CN213357191U - 一种多场景应用的纯水制备*** - Google Patents

Abstract

一种多场景应用的纯水制备***，属于水处理***。其包括进水单元、预处理单元、超滤单元、反渗透单元、供水单元、清洗单元。采用多个制水模块以适应不同使用场景。根据水源不同，采用不同的制水模块进行纯水制备，产水的基本水质指标符合生活饮用水卫生标准的规定，适合野外工作、部队训练和抢险救灾的群体使用。

Description

一种多场景应用的纯水制备***

技术领域

本发明涉及的是一种纯水制备设备，可以实现多场景下纯水制备。

背景技术

在我国，大多数的自来水厂仍采用混凝——沉淀——过滤——消毒这一传统制水工艺，然而，传统的制水工艺流程长、占地面积大、产水可能存在消毒副产物、致病微生物等水质问题，并且机动性能差，无法满足野外环境下的用水需求。

在水资源短缺的情况下，膜分离技术已经成为最有发展前途的高技术之一。膜分离具有过程简单、设备体积小、经济性较好、分离系数较大、一般无相变、可在常温下连续操作、可实现集成、无二次污染等优点。目前广泛应用于饮用水、海水淡化、工业用水处理、废水处理等各领域。

我国自然灾害多发，突发卫生事件也时有发生。灾害发生时，水源往往受到严重污染，供水***早到严重破坏，生活饮用水难以保证。然而，突发事件所引起各类水质问题多样，例如，供水主管网未受到破坏而支管破坏时，只需设置水箱实现二次供水；生物污染时，可能只需对水源进行消毒处理；若存在化学污染或者苦咸水地区，则可能需要加药以及膜分离***；然而，目前研发净水设备使用环境相对单一，无法适应多场景下的应用。

因而，为实现多场景应用，本发明设计出一款功能完备、机动性能高，可以安装在标准集装箱内以方便海陆空运输的纯水制备设备，可以在自然灾害、突发卫生事件、野外训练时使用。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种多场景应用的纯水制备设备，其结构紧凑，操作简单，机动性强，可以安装在标准集装箱中方便海陆空等各种方式运输，产水水质可符合生活饮用水卫生标准的规定，解决自然灾害、突发公共事件期间内的基本用水需求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多场景应用的纯水制备设备，其包括进水单元、预处理单元、超滤单元、反渗透单元、供水单元、清洗单元。

进水单元包括潜水泵(1-1)、地表水进水口(1-2)、原水水箱(1-3)、电加热器(1-5)、进水泵(1-7)、液位控制***a(1-4)、温度传感器(1-8)，潜水泵(1-1)通过带法兰卡扣的消防水带与原水水箱(1-3)的地表水进水口(1-2)连接，原水水箱(1-3)出水口依次经由球阀a(1-6)、进水泵(1-7)与管道混合器a(2-1)的一个进口连接，原水水箱(1-3)设有电加热器(1-5)、液位控制***a(1-4)、温度传感器(1-8)；

所述的预处理单元，包括管道混合器a(2-1)、叠片过滤器(2-2)、加药单元a(2-3)，管道混合器a(2-1)的一个进口与进水单元的进水泵(1-7)连接，另一进口与加药单元a(2-3)连接，管道混合器a(2-1)的出口与叠片过滤器(2-2)进口连接，叠片过滤器(2-2)出口经由电动进水阀(3-1)与超滤膜组件(3-2)进水口连接；

超滤单元包括电动进水阀(3-1)、超滤膜组件(3-2)、浓水排放阀a(3-3)、电动产水阀a(3-4)、电动产水阀b(3-5)、液位控制***b(3-6)、超滤产水箱(3-7)、球阀b(3-8)；超滤膜组件(3-2)对应的浓缩液出口设有浓水排放阀a(3-3)、清水液出口设有电动产水阀a(3-4)，电动产水阀a(3-4)与超滤产水箱(3-7)连接，电动产水阀b(3-5)与四通阀(5-14)一个端口连接，超滤产水箱(3-7)出水口设有球阀b(3-8)与管道混合器b(5-1)的一个进口连接；超滤产水箱(3-7)设有液位控制***b(3-6)；

反渗透单元包括管道混合器b(5-1)、增压泵(5-2)、保安过滤器(5-3)、进水电导率仪(5-4)、进水氧化还原电位仪(5-5)、低压保护开关(5-6)、高压泵(5-7)、高压保护开关(5-8)、反渗透膜元件(5-9)、浓水排放阀b(5-10)、产水电导率仪(5-11)、产水阀(5-12)、加药单元b(5-13)、四通阀(5-14)；管道混合器b(5-1)的一个进口与超滤单元的球阀b(3-8)连接，另一进口与加药单元b(5-13)连接，管道混合器b(5-1)的出口经由增压泵(5-2)与保安过滤器(5-3)连接，保安过滤器(5-3)经由进水电导率仪(5-4)、进水氧化还原电位仪(5-5)、低压保护开关(5-6)与高压泵(5-7)连接，高压泵(5-7)经由高压保护开关(5-8)与反渗透膜元件(5-9)连接，反渗透膜元件(5-9)清水出口经由产水电导率仪(5-11)、产水阀(5-12)与一个四通阀(5-14)的第一个端口连接，四通阀(5-14)的第二个端口与供水水箱(6-3)连接；反渗透膜元件(5-9)浓缩液出口设有浓水排放阀b(5-10)；

供水单元包括市政水进水阀(6-1)、管道紫外消毒器(6-2)、供水水箱(6-3)、液位控制***c(6-4)、供水泵(6-5)、取水阀(6-6)、压力传感器(6-7)、市政供水进水口(6-8)、出水口(6-9)；供水水箱(6-3)进水端与四通阀(5-14)一端连接，出水端经由管道紫外消毒器(6-2)、供水泵(6-5)、压力传感器(6-7)与出水口(6-9)连接；同时供水水箱(6-3)设有液位控制***c(6-4)，管道紫外消毒器与供水泵之间设有取水阀(6-6)；

电动产水阀a(3-4)还经由电动产水阀b(3-5)与四通阀(5-14)的第三个端口连接，四通阀(5-14)的第四个端口经由市政水进水阀(6-1)与市政供水进水口(6-8)连接。

清洗单元包括反洗泵(4-1)、空压机(4-2)、电动进气阀(4-3)、电动反洗排放阀(4-4)、电动反洗进水阀(4-5)；反洗泵(4-1)的进水口与超滤产水箱(3-7)出水口的球阀b(3-8)连接，反洗泵(4-1)的出水口经由电动反洗进水阀(4-5)与超滤膜组件(3-2)清水液出口连接；

上述所述的各种泵、各种阀门、各种检测设备与控制单元连接，用于控制各种泵、各种阀门的开关。

所述控制单元包括现场控制箱，现场控制箱内置PLC模块、报警指示的集合。

进一步，所述原水箱设置的液位控制***与潜水泵连锁控制；

进一步，所述超滤产水箱设置的液位控制***与增压泵连锁控制；

进一步，所述高压泵的进出口分别设置有高低压保护开关，高压泵采用变频控制；

进水单元：所述潜水泵将水源地水源输送至原水箱，再通过进水泵将原水输入预处理单元；原水箱内设置电加热器，在水温较低时，可以对原水进行加热；

预处理单元：所述原水经过进水泵提升后，通过管道混合器混合a加药单元a所投加的药液，去除水中的悬浮物、藻类等大颗粒物质，加药后的原水进入叠片过滤器的进水管道中，通过叠片过滤器拦截进行固液分离，分离后的水进入超滤单元；

超滤单元：所述预处理后的水进入超滤单元进行进一步处理，拦截水中的微生物、大分子有机物、胶体、悬浮物等物质；根据原水水质情况，超滤单元处理后的水进入超滤产水箱或者进入供水水箱，浓水通过管道排出；

反渗透单元：所述进入超滤产水箱的水通过增压泵提升后，通过管道混合器b混合加药单元b所投加的药液，去除水中的氧化性物质以及微生物等，加药后的水经过保安过滤器进行分离后，分离后的水经过高压泵增压进入反渗透膜单元，产水进入供水水箱，浓水通过管道排出。反渗透***设置进水氧化还原电位仪以及进水电导率仪，对进水水质进行监测，保护反渗透膜。

供水单元：所述反渗透产水或者超滤产水供水水箱，再经过管道紫外消毒器消毒后，通过对供水泵进行变频控制，可以实现恒压变频自动供水，或者根据需要，可以通过取水阀，手动取水；

清洗单元：所述反洗泵将清水打入超滤膜元件内进行擦洗；空压机将无油空气输入超滤膜元件内进行擦洗，将膜表面附着的污染物质擦洗干净，产生的反洗水通过管道排出；

当使用现场具备市政管网或者原水仅受到微生物污染时，来水经过市政供水进水口进入供水水箱，供水水箱的水经过管道紫外消毒器消毒后，根据需要可以选择供水泵进行恒压变频供水，也可以通过取水阀手动取水；当使用现场水源水质在地表水三类以上时，通过潜水泵将原水通过地表水进水口进入***，通过预处理+超滤单元处理后，超滤产水通过阀门切换进入紫外消毒器进口，经过消毒后进入供水水箱，进行恒压变频供水；当碰上自然灾害，水源地水质受到影响劣于地表三类或者当地水源盐度较高时，通过潜水泵将原水通过地表水进水口进入***，经过预处理+超滤+反渗透+消毒单元后，再通过恒压变频自动供水或者手动取水；当位于寒冷地区，水源水质不佳，低温影响膜产水能力，因而，原水经过潜水泵提升进入原水箱后，再启动电加热器对原水加热到一定温度后，进入后续膜处理单元，处理方法根据原水水质按上述方法确定。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用超滤——反渗透——消毒工艺，结构紧凑，可实现全自动控制，设备可集成于标准集装箱内，机动性能强，外部预留进出水以及电线接口，可即插即用，减少现场安装时间。

2、本实用新型采用多个制水模块以适应不同使用场景。根据水源不同，采用不同的制水模块进行纯水制备，产水的基本水质指标符合生活饮用水卫生标准的规定，适合野外工作、部队训练和抢险救灾的群体使用。

附图说明

图1是本实用新型工艺流程图；

图2是本实用新型结构平面图；

潜水泵1-1、地表水进水口1-2、原水箱1-3、液位控制***a1-4、电加热器1-5、球阀a1-6、进水泵1-7、温度传感器1-8；预处理单元包括管道混合器a 2-1、叠片过滤器2-2、加药单元a 2-3；超滤单元包括电动进水阀3-1、超滤膜组件3-2、浓水排放阀a3-3、电动产水阀a3-4、电动产水阀b3-5、液位控制***b3-6、超滤产水箱3-7、球阀b3-8；清洗单元包括4-1-反洗泵；4-2-空压机、电动进气阀4-3、电动反洗排放阀4-4、电动反洗进水阀4-5；反渗透单元包括管道混合器b5-1、增压泵5-2、保安过滤器5-3、进水电导率仪5-4、进水氧化还原电位仪5-5、低压保护开关5-6、高压泵5-7、高压保护开关5-8、反渗透膜元件5-9、浓水排放阀b5-10、产水电导率仪5-11、产水阀5-12、加药单元b5-13、四通阀5-14、供水单元包括市政水进水阀6-1、管道紫外消毒器6-2、供水水箱6-3、液位***c6-4、供水泵6-5、取水阀6-6、压力传感器6-7、市政供水进水口6-8、出水口6-9。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

参见图1是本实用新型工艺流程图，该结构包括进水单元、预处理单元、超滤单元、反渗透单元、供水单元以及清洗单元。

进水单元包括潜水泵1-1、进水口1-2、原水箱1-3、液位控制***a1-4、电加热器1-5、球阀a1-6、进水泵1-7、温度传感器1-8；预处理单元包括管道混合器a 2-1、叠片过滤器2-2、加药单元a 2-3；超滤单元包括电动进水阀3-1、超滤膜组件3-2、浓水排放阀a3-3、电动产水阀a3-4、电动产水阀b3-5、液位控制***b3-6、超滤产水箱3-7、球阀b3-8；清洗单元包括4-1-反洗泵；4-2-空压机、电动进气阀4-3、电动反洗排放阀4-4、电动反洗进水阀4-5；反渗透单元包括管道混合器b5-1、增压泵5-2、保安过滤器5-3、进水电导率仪5-4、进水氧化还原电位仪5-5、低压保护开关5-6、高压泵5-7、高压保护开关5-8、反渗透膜元件5-9、浓水排放阀(b)5-10、产水电导率仪5-11、产水阀5-12、加药单元b5-13、四通阀5-14、供水单元包括市政水进水阀6-1、管道紫外消毒器6-2、供水水箱6-3、液位***c6-4、供水泵6-5、取水阀6-6、压力传感器6-7、市政供水进水口6-8、出水口6-9。

参见图2是本实用新型平面布置图。***主要设备分别位于集装箱两侧，中间预留检修通道；集装箱两端开门，预留空间方便反渗透膜元件5-9更换以及控制柜7-1开门维修等；集装箱外侧设置进水口1-2、市政供水进水口6-8、出水口6-9；进出水口分别预留法兰接口，方便对接。

实施例1：

以40英尺标准集装箱为例：

当现场有市政供水管网，可以直接与市政管网对接或者原水只是受到微生物污染时：

打开市政水进水阀6-1，关闭产水阀5-12以及电动产水阀(b)3-5,将市政管网或潜水泵1-1(最大流量15m³/h，扬程30m)提升原水与市政供水进水口6-8通过法兰对接后进入供水水箱6-3(不锈钢，有效容积6m³)，供水水箱6-3与管道紫外消毒器6-2(最大过流量12m³/h)连接，供水泵6-7(最大流量10m³/h)与供水水箱液位***6-4联动控制，同时通过供水泵出口压力传感器6-7(供水压力根据需要设置为0.1～0.3MPa)控制供水泵的变频输出，实现恒压变频供水。同时，考虑到其他用水需求，在管道紫外消毒器6-2与供水泵6-7之间设置取水阀6-6方便手动取水。

实施例2：

当现场没有市政管网，有三类以上地表水水源时：

潜水泵1-1(最大流量15m³/h，扬程30m)将原水提升至进水口1-2进入原水箱1-3(不锈钢，有效容积2m³)，原水箱1-3设置液位控制***a1-4,液位控制***a1-4与进水泵1-7联动，当液位满足条件时，进水泵1-7(最大流量12m³/h，扬程30m)和加药单元a2-3启动，原水与药液在管道混合器a2-1内混合后进入叠片过滤器2-2(过滤精度50～100μm)中进行初步固液分离，截留水中悬浮物质等。分离后的水进入超滤膜元件***3-2(8英寸超滤膜5～6只)中，此时，开启电动产水阀b3-5，关闭电动产水阀3-4a，超滤浓水通过浓水排放阀a3-3排出集装箱外，超滤产水与管道紫外消毒器6-2(最大过流量12m³/h)相连，经过紫外消毒后，产水进入供水水箱6-3(不锈钢，有效容积6m³)，供水泵6-7(最大流量10m³/h)与供水水箱液位***c6-4联动控制，同时通过供水泵出口压力传感器6-7(供水压力根据需要设置为0.1～0.3MPa)控制供水泵的变频输出，实现恒压变频供水。同时，考虑到其他用水需求，供水水箱6-3设置取水阀6-6方便手动取水。

实施例3：

当现场没有市政管网，且地表水水源水质劣于三类时或者洪灾、地震等自然灾害影响地表水水质时：

潜水泵1-1(最大流量15m³/h，扬程30m)将原水提升至进水口1-2进入原水箱1-3(不锈钢，有效容积2m³)，原水箱1-3设置液位控制***a1-4,液位控制***a1-4与进水泵1-7联动，当液位满足条件时，进水泵1-7(最大流量12m³/h，扬程30m)和加药单元a2-3启动，原水与药液在管道混合器a2-1内混合后进入叠片过滤器2-2(过滤精度50～100μm)中进行初步固液分离，截留水中悬浮物质等。分离后的水进入超滤膜元件***3-2(最多可装8英寸超滤膜6只)中，此时，开启电动产水阀a3-4，关闭电动产水阀b3-5，超滤产水进入超滤产水箱3-7，液位控制***b3-6与增压泵5-2(最大流量12m³/h，扬程30m)联动，当液位符合启动要求时，增压泵5-2与加药单元b5-3启动，超滤产水与药液在管道混合器b5-1中混合后，进入增压泵5-2中，之后再经过保安过滤器5-3(内芯pp棉，过滤精度5μm，最大过流量15m³/h)过滤分离，过滤分离后的水进入高压泵5-7(最大流量12m³/h，扬程140m)中，高压泵5-7进出口分别设置低压保护开关5-6(0～0.3MPa)、高压保护开关5-8(1～1.5MPa)，低压保护开关保护高压泵不在缺水情况下工作，高压保护开关保护高压泵防止空转而烧坏；同时，高压泵5-7进水口设置氧化还原电位仪5-5对反渗透膜单元进行保护，如果产水水质的氧化还原电位过高(>150mV)，***停机；水经过过压泵5-7增压后，进入反渗透膜元件***5-9(8英寸反渗透膜元件6～9只，膜壳玻璃钢，采用一级一段工艺，按2:1排列)，浓水经过浓水排放阀b5-10排出集装箱外，产水进入管道紫外消毒器6-2(最大过流量12m³/h)相连，经过紫外消毒后，产水进入供水水箱6-3(不锈钢，有效容积6m³)，供水泵6-7(最大流量10m³/h)与供水水箱液位***6-4联动控制，同时通过供水泵出口压力传感器6-7(供水压力根据需要设置为0.1～0.3MPa)控制供水泵的变频输出，实现恒压变频供水。同时，考虑到其他用水需求，供水水箱6-3设置取水阀6-6方便手动取水。

实施例4：

当现场环境温度过低(<15℃)，温度影响膜***产水能力时：

原水加热器与温度传感器1-8联动，当原水低于15℃时，启动原水加热器1-5(功率35kW)；当原水加热至20～25℃时，停止原水加热器1-5。后续处理单元根据原水水质参照实施例2和实施例3进行实施控制。

本实用新型采用高效节能的超滤膜-反渗透膜-紫外线消毒技术，结构紧凑、操作简单，可以安装在车厢内以提高设备的机动性能，同时，设备预留进线快插、法兰连接口等，可实现即插即用，快速启动，并且根据水源不同，采用不同的制水模块进行纯水制备，高效节能，产水的基本水质指标符合生活饮用水卫生标准的规定，适合野外工作、部队训练和抢险救灾的群体使用。

Claims (6)

1.一种多场景应用的纯水制备***，其特征在于，包括进水单元、预处理单元、超滤单元、反渗透单元、供水单元、清洗单元；

进水单元包括潜水泵(1-1)、原水水箱(1-3)、电加热器(1-5)、进水泵(1-7)、液位控制***a(1-4)、温度传感器(1-8)，潜水泵(1-1)通过带法兰卡扣的消防水带与原水水箱(1-3)的进水口连接，原水水箱(1-3)出水口依次经由球阀a(1-6)、进水泵(1-7)与管道混合器a(2-1)的一个进口连接，原水水箱(1-3)设有电加热器(1-5)、液位控制***a(1-4)、温度传感器(1-8)；

所述的预处理单元，包括管道混合器a(2-1)、叠片过滤器(2-2)、加药单元a(2-3)，管道混合器a(2-1)的一个进口与进水单元的进水泵(1-7)连接，另一进口与加药单元a(2-3)连接，管道混合器a(2-1)的出口与叠片过滤器(2-2)进口连接，叠片过滤器(2-2)出口经由电动进水阀(3-1)与超滤膜组件(3-2)进水口连接；

超滤单元包括电动进水阀(3-1)、超滤膜组件(3-2)、浓水排放阀a(3-3)、电动产水阀a(3-4)、电动产水阀b(3-5)、液位控制***b(3-6)、超滤产水箱(3-7)、球阀b(3-8)；超滤膜组件(3-2)对应的浓缩液出口设有浓水排放阀a(3-3)、清水液出口设有电动产水阀a(3-4)，电动产水阀a(3-4)与超滤产水箱(3-7)连接，超滤产水箱(3-7)出水口设有球阀b(3-8)与管道混合器b(5-1)的一个进口连接；超滤产水箱(3-7)设有液位控制***b(3-6)；

反渗透单元包括管道混合器b(5-1)、增压泵(5-2)、保安过滤器(5-3)、进水电导率仪(5-4)、进水氧化还原电位仪(5-5)、低压保护开关(5-6)、高压泵(5-7)、高压保护开关(5-8)、反渗透膜元件(5-9)、浓水排放阀b(5-10)、产水电导率仪(5-11)、产水阀(5-12)、加药单元b(5-13)；管道混合器b(5-1)的一个进口与超滤单元的球阀b(3-8)连接，另一进口与加药单元b(5-13)连接，管道混合器b(5-1)的出口经由增压泵(5-2)与保安过滤器(5-3)连接，保安过滤器(5-3)经由进水电导率仪(5-4)、进水氧化还原电位仪(5-5)、低压保护开关(5-6)与高压泵(5-7)连接，高压泵(5-7)经由高压保护开关(5-8)与反渗透膜元件(5-9)连接，反渗透膜元件(5-9)清水出口经由产水电导率仪(5-11)、产水阀(5-12)与一个四通阀(5-14)的第一个端口连接，四通阀(5-14)的第二个端口与供水水箱(6-3)连接；反渗透膜元件(5-9)浓缩液出口设有浓水排放阀b(5-10)；

供水单元包括市政水进水阀(6-1)、管道紫外消毒器(6-2)、供水水箱(6-3)、液位控制***c(6-4)、供水泵(6-5)、取水阀(6-6)、压力传感器(6-7)、市政供水进水口(6-8)、出水口(6-9)；供水水箱(6-3)经由管道紫外消毒器(6-2)、供水泵(6-5)、压力传感器(6-7)与出水口(6-9)连接；同时供水水箱(6-3)设有液位控制***c(6-4)，供水水箱(6-3)侧面设有取水阀(6-6)；

电动产水阀a(3-4)还经由电动产水阀b(3-5)与四通阀(5-14)的第三个端口连接，四通阀(5-14)的第四个端口经由市政水进水阀(6-1)与市政供水进水口(6-8)连接；

清洗单元包括反洗泵(4-1)、空压机(4-2)、电动进气阀(4-3)、电动反洗排放阀(4-4)、电动反洗进水阀(4-5)；反洗泵(4-1)的进水口与超滤产水箱(3-7)出水口的球阀b(3-8)连接，反洗泵(4-1)的出水口经由电动反洗进水阀(4-5)与超滤膜组件(3-2)清水液出口连接。

2.按照权利要求1所述的一种多场景应用的纯水制备***，其特征在于，上述所述的各种泵、各种阀门、各种检测设备与控制单元连接，用于控制各种泵、各种阀门的开关。

3.按照权利要求2所述的一种多场景应用的纯水制备***，其特征在于，所述控制单元包括现场控制箱，现场控制箱内置PLC模块、报警指示的集合。

4.按照权利要求1所述的一种多场景应用的纯水制备***，其特征在于，所述原水水箱设置的液位控制***a与潜水泵连锁控制。

5.按照权利要求1所述的一种多场景应用的纯水制备***，其特征在于，所述超滤产水箱设置的液位控制***b与增压泵连锁控制。

6.按照权利要求1所述的一种多场景应用的纯水制备***，其特征在于，高压泵采用变频控制。

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