一种超低压重力驱动生物超滤耦合净水装置，由膜池组、增氧池、集水池、原水管、喷淋乳化管、配水管、辅助配水管、控制器组成，本实用新型专利技术构建了生物与超滤耦合作用模式，在超低压、低通量下运行，利用超滤高效去除水中无机、有机颗粒及致病微生物，有效应对突发性水质、水量变化，利用生物作用控制膜污染，使膜系统在零污染通量下运行，运行中，不需要水洗、气洗和化洗，可实现长期免维护运行；当突发污染物浓度超出设备负荷时，本发明专利技术所具备的应急反洗功能可有效清除膜污染，保障设备的正常运行；本实用新型专利技术的膜滤和反洗过程均在重力驱动下进行，无须电力等动力设备，节省电耗，降低运行成本，解决了农村小型水厂运营资金不足、难于保障水质的难题。
【技术实现步骤摘要】
一种超低压重力驱动生物超滤耦合净水装置
本专利技术属于饮用水净化领域，特别涉及一种超低压重力驱动生物超滤耦合净水装置。
技术介绍
受水源、地形、居住点分布、经济条件等因素限制，我国农村存在着大量的以村为单位的小型集中给水系统及分散给水系统，由于水源分散、可选择性小、水质差、净水和杀菌设备技术要求难度大，运营资金不足，专业技术力量薄弱等诸多因素，其水质安全性正面临着严峻的挑战。据统计，我国现有乡村供水系统基本采用一体化常规处理工艺，虽然具有结构紧凑、布局合理、占地面积小的优点，但存在诸多无法回避的问题：首先，常规处理工艺必须向水中投加混凝剂，为获得良好的除浊效果，要求精准投加药剂，并随着水质水量的变化及时调整药剂投量及各种运行参数，因此需要配备具有较高专业技能的管理人员，但地处偏远地区的农村不具备专业技术力量；其次，常规混凝-沉淀-过滤工艺无法有效截流和去除病毒、粪链球菌、血吸虫、红虫、贾第虫、隐孢子虫等致病微生物，常规药剂消毒对病毒及抗病毒能力较强的细菌芽孢、两虫等效果差；另外，乡村水厂处理规模小，水质变化大，常规工艺难以应对暴雨、山洪、台风等引起的原水浊度急剧升高，湖库水氮、磷污染导致的季节性藻爆发，节日期间返乡人口增加导致的需水量激增等突发性水质、水量变化，这也是一体化常规处理工艺在农村小型水厂普遍失败的原因之一。超滤作为一种高效的固液分离技术，能够有效地去除水中颗粒物、胶体和病原微生物，且占地面积小，便于集成化和模块化应用，是一种理想的小型集中式和分散式净水技术。然而，现有常规超滤工艺通常采用高压、高通量运行模式，膜表面极易形成致密的滤饼层，导致严重的不可逆膜污染，需要频繁的水洗、气洗和药洗，需要配备反洗泵、药洗泵、鼓风机等，使设备购置费及运行费均大幅度提高，也使维护管理及其复杂，需要配备专业的管理人员，而农村小型水厂多由村民自行管理，普遍存在维护管理水平不高、运营资金不足、技术人才缺乏的情况，因此迫切需要开发一些适用于农村供水特点的水处理设备。
技术实现思路
：本技术提供了结构简单、运行费用低廉、能够高效截流去除水中无机、有机颗粒及致病微生物、并能应对农村常见的突发性水质、水量变化的一种超低压重力驱动生物超滤耦合净水装置，本技术采取的技术方案如下：一种超低压重力驱动生物超滤耦合净水装置，由膜池组、增氧池、集水池、原水管、喷淋乳化管、配水管、辅助配水管及控制器组成，膜池组、增氧池及集水池的顶部设置在相同的标高处，原水管沿进水方向依次与配水辅助管和喷淋乳化管连接，喷淋乳化管水平设置，喷淋孔位于增氧池正上方，喷淋孔与增氧池顶部之间的标高差≥0.3m，增氧池的侧壁距离顶部0.2m处设置溢流管，增氧池底部接配水管，配水管通过辅助配水管与原水管连接，辅助配水管上设辅助配水阀，膜池组由2个以上膜池构成，膜池的底部设置进水管和排泥管，进水管上设置进水阀，并与配水管连接，排泥管上设置排泥阀，膜池的侧壁设置出水管，出水管的管顶与溢流管的管底之间标高差控制在0.4～0.7m，膜池的内部安放超滤膜组件和集水管，超滤膜组件上部连接集水管，集水管通过出水管与集水池连通，集水池的底部设置放空管，集水池的侧壁下部距离底部0.2m处设置送水管，送水管沿送水方向依次设置送水阀及智能水表，智能水表通过控制器分别与进水阀、排泥阀、辅助配水阀及送水阀连接。进一步地，所述的喷淋乳化管的喷淋孔孔径为4～10mm，孔口流速为1.5～2.5m/s，喷淋乳化管上设置流量控制阀，用于控制进水流量，使超滤膜组件在设定的通量下运行，同时获得最佳的喷淋乳化增氧效果。进一步地，所述的增氧池内安放增氧器，增氧器由直径为5mm、断面为圆形的栅条制成，栅条轴线间距为10mm，材质为食品级304不锈钢管、PE管或PPR管，从喷淋孔落下的水滴在栅条上溅开，并在栅条表面形成水膜，获得增氧效果。进一步地，所述的超滤膜组件采用中空纤维超滤膜，膜孔径≤0.03μm。进一步地，所述的放空管上设置放空阀。进一步地，所述的智能水表带有电气隔离RS485接口，含MODBUS通讯协议，支持读取瞬时流量和累计产水量。进一步地，在系统内建立了生物与超滤耦合作用模式，在无水洗、无气洗、无药洗的情况下，利用生物作用控制膜污染，使超滤膜在零污染通量下运行，本专利技术的零污染通量选取原则如下：当水温≥23℃，且CODmn≤2mg/L时，零污染通量为7～9L/(m2.h)；当水温≥23℃，且2mg/L＜CODmn≤4mg/L时，零污染通量为6～7L/(m2.h)；当水温≥23℃，且4mg/L＜CODmn≤6mg/L时，零污染通量为5～6L/(m2.h)；当15℃≤水温＜23℃，且CODmn≤2mg/L时，零污染通量为6～8L/(m2.h)；当15℃≤水温＜23℃，且2mg/L＜CODmn≤4mg/L时，零污染通量为5～6L/(m2.h)；当15℃≤水温＜23℃，且4mg/L＜CODmn≤6mg/L时，零污染通量为4～5L/(m2.h)；当5℃≤水温＜15℃，且CODmn≤4mg/L时，零污染通量为4～6L/(m2.h)，低于5℃水温需要设置加热装置。进一步地，正常运行包括过滤和排泥两个过程，过滤过程的操作方法为：保持辅助配水阀、放空阀及排泥阀关闭，开启进水阀和送水阀，原水通过喷淋乳化管上的喷淋孔喷射后进入增氧池，在增氧池内利用增氧器进一步增氧，再经配水管分配到各个膜池，在超低压重力驱动下，原水通过超滤膜组件过滤，滤后水汇集到集水管，再经过出水管流入集水池，集水池的滤后水经送水管送出，智能水表连续记录瞬时流量和累计产水量，并将数据传输到控制器，当累计产水量达到设定值，控制器发出一系列指令，结束过滤过程，并进入排泥过程，排泥过程的操作方法如下：关闭一个膜池进水阀，同时开启其排泥阀，排空该膜池内的积泥，然后关闭排泥阀，同时开启该膜池的进水阀及辅助配水阀，快速补水直到膜池恢复过滤，然后进入下一个膜池的排泥过程，直到全部膜池完成排泥过程。进一步地，当突发性污染时，启用应急反洗功能，应急反洗的操作方法：关闭送水阀，关闭一个膜池的进水阀，同时开启该膜池的排泥阀，排除该膜池内的积泥，与此同时，集水池内的水以及其他膜池的滤后水在重力驱动下持续流入该膜池的超滤膜组件，对超滤膜组件进行反洗，反洗持续一定时间后，关闭该膜池的排泥阀，同时开启该膜池的进水阀及辅助配水阀，快速补水直到膜池恢复过滤，然后反洗下一个膜池，直到全部膜池完成反洗过程，打开送水阀。一种超低压重力驱动生物超滤耦合净水装置的优势在于：1.本技术在系统内构建了生物与超滤耦合作用模式，采用超低压、低通量运行方式，利用超滤高效截流去除水中无机、有机颗粒及致病微生物，利用生物作用控制膜污染，使膜系统在零污染通量下运行，不再需要水洗、气洗和化洗，仅需定期排泥，就可以长期免维护运行，解决了农村小型水厂运行管理复杂、难于保障水质的难题。2.本技术具有极强的抗水质、水量冲击能力，能够有效应对暴雨、山洪、台风等引起的原水浊度急剧升高，湖库水氮、磷污染导致的季节性藻爆发，南方地区频发的季本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超低压重力驱动生物超滤耦合净水装置，由膜池组、增氧池、集水池、原水管、喷淋乳化管、配水管、辅助配水管及控制器组成，其特征在于：/n膜池组、增氧池及集水池的顶部设置在相同的标高处，原水管沿进水方向依次与配水辅助管和喷淋乳化管连接，喷淋乳化管水平设置，喷淋孔位于增氧池正上方，喷淋孔与增氧池顶部之间的标高差≥0.3m，增氧池的侧壁距离顶部0.2m处设置溢流管，增氧池底部接配水管，配水管通过辅助配水管与原水管连接，辅助配水管上设辅助配水阀，膜池组由2个以上膜池构成，膜池的底部设置进水管和排泥管，进水管上设置进水阀，并与配水管连接，排泥管上设置排泥阀，膜池的侧壁设置出水管，出水管的管顶与溢流管的管底之间标高差控制在0.4～0.7m，膜池的内部安放超滤膜组件和集水管，超滤膜组件上部连接集水管，集水管通过出水管与集水池连通，集水池的底部设置放空管，集水池的侧壁下部距离底部0.2m处设置送水管，送水管沿送水方向依次设置送水阀及智能水表，智能水表通过控制器分别与进水阀、排泥阀、辅助配水阀及送水阀连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种超低压重力驱动生物超滤耦合净水装置，由膜池组、增氧池、集水池、原水管、喷淋乳化管、配水管、辅助配水管及控制器组成，其特征在于：
膜池组、增氧池及集水池的顶部设置在相同的标高处，原水管沿进水方向依次与配水辅助管和喷淋乳化管连接，喷淋乳化管水平设置，喷淋孔位于增氧池正上方，喷淋孔与增氧池顶部之间的标高差≥0.3m，增氧池的侧壁距离顶部0.2m处设置溢流管，增氧池底部接配水管，配水管通过辅助配水管与原水管连接，辅助配水管上设辅助配水阀，膜池组由2个以上膜池构成，膜池的底部设置进水管和排泥管，进水管上设置进水阀，并与配水管连接，排泥管上设置排泥阀，膜池的侧壁设置出水管，出水管的管顶与溢流管的管底之间标高差控制在0.4～0.7m，膜池的内部安放超滤膜组件和集水管，超滤膜组件上部连接集水管，集水管通过出水管与集水池连通，集水池的底部设置放空管，集水池的侧壁下部距离底部0.2m处设置送水管，送水管沿送水方向依次设置送水阀及智能水表，智能水表通过控制器分别与进水阀、排泥阀、辅助配水阀及送水阀连接。
2.根据权利要求1所述的一种超低压重力驱动生物超滤耦合净水...
【专利技术属性】
技术研发人员：李陶然，杨艳玲，
申请(专利权)人：北京瑞吉泉科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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