一种无加药、无动力反洗的饮用水超滤系统

本实用新型涉及超滤制饮用水技术领域，特别是涉及一种无加药、无动力反洗的饮用水超滤系统。

背景技术：

地下水作为供水水源时，造成膜污染的主要指标是悬浮物、胶体及细菌和微生物。现有常规超滤运行工艺方法需要配备反洗泵、空压机等针对悬浮物、胶体通过气水洗、水反洗等物理方法进行消除。而针对细菌及微生物对超滤膜的污染，主要是设置加药装置通过反洗投加一定浓度的次氯酸钠进行去除，由此达到恢复膜通量的目的。

现有技术中超滤制水时，原水在供水泵的压力驱动下，进入膜组件进行过滤制水，制水运行一段时间后清洗，清洗过程大致分为以下步骤：(1)气水洗：通入少量反洗水和1-2bar压缩空气对超滤膜进行气水洗。通过气擦洗将膜丝表面污染物松动。(2)水反洗：启动反洗泵，通入产水量1.5倍的反洗水对超滤膜进行反向冲洗，冲掉膜表面污染物。(3)排放：膜组件的污染物在重力作用下排出。(4)运行几个周期后通过水反洗中加入一定浓度次氯酸钠消除膜组件的细菌和微生物污染等。

以上工艺方法存在诸多不足：首先，清洗步骤繁琐复杂，需要气水洗、水反洗、排放以及次氯酸钠消洗，一定程度上限制了制水效率，其次，次氯酸钠的引入存在安全隐患，再者，该工艺方法需要配备反洗泵进行反洗、需配备加药系统，以投入次氯酸钠，如此提高了系统设备成本，提高了运行能耗，同时还需要定期补充药剂，对于运输要求较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中超滤制水存在的技术缺陷，而提供一种无加药、无动力反洗的饮用水超滤系统。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种无加药、无动力反洗的饮用水超滤系统，包括超滤进水箱、臭氧发生装置、超滤供水泵、第一超滤膜单元、第二超滤膜单元、超滤产水箱以及空压机，其中：

所述超滤进水箱的出水口通过输出管路连接至所述超滤供水泵的进水口，所述臭氧发生装置通过管路连接至所述输出管路上，所述超滤供水泵的出水口连接供水管路，所述供水管路通过第一支路与所述第一超滤膜单元的进水端口相连通，所述供水管路通过第二支路与所述第二超滤膜单元的进水端口相连通，每一超滤膜单元的出水端口通过出水支路连接至出水管路，所述出水管路连接至所述超滤产水箱，所述空压机分别通过空气管路连接至每一超滤膜单元的进水侧，两个超滤膜单元的出水支路连接形成反洗管路，每一超滤膜单元的浓水侧和进水侧均设有排污口。

在上述技术方案中，每一超滤膜单元的浓水侧通过浓水管路连接至所述超滤进水箱。

在上述技术方案中，所述臭氧发生装置与所述输出管路之间的管路上设有控制阀门，所述臭氧发生装置与所述输出管路之间的管道上设有管道混合器。

在上述技术方案中，还包括保安过滤器进出水管路和设置于所述保安过滤器进出水管路上的保安过滤器，所述保安过滤器进出水管路并联于部分所述供水管路上形成并列管线，所述保安过滤器的底部设有排水管路，所述排水管路上设有排放阀。

在上述技术方案中，与所述保安过滤器进出水管路并联的供水管路上设有第一手动阀门，保安过滤器进出水管路上设有第二手动阀门。

在上述技术方案中，所述超滤进水箱的出水口与所述超滤供水泵的进水口之间的输出管路上设有第三手动阀门和第四手动阀门，第三手动阀门和第四手动阀门分别设置于用于连接所述臭氧发生装置的管路的两侧。

在上述技术方案中，所述超滤供水泵与所述并列管线之间的供水管路上设有止回阀和第五手动阀门。

在上述技术方案中，所述空压机通过第一空气管路连接至所述第一超滤膜单元的进水侧，所述空压机通过第二空气管路连接至所述第二超滤膜单元的进水侧，所述第一空气管路上设有超滤uf01进气阀，所述第二空气管路上设有超滤uf02进气阀；

所述第一超滤膜单元由两个并联的超滤膜过滤装置组成，所述第一支路上设有超滤uf01膜进水阀，所述第一超滤膜单元通过第一产水支路连接至产水管路，所述第一产水支路上设有超滤uf01产水阀，所述产水管路上设有超滤总产水阀，所述产水管路连接至所述超滤产水箱；

所述第二超滤膜单元由两个并联的超滤膜过滤装置组成，所述第二支路上设有超滤uf02进水阀，所述第二超滤膜单元通过第二产水支路连接至产水管路，所述第二产水支路上设有超滤uf02产水阀；

所述第一产水支路和所述第二产水支路构成用于反洗所述第一超滤膜单元或第二超滤膜单元的反洗管路；

所述第一超滤膜单元的进水侧连接有第一下排管路，所述第一下排管路上设有超滤uf01下排阀ev05，所述第一超滤膜单元的浓水侧连接有第一上排管路，所述第一上排管路上设有超滤uf01上排阀，所述第二超滤膜单元的进水侧连接有第二下排管路，所述第二下排管路上设有超滤uf02下排阀，所述第二超滤膜单元的浓水侧连接有第二上排管路，所述第二上排管路上设有超滤uf02上排阀；

所述第一超滤膜单元的浓水侧还通过第一浓水管路连接至所述超滤进水箱，所述第一浓水管路上设有超滤uf01浓水阀，所述第二超滤膜单元的浓水侧还通过第二浓水管路连接至所述超滤进水箱，所述第二浓水管路上设有超滤uf02浓水阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型取消了反洗泵，设置两个可切换的超滤膜单元，通过两个超滤膜单元互为反洗以去除悬浮物、胶体对膜的污染，实现膜通量的恢复。两个可切换的超滤膜单元同时运行或者一备一用，提高了系统制水效率，另外反洗设备的取消，降低了系统成本。

2.本实用新型中通过进水充入臭氧控制细菌及微生物对膜表面的污染，取消加药设备，避免了次氯酸钠的引入，实现了超滤供水运行的简化稳定及供水无药化，保证了饮用水的安全。

3.臭氧在制水过程中持续通入，避免了细菌和微生物在超滤膜单元上滋生，提高了制水的清洁度。

附图说明

图1所示为本实用新型饮用水超滤系统的结构示意图。

图中：

1-超滤进水箱，2-臭氧发生装置，3-超滤供水泵，4-第一超滤膜单元，5-第二超滤膜单元，6-超滤产水箱，7-空压机，8-输出管路，9-供水管路，10-第一支路，11-第二支路，12-保安过滤器进出水管路，13-第一空气管路，14-第二空气管路，15-第一产水支路，16-产水管路，17-第二产水支路，18-第一下排管路，19-第一上排管路，20-第二下排管路，21-第二上排管路，22-第一浓水管路，23-第二浓水管路。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种无加药、无动力反洗的饮用水超滤系统，包括超滤进水箱1、臭氧发生装置2、超滤供水泵3、第一超滤膜单元4、第二超滤膜单元5、超滤产水箱6以及空压机7，其中：

所述超滤进水箱1的出水口通过输出管路8连接至所述超滤供水泵3的进水口，所述臭氧发生装置2通过管路连接至所述输出管路8上，所述超滤供水泵3的出水口连接供水管路9，所述供水管路9通过第一支路10与所述第一超滤膜单元4的进水端口相连通，所述供水管路9通过第二支路11与所述第二超滤膜单元5的进水端口相连通，每一超滤膜单元的出水端口通过出水支路连接至出水管路，所述出水管路连接至所述超滤产水箱6，所述空压机7分别通过空气管路连接至每一超滤膜单元的进水侧，两个超滤膜单元的出水支路连接形成反洗管路，每一超滤膜单元的浓水侧和进水侧均设有排污口，每一超滤膜单元的浓水侧通过浓水管路连接至所述超滤进水箱1。

所述饮用水超滤系统的运行方法，包括以下步骤：

制水步骤：地下水进入到超滤进水箱1，在超滤供水泵3的作用下，超滤进水箱1内的水进入到第一超滤膜单元4和/或第二超滤膜单元5进行超滤，通过超滤膜单元的出水端口进入到超滤产水箱6内；与此同时，启动臭氧发生装置2，臭氧同水进入超滤膜单元进行消杀，控制膜表面的细菌及微生物；在制水过程中，臭氧发生装置同时作业，制水停止时臭氧停止通入，如此随时消杀，相对于传统次氯酸钠清洗而言，洁净度有进一步的提升，避免了细菌及微生物的滋生，同时也避免了药物残留。

第一超滤膜单元4进行清洗的步骤：

步骤1，气洗步骤：启动空压机7，空气通过空气管路、进水侧进入到第一超滤膜单元4内，浓水侧的排污口打开排污；

步骤2，水反洗步骤：第二超滤膜单元5产生的水通过反洗管路进入到第一超滤膜单元4，冲掉第一超滤膜单元4的膜表面污染物后，污水通过第一超滤膜单元4的浓水侧和进水侧的排污口排出；

步骤3，停机浸泡，松软膜表面积累污染物后，继续进行步骤2的水反洗和排污，然后恢复膜通量。

当所述重力排放污水无法排净时，打开超滤uf01进水阀和超滤uf01浓水阀，将水冲至超滤进水箱内以减缓膜污染。

第二超滤膜单元5的清洗步骤同第一超滤膜单元4的清洗步骤。

作为优选的，所述臭氧发生装置2与所述输出管路8之间的管道上设有管道混合器，使得臭氧同水的混合均匀度得到进一步的提升，优化消杀效果。为了提高第一超滤膜单元4和第二超滤膜单元5的使用寿命，所述第一超滤膜单元4和第二超滤膜单元5的超滤膜为耐臭氧膜。臭氧发生装置2的制氧量同制水量匹配控制，制水量大时，同时提高臭氧发生装置2的制氧量，制水量小时，同时降低臭氧发生装置2的制氧量。

实施例2

所述无加药、无动力反洗的饮用水超滤系统，还包括保安过滤器进出水管路和设置于所述保安过滤器进出水管路上的保安过滤器，所述保安过滤器进出水管路12并联于部分所述供水管路9上形成并列管线，所述保安过滤器的底部设有排水管路，所述排水管路上设有dn50排放阀。保安过滤器用于阻拦大颗粒杂质对膜丝可能造成的损伤。

作为优选的，与所述保安过滤器进出水管路12并联的供水管路9上设有第一手动阀门v07，保安过滤器进出水管路12上设有第二手动阀门v08，当第一手动阀门v07开启，第二手动阀门v08关闭时，超滤供水泵3泵出的水，直接进入到第一超滤膜单元4和/或第二超滤膜单元5，当第二手动阀门v08开启，第一手动阀门v07关闭时，超滤供水泵3泵出的水，经由保安过滤器的过滤后，再进入到第一超滤膜单元4和/或第二超滤膜单元5。

所述超滤进水箱1的出水口与所述超滤供水泵3的进水口之间的输出管路8上设有第三手动阀门v01和第四手动阀门v04。便于超滤进水箱1后设备的维修和超滤供水泵3的检修。

所述超滤供水泵3与所述并列管线之间的供水管路9上设有止回阀cv02和第五手动阀门v06。止回阀cv02用于防止水倒流，第五手动阀门v06的设置，便于检修。

所述臭氧发生装置2与所述输出管路8之间的管路上设有控制阀门，以控制臭氧进入到超滤系统。

作为优选的，所述空压机7通过第一空气管路13连接至所述第一超滤膜单元4的进水侧，通过第二空气管路14连接至所述第二超滤膜单元5的进水侧，所述第一空气管路13上设有超滤uf01进气阀ev06，所述第二空气管路14上设有超滤uf02进气阀ev12。

所述第一超滤膜单元4由两个并联的超滤膜过滤装置组成，所述第一支路10上设有超滤uf01膜进水阀ev01，所述第一超滤膜单元4通过第一产水支路15连接至产水管路16，所述第一产水支路15上设有超滤uf01产水阀ev03，所述产水管路16上设有超滤总产水阀ev13，所述产水管路16连接至所述超滤产水箱6；

所述第二超滤膜单元5由两个并联的超滤膜过滤装置组成，所述第二支路11上设有超滤uf02进水阀ev07，所述第二超滤膜单元5通过第二产水支路17连接至产水管路16，所述第二产水支路17上设有超滤uf02产水阀ev09。

所述第一产水支路15和所述第二产水支路17构成用于反洗所述第一超滤膜单元4或第二超滤膜单元5的反洗管路。

所述第一超滤膜单元4的进水侧连接有第一下排管路18，所述第一下排管路18上设有超滤uf01下排阀ev05，所述第一超滤膜单元4的浓水侧连接有第一上排管路19，所述第一上排管路19上设有超滤uf01上排阀ev04，所述第二超滤膜单元5的进水侧连接有第二下排管路20，所述第二下排管路20上设有超滤uf02下排阀ev11，所述第二超滤膜单元5的浓水侧连接有第二上排管路21，所述第二上排管路21上设有超滤uf02上排阀ev10；

所述第一超滤膜单元4的浓水侧还通过第一浓水管路22连接至所述超滤进水箱1，所述第一浓水管路22上设有超滤uf01浓水阀ev02，所述第二超滤膜单元5的浓水侧还通过第二浓水管路23连接至所述超滤进水箱1，所述第二浓水管路23上设有超滤uf02浓水阀ev08；

实施例3

实施例2中饮用水超滤系统的运行方法：

第一超滤膜单元4产水运行时：打开超滤uf01膜进水阀ev01、超滤uf01产水阀ev03、超滤总产水阀ev13，开启臭氧发生装置2、开启超滤供水泵3。混合有臭氧的原水在超滤供水泵3的压力驱动下，进入第一超滤膜单元4，开始制水，当原水水质变差时，可同时打开超滤uf01浓水阀ev02，部分水进入到第一超滤膜单元4内过滤，部分水返回至所述超滤进水箱1，形成错流减缓膜污染。

第一超滤膜单元4清洗时，先后进行气洗、水反洗和浸泡：

气洗时，启动空压机7，打开超滤uf01上排阀ev04、超滤uf01进气阀ev06，进行气洗。

水反洗时，打开超滤uf02进水阀ev07、超滤uf02产水阀ev09、超滤uf01产水阀ev03、超滤uf01上排阀ev04，超滤uf01下排阀ev05，通过第二超滤膜单元5的高产水对第一超滤膜单元4进行反向冲洗，冲掉第一超滤膜单元4的膜表面污染物，污染物经过超滤uf01上排阀ev04，超滤uf01下排阀ev05，通过重力排放污水。

当所述重力排放污水无法排净时，打开超滤uf01进水阀ev01和超滤uf01浓水阀ev02，将水冲至超滤进水箱内以减缓膜污染。

浸泡：当第一超滤膜单元4完成物理反洗过程，停机浸泡，以此松软膜表面积累污染物，再进行所述水反洗和重力排污，恢复膜通量开始制水。

第二超滤膜单元5产水运行时：打开超滤uf02进水阀ev07、超滤uf02产水阀ev09、超滤总产水阀ev13，开启臭氧发生装置2、开启超滤供水泵3。混合有臭氧的原水在超滤供水泵3的压力驱动下，进入第二超滤膜单元5，开始制水。当原水水质变差时，可同时打开超滤uf02浓水阀ev08，部分水进入到第二超滤膜单元5内过滤，部分水返回至所述超滤进水箱1，形成错流减缓膜污染。

第二超滤膜单元5清洗时，先后进行气洗、水反洗和浸泡：

水气洗时，启动空压机7，打开超滤uf02上排阀ev10、超滤uf02进气阀ev12。

水反洗时，打开超滤uf01膜进水阀ev01、超滤uf01产水阀ev03、超滤uf02产水阀ev09、超滤uf02上排阀ev10，超滤uf02下排阀ev11，通过第一超滤膜单元4的高产水对第二超滤膜单元5进行反向冲洗，冲掉第二超滤膜单元5的膜表面污染物，污染物经过超滤uf02上排阀ev10，超滤uf02下排阀ev11，通过重力排放污水。

当所述重力排放污水无法排净时，打开超滤uf02进水阀ev07和超滤uf02浓水阀ev08，将水冲至超滤进水箱内以减缓膜污染。

浸泡时，当第二超滤膜单元5完成物理反洗过程，停机浸泡，以此松软膜表面积累污染物，再进行水反洗和重力排污，恢复膜通量。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。