一种提高膜过滤系统性能的污水处理装置及其运行方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种提高膜过滤系统性能的污水处理装置及其运行方法，属于废水处理工艺及装置技术领域。本发明专利技术采用的单个压力容器内串联至少含有两种不同类型的过滤单元（预处理微滤（MF）或超滤（UF）+膜过滤纳滤（NF）或反渗透（RO）），所需的压力容器串联或并联在一起，通过本发明专利技术技术可以使MF/UF膜元件再生，减小过滤系统占用面积，减轻膜污染，提高经济效益。

A sewage treatment device for improving the performance of membrane filtration system and its operation method

The invention discloses a sewage treatment device for improving the performance of the membrane filtration system and its operation method, which belongs to the technical field of the wastewater treatment process and the device. The invention adopts a single pressure vessel in the series contains at least two different types of filter unit (pretreatment (MF) microfiltration or ultrafiltration (UF) membrane filtration + nanofiltration (NF) and reverse osmosis (RO)), the pressure vessel required in series or in parallel with the technology of the invention can make MF/UF membrane regeneration, reduce the area occupied by the filter system to mitigate membrane fouling, improve economic efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种提高膜过滤系统性能的污水处理装置及其运行方法
本专利技术属于废水处理工艺及装置
，具体涉及一种提高膜过滤系统性能的污水处理装置及其运行方法。
技术介绍
我国是一个干旱缺水严重的国家，同时地下水体遭受了一定程度的点状和面状污染，并且有逐年加重的趋势。愈加恶化的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，也威胁到了人们的饮水安全和身体健康。因此，包括膜技术在内的一些新型给水过滤技术，在日常生活中也日益显示出它们的重要性。膜技术作为新型分离技术已广泛应用于气体分离、物料分离和水处理领域，其中以水处理领域对膜产品的应用需求尤为突出。但是在膜法废水处理过程中，由于进水料液中微粒污染物在膜表面沉积或膜孔内吸附，造成膜孔径变小或堵塞，使得膜分离性能逐渐下降，膜污染现象难以避免且愈加严重。膜污染可以通过采用耐污染性的膜材料，进料液预处理和优化系统配置和操作条件等方法予以消除或降低。对于传统预处理技术如多级滤床，却存在有占地面积大和重量大等缺点，限制了这些常规预处理技术在有限空间试验场地的应用。此外，传统预处理技术的产水质量波动较大，容易引发后续分离过程中膜面严重的不可逆污染。MF膜和UF膜均能够截留进水料液中的悬浮物、细菌、部分病毒及大尺寸的胶体等潜在污染物，RO膜能够阻挡所有的溶解性无机盐离子及分子量大于100道尔顿的有机物，但允许水分子透过。NF膜又叫“疏松型”的RO膜，能截留的分子尺寸大小约为lnm，对于无机盐的分离存在道南效应，导致其对单价离子的去除率低于多价离子。选用合适的膜法预处理和膜清洗技术可以提高后续膜元件的使用效率，减缓膜污染。MF膜和UF膜经常用于NF膜和RO膜的预处理步骤，具有节能、占地面积小和便于操作等优点。此外，反冲洗能够有效地减轻膜污染，并且不会对膜造成二次污染，是最经济的膜清洗技术。公开号为CN201033756A的专利公开了一种采用水处理池、沉淀池、软化中和池等工序的废水处理设备，该专利技术简单廉价，处理后水全部回用，污泥用作填料和肥料，但该技术存在分离效率低，过滤效果不好，设备占用面积太大等问题。公开号为CN102961967A的专利公开了一种内置有多个板状烧结多孔膜过滤元件的膜过滤装置，该过滤装置的过滤面积显著增大，过滤效果明显提高，占地面积小，但是该装置运行实验中膜污染后清洗困难，如果密封连接出现问题，则严重影响过滤效果。本专利技术首次采用将至少两个不同类型的膜元件内置于同一压力容器内并串联排列，该压力容器包括一个用于为不同类型膜元件提供进水料液的进水口；至少一个用于为不同类型膜元件提供产水通道的产水出口；至少一个用于为不同类型膜元件提供浓水通道的浓水出口。不同类型的膜元件中的一种为MF膜或UF膜，另一种为RO膜或NF膜。本专利技术能够减少废水处理装置的占地面积，并且多个所需的压力容器并联在一起，提高了水处理效率，同时通过在线反冲洗使MF膜或UF膜元件再生，延长膜元件的使用寿命，降低经济成本。相关的文献检索不到有关本专利的内容。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有过滤系统占地面积大、膜污染严重、过滤效率低和浪费水资源的问题而提供了一种提高膜过滤系统性能的污水处理装置及其运行方法，有效降低了废水处理的经济成本。采用在压力容器内串联至少两种不同类型的膜元件，并将所需压力容器并联或串联排列，从而有效提高膜过滤系统的过滤效率，同时基于压差传感器实现间歇式在线反冲洗，从而减轻MF/UF膜元件污染并使其再生。本工艺设计灵活，可根据过滤系统允许的产水质量要求具体设置。本专利技术为实现上述目的采用如下技术方案，一种提高膜过滤系统性能的污水处理装置，其特征在于包括多个相互并联或/和串联的压力容器，每个压力容器内均设有至少两个不同类型的膜元件且该不同类型的膜元件串联排列，不同类型的膜元件中的一种类型为MF/UF膜元件，另一种类型为RO/NF膜元件，压力容器上设有一个用于为不同类型的膜元件提供进水通道的进水口、至少一个用于为不同类型的膜元件提供产水通道的产水出口、至少一个用于为不同类型的膜元件提供浓水通道的浓水出口及至少一个用于为MF/UF膜元件提供反冲洗进水的反冲洗进水口；进水口通过管道及定向控制阀与进水总管连接，该进水总管上沿进水方向依次设有进水流量控制阀、进水流量传感器、调节阀和进水压力传感器；产水出口通过管道与出水总管连接，出水总管与产水池相连，该出水总管上沿出水方向依次设有出水压力传感器、调节阀和产水流量传感器；浓水出口通过管道及调节阀与第二段RO/NF膜组件的进水口连接，第二段RO/NF膜组件的产水出口通过管道与出水总管连接，第二段RO/NF膜组件的浓水出口通过管道及浓水流量控制阀与浓水池相连；反冲洗进水口通过管道及调节阀与反冲洗管道连接，反冲洗管道的进液口与反冲洗进水池相连，定向控制阀的旁路出液口均与反冲洗管道连接，反冲洗进水支路与定向控制阀连接支路之间的反冲洗管道上沿反冲洗进水方向依次设有调节阀和测压支路，测压支路的另一端与进水总管连接，该测压支路上设有反冲洗跨MF/UF膜压差传感器组件，反冲洗管道的出液口与反冲洗出水池相连，邻近反冲洗出水池的反冲洗管道上沿反冲洗出水方向依次设有反冲洗流量传感器和反冲洗流量控制阀。进一步优选，所述压力容器内不同类型的膜元件采用紧贴式的排列方式，用于有效防止膜元件之间或膜元件周围发生泄漏，压力容器两端分别设置密封组件，用于防止压力容器水液口、产水出口和浓水出口发生泄漏。进一步优选，所述膜元件表面带有负电荷。进一步优选，所述压力容器为中空漏斗状构型或中空哑铃状构型，用于促进进水流体的流动和分离，压力容器的材质为塑料、玻璃钢或合金材料，压力容器的长度为1-16m。进一步优选，所述压力容器内设有串联的MF/UF膜元件和NF/RO膜元件，三个压力容器相互并联，用于提高膜过滤效率，进水料液通过压力容器的MF/UF膜元件进行预处理，用于去除进水料液中的颗粒物和悬浮固体，预处理后的产水直接进入压力容器内串联的NF/RO膜元件，用于有效去除进水料液中的污染离子，处理后的含有低溶解性盐的产水通过产水出口排出，NF/RO膜元件处理后的含有高盐浓度的浓水和MF/UF膜处理后的浓水混合后从压力容器的浓水出口排出。本专利技术所述的提高膜过滤系统性能的污水处理装置的运行方法，其特征在于具体过程为：进水料液通过进水总管经进水流量控制阀和定向控制阀由压力容器的进水口进入压力容器，进水料液在压力容器中依次经过MF/UF膜元件和NF/RO膜元件过滤后由压力容器产水出口通过出水总管排入产水池，压力容器中MF/UF膜和NF/RO膜的浓水均由压力容器浓水出口通过管道进入第二段NF/RO膜组件，经第二段NF/RO膜组件过滤后的产水通过出水总管进入产水池，经第二段NF/RO膜组件过滤后的浓水通过浓水管道进入浓水池；当反冲洗跨MF/UF膜压差传感器组件测得MF/UF膜元件两侧的压差超过设定的压力值时，交替停止运行多个并联的压力容器并启动反冲洗过程，反冲洗进水通过压力容器上的反冲洗进水口进入压力容器，反冲洗进水口位于压力容器中MF/UF膜元件与NF/RO膜元件之间，对MF/UF膜元件反冲洗后的反冲洗出水通过反冲洗管道经定向控制阀和反冲洗流量控制阀进入反冲洗出水池，依次交替对多个压力容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高膜过滤系统性能的污水处理装置，其特征在于包括多个相互并联或/和串联的压力容器，每个压力容器内均设有至少两个不同类型的膜元件且该不同类型的膜元件串联排列，不同类型的膜元件中的一种类型为MF/UF膜元件，另一种类型为RO/NF膜元件，压力容器上设有一个用于为不同类型的膜元件提供进水通道的进水口、至少一个用于为不同类型的膜元件提供产水通道的产水出口、至少一个用于为不同类型的膜元件提供浓水通道的浓水出口及至少一个用于为MF/UF膜元件提供反冲洗进水的反冲洗进水口；进水口通过管道及定向控制阀与进水总管连接，该进水总管上沿进水方向依次设有进水流量控制阀、进水流量传感器、调节阀和进水压力传感器；产水出口通过管道与出水总管连接，出水总管与产水池相连，该出水总管上沿出水方向依次设有出水压力传感器、调节阀和产水流量传感器；浓水出口通过管道及调节阀与第二段RO/NF膜组件的进水口连接，第二段RO/NF膜组件的产水出口通过管道与出水总管连接，第二段RO/NF膜组件的浓水出口通过管道及浓水流量控制阀与浓水池相连；反冲洗进水口通过管道及调节阀与反冲洗管道连接，反冲洗管道的进液口与反冲洗进水池相连，定向控制阀的旁路出液口均与反冲洗管道连接，反冲洗进水支路与定向控制阀连接支路之间的反冲洗管道上沿反冲洗进水方向依次设有调节阀和测压支路，测压支路的另一端与进水总管连接，该测压支路上设有反冲洗跨MF/UF膜压差传感器组件，反冲洗管道的出液口与反冲洗出水池相连，邻近反冲洗出水池的反冲洗管道上沿反冲洗出水方向依次设有反冲洗流量传感器和反冲洗流量控制阀。...

【技术特征摘要】
1.一种提高膜过滤系统性能的污水处理装置，其特征在于包括多个相互并联或/和串联的压力容器，每个压力容器内均设有至少两个不同类型的膜元件且该不同类型的膜元件串联排列，不同类型的膜元件中的一种类型为MF/UF膜元件，另一种类型为RO/NF膜元件，压力容器上设有一个用于为不同类型的膜元件提供进水通道的进水口、至少一个用于为不同类型的膜元件提供产水通道的产水出口、至少一个用于为不同类型的膜元件提供浓水通道的浓水出口及至少一个用于为MF/UF膜元件提供反冲洗进水的反冲洗进水口；进水口通过管道及定向控制阀与进水总管连接，该进水总管上沿进水方向依次设有进水流量控制阀、进水流量传感器、调节阀和进水压力传感器；产水出口通过管道与出水总管连接，出水总管与产水池相连，该出水总管上沿出水方向依次设有出水压力传感器、调节阀和产水流量传感器；浓水出口通过管道及调节阀与第二段RO/NF膜组件的进水口连接，第二段RO/NF膜组件的产水出口通过管道与出水总管连接，第二段RO/NF膜组件的浓水出口通过管道及浓水流量控制阀与浓水池相连；反冲洗进水口通过管道及调节阀与反冲洗管道连接，反冲洗管道的进液口与反冲洗进水池相连，定向控制阀的旁路出液口均与反冲洗管道连接，反冲洗进水支路与定向控制阀连接支路之间的反冲洗管道上沿反冲洗进水方向依次设有调节阀和测压支路，测压支路的另一端与进水总管连接，该测压支路上设有反冲洗跨MF/UF膜压差传感器组件，反冲洗管道的出液口与反冲洗出水池相连，邻近反冲洗出水池的反冲洗管道上沿反冲洗出水方向依次设有反冲洗流量传感器和反冲洗流量控制阀。2.根据权利要求1所述的提高膜过滤系统性能的污水处理装置，其特征在于：所述压力容器内不同类型的膜元件采用紧贴式的排列方式，用于有效防止膜元件之间或膜元件周围发生泄漏，压力容器两端分别设置密封组件，用于防止压力容器出水口、产水出口和浓水出口发生泄漏。3.根据权利要求1所述的提高膜过滤系统性能的污水处理装置，其特征在于：所述膜元件表面带有负电荷。4.根据权利要求1所述的提高膜过滤系统性能的污水处理装置，其特征在于：所述压力容器为中空漏斗状构型或中空哑铃状构型，用于促进进水料液的流动和分离，压力容器的材质为塑料...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铁梅，宋跃飞，秦文博，户启华，张小转，樊静，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41