CN101125694A - 医用零废水中央膜处理法及其水机 - Google Patents

医用零废水中央膜处理法及其水机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种医用反渗透水处理方法和设备。方法先对原水进行预处理，然后将水送入精滤器过滤、高压泵提升压力，再进入反渗透膜过滤浓缩，反渗透膜过滤浓缩后产生的纯水收集于纯水箱，经后处理后供使用；反渗透膜过滤浓缩后产生的废水进入一组或一组以上的除菌膜或低除盐膜，过滤后收集于一个或一个以上的纯水箱，经后处理后供使用。该水机包括预处理***、中央膜处理***和后处理***，其中中央膜处理***包括由管路互相连接的精滤器、高压泵和反渗透膜，反渗透膜的废水出口连接有一组或一组以上的除菌膜或低除盐膜。本发明具有充分利用排放的废水、节约能耗、减少噪音、可同时为多科室提供不同水质要求纯水的优点。

Description

医用零废水中央膜处理法及其水机
技术领域
本发明涉及一种医用反渗透水处理方法和设备，其用于医院、制药、食品加工等对水质有较高要求的行业。
背景技术
用医院用普通自来水、地表水或地下水为原水，通过医用膜处理水机，用适当的膜法水处理技术处理后，使原水中的某种或多种无机和有机物质得到分离或吸附，从而按预期的要求获得纯水供给有需求的科室使用。
参见图1，这种水机通常由预处理、反渗透和后处理三大***组成，水机在制水运行过程中，原水经增压泵1’后进行预处理，然后经高压泵3’提升压力后进入反渗透膜4’纯化处理，反渗透膜4’一侧的纯水被收集利用，另一侧的废水则作为废弃物排放。其缺点是对原水的利用率只有50％左右，且因排放侧的水压较高(通常在1.5MPa以上)，水流在经过终端调节阀排放时，前端的高压突然降至普通常压，压差ΔP≥1.0MPa，水流突然降压所消耗的功最终以噪音形式予以释放，这样不仅白白浪费能耗，还产生大量噪音。且该水机只能解决某一科室的纯水使用需求，如需对多个科室提供纯水，就需安装多套水机。
中国实用新型200420092652.4公开的“医用反渗透水处理设备”由水路***的进水管路通过进水阀及高压泵控制与反渗透膜组的进水口相连，反渗透膜组的纯水出口经水路外接纯水容器，反渗透膜组的浓水(废水)出口经另一水路接回水及排水单元。采用的即是上述水机和水处理方法，存在原水利用率低、噪音大、只能单套使用的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种充分利用排放的废水、节约能耗、减少噪音、可同时为多科室提供不同水质要求纯水的医用零废水中央膜处理法及其水机。
本发明解决上述问题所采用的技术方法是：该医用零废水中央膜处理法先对原水进行预处理，然后将水送入精滤器过滤、高压泵提升压力，再进入反渗透膜过滤浓缩，其特征是：反渗透膜过滤浓缩后产生的纯水收集于纯水箱，经后处理后供使用；反渗透膜过滤浓缩后产生的废水进入一组或一组以上的除菌膜或低除盐膜，过滤后收集于一个或一个以上的纯水箱，经后处理后供使用。
该方法所述的除菌膜或低除盐膜为MF膜、UF膜、NF膜或低压RO膜。
该方法所述的预处理是将原水送入原水箱后，再用增压泵依次送入FEF滤器、SF软水器和CF碳滤器进行处理。
该方法采用清洗泵对反渗透膜、除菌膜和低除盐膜进行清洗或反冲洗。
该方法反渗透膜过滤浓缩后产生的废水通过调节阀调节后进入除菌膜或低除盐膜，且与反渗透膜相连的纯水箱、与除菌膜或低除盐膜相连的纯水箱是分别独立的。
本发明解决上述问题所采用的技术方法还有：该水机包括预处理***、中央膜处理***和后处理***，其中中央膜处理***包括由管路互相连接的精滤器、高压泵和反渗透膜，其结构特点是所述反渗透膜的废水出口连接有一组或一组以上的除菌膜或低除盐膜。
该水机所述的除菌膜或低除盐膜为MF膜、UF膜、NF膜或低压RO膜。
该水机所述的预处理***包括由管路互相连接的原水箱、增压泵、FEF滤器、SF软水器和CF碳滤器。
该水机所述的反渗透膜、除菌膜或低除盐膜连接有清洗泵。
该水机所述的废水出口通过调节阀与除菌膜或低除盐膜的进水口相连，且反渗透膜的纯水出口、除菌膜或低除盐膜的纯水出口分别通过纯水箱、输送泵与后处理***相连。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、该水机采用反渗透膜和一组或一组以上的除菌膜或低除盐膜，利用不同膜之间的工作压差异，使本需多台膜法水处理设备才能实现的功能用一套设备就能完成，节约了设备投资成本和运行成本。以某医院为实例，该医院按设计要求有六个科室需要提供各自不同水质要求的纯水，按常规配置，各科室均需购置一套能够满足自身要求的水机，六套水机所需设备投资的费用经核算至少为133万元，采用了本水机，设备费用降为50万元，设备连同纯水输送管路总投资成本不足100万元，其原因就是将原本六套小装置集约成了一套大装置，各配件同等放大后的实际参照成本远低于六套小装置的综合成本。
2、在使用一套设备的情况下，不需增加任何能耗，单用本是废水侧的剩余压力即可将原本只能排放的废水处理成为另一种或多种高质量的产品水，做到废水零排放，实现变废为宝，物尽其用。这种设计将原本经反渗透膜排放出来的废水再经一组或一组以上的除菌膜或低除盐膜处理，反渗透膜的主要功能是去除离子，除菌膜或低除盐膜的功能主要是去除菌体等有机物，反渗透膜的工作压力要求较高，除菌膜或低除盐膜膜的工作压力要求较低，反渗透膜的废水剩余压力足以满足除菌膜或低除盐膜工作运行所需的压力。
3、采用该处理法及其水机，调节阀两端的绝对压差几乎趋于零，从而使调节阀所产生的噪音也趋于零，另外该水机通常布置于地下室等隐蔽位置，也使使用科室远离了水机噪音的困扰。
4、减少机房的使用面积，以医院实例为证，若采用六套科室单用实际，总面积至少需要105M2，且水机必须占用科室内的较大空间，采用这种水机使用的是裙房，且面积只需40M2即可。
5、水机总体运行和纯水生产成本平均可降低50％以上，以下附表为某医院纯水供应***设备投资及运行成本的比较，从该表可清楚地看出，使用该处理法及其水机，其年运行费用不足科室单用水机的一半。
为更进一步说明本发明的有益效果，参见以下某医院纯水供应***设备投资及运行成本比较表。
  项目 本发明水机(以8000L/H为准)   各科室独立水机供水(共计8000L/H)
总投资成本 实现表右栏序号1～6用水要求的供水设备：￥1,000,000元   1.1000L/H血透用水设备：￥250,000元；2.3000L/H无菌冲洗用水设备：310,000；3.500L/H病理室用纯水设备：￥130,000；4.1000L/H生化分析用水设备：￥250,000；5.2000L/H中心供应室用水设备：￥260,000元；6.500L/H骨髓科用水设备：￥130,000元；共计：￥1,330,000元
总占地面积 40平方米   1.1000L/H血透用水设备：20平方米；2.3000L/H无菌冲洗用水设备：25平方米；3.500L/H病理室用纯水设备：10平方米；4.1000L/H生化分析用水设备：20平方米；5.2000L/H中心供应室用水设备：20平方米；6.500L/H骨髓科用水设备：10平方米；共计：约105平方米
  管理 1人兼管 6人兼管
年运行费用 制水费用＝0.0088元/升×8000L/H×8H/D×360天/年＝202752元/年；用房费＝40M2×10元/月.M2×12＝4800元/年(注：机房用房费计10元/月.M2)；操作管理费＝1000元/月.人×1人×12＝12000元/年；合计：∑＝制水费+用房费+操作管理费＝219552元/年   制水费用＝0.0164元/升×8000L/H×8H/D×360天/年＝377856元/年；用房费＝105M2×30元/月.M2×12＝37800元/年(注：机房用房费计30元/月.M2)；管理费＝1000元/月.人×6人×12＝72000元/年；合计：∑＝制水费+用房费+操作管理费＝487656元/年
附图说明
图1为现有技术的水机原理图。
图2为本发明的水机原理图。
图3为本发明实施例的配件连接工艺流程图。
图4为本发明实施例的中央膜处理***的装配图。
图5为图4的右视图。
图6为图4的俯视图。
具体实施方式
参见图2，本发明的原理是将原水经增压泵1后进行预处理，然后用高压泵3提升压力后进入反渗透膜4纯化处理，所产生的纯水经后处理后供使用，所产生的废水进入一组或一组以上的除菌膜或低除盐膜6进行过滤，过滤后的水经后处理后供使用。图2中的除菌膜或低除盐膜6为两组，在实际使用中，除菌膜或低除盐膜6的数量不限于两组，视设计要求决定。
本实施例中的水机占用机房面积40M2，布置在医院裙房，院方提供水、电到机房，以院方提供的原水阀出口为起点，按照图2所示的原理连接。参见图3，该水机包括预处理***、中央膜处理***和后处理***，预处理***包括由管路互相连接的原水箱10、增压泵1、FEF滤器2、SF软水器13和CF碳滤器14，中央膜处理***包括由管路互相连接的精滤器7、高压泵3和反渗透膜4(本实施例为BW30-365型反渗透膜)，以及连接于反渗透膜4废水出口的一组除菌膜或低除盐膜6(本实施例为0.22μm的MF膜)，该废水出口通过调节阀8与除菌膜或低除盐膜6的进水口相连，在反渗透膜4、除菌膜或低除盐膜6上连接有清洗泵9。反渗透膜4的纯水出口连接于纯水箱11-1，纯水箱11-1再与两组输送泵12及后处理***5相连。除菌膜或低除盐膜6的纯水出口连接于纯水箱11-2，纯水箱11-2再与两组与两组输送泵12及后处理***5相连。
后处理***5是专为防止纯水箱11-1和11-2内的纯水因滞溜时间过长、以及相对于纯水输送管内的纯水流速过慢可能出现的微生物滋生而设计的。该后处理***首先在纯水箱11-1和11-2内加设了杀菌器(本实施例为UV杀菌器，图中未示)，又在纯水箱11-1和11-2出口处加设了杀菌器(本实施例为UV杀菌器，图中未示)和菌尸阻断器(本实施例为UF膜菌尸阻断器，图中未示)。由于该技术是本技术领域的普通技术人员所熟知的，故不再赘述。
图3中的CM为电导探头，P为注油压力表，
Figure A20071007035500081
为调节阀，为球阀，为止回阀，均为现有技术。
参见图4～图6，具体装配时，精滤器7、高压泵3、调节阀8等部件均为两组，设计成一用一备以同时运行或交替运行，适应医院的特殊需要。反渗透膜4安装于反渗透膜膜管15中，除菌膜或低除盐膜6安装于除菌膜或低除盐膜膜管16中。
采用该水机的水处理法如下：
将自来水接入一个不锈钢材质的原水箱10后，用增压泵1将原水依次输送至包括FEF滤器2、SF软水器13、CF碳滤器14的预处理***中进行预处理，其中FEF滤器2首先去除30μm以上的杂质和可以絮疑的微粒杂质，FEF滤器2的过滤水再进入SF软水器13处理，以降低原水的硬度，SF软水器13的出水进入CF碳滤器14以去除自来水中的余氧、有机物以及其他对后级膜有害的物质。然后CF碳滤器14的过滤水再进入精滤器7过滤，以至少去除原水中5μm以上的杂质。精滤器7的出水再经高压泵3提升压力，使高压泵3的出水压头能附合反渗透膜4的最佳工作压力。具有高压头的过滤水进入反渗透膜4后，在进水压的推动下，约有50％的过滤水进入反渗透膜4的纯水出口侧成为产品水收集于纯水箱11-1中备用，反渗透膜4的主要功能是去除离子和菌体。纯水箱11-1中的纯水通过两路输送泵12及后处理***5处理后，可供两个既有去离子要求、又有去细菌等有机物要求的科室使用。另有约50％的过滤浓缩水进入反渗透膜4的废水出口侧，通过调节阀8调节后进入除菌膜或低除盐膜6。由于反渗透膜4具有去除溶解盐离子的功能，从其废水出口侧流出的水所包含溶解盐离子在内的所有杂质与进入反渗透膜4时的进水相比，几乎增加了一倍，这也是医院科室等单用水机将其作为废水排放掉的根本原因。除菌膜或低除盐膜6的主要功能是去除菌体，本发明中从反渗透膜4废水出口测流出的水进入除菌膜或低除盐膜6后，在该水固有压力的推动下，细菌等有机杂质被除菌膜或低除盐膜6阻隔在外，过滤后的纯水全部进入除菌膜或低除盐膜6的出水侧并收集于纯水箱11-2中备用，纯水箱11-2中的纯水通过另两路输送泵12及后处理***5处理后，可供对去离子物要求不高，但对去细菌等有机物含量较高的科室(如手术冲洗用水等)使用。反渗透膜4、除菌膜或低除盐膜6在运行过程中产生的膜堵问题，可以通过清洗泵9定期或不定期地对其清洗或反冲洗来解决，该工艺是水处理中的常规工艺，不再赘述。
本实施例中的除菌膜或低除盐膜为MF膜，此外也可为UF膜、NF膜或低压RO膜等能起到同等作用的膜。
以上实施例仅为实例之一，在实际使用中，根据医院或其他行业的不同需求，其具体的***配置、规格及尺寸均会有所不同，但图2所示的基本原理始终适用。

Claims (10)

1.一种医用零废水中央膜处理法，其先对原水进行预处理，然后将水送入精滤器过滤、高压泵提升压力，再进入反渗透膜过滤浓缩，其特征是：反渗透膜过滤浓缩后产生的纯水收集于纯水箱，经后处理后供使用；反渗透膜过滤浓缩后产生的废水进入一组或一组以上的除菌膜或低除盐膜，过滤后收集于一个或一个以上的纯水箱，经后处理后供使用。
2.根据权利要求1所述的医用零废水中央膜处理法，其特征是：所述的除菌膜或低除盐膜为MF膜、UF膜、NF膜或低压RO膜。
3.根据权利要求1所述的医用零废水中央膜处理法，其特征是：所述的预处理是将原水送入原水箱后，再用增压泵依次送入FEF滤器、SF软水器和CF碳滤器进行处理。
4.根据权利要求1或2所述的医用零废水中央膜处理法，其特征是：采用清洗泵对反渗透膜、除菌膜和低除盐膜进行清洗或反冲洗。
5.根据权利要求1或2所述的医用零废水中央膜处理法，其特征是：反渗透膜过滤浓缩后产生的废水通过调节阀调节后进入除菌膜或低除盐膜，且与反渗透膜相连的纯水箱、与除菌膜或低除盐膜相连的纯水箱是分别独立的。
6.一种医用零废水中央膜处理水机，包括预处理***、中央膜处理***和后处理***，其中中央膜处理***包括由管路互相连接的精滤器、高压泵和反渗透膜，其特征是：所述反渗透膜的废水出口连接有一组或一组以上的除菌膜或低除盐膜。
7.根据权利要求6所述的医用零废水中央膜处理法，其特征是：所述的除菌膜或低除盐膜为MF膜、UF膜、NF膜或低压RO膜。
8.根据权利要求6所述的医用零废水中央膜处理水机，其特征是：所述的预处理***包括由管路互相连接的原水箱、增压泵、FEF滤器、SF软水器和CF碳滤器。
9.根据权利要求6或7所述的医用零废水中央膜处理水机，其特征是：所述的反渗透膜、除菌膜或低除盐膜连接有清洗泵。
10.根据权利要求6或7所述的医用零废水中央膜处理水机，其特征是：所述的废水出口通过调节阀与除菌膜或低除盐膜的进水口相连，且反渗透膜的纯水出口、除菌膜或低除盐膜的纯水出口分别通过纯水箱、输送泵与后处理***相连。
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