澄清式浸没超滤膜滤池、水处理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种澄清式浸没超滤膜滤池、水处理系统及方法，其中，所述澄清式浸没超滤膜滤池包括池体，池体上设有与原水进水管连通的进水装置，所述池体内形成处理空间，所述处理空间的上部设有超滤设备，所述处理空间的底部设有排泥口，所述池体内由上而下形成有超滤与澄清区、悬浮泥渣区、布水区及排泥区。该水处理系统和方法利用前述澄清式浸没超滤膜滤池并结合粉末炭投加装置向原水投加粉末活性炭，并经过絮凝后，借助超滤设备在一体化设备中实现澄清、膜过滤和活性炭吸附深度处理。本发明专利技术可以适应各种复杂的水质条件下的运行；工程建设占地小，投资费用少；安装方便，维修维护简单；大幅提高水处理水质安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超滤膜过滤技术，属于饮用水处理净化领域，尤其是涉及一种澄 清式浸没超滤膜滤池、水处理系统及方法，按照这种方法，原水投加粉末活性炭，并经过絮 凝后，借助膜分离设备在一体化设备中实现澄清、膜过滤和活性炭吸附深度处理。
技术介绍
业内人士誉为“第三代净水技术”的超滤膜技术，由于其独特的性能，目前在给排 水领域逐渐使用。业内专家学者对采用超滤膜技术的工艺进行了大量研究，提出了各种针 对不同污染程度的水源的工艺路线，如短工艺流程等。但是，对于如何实现这些工艺构想的 膜处理构筑物的研究却鲜有报道。另外，由于膜池的型式比较单一，使膜技术在使用中受到 一定限制或产生一些问题，因而影响了膜技术的进一步推广。现有技术中，过滤式浸没超滤膜滤池是目前采用比较广泛的一种，它的特点是将 膜组件90放在新建或对原有煤(砂)滤池进行改造后的滤池中，用密集的中空纤维超滤膜 丝代替滤池中一定厚度、不同粒径、级配的煤(砂)滤料进行过滤，其具体结构如图5所示。 这种形式的膜池优点是膜池深度较浅，占地面积较现在使用的煤(砂)滤池小，因此特别适 用于对老水厂现有滤池的改造；同时它可以实现对膜组件的在线清洗，自动化程度较高，降 低运行人员的劳动强度。该型滤池主要缺点为(1)对进水水质要求高，必须是经过混凝、沉淀，甚至过滤后的水，才能进入膜池进 行膜过滤，尤其是当原水水质水量发生变化，使沉淀池运行不稳定，出水浊度高时，易使膜 池堵塞。(2)由于该型滤池是在常规处理工艺后增加膜处理工艺，因此需要水厂另占用一 定面积建膜处理车间；由于膜处理工艺的投资和运行维护费用比目前使用的煤(砂)滤池 高很多，使一些水厂基于占地和投资的限制；难以将该型式的膜池在水厂建设和改造中大 范围的应用。(3)为避免膜池内污染物富集而影响超滤膜系统运行，通常在进行冲洗时是将膜 池内的水全部排放，故回收率低(回收率最高不大于96% )。(4)当采用在线清洗方式时，对池体及池内设备的防腐要求高，加大了工程投资。相对于前述的过滤式浸没超滤膜滤池，沉淀式浸没超滤膜滤池是目前比较先进的 超滤膜滤池，其最典型的应用，是于2010年7月投产的北京市自来水集团第九水厂应急改 造工程，用于处理滤池反冲水的膜处理工艺，其具体的结构及流程请参见图6所示。它的特 点是在斜板沉淀池工艺的基础上，用膜组件代替斜板箱，将沉淀池和膜池建在一个构筑物 内，省去了煤(砂)滤池的占地和投资，达到了占地小、投资少的目的。 这种“沉淀式浸没超 滤膜滤池”的使用，同时也克服了“过滤式浸没超滤膜滤池”的缺点，使其可以用于处理含有 泥沙的原水等复杂水质条件。该型滤池主要缺点为(1)由于每座沉淀池中设有三组(或多组)膜池，膜池底部开放，互相连通。当其 中任何一座膜池水下部分出现问题需要检修，或底部刮泥设备进行维护、检修时，必须将三 组(多组)膜池全部排空停产，影响正常生产。(2)由于膜材料本身的特点，不能长期暴露在空气中，否则膜寿命将严重缩短，甚 至报废。因此对设备检修时间带来很大压力。(3)膜组件的化学清洗必须离线进行，降低了自动化程度，加大了运行人员劳动强度。现有技术中，申请日为2008年8月29日，公开号为101381113所公开给水厂过滤 处理系统及处理方法，其技术方案有很多突出的优点，其不足之处在于澄清池与膜处理设 备是分离状态，占地面积大、所需设备多、工艺复杂、投资高。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提出一种澄清式浸没超滤膜滤池、处理系统及处理方 法，以发挥现有过滤式浸没超滤膜滤池、沉淀式浸没超滤膜滤池的优点，并克服它们存在一 项或多项缺陷。本专利技术的技术解决方案是一种澄清式浸没超滤膜滤池，所述澄清式浸没超滤膜 滤池包括池体，池体上设有与原水进水管连通的进水装置，所述池体内形成处理空间，所述 处理空间的上部设有超滤设备，所述处理空间的底部设有排泥口，所述池体内由上而下形 成有超滤与澄清区、悬浮泥渣区、布水区及排泥区。本专利技术还提出一种水处理系统，该水处理系统包括混合池及絮凝池，其中，所述水 处理系统还包括如上所述的澄清式浸没超滤膜滤池；所述澄清式浸没超滤膜滤池前设有所 述混合池及所述絮凝池。一种水处理方法，该方法包括对原水进行絮凝；借助超滤设备在澄清式浸没超 滤膜滤池中实现澄清、膜过滤，其中，所述澄清式浸没超滤膜滤池的池体内由上而下形成有 超滤与澄清区、悬浮泥渣区、布水区及排泥区。本专利技术的特点和优点是本专利技术采用澄清式浸没超滤膜滤池及水处理方法，向原 水投加粉末活性炭，并经过絮凝后，借助超滤设备(膜分离设备)在一体化设备中实现澄 清、膜过滤和活性炭吸附深度处理，能够解决常规方法对水处理水质不稳定的问题，还能克 服现有技术中存在的不足，实现了澄清功能、膜过滤功能、活性炭吸附功能在一个构筑物中 完成的综合结构。 具体地，本专利技术的水处理系统包括粉末炭投加装置、澄清与超滤一体化设备；所 述一体化设备(澄清式浸没超滤膜滤池)前设有对原水进行粉末炭投加的装置及混合、絮 凝池；澄清与超滤一体化设备包括池体构筑物、超滤设备，池体构筑物中部设有进入原水 的进水口，池体的底部设有排泥口，超滤设备安装在池体内部空间的上部，所述超滤设备出 水管路上设有反洗管路。本专利技术的较佳实施例中，澄清式浸没超滤膜滤池中的澄清特性，是一个连续的无 回流过程的澄清方法。经过絮凝的原水，通过池下部铺设的穿孔进水管进入池内，进行絮 凝，形成泥渣；受水流的上升流速和泥渣重力的综合作用，在池内形成一层厚厚的悬浮泥渣 层；后续不断进入池内的原水中的杂质颗粒与悬浮泥渣层中的泥渣和凝聚剂相互接触、吸附，形成新的泥渣，使悬浮泥渣层中的泥渣浓度不断加大，一些大的泥渣在重力作用下，克 服了上升水流的阻力，落到池底的泥斗中，经过浓缩由穿孔排泥管排到池外。本专利技术的较佳实施例中，澄清式浸没超滤膜滤池中垂直安放了膜丝，间隙小于1 毫米，并组成中空纤维超滤膜组件。该膜组件类似在澄清池上部分离区安装的一组组倾角 为90°，板间距为零点几毫米的斜管(板)箱。按照“浅池理论”，水中的细小的泥渣接触 到膜丝，就粘附在膜丝表面而被去除。当膜丝间粘附的泥渣经过相互接触、吸附并形成大的 颗粒时，靠重力作用，一些泥渣沿膜丝表面向下滑动，直致脱离膜丝进入下部的悬浮泥渣层 继续进行接触、吸附作用。膜丝管沉淀装置把“浅池理论”发挥到了极致水中细小的泥渣，无论其颗粒“沉降 速度”多小，只要其粒径大于超滤膜膜丝微孔的直径，就可以轻易地粘附在膜丝表面而被去 除。因此其沉淀效率远远高于现在使用的任何尺寸和形状的斜管(板)沉淀池和澄清池， 并能更有效地承受由于原水的水量、水质、水温等因素变化带来的冲击，使出水水质保持稳 定，安全性大幅提高。本专利技术的较佳实施例中，澄清式浸没超滤膜滤池中密集布置的膜丝构成该滤池的 出水管系统。其中超滤膜丝的中空纤维构造，是在直径为1 2毫米的膜丝管壁上均勻分布 了大量直径为0. 01 0. 1微米的细孔，这些膜丝可以被看作为一根根垂直布置、开孔孔径 为0.01 0.1微米的淹没穿孔出水管。靠虹吸(或重力)作用，这些穿孔出水管将经过澄 清的水，汇集到总出水管中，并进入下一道工艺。由于这些穿孔出水管在池内均勻分布，使 池内产生均勻的上升流速，有利于悬浮泥渣层的形成；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种澄清式浸没超滤膜滤池，其特征在于，所述澄清式浸没超滤膜滤池包括池体，池体上设有与原水进水管连通的进水装置，所述池体内形成处理空间，所述处理空间的上部设有超滤设备，所述处理空间的底部设有排泥口，所述池体内由上而下形成有超滤与澄清区、悬浮泥渣区、布水区及排泥区。

【技术特征摘要】
1.一种澄清式浸没超滤膜滤池，其特征在于，所述澄清式浸没超滤膜滤池包括池体，池 体上设有与原水进水管连通的进水装置，所述池体内形成处理空间，所述处理空间的上部 设有超滤设备，所述处理空间的底部设有排泥口，所述池体内由上而下形成有超滤与澄清 区、悬浮泥渣区、布水区及排泥区。2.如权利要求1所述的澄清式浸没超滤膜滤池，其特征在于，所述超滤设备包括中空 纤维超滤膜组件，所述中空纤维超滤膜组件由沿竖直方向布置的超滤膜丝组成，所述超滤 膜丝构成出水管路系统，所述出水管路系统连接至滤池的总出水管。3.如权利要求2所述的澄清式浸没超滤膜滤池，其特征在于，所述各超滤膜丝间的间 隙小于1毫米；所述超滤膜丝的直径为1 2毫米，且膜丝管壁上均勻分布有大量直径为 0. 01-0. 1微米的细孔。4.如权利要求1所述的澄清式浸没超滤膜滤池，其特征在于，所述进水装置为所述滤 池下部铺设的穿孔布水管或中心进水管，以通过穿孔布水管或中心进水管将原水分布到所 述滤池中。5.如权利要求1所述的澄清式浸没超滤膜滤池，其特征在于，所述滤池还设有粉末炭 投加装置，以向池中的原水投加粉末活性炭，所述悬浮泥渣区同时作...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永康，陈克诚，吴艳，宋勇，杨杨，泰佳，陈杰，曹澈，梁再辉，
申请(专利权)人：北京市自来水集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]