的副产物，长期饮用对人体健康造成隐性的日益危害，使饮用水回归生态，回归自然；使饮用水更加健康、安全。
附图说明
24.图1为单流程净水工艺的流程示意图。
25.图2为单流程净水系统的结构示意图。
26.图3为展示原水处理区内部且偏向于进气区视角的结构示意图。
27.图4为展示原水处理区内部且偏向于清水区视角的结构示意图。
28.图5为展示清水区、进气区内部的结构示意图。
29.图6为本发明的正视图。
30.图中标识：原水处理区1，原水进水管道101，分离膜管102，分离膜管出水端1021，分离膜管进气端1022，配气隔泥分隔板103，排泥滤头104，排泥滤帽1041，排泥滤柄1042，气冲滤头105，气冲滤帽1051，气冲滤柄1052，粒状糙面体106，集泥斗107，排泥管108，排泥阀1081，浮渣溢流槽109，浮渣溢流管110，进气管道111，气冲控制阀1111，布水板112，连接件113；
31.清水区2，负压抽吸泵201，出水管道202，出水阀203；
32.进气区3，进气支管301，进气主管302，反冲洗控制阀303；
33.池体4。
具体实施方式
34.下面对本发明涉及的结构或这些所使用的技术术语做进一步的说明。这些说明仅仅是采用举例的方式进行说明本发明的方式是如何实现的，并不能对本发明构成任何的限制。
35.下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，属于“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
37.本发明公开了一种单流程净水工艺，如图1所示，包括以下步骤：
38.s1：原水进入池内，经分离膜管分离，进入膜管内的为清水，被膜管阻隔在外的为污泥水和浮渣，清水经分离膜管出水端进入清水区，由内置泵抽吸随管道送向清水库或储水池与用户；
39.s2：分离膜管下方设配气隔泥分隔板，配气隔泥分隔板安装排泥滤头和气冲滤头，排泥滤头和气冲滤头均包括滤帽和滤柄，滤帽安装在配气隔泥分隔板上方，滤柄穿过配气隔泥分隔板向下，污泥经排泥滤头的滤帽上的孔进入，经滤柄中孔向下排出，沉降至集泥斗中再经排泥管排出；
40.s3：分离膜管上方设浮渣溢流槽，气水冲击粒状糙面体摩擦分离膜管表层，致污染物脱落并形成浮渣层汇聚至浮渣溢流槽中，经浮渣溢流管排出；
41.s4：将一定压力的气体通入分离膜管内，与清水同时对分离膜管反向冲洗并将渗入膜壁微孔内的污染物冲挤出至膜壁外的原水处理区，同时对分离膜管通孔；
42.s5：将一定压力的气体通入池内，与清水同时从气冲滤头的滤柄中孔进入，从滤帽上的孔射出，使配气隔泥分隔板上的粒状糙面体与分离膜管碰撞摩擦，以除去分离膜管外壁上的附着污染物。
43.将传统工艺中的加药、混合、絮凝、沉淀澄清四项工艺段取消，直接将含浊原水进
水至管状陶瓷膜水处理池，进行单流程负压过滤或正压过滤，达到取得清水和排除污泥浊水的目的，不仅可大幅度减少投资成本；其建设净水工程设施的施工周期可大幅度缩短，投产供水速度可大幅度提前；缩短施工周期可产生投产项目经济效益和社会经济效益。而且，对原水混浊度的变化适应性大，避免了传统净水工艺要及时调整投加絮凝剂投加量的要求；对季节性温度、季风气候变化的适应大，避免了传统净水工艺在季节性气候变化及时调整进水量、絮凝剂的投加增减量的要求。与此同时，水处理工艺技术由于取消了化学药剂的投加，消除了化学药剂及各种添加剂遗留在饮用水中的副产物，长期饮用对人体健康造成隐性的日益危害，使饮用水回归生态，回归自然；使饮用水更加健康、安全。
44.作为一个具体的实施方式，步骤s1～s3为排泥步骤，步骤s4～s5为反冲洗步骤，排泥步骤与反冲洗步骤同时开启，或者排泥步骤开启，反冲洗步骤关闭，或者排泥步骤关闭，反冲洗步骤开启。
45.本发明还公开了一种单流程净水系统，如图2-6所示，包括原水处理区1、清水区2和进气区3，原水处理区1设原水进水管道11，原水处理区1水平铺设分离膜管102，清水区2与分离膜管出水端1021连通，分离膜管102下方设配气隔泥分隔板103，配气隔泥分隔板103上分布有排泥滤头104和气冲滤头105，排泥滤头104和气冲滤头105均包括滤帽和滤柄，滤帽位于配气隔泥分隔板103上方，滤柄穿过配气隔泥分隔板13向下，配气隔泥分隔板103上铺撒粒状糙面体106，下方设集泥斗107，集泥斗107中设用于向外界排泥的排泥管108，分离膜管102上方设浮渣溢流槽109，浮渣溢流槽109与用于向外界排出浮渣的浮渣溢流管110连通，进气区与分离膜管进气端1022连通，原水处理区1设向气冲滤头105的滤柄上的孔进气的进气管道111。
46.在一些实施例中，原水处理区1位于池体4内，清水区2为设在池内或池外的一个空间，所述空间依靠池内壁或池外壁设置，包括底板和侧板，顶部开放，所有分离膜管出水端1021穿过侧板或池壁，管壁与侧板或池壁的连接处密封，或者所述空间为封闭空间，封闭空间依靠池内壁或池外壁设置，包括底板、顶板和侧板。也就是说，清水区2设在池内时，所有分离膜管出水端1021穿过侧板，管壁与侧板的连接处密封，清水区2设在池外时，所有分离膜管出水端1021穿过池壁，管壁与池壁的连接处密封，其端封形状可方形、长方形或圆形等。
47.作为一个具体的实施方式，清水区2的高度可以是从池顶延伸到池底，也可以是从分离膜管102的位置起到池底。当然，前述两种形式仅是可能的描述，清水区的高度、宽度、长度在此不作限定，可根据处理水量设计。
48.作为一个具体的实施方式，清水区2内设负压抽吸泵201，负压抽吸泵201与出水管道202连接，出水管道202设出水阀203。原水经分离膜管102分离，负压进入膜管内的为清水，被膜管阻隔在外的为污泥水和浮渣，清水经分离膜管出水端1021进入清水区2，再由负压抽吸泵201抽吸随管道送向清水库或储水池与用户。
49.作为一个具体的实施方式，原水进水管道101位于分离膜管102上方。原水进水管道管口下方设布水板112，布水板112通过连接件113固定于管口之下。通过布水板112使原水均匀分布在分离膜管102之间。
50.分离膜管102用于分离原水。作为一个具体的实施方式，分离膜采用陶瓷膜或复合材料膜。陶瓷膜或复合材料膜管壁密布微孔，在压力作用下，原水在膜管外流动，水、无机
盐、小分子物质透过膜，悬浮物、微生物、胶以及大分子物质等被膜截留，从而达到分离、浓缩、纯化和环保等目的。陶瓷膜或复合材料膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、耐久性、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等诸多优点。
51.配气隔泥分隔板103，一方面，作为承托板用于安装排泥滤头104和气冲滤头105，另一方面，用于铺撒粒状糙面体106。在一些实施例中，配气隔泥分隔板103水平固定于池内壁，配气隔泥分隔板103所在平面与池内壁之间不具有使粒状糙面体106下落的空隙。作为一个具体的实施方式，配气隔泥分隔板103与池内壁之间的缝隙小于粒状糙面体106的尺寸。防止分布在配气隔泥分隔板103上的粒状糙面体106落到配气隔泥分隔板103下方。
52.排泥滤头104用于排出污泥。在一些实施例中，排泥滤头104包括排泥滤帽1041和排泥滤柄1042，排泥滤柄1042垂直向下。排泥滤头104的数量根据设计要求布置，均匀分布，这样配气隔泥分隔板103各个区域的污泥都能经排泥滤头104排出。排泥滤头104为市场上常见的滤头，采用abs工程塑料注塑而成，结构合理，连接牢固，承压强度高，缝隙不变型，柄长一般大于150mm，或根据处理水量规模大小而定。
53.经分离膜管102分离出的污泥沉降至配气隔泥分隔板103上，经排泥滤帽1041上的孔、缝隙进入排泥滤柄1042内，再从滤柄上的孔、缝隙和末端孔口流出，沉降至集泥斗107中。在一些实施例中，也可对排泥滤头104进气，即气体从滤柄进入，从滤帽射出，排泥滤头104在长期使用下，孔和缝隙易被堵塞，通过气水反冲洗，使孔和缝隙通畅，恢复排泥功能。
54.集泥斗107用于积聚沉泥。在一些实施例中，集泥斗107呈中间为凹槽、两侧为斜坡状，如此，从排泥滤头104排出的污泥沉降到斜坡上、凹槽内，再滑落、积聚至凹槽内，便于后续通长排泥管108排出。
55.排泥管108用于将沉泥排到池外。在一些实施例中，排泥管108位于凹槽中，通长安装，一端封闭，另一端穿伸出池体墙外连接排泥阀1081。打开排泥阀1081，排泥管108中的污泥通过排泥阀1081排出。排泥管结构和排泥原理属于现有技术，具体可参考已公开的排泥装置专利和文献。
56.气冲滤头105用于气水反冲洗。在一些实施例中，气冲滤头105包括气冲滤帽1051和气冲滤柄1052，气冲滤柄1052垂直向下。排泥滤柄1042上的孔和缝隙所在位置低于气冲滤柄1052中的孔所在位置，在配气隔泥分隔板103底部与气冲滤柄1052上的孔所在位置之间形成布气层，进气管道111向布气层范围内进气。其中，将排泥滤头和气冲滤头上的小孔、缝隙、滤柄末端的孔口统一称为“孔”。作为一个具体的实施方式，排泥滤柄1042长于气冲滤柄1052，排泥滤柄1042上的孔在气冲滤柄1052的下方，配气隔泥分隔板103为平面板，布气层在配气隔泥分隔板103底部与气冲滤柄1052底部之间。气冲滤头105的数量不限，分布方式最好是均匀分布，这样各个区域均有喷射的气水。气冲滤头105为市场上常见的滤头，采用abs工程塑料注塑而成，结构合理，连接牢固，承压强度高，缝隙不变型。
57.长时间工作的分离膜管，其管壁上的一些微孔会被污泥堵塞，若不及时清理，渗透通量会下降，分离性能降低，导致水处理效率衰减或降低。反冲洗时，气体通过进气管道111进入布气层，气水可同时从气冲滤头滤柄上的孔、缝隙和末端孔口进入，由其滤帽上的缝隙射出，强力冲击洗净周边膜件。由于排泥滤头的滤柄上的孔和缝隙所在位置低于气冲滤头的滤柄上的孔和缝隙所在位置，且布气层在配气隔泥分隔板103底部与气冲滤头的滤柄上
的孔和缝隙所在位置之间，所以气水反冲洗不影响排泥滤头104排泥。
58.粒状糙面体106，一方面用于碰撞、摩擦分离膜管102，使分离膜管102外壁上积聚的附着污染物脱除、掉落。另一方面用于打散沉降在配气隔泥分隔板103上的污泥，使污泥扬起，由排泥滤头104充分排出。
59.在一些实施例中，粒状糙面体106的尺寸大于排泥滤头104和气冲滤头105的滤帽上的孔的尺寸，这样，粒状糙面体106不会顺着排泥滤头104和气冲滤头105排出，也不会造成排泥滤头104和气冲滤头105堵塞。粒状糙面体106的数量不限，但数量不会影响排泥滤头104的排泥。粒状糙面体106表面粗糙，可以增大与分离膜管102之间的摩擦，从而提高去除分离膜管102外壁上附着层的能力。在一些具体的实施方式中，粒状糙面体106为球体，球体易于滚动。当然，粒状糙面体106也可以为其他的形状，如圆环、多面体或不规则形状。
60.长期工作的分离膜管102，管外壁上也会积聚污泥、杂质，形成附着层，不易掉落，不仅造成微孔反复堵塞，还导致分离膜管102承压增大。反冲洗时，将一定压力的气体通过进气管道111进入布气层1053，气水可同时从气冲滤头滤柄上的孔和缝隙进入，由其滤帽上的缝隙射出，使配气隔泥分隔板103上的粒状糙面体106滚动、起跳，与分离膜管102碰撞、摩擦，使分离膜管102外壁上的附着层脱落，以达到除去分离膜管102外壁上附着的污染物的目的。
61.进气区3用于向分离膜管102内输送一定压力的气体，气压可调节。在一些实施例中，进气区3为设在池内或池外的一个封闭空间，所述封闭空间依靠池内壁或池外壁设置，包括底板、顶板和侧板，所有分离膜管进气端穿过侧板或池壁，管壁与侧板或池壁的连接处密封，进气区3连接进气支管301，进气支管301连接进气主管302，进气支管302设气水反冲洗控制阀303，通过气水反冲洗控制阀303控制进气速度、进气流量。
62.作为一个具体的实施方式，出水排泥时分离膜管的进气端口密封，或者进气区3充有气体，气压大于分离膜管内水压，这样，防止清水从分离膜管102的进气端流出。
63.作为一个具体的实施方式，进气区3采用进气管道代替，即使分离膜管的进气端1022直接与进气管道连接。作为一个具体的实施方式，进气区3的高度覆盖所有分离膜管102的进气端。当然，进气区的高度、宽度、长度在此不作限定，可根据需要设计。进气区3的气体进入分离膜管102内，在一定的气压下，气体与池内的水同时从微孔射出，实现气水反冲洗，达到通孔清污的目的，使分离膜管102的分离性能得到恢复。
64.作为一个具体的实施方式，出水端1021和进气端1022分别位于分离膜管102相对两端，清水区2和进气区3分别位于原水处理区1两侧。
65.进气管道111用于原水处理区1内输送一定压力的气体，气压可调节。作为一个具体的实施方式，进气管道111设气冲控制阀1111，该进气管道111为进气支管，连接进气主管302。通过气冲控制阀1111控制进气速度、进气流量。
66.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。