專利名稱：集成膜絲檢測的一體化超濾膜水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種一體化超濾膜水處理裝置，尤其是涉及中空纖維膜膜絲健 康檢測的一體化超濾膜水處理裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)村生活污水、工業(yè)廢水、垃圾、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及 畜禽養(yǎng)殖廢棄物排放量增加，廣泛分布在農(nóng)村的河流、水庫、湖泊、溝塘等處的地表水 和地下水污染嚴(yán)重，農(nóng)村水源水質(zhì)狀況日益惡化，污染事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅著廣大 農(nóng)民群眾的身體健康。傳統(tǒng)的給水處理方法盡管工藝成熟、應(yīng)用廣泛，但由于農(nóng)村地區(qū)水源相對較 差，水質(zhì)波動(dòng)大，處理水量少，采用傳統(tǒng)水處理工藝的小型水處理廠，規(guī)?；б娴停?且農(nóng)村用戶分散，供水管網(wǎng)投資費(fèi)用巨大。傳統(tǒng)工藝凈水單元多，操作繁瑣，運(yùn)行維護(hù) 管理復(fù)雜，制水成本高，且對水量水質(zhì)的適應(yīng)性比較脆弱。因此，在農(nóng)村飲用水領(lǐng)域中空纖維超濾膜水處理裝置受到了極大的關(guān)注。一體 化的超濾膜水處理裝置能有效地去除水中的顆粒物，使出水濁度降低至0.1NTU以下， 并能去除大分子有機(jī)污染物，幾乎100%的截留兩蟲、水蚤、紅蟲、藻類、細(xì)菌甚至病 毒等微生物。同時(shí)，超濾膜水處理裝置供水規(guī)模靈活，適用于農(nóng)村分散型飲用水處理， 并且易于后期改擴(kuò)建，僅需要增減超濾膜組件即可。另外，超濾膜裝置工藝簡單，運(yùn)行 方便，無須加藥，可完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，運(yùn)行管理方便，符合農(nóng)村的實(shí)際技術(shù)管理水 平，膜裝置的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化與相對集約化使得凈水工程施工周期短，占地面積大為減 少。但是，由于農(nóng)村地區(qū)設(shè)備間歇運(yùn)行，人員管理水平低，養(yǎng)護(hù)不到位，在內(nèi)外壓 差突變時(shí)，中空纖維膜組件易發(fā)生膜絲斷裂的問題。膜絲斷裂是超濾膜失效的主要原 因。一旦膜絲斷裂，源水中的賈第蟲和隱孢子蟲，水蚤、紅蟲等直接由斷裂的膜絲處進(jìn) 入清水箱，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將嚴(yán)重影響使用者的身體健康。而目前中空纖維超濾膜水 處理設(shè)備沒有具備膜絲健康診斷功能，而農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)的膜處理凈水裝置往往缺乏專業(yè) 工程師的定期管理和衛(wèi)生監(jiān)督部門的定期水質(zhì)檢測，膜絲斷裂、破損現(xiàn)象很難及時(shí)被發(fā) 現(xiàn)，使得中空纖維膜水處理設(shè)備出水水質(zhì)無法保證，安全風(fēng)險(xiǎn)大增。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種集成膜絲檢測的一體化超濾膜水處理裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是該集成膜絲檢測的一體化 超濾膜水處理裝置包括保安過濾器、一個(gè)以上的超濾膜組件、膜絲檢測氣泵、第一電磁 閥、透明管、進(jìn)水總管和出水總管，所述保安過濾器的出水端與各超濾膜組件的進(jìn)水端 通過進(jìn)水總管連通，各超濾膜組件的出水端分別固定安裝有透明管，各透明管分別與出 水總管連通，所述膜絲檢測氣泵通過導(dǎo)氣管與所述進(jìn)水總管連通；所述第一電磁閥安裝
3在所述導(dǎo)氣管上；進(jìn)水總管上安裝有進(jìn)水電磁閥，出水總管上安裝有出水電磁閥。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述各超濾膜組件的進(jìn)水端分別通過相應(yīng)的第一配水管 與所述進(jìn)水總管連通，各透明管分別通過相應(yīng)的第二配水管與出水總管連通。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還包括化學(xué)清洗消毒裝置和消毒清洗排水電磁閥；所述 化學(xué)清洗消毒裝置包括化學(xué)清洗水箱、化學(xué)消毒水箱和化學(xué)清洗消毒泵，在各第二配水 管的交匯處和出水電磁閥之間，出水總管通過旁路出水管與化學(xué)清洗水箱和化學(xué)消毒水 箱分別連通，化學(xué)清洗水箱和化學(xué)消毒水箱與化學(xué)清洗消毒泵的進(jìn)水端連通，化學(xué)清洗 消毒泵的出水端與進(jìn)水總管連通，化學(xué)清洗消毒泵與進(jìn)水總管的連接處位于各第一配水 管的交匯處和進(jìn)水電磁閥之間。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還包括反沖洗裝置，所述反沖洗裝置包括反沖洗水箱和 反沖洗水泵，所述反沖洗水箱與出水總管連通，所述反沖洗水泵的進(jìn)水口與反沖洗水箱 的出水口連通，反沖洗水泵的出水口通過反洗水管與出水總管連接，反洗水管與出水總 管的連接處位于各第二配水管的交匯處和出水電磁閥之間。本實(shí)用新型的有益效果是該集成膜絲檢測的一體化超濾膜水處理裝置根據(jù)出 水壓力傳感器的壓力變化自動(dòng)調(diào)節(jié)原水變頻泵的流量和揚(yáng)程，不設(shè)調(diào)節(jié)水箱，避免了二 次污染。同時(shí)，克服現(xiàn)有中空纖維超濾膜水處理設(shè)備無法及時(shí)檢測膜絲健康運(yùn)行的缺 陷，本實(shí)用新型水處理裝置中加入了中空纖維膜膜絲檢測功能，通過在處理流程中集成 膜絲檢測氣泵和導(dǎo)氣管，并在每一支超濾膜組件出水端上安裝透明管，目測氣泡的產(chǎn)生 以達(dá)到檢測每一支超濾膜組件的膜絲健康狀況，在檢測完畢后，PLC控制柜自動(dòng)依次開 啟相關(guān)控件，實(shí)現(xiàn)裝置快沖反洗功能完成排氣和反沖洗，集成這一檢測功能的一體化超 濾膜水處理裝置不但能使出水水質(zhì)安全健康，達(dá)到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)，同 時(shí)可以在不影響裝置正常運(yùn)行的前提下，方便地測出超濾膜組件內(nèi)中空纖維膜膜絲是否 健康運(yùn)行，避免原水直接穿透，污染出水水質(zhì)，保證出水水質(zhì)安全。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型處理裝置的工作示意圖；圖2是本實(shí)用新型處理裝置膜絲檢測的工作原理示意圖。圖中1.原水進(jìn)水管、2.原水變頻泵、3.第一止回閥、4.原水流量計(jì)、5.進(jìn) 口壓力傳感器、6.保安過濾器、7.出口壓力傳感器、8.進(jìn)水電磁閥、9.超濾膜組件、 10.反沖洗出水管、11.反洗電磁閥、12.出水總管、13.消毒清洗排水電磁閥、14.出水電 磁閥、15.出水壓力傳感器、16.反沖洗水箱進(jìn)水管、17.化學(xué)清洗水箱、18.化學(xué)消毒水 箱、19.化學(xué)清洗消毒泵、20.膜絲檢測氣泵、21.第一電磁閥、22.透明管、23.反沖洗流 量計(jì)、24.反沖洗水泵、25.反沖洗水箱、26.PLC控制柜、27.控制線、28.第二止回閥、 29.浮球閥、30.導(dǎo)氣管、31.液位控制器、32.反洗水管、33.中空纖維膜膜絲、34.旁路出 水管、35.進(jìn)水總管、36.第一配水管、37.第二配水管。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。[0017]如
圖1所示，本實(shí)用新型集成膜絲檢測的一體化超濾膜水處理裝置包括保安過 濾器6、四個(gè)超濾膜組件9、膜絲檢測氣泵20、第一電磁閥21、透明管22、進(jìn)水總管35 和出水總管12。其中，保安過濾器6的出水端與各超濾膜組件9的進(jìn)水端通過進(jìn)水總管 35連通，四個(gè)超濾膜組件9的出水端各固定安裝有一個(gè)透明管22，各透明管22分別與出 水總管12連通，膜絲檢測氣泵20通過導(dǎo)氣管30與進(jìn)水總管35連通；第一電磁閥21安 裝在導(dǎo)氣管30上。進(jìn)水總管35上安裝有進(jìn)水電磁閥8，出水總管12上安裝有出水電磁 閥14。膜絲檢測氣泵20可選用上海岱洛工貿(mào)有限公司的DA5001/6小型靜音無油空壓 機(jī)。保安過濾器6內(nèi)可采用杭州永潔達(dá)凈化科技有限公司的PP棉熔噴濾芯，用于截 留原水中粒徑較大的懸浮顆粒。使用時(shí)，在保安過濾器6的進(jìn)水口處連接原水進(jìn)水管1。 若在保安過濾器6的進(jìn)水口處的原水進(jìn)水管1和出水口處的進(jìn)水總管35上分別安裝進(jìn)口 壓力傳感器5和出口壓力傳感器7，則保安過濾器6內(nèi)的熔噴濾芯可根據(jù)進(jìn)、出水口壓力 傳感器的壓力差大小進(jìn)行適時(shí)更換。建議當(dāng)壓差大于0.05Mpa時(shí)，更換熔噴濾芯。超濾膜組件9用于進(jìn)一步截留水中細(xì)小懸浮顆粒，截留分子量可達(dá)到100000道 爾頓，使出水達(dá)到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)。
圖1示出了四個(gè)超濾膜組件9，而 本實(shí)用新型中超濾膜組件的數(shù)量至少為一個(gè)，具體可根據(jù)產(chǎn)水量大小決定，一般，超濾 膜組件的數(shù)量隨產(chǎn)水量的增大而增多。具體地，各超濾膜組件9的進(jìn)水端通過各自的第 一配水管36與進(jìn)水總管35連通，與各超濾膜組件9的出水端安裝在一起的透明管22分 別通過各自的第二配水管37與出水總管12連通。在本實(shí)用新型中，超濾膜組件9可采 用海南立升凈水科技實(shí)業(yè)有限公司的LH3-1060-V型超濾膜組件。如
圖1所示，作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，本實(shí)用新型集成膜絲檢測的一 體化超濾膜水處理裝置還包括化學(xué)清洗消毒裝置。如
圖1所示，化學(xué)清洗消毒裝置由化 學(xué)清洗水箱17、化學(xué)消毒水箱18和化學(xué)清洗消毒泵19組成，其中，化學(xué)清洗消毒箱包括 化學(xué)清洗水箱17和化學(xué)消毒水箱18。在各第二配水管37的交匯處和出水電磁閥14之 間，出水總管12連接一旁路出水管34，化學(xué)清洗水箱17和化學(xué)消毒水箱18分別與旁路 出水管34連通，且化學(xué)清洗水箱17和化學(xué)消毒水箱18分別與化學(xué)清洗消毒泵19的進(jìn)水 端連通，化學(xué)清洗消毒泵19的出水端與進(jìn)水總管35連通，化學(xué)清洗消毒泵19與進(jìn)水總 管35的連接處位于各第一配水管36的交匯處和進(jìn)水電磁閥8之間。在旁路出水管34與 出水總管12的連接處和出水電磁閥14之間，出水總管12上還安裝有消毒清洗排水電磁 閥13。當(dāng)進(jìn)行化學(xué)清洗消毒時(shí)，分別在化學(xué)清洗水箱17和化學(xué)消毒水箱18中加入清洗 消毒藥劑，建議清洗藥劑和消毒藥劑分別為NaOH和NaCIO。經(jīng)過超濾膜水處理后的水 通過旁路出水管34進(jìn)入化學(xué)清洗水箱17和化學(xué)消毒水箱18，關(guān)閉出水電磁閥14，開啟 消毒清洗排水電磁閥13，開啟化學(xué)清洗消毒泵19，化學(xué)清洗消毒液通過進(jìn)水總管35和第 一配水管36分別進(jìn)入各超濾膜組件9，對超濾膜組件9內(nèi)的中空纖維膜進(jìn)行清洗消毒，消 毒完成后，化學(xué)清洗消毒泵19和消毒清洗排水電磁閥13關(guān)閉。如
圖1所示，作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，本實(shí)用新型集成膜絲檢測的一 體化超濾膜水處理裝置還可包括反沖洗裝置，反沖洗裝置由反沖洗水箱25和反沖洗水泵24組成，其中，反沖洗水箱25與出水總管12連通，反沖洗水泵24的進(jìn)水口與反沖洗水 箱25的出水口連通，反沖洗水泵24的出水口通過反洗水管32與出水總管12連接，反洗 水管32與出水總管12的連接處位于各第二配水管37的交匯處和出水電磁閥14之間。如
圖1所示，出水總管12上連接有反沖洗水箱進(jìn)水管16，而出水電磁閥14位于 出水總管12與反沖洗水箱進(jìn)水管16的連接處和各第二配水管37的交匯處之間。反沖洗 水箱25則通過反沖洗水箱進(jìn)水管16與出水總管12連通，使處理后的凈水通過反沖洗水 箱進(jìn)水管16進(jìn)入反沖洗水箱25。反沖洗水箱進(jìn)水管16的出口處安裝浮球閥29，反沖洗 水箱內(nèi)安裝有液位控制器31，當(dāng)水位降到一定值后，反沖洗水泵24關(guān)閉，以避免反沖洗 水箱25無水時(shí)反沖洗水泵24的空轉(zhuǎn)，反沖洗水泵24的出水口通過反洗水管32與出水總 管12連接，反洗水管32與出水總管12的連接處位于第二配水管37的交匯處和出水電磁 閥14之間，反洗水管32上安裝有反沖洗流量計(jì)23和第二止回閥28。此外，各超濾膜 組件9的反沖洗出水端可連接有反沖洗出水管10，反沖洗出水管10上安裝有反洗電磁閥 11。當(dāng)系統(tǒng)工作一段周期后，PLC控制柜26控制進(jìn)水電磁閥8、出水電磁閥14關(guān)閉， 反洗電磁閥11、反沖洗水泵24開啟，反沖洗水箱25中的凈水通過出水總管12和第二配 水管37被反向壓入超濾膜組件9，反透過超濾膜組件9內(nèi)的中空纖維超濾膜，將膜表面截 留的污染物質(zhì)沖起并隨水流通過反沖洗出水管10排放。如
圖1所示，本實(shí)用新型超濾膜水處理裝置工作時(shí)，原水進(jìn)水管1與原水變頻 泵2的出口端連通，原水進(jìn)水管1上安裝有第一止回閥3、原水流量計(jì)4和進(jìn)口壓力傳感 器5，在進(jìn)水總管35上安裝有進(jìn)水電磁閥8。本實(shí)用新型正常工作時(shí)，第一電磁閥21、 反洗電磁閥11關(guān)閉，進(jìn)水電磁閥8和出水電磁閥14開啟，原水經(jīng)原水變頻泵2提升后通 過原水進(jìn)水管1進(jìn)入裝置，經(jīng)過保安過濾器6和超濾膜組件9兩級處理后，經(jīng)第二配水管 37進(jìn)入出水總管12送至用戶，出水總管12上安裝有出水壓力傳感器15，并用控制線27 與PLC控制柜26相連，通過壓力傳感器15的壓力變化，控制原水變頻泵2的轉(zhuǎn)速，使 出水既滿足設(shè)定壓力范圍又達(dá)到節(jié)能的目的。當(dāng)進(jìn)行膜絲檢測時(shí)，如圖2所示，膜絲檢 測氣泵20、第一電磁閥21開啟，氣體通過進(jìn)水總管35進(jìn)入超濾膜組件9，若超濾膜組件 9中的中空纖維膜膜絲33工作正常，則在中空纖維膜膜絲33內(nèi)維持一定的氣、水壓力平 衡，氣體無法透過膜進(jìn)入第二配水管37，透明管22就沒有氣泡產(chǎn)生；若膜絲存在斷裂、 破損等問題，氣體在壓力作用下從破損處將超濾膜組件9內(nèi)的水?dāng)D出，當(dāng)超濾膜組件9內(nèi) 液位降至膜絲破損位置后，氣體就進(jìn)入第二配水管37，透明管22中將出現(xiàn)氣泡，此時(shí)說 明中空纖維膜膜絲33存在破損或斷裂。檢測完成后，關(guān)閉出水電磁閥14和第二電磁閥 21，反洗電磁閥11開啟，進(jìn)入正沖洗階段，排除超濾膜組件9內(nèi)的空氣和濃水。膜絲檢 測氣泵20的壓力應(yīng)小于中空纖維膜泡點(diǎn)壓力，而由于中空纖維膜膜絲33泡點(diǎn)壓力約為 0.2-0.3MPa,所以膜絲檢測氣泵20的氣壓設(shè)置宜為0.08_0.1MPa。綜上，本實(shí)用新型超濾膜水處理裝置在工作周期中時(shí)，原水經(jīng)原水變頻泵2壓 入系統(tǒng)后，首先經(jīng)過保安過濾器6的一級處理，過濾掉肉眼可見的細(xì)小顆粒，經(jīng)一級處 理后的原水進(jìn)入超濾膜組件9進(jìn)行二級處理，以進(jìn)一步去除水中細(xì)小顆粒，使出水水質(zhì) 達(dá)到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)。當(dāng)工作周期結(jié)束后，進(jìn)水電磁閥8關(guān)閉，反沖 洗系統(tǒng)開啟，系統(tǒng)進(jìn)入反沖洗程序，當(dāng)反沖洗結(jié)束后，繼續(xù)進(jìn)入工作周期。當(dāng)運(yùn)行一段 時(shí)間后，開啟化學(xué)清洗消毒裝置，對膜絲表面進(jìn)行消毒清洗，清除膜絲表面孳生的微生
6物。當(dāng)需要進(jìn)行膜絲檢測時(shí)，膜絲檢測系統(tǒng)開啟，將空氣壓入進(jìn)水管道，氣體隨水流進(jìn) 入水處理設(shè)備中的每一根超濾膜組件，由于泵入空氣氣壓小于中空纖維膜泡點(diǎn)壓力，在 膜絲工作正常的前提下，氣體不會(huì)透過超濾膜，透明管段看不到氣泡；如果膜絲發(fā)生斷 裂、破損，則空氣會(huì)透過超濾膜進(jìn)入出水管道，透明管段即出現(xiàn)氣泡，達(dá)到能夠區(qū)分膜 絲是否健康的目的。檢測完畢后，控制系統(tǒng)控制膜處理設(shè)備進(jìn)入正沖洗程序，排空膜組 件中空氣。
權(quán)利要求1.一種集成膜絲檢測的一體化超濾膜水處理裝置，其特征是包括保安過濾器(6)、 一個(gè)以上的超濾膜組件(9)、膜絲檢測氣泵(20)、第一電磁閥(21)、透明管(22)、進(jìn)水 總管(35)和出水總管(12)，所述保安過濾器(6)的出水端與各超濾膜組件(9)的進(jìn)水端 通過進(jìn)水總管(35)連通，各超濾膜組件(9)的出水端分別固定安裝有透明管(22)，各透 明管(22)分別與出水總管(12)連通，所述膜絲檢測氣泵(20)通過導(dǎo)氣管(30)與所述進(jìn) 水總管(35)連通；所述第一電磁閥(21)安裝在所述導(dǎo)氣管(30)上；進(jìn)水總管(35)上安 裝有進(jìn)水電磁閥(8)，出水總管(12)上安裝有出水電磁閥(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成膜絲檢測的一體化超濾膜水處理裝置，其特征是所 述各超濾膜組件(9)的進(jìn)水端分別通過相應(yīng)的第一配水管(36)與所述進(jìn)水總管(35)連 通，各透明管(22)分別通過相應(yīng)的第二配水管(37)與出水總管(12)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成膜絲檢測的一體化超濾膜水處理裝置，其特征是還 包括化學(xué)清洗消毒裝置和消毒清洗排水電磁閥(13)；所述化學(xué)清洗消毒裝置包括化學(xué)清 洗水箱(17)、化學(xué)消毒水箱(18)和化學(xué)清洗消毒泵(19)，在各第二配水管(37)的交匯 處和出水電磁閥(14)之間，出水總管(12)通過旁路出水管(34)與化學(xué)清洗水箱(17)和 化學(xué)消毒水箱(18)分別連通，化學(xué)清洗水箱(17)和化學(xué)消毒水箱(18)與化學(xué)清洗消毒 泵(19)的進(jìn)水端連通，化學(xué)清洗消毒泵(19)的出水端與進(jìn)水總管(35)連通，化學(xué)清洗 消毒泵(19)與進(jìn)水總管(35)的連接處位于各第一配水管(36)的交匯處和進(jìn)水電磁閥(8) 之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的集成膜絲檢測的一體化超濾膜水處理裝置，其特征是 還包括反沖洗裝置，所述反沖洗裝置包括反沖洗水箱(25)和反沖洗水泵(24)，所述反沖 洗水箱(25)與出水總管(12)連通，所述反沖洗水泵(24)的進(jìn)水口與反沖洗水箱(25)的 出水口連通，反沖洗水泵(24)的出水口通過反洗水管(32)與出水總管(12)連接，反洗 水管(32)與出水總管(12)的連接處位于各第二配水管(37)的交匯處和出水電磁閥(14) 之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種集成膜絲檢測的一體化超濾膜水處理裝置，包括保安過濾器、一個(gè)以上超濾膜組件、膜絲檢測氣泵、第一電磁閥、透明管、進(jìn)水總管和出水總管，保安過濾器出水端與各超濾膜組件進(jìn)水端通過進(jìn)水總管連通，各超濾膜組件出水端分別固定安裝有透明管，各透明管分別與出水總管連通，膜絲檢測氣泵通過導(dǎo)氣管與進(jìn)水總管連通；第一電磁閥安裝在導(dǎo)氣管上；進(jìn)水總管上安裝有進(jìn)水電磁閥，出水總管上安裝有出水電磁閥。本實(shí)用新型克服現(xiàn)有中空纖維超濾膜水處理設(shè)備無法及時(shí)檢測膜絲健康運(yùn)行的缺陷，可在不影響膜處理設(shè)備正常運(yùn)行前提下，既使出水水質(zhì)達(dá)到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)能方便地測出膜組件內(nèi)中空纖維膜膜絲是否健康運(yùn)行，保證出水水質(zhì)安全。
文檔編號C02F1/44GK201791480SQ20102027719
公開日2011年4月13日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者周志軍, 周永潮, 張土喬, 邵衛(wèi)云 申請人:浙江大學(xué)