申请日2015.07.31
公开(公告)日2017.09.08
IPC分类号C02F9/08
摘要
一种便携式多用途应急饮用水处理设备及处理工艺，属于应急水处理技术领域包括依次相连的原水袋、超滤处理系统、反渗透膜处理系统、紫外消毒处理系统和产水袋;所述超滤处理系统的输出端和反渗透膜处理系统的输出端通过第五自动三通阀连接于紫外消毒处理系统的输入端。本处理设备及处理工艺满足多种水源条件：系统配置超滤、反渗透组件，可在河水、湖水、苦咸水等不同水源条件下，通过工艺参数调整，达到生活饮用水水质要求。
权利要求书
1.一种便携式多用途应急饮用水处理设备，其特征在于，包括依次相连的原水袋(100)、超滤处理系统(200)、反渗透膜处理系统(300)、紫外消毒处理系统(400)和产水袋(500);所述超滤处理系统(200)的输出端和反渗透膜处理系统(300)的输出端通过第五自动三通阀(253)连接于紫外消毒处理系统(400)的输入端;所述超滤处理系统(200)包括总进水管(210)、超滤进水管(220)、超滤件(230)、超滤浓水管(240)、超滤产水管(250)和超滤冲洗管(260);所述总进水管(210)一端连接第一自动三通阀(132)，另一端连接第二自动三通阀(214)，且总进水管(210)上设置有Y型过滤器(211)、第一增压泵(212)和第一止回阀(213);所述超滤进水管(220)一端连接第二自动三通阀(214)，另一端连接于超滤件(230)的进水口;所述超滤件(230)包括外壳(231)、膜封盖(232)、膜丝(233)和中心管(234);所述膜封盖(232)置于外壳(231)内部，且将外壳(231)内腔分隔出上产水腔和下过滤腔;所述膜丝(233)置于下过滤腔，膜丝(233)两端固定于膜封盖(232)并与上产水腔相连通;所述中心管(234)穿设于膜封盖(232)，上端连接外壳(231)的浓水口，下端延伸至下过滤腔，且下端开设有浓水进口;所述外壳(231)顶部开设有与中心管(234)连通的浓水口，上部开设有与上产水腔连通的产水口，底部开设有与下过滤腔连通的进水口;所述超滤浓水管(240)一端连接于超滤件(230)的浓水口，另一端连接于排水管(241);所述排水管(241)设置有相互并联的第四手动阀(242)和电动阀(243);所述超滤产水管(250)一端连接于超滤件(230)的产水口，另一端连接有第一超滤产水分管(252)和第二超滤产水分管(254)，且超滤产水管(250)配设有第一流量计(251);所述第一超滤产水分管(252)连接第五自动三通阀(253);所述第二超滤产水分管(254)连接第三自动三通阀(256)且第二超滤产水分管(254)配设有缓冲箱(255);所述超滤冲洗管(260)一端连接第二自动三通阀(214)，另一端与超滤产水管(250)连通;
原水袋(100)中的原水经过总进水管(210)和超滤进水管(220)进入超滤件(230)的下过滤腔进行膜超滤，获得产水和浓水;产水经膜丝(233)内腔流入上产水腔后再从超滤产水管(250)流出;浓水经中心管(234)内腔流入超滤浓水管(240)再从排水管(241)排出;
设备制水每运行60-120min后对超滤件(230)进行一次反洗，反洗时间60s;反洗采用系统产水，反洗时第一自动三通阀(132)连通产水袋(500)和Y型过滤器(211)，第二自动三通阀(214)连通第一止回阀(213)和超滤产水管(250)，第一增压泵(212)自动开启;反洗进水在第一增压泵(212)的作用下，流经总进水管(210)、超滤冲洗管(260)和超滤产水管(250)并从超滤件(230)产水口泵入膜丝(233)内部，从膜丝(233)内侧反向流入膜丝(233)外部，使得膜丝(233)表面的污染滤饼层及吸附层脱落，清洗水从超滤件(230)浓水口排出;
所述反渗透膜处理系统(300)包括反渗透进水管(310)、反渗透件(320)、反渗透产水管(330)、反渗透浓水管(340)、反渗透浓水回流管(350)和反渗透排产水管(360);所述反渗透进水管(310)一端连接第三自动三通阀(256)，另一端连接反渗透件(320)的进水口，且反渗透进水管(310)配设有第二增压泵(311)和安全阀(312);所述反渗透产水管(330)一端连接于反渗透件(320)的产水口，另一端连接第四自动三通阀(333)，且反渗透产水管(330)配设有TDS在线检测仪(331)和第二流量计(332);所述反渗透浓水管(340)一端连接于反渗透件(320)的浓水口，另一端与排水管(241)相连通，且反渗透浓水管(340)配设有第五手动阀(341)和第二止回阀(342);所述反渗透浓水回流管(350)两端分别连通反渗透进水管(310)和反渗透浓水管(340)，且反渗透浓水管(340)配设有反渗透浓水回流阀(351);所述反渗透排产水管(360)一端连接于第四自动三通阀(333)，另一端连通反渗透浓水管(340);
原水袋(100)中的原水为污染较轻的地表水时，TDS小于500mg/L，浊度小于50NTU，则采用工艺流程A，否则采用工艺流程B;
工艺流程A：通过第五自动三通阀(253)进水口的切换，超滤处理系统(200)的输出端与紫外消毒处理系统(400)的输入端相连通;原水经超滤处理系统(200)的超滤去除悬浮物、微生物和其他杂质后，通过紫外消毒处理系统(400)对产水消毒，再经便携式快速检测设备对产水水质进行检测后供饮用;
工艺流程B：通过第五自动三通阀(253)进水口的切换，反渗透膜处理系统(300)的输出端与紫外消毒处理系统(400)的输入端相连通;原水经超滤处理系统(200)的超滤预处理后，进入反渗透膜处理系统(300)，脱除水中大部分溶解性固体后经紫外消毒处理系统(400)进入产水袋(500)待用。
2.如权利要求1所述的一种便携式多用途应急饮用水处理设备，其特征在于，所述原水袋(100)连接有取原水管(110)、排原水管(120)和进原水管(130);所述取原水管(110)配设有取水泵(111)和第一手动阀(112);所述排原水管(120)上设置有第二手动阀(121);所述进原水管(130)连接有第一自动三通阀(132)且进原水管(130)上设置有第三手动阀(131)。
说明书
一种便携式多用途应急饮用水处理设备及处理工艺
技术领域
本发明属于应急水处理技术领域，具体涉及为一种便携式多用途应急饮用水处理设备及处理工艺。
背景技术
近年来，环境污染日渐严重，时常受到地震和泥石流等突发性自然灾害的影响，并且突发性水体污染事件频发，饮用水安全备受关注。典型的事件有：2005年松花江污染事件、2006年株洲含镉工业废水流入湘江事件、2010年紫金矿业废水污染事件、2012年广西含镉废水污染龙江事件、2008年汶川地震中的震源附近区域供水管网大面积渗漏事件。
此外，军队在出海或野外训练时，部队的饮用水是现代化军队后勤保障的一项重要内容。这些水除了靠后方补给部队的供应外，大部分需要部队自行制备。而制备这些饮用水的水源往往是海洋或战场所在地的江河、湖泊，它们大都含盐太高或含有某些细菌、有毒有害化学物质而无法直接饮用。针对此种情况，能够适应各种水源的便携式水处理设备是理想之选。
传统水处理设备一般为固定安装，拆卸难度大，占地面积大，水资源回收率低，不能实现连续运行，且水质适应性差，以苦咸水为水源时，出水水质难以达标。
公开号为CN101514060B的发明专利，公开了一种利用预处理系统(包括依次串联的粗石英砂过滤器、石英砂过滤器、纤维过滤器和活性炭过滤器)、超滤系统的设备进行饮用水应急处理，并在预处理系统内部和超滤出水管上设有ClO2投加点，该设备可满足突发事故下的饮用水要求，但ClO2储存过程中存在安全隐患，且设备占地面积大，不便携带。
公告号为CN100463870C的发明专利，公开了一种采用原水—混凝—沉淀—过滤—吸附—反渗透膜组件的工艺处理受污染的原水，适合于野外作业，但当原水浊度较高时，预处理过滤器易堵塞，影响设备的连续运行，且占地面积大，操作不方便，水源盐度较高时，出水水质不达标。
公告号为CN201762128U的实用新型专利，公开了一种由预处理器和直饮水处理器组成的野外应急水处理设备，预处理器内设置有可过滤去除可见颗粒物的过滤网，直饮水处理器包括PP过滤工作室、超过滤工作室以及紫外杀菌工作室。当原水污染较轻时，该设备出水可满足饮用要求，但当原水浊度高、重金属含量高、盐度大时，超滤不能很好地去除原水中有毒有害物质，出水很难满足饮用要求。
因此，急需一种能满足多种水源条件，易于携带，组装快速，检测方便，操作简单，便于在突发情况和复杂地形的野外使用的多用途应急饮用水处理设备及处理工艺。
发明内容
本发明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种便携式多用途应急饮用水处理设备。
本发明的另一个目的在于提供一种便携式多用途应急饮用水处理工艺。
本发明实现其目的采用的技术方案如下。
一种便携式多用途应急饮用水处理设备，包括依次相连的原水袋、超滤处理系统、反渗透膜处理系统、紫外消毒处理系统和产水袋;所述超滤处理系统的输出端和反渗透膜处理系统的输出端通过第五自动三通阀连接于紫外消毒处理系统的输入端。
所述原水袋连接有取原水管、排原水管和进原水管;所述取原水管配设有取水泵和第一手动阀;所述排原水管上设置有第二手动阀;所述进原水管连接有第一自动三通阀且进原水管上设置有第三手动阀。
所述超滤处理系统包括总进水管、超滤进水管、超滤件、超滤浓水管、超滤产水管和超滤冲洗管;所述总进水管一端连接第一自动三通阀，另一端连接第二自动三通阀，且总进水管上设置有Y型过滤器、第一增压泵和第一止回阀;所述超滤进水管一端连接第二自动三通阀，另一端连接于超滤件的进水口;所述超滤件包括外壳、膜封盖、膜丝和中心管;所述膜封盖置于外壳内部，且将外壳内腔分隔出上产水腔和下过滤腔;所述膜丝置于下过滤腔，膜丝两端固定于膜封盖并与上产水腔相连通;所述中心管穿设于膜封盖，上端连接外壳的浓水口，下端延伸至下过滤腔，且下端开设有浓水进口;所述外壳顶部开设有与中心管连通的浓水口，上部开设有与上产水腔连通的产水口，底部开设有与下过滤腔连通的进水口;所述超滤浓水管一端连接于超滤件的浓水口，另一端连接于排水管;所述排水管设置有相互并联的第四手动阀和电动阀;所述超滤产水管一端连接于超滤件的产水口，另一端连接有第一超滤产水分管和第二超滤产水分管，且超滤产水管配设有第一流量计;所述第一超滤产水分管连接第五自动三通阀;所述第二超滤产水分管连接第三自动三通阀且第二超滤产水分管配设有缓冲箱;所述超滤冲洗管一端连接第二自动三通阀，另一端与超滤产水管连通。
所述反渗透膜处理系统包括反渗透进水管、反渗透件、反渗透产水管、反渗透浓水管、反渗透浓水回流管和反渗透排产水管;所述反渗透进水管一端连接第三自动三通阀，另一端连接反渗透件的进水口，且反渗透进水管配设有第二增压泵和安全阀;所述反渗透产水管一端连接于反渗透件的产水口，另一端连接第四自动三通阀，且反渗透产水管配设有TDS在线检测仪和第二流量计;所述反渗透浓水管一端连接于反渗透件的浓水口，另一端与排水管相连通，且反渗透浓水管配设有第五手动阀和第二止回阀;所述反渗透浓水回流管两端分别连通反渗透进水管和反渗透浓水管，且反渗透浓水管配设有反渗透浓水回流阀;所述反渗透排产水管一端连接于第四自动三通阀，另一端连通反渗透浓水管。
一种便携式多用途应急饮用水处理工艺，当原水袋中的原水为污染较轻的地表水时，TDS小于500mg/L，浊度小于50NTU，则采用工艺流程A，否则采用工艺流程B;
工艺流程A：通过第五自动三通阀进水口的切换，超滤处理系统的输出端与紫外消毒处理系统的输入端相连通;原水经超滤处理系统的超滤去除悬浮物、微生物和其他杂质后，通过紫外消毒处理系统对产水消毒，再经便携式快速检测设备对产水水质进行检测后供饮用;
工艺流程B：通过第五自动三通阀进水口的切换，反渗透膜处理系统的输出端与紫外消毒处理系统的输入端相连通;原水经超滤处理系统的超滤预处理后，进入反渗透膜处理系统，脱除水中大部分溶解性固体后经紫外消毒处理系统进入产水袋待用。
一种便携式多用途应急饮用水处理工艺，原水袋中的原水经过总进水管和超滤进水管进入超滤件的下过滤腔进行膜超滤，获得产水和浓水;产水经膜丝内腔流入上产水腔后再从超滤产水管流出;浓水经中心管内腔流入超滤浓水管再从排水管排出;
设备制水每运行60-120min后对超滤件进行一次反洗，反洗时间60s;反洗采用系统产水，反洗时第一自动三通阀连通产水袋和Y型过滤器，第二自动三通阀连通第一止回阀和超滤产水管，第一增压泵自动开启;反洗进水在第一增压泵的作用下，流经总进水管、超滤冲洗管和超滤产水管并从超滤件产水口泵入膜丝内部，从膜丝内侧反向流入膜丝外部，使得膜丝表面的污染滤饼层及吸附层脱落，清洗水从超滤件浓水口排出。
原水经超滤、反渗透去除悬浮物、有机物、微生物、重金属等污染物后，经紫外消毒、检测后可饮用，可在有机微污染水源、高浊度水源、重金属污染水源、苦咸水等不同污染水源条件下，通过工艺参数调整，出水达到饮用水水质标准。产水水质可达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)。
本设备具有以下优点：
1. 模块化设计，每个模块的重量小于等于50kg，可单人输送，模块组装时间小于等于20min;当无电源时，配有汽、柴油发电设备，确保能在野外条件下运行。各个模块可拆卸，携带方便，安装快速。
2. 满足多种水源条件：系统配置超滤、反渗透组件，可在河水、湖水、苦咸水等不同水源条件下，通过工艺参数调整，达到生活饮用水水质要求;
3. 采用紫外消毒装置对产水进行消毒，无二次污染，保障安全性。