一种膜化学反应器及水处理系统的制作方法

1.本技术涉及水处理技术领域，具体而言，涉及一种膜化学反应器及水处理系统。


背景技术：

2.在水处理中，化学法是通过化学反应改变污水中污染物的化学性质或物理性质，使其从溶解、胶体或悬浮状态转变为沉淀或漂浮状态进而从水中去除的方法。
3.现有工艺往往采用“化学反应-沉淀-多介质过滤”，然而这样的组合往往占地面积大、药耗能耗高，无法满足工程项目提标扩容的迫切需求。
4.膜过滤是一种高效的过滤技术，其中超滤/微滤膜由于其孔径筛分的作用，可实现悬浮物、细菌、颗粒物与水的分离，达到净化水的效果。然而传统的超滤对进水浊度要求较高，不超过50ntu，当来水浊度较高时，抗污染效果有限，无法稳定运行。


技术实现要素：

5.本技术提供一种膜化学反应器及水处理系统，以改善上述问题。
6.本实用新型具体是这样的：
7.一种膜化学反应器，其包括主体、导水组件及膜组件；
8.主体具备膜池、进水口及出水口，进水口及出水口均与膜池连通，且分布于主体的两侧；
9.导水组件包括多个第一导水板及多个第二导水板，多个第一导水板及多个第二导水板依次间隔地容置于膜池内，且错序布置；每个第一导水板均连接于膜池的顶部，并与膜池的底部间隔，以形成第一导流口；每个第二导水板均连接于膜池的底部，并与膜池的顶部间隔，以形成第二导流口；每个第一导流口均与第一导水板两侧的区域连通，每个第二导流口均与第二导水板两侧的区域连通，从而形成蛇形的第一导流通道；
10.膜组件包括膜盒、多个第一膜片及多个第二膜片；多个第一膜片及多个第二膜片依次间隔地容置于膜盒内，且错序布置；每个第一膜片均连接于膜盒的顶部，并与膜盒的底部间隔，以形成第三导流口；每个第二膜片均连接于膜盒的底部，并与膜盒的顶部间隔，以形成第四导流口；每个第三导流口均与第一膜片两侧的区域连通，每个第四导流口均与第二膜片两侧的区域连通，从而形成蛇形的第二导流通道；
11.其中，第一导流通道的两端分别与进水口及第二导流通道连通，膜盒与出水口连通。
12.在本实用新型的一种实施例中，多个第一导水板及多个第二导水板均相互平行设置；
13.多个第一膜片及多个第二膜片均相互平行设置。
14.在本实用新型的一种实施例中，每个第一导水板及每个第二导水板均沿同一方向弯折延伸。
15.在本实用新型的一种实施例中，膜化学反应器还包括与膜池的底部连通的多个排
泥管。
16.一种膜化学水处理系统，其包括进水单元、加药单元、产水单元以及上述的膜化学反应器；
17.进水单元包括进水管及第一水泵，进水管与膜化学反应器的进水口连通，第一水泵连接于进水管；
18.加药单元包括第一加药桶、第一加药管、第一计量泵及第一通断阀；第一加药管的两端分别与第一加药桶及膜化学反应器连通，第一计量泵及第一通断阀均连接于第一加药管；
19.产水单元包括产水池、产水管、第二水泵以及第二通断阀；产水管的两端分别与膜化学反应器的出水口及产水池连通，第二水泵及第二通断阀均连接于产水管。
20.在本实用新型的一种实施例中，膜化学水处理系统还包括反洗单元；
21.反洗单元包括反洗管、第三水泵及第三通断阀；反洗管的两端分别与产水池及出水口连通，第三水泵及第三通断阀均连接于反洗管。
22.在本实用新型的一种实施例中，反洗管用于与出水口连接的一端与产水管连接，且反洗管与产水管的连接处位于出水口及第二通断阀之间。
23.在本实用新型的一种实施例中，膜化学水处理系统还包括反洗加药单元；
24.反洗加药单元包括第二加药桶、第二加药管、第二计量泵及第四通断阀；第二加药管的两端分别与第二加药桶及出水口连通，第二计量泵及第四通断阀均连接于第二加药管。
25.在本实用新型的一种实施例中，第二加药管用于与出水口连接的一端与反洗管连接，且第二加药管与反洗管的连接处位于出水口及第三通断阀之间。
26.在本实用新型的一种实施例中，第一通断阀、第二通断阀、第三通断阀及第四通断阀均为电磁阀。
27.本实用新型的有益效果是：
28.该膜化学反应器包括主体、导水组件及膜组件；其中，主体具备膜池、进水口及出水口，进水口及出水口均与膜池连通，且分布于主体的两侧；导水组件包括多个第一导水板及多个第二导水板，多个第一导水板及多个第二导水板依次间隔地容置于膜池内，且错序布置；每个第一导水板均连接于膜池的底部，并与膜池的顶部间隔，以形成第一导流口；每个第二导水板均连接于膜池的顶部，并与膜池的底部间隔，以形成第二导流口；每个第一导流口均与第一导水板两侧的区域连通，每个第二导流口均与第二导水板两侧的区域连通，从而形成蛇形的第一导流通道；膜组件包括膜盒、多个第一膜片及多个第二膜片；多个第一膜片及多个第二膜片依次间隔地容置于膜盒内，且错序布置；每个第一膜片均连接于膜盒的底部，并与膜盒的顶部间隔，以形成第三导流口；每个第二膜片均连接于膜盒的顶部，并与膜盒的底部间隔，以形成第四导流口；每个第三导流口均与第一膜片两侧的区域连通，每个第四导流口均与第二膜片两侧的区域连通，从而形成蛇形的第二导流通道；
29.并且，第一导流通道的两端分别与进水口及第二导流通道连通，膜盒与出水口连通；由此，通过这样的设置方式，使得进入至膜池中的原水能够与化学药剂充分混合，改变并延长水流在膜池内的流程，使水流的紊动混合均匀，从而减小水流短流现象的发生，延长水流在膜池内的实际停留时间，增强膜池内的化学反应。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
31.图1为本技术提供的膜化学反应器的结构示意图；
32.图2为本技术提供的膜化学水处理系统的结构示意图。
33.图标：100-膜化学反应器；110-主体；120-导水组件；130-膜组件；111-膜池；112-进水口；113-出水口；121-第一导水板；122-第二导水板；123-第一导流口；124-第二导流口；125-第一导流通道；131-膜盒；132-第一膜片；133-第二膜片；134-第三导流口；135-第四导流口；136-第二导流通道；140-排泥管；200-膜化学水处理系统；210-进水单元；220-加药单元；230-产水单元；211-进水管；212-第一水泵；221-第一加药桶；222-第一加药管；223-第一计量泵；224-第一通断阀；231-产水池；232-产水管；233-第二水泵；234-第二通断阀；240-反洗单元；241-反洗管；242-第三水泵；244-第三通断阀；250-反洗加药单元；251-第二加药桶；252-第二加药管；253-第二计量泵；254-第四通断阀。
具体实施方式
34.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
38.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
40.请参照图1，本实用新型提供一种膜化学反应器100，其包括主体110、导水组件120及膜组件130；
41.主体110具备膜池111、进水口112及出水口113，进水口112及出水口113均与膜池111连通，且分布于主体110的两侧；
42.导水组件120包括多个第一导水板121及多个第二导水板122，多个第一导水板121及多个第二导水板122依次间隔地容置于膜池111内，且错序布置；每个第一导水板121均连接于膜池111的顶部，并与膜池111的底部间隔，以形成第一导流口123；每个第二导水板122均连接于膜池111的底部，并与膜池111的顶部间隔，以形成第二导流口124；每个第一导流口123均与第一导水板121两侧的区域连通，每个第二导流口124均与第二导水板122两侧的区域连通，从而形成蛇形的第一导流通道125；
43.膜组件130包括膜盒131、多个第一膜片132及多个第二膜片133；多个第一膜片132及多个第二膜片133依次间隔地容置于膜盒131内，且错序布置；每个第一膜片132均连接于膜盒131的顶部，并与膜盒131的底部间隔，以形成第三导流口134；每个第二膜片133均连接于膜盒131的底部，并与膜盒131的顶部间隔，以形成第四导流口135；每个第三导流口134均与第一膜片132两侧的区域连通，每个第四导流口135均与第二膜片133两侧的区域连通，从而形成蛇形的第二导流通道136；
44.其中，第一导流通道125的两端分别与进水口112及第二导流通道136连通，膜盒131与出水口113连通。
45.需要说明的是，多个第一膜片132及多个第二膜片133均采用平板膜，平板膜对反应器中的水流起到导流的作用，水流与膜面平行，与过滤方向垂直，可实现错流过滤。膜片与膜片之间的间距为10-30cm，水流在平板膜的导流作用下可以保证水流以流速0.1-0.2m/s流动，以实现膜污染的控制。
46.该膜化学反应器100的工作原理是：
47.请参照图1，该膜化学反应器100包括主体110、导水组件120及膜组件130；其中，导水组件120包括多个第一导水板121及多个第二导水板122，多个第一导水板121及多个第二导水板122依次间隔地容置于膜池111内，且错序布置，并共同形成蛇形的第一导流通道125；而膜组件130包括膜盒131、多个第一膜片132及多个第二膜片133；多个第一膜片132及多个第二膜片133依次间隔地容置于膜盒131内，且错序布置，并共同形成蛇形的第二导流通道136；
48.并且，第一导流通道125的两端分别与进水口112及第二导流通道136连通，膜盒131与出水口113连通；由此，通过这样的设置方式，使得进入至膜池111中的原水能够与化学药剂充分混合，改变并延长水流在膜池111内的流程，使水流的紊动混合均匀，从而减小水流短流现象的发生，延长水流在膜池111内的实际停留时间，增强膜池111内的化学反应；并有利于改善水体流态，实现膜片与水相对运动的情况下错流过滤，膜片表面不易附着污染物，实现较好的控污染效果，延长化学清洗时间，进而能够稳定且高效的运行。
49.需要说明的是，在本实施例中，在设置导水组件120及膜组件130时，可以使得多个第一导水板121及多个第二导水板122均相互平行设置；且多个第一膜片132及多个第二膜片133均相互平行设置。并且多个第一导水板121及多个第二导水板122等间距排放，间距与膜池111长的比值为(1:20)～(1:10)。
50.而且，每个第一导水板121及每个第二导水板122均沿同一方向弯折延伸。这样的设置方式，使得多个第一导水板121及多个第二导水板122可实现原水与化学药剂的充分混合，改变并延长水流在池内的流程，使水流的紊动混合均匀，从而减少水流短流现象的发生，延长水流在池内的实际停留时间，增强膜池111内的化学反应。并且多个第一导水板121及多个第二导水板122的弯折夹角呈90-150
°
。
51.由此，通过这样的方式，能够改变并延长水流在膜池111内的流程，使水流的紊动混合均匀，从而减小水流短流现象的发生，延长水流在膜池111内的实际停留时间。
52.而且，为便于排出膜池111内的化学污泥，故，膜化学反应器100还包括与膜池111的底部连通的多个排泥管140。
53.还需要说明的是，在本实施例中，膜化学反应器100中的整体水力停留时间为40-60min；化学污泥在膜池111内沉淀后通过排泥管140定期排泥，污泥停留时间为0.5-5天。
54.基于上述内容，请参照图1及图2，本实用新型还提供一种膜化学水处理系统200，其包括进水单元210、加药单元220、产水单元230以及上述的膜化学反应器100；
55.进水单元210包括进水管211及第一水泵212，进水管211与膜化学反应器100的进水口112连通，第一水泵212连接于进水管211；
56.加药单元220包括第一加药桶221、第一加药管222、第一计量泵223及第一通断阀224；第一加药管的两端分别与第一加药桶221及膜化学反应器100连通，第一计量泵223及第一通断阀224均连接于第一加药管222；
57.产水单元230包括产水池231、产水管232、第二水泵233以及第二通断阀234；产水管232的两端分别与膜化学反应器100的出水口113及产水池231连通，第二水泵233及第二通断阀234均连接于产水管232。
58.需要说明的是，在本实施例中，第一加药桶221中存储有进行水处理的化学药剂；而第一水泵212及第二水泵233的作用在于增加水的压力并引导水按预定方向流动，使得进水管211中的水流方向是向进水口112流动，而产生管中的水是向产水池231流动。而且，第一水泵212及第二水泵233可作为两套独立的抽吸元件，其产水通量有一个差值
△
10-20lmh，可进一步驱动水流呈迷宫状流动，减缓膜污染。
59.请参照图1及图2，该膜化学水处理系统200的工作步骤如下：
60.调整第一水泵212工作的状态，从而将进水管211中的原水经进水口112泵入膜化学反应器100的膜池111中；同时打开第一通断阀224，以使得第一加药桶221中的化学药剂经第一加药管222流入膜化学反应器100的膜池111中，并通过第一计量泵223计量流入膜化学反应器100中的化学药剂的量；
61.由进水口112进入膜池111的原水会依次经过第一导流通道125及第二导流通道136，并在此过程中完成化学处理；而且第一加药桶221中的化学药剂会流入第一导流通道125中，并在第一导流通道125中与原水混合；
62.随后，打开第二通断阀234，调整第二水泵233工作的状态，从而将膜盒131中完成处理的水，经出水口113泵入产水管232中，并流向产水池231。
63.需要说明的是，在本实施例中，第一加药管222用于与膜化学反应器100连接的一端连接于进水管211，从而使得第一加药桶221中的化学药剂在流入进水管211后，便可开始与原水混合。
64.进一步地，请参照图1及图2，在本实施例中，膜化学水处理系统200还包括反洗单元240；
65.反洗单元240包括反洗管241、第三水泵242及第三通断阀244；反洗管241的两端分别与产水池231及出水口113连通，第三水泵242及第三通断阀244均连接于反洗管241。
66.需要说明的是，在本实施例中，第三水泵242的作用在于增加水的压力并引导水按预定方向流动，即，第三水泵242的作用是使得反洗管241中的水流方向是向出水口113流动。
67.由此，该膜化学水处理系统200还可进行反洗，其工作步骤如下：
68.将第一通断阀224及第二通断阀234关闭，以使得第一加药管222及产水管232阻断；
69.打开第三通断阀244，并调整第三水泵242的工作状态，以将产水池231的水经反洗管241和出水口113泵入膜化学反应器100中，从而对膜化学反应器100进行反洗。
70.需要说明的是，该膜化学水处理系统200在工作的过程中，每产水30-60min，便进行1-5min反洗，反洗通量为1-3倍的运行通量。
71.在本实施例中，反洗管241用于与出水口113连接的一端与产水管232连接，且反洗管241与产水管232的连接处位于出水口113及第二通断阀234之间。
72.进一步地，请参照图1及图2，在本实施例中，膜化学水处理系统200还包括反洗加药单元250；
73.反洗加药单元250包括第二加药桶251、第二加药管252、第二计量泵253及第四通断阀254；第二加药管252的两端分别与第二加药桶251及出水口113连通，第二计量泵253及第四通断阀254均连接于第二加药管252。
74.在本实施例中，第二加药管252用于与出水口113连接的一端与反洗管241连接，且第二加药管252与反洗管241的连接处位于出水口113及第三通断阀244之间。进而使得第二加药桶251中的化学药剂在流入膜化学反应器100前，便可以与反洗管241中的反洗水混合。
75.由此，请参照图1及图2，该膜化学水处理系统200还可进行化学反洗，其工作步骤如下：
76.将第一通断阀224及第二通断阀234关闭，以使得第一加药管222及产水管232阻断；
77.打开第三通断阀244，并调整第三水泵242的工作状态，以将产水池231的水经反洗管241和出水口113泵入膜化学反应器100中，从而对膜化学反应器100进行反洗；
78.打开第四通断阀254开启，以使得第二加药桶251中的化学药剂经第二加药管252流入膜化学反应器100，并通过第二计量泵253计量流入膜化学反应器100中的化学药剂的量；具体的，储存在第二加药桶251中的次氯酸钠或柠檬酸经第二计量泵253驱动进入反洗管241中，并与反洗水混合后，次氯酸钠浓度为200-1000mg/l，或与反洗水混合后，柠檬酸浓度为200-2000mg/l；而且在第三水泵242的作用下，混合后的次氯酸钠或柠檬酸按照15-30lmh反打入第一膜片132及第二膜片133的内部，浸泡清洗1-2h，清洗次数为15天-1个月/次。
79.基于上述内容，请参照图1及图2，还需要说明的是，该膜化学水处理系统200还可进行恢复性清洗，其工作步骤如下：
80.将第一通断阀224及第二通断阀234关闭，以使得第一加药管222及产水管232阻断；将膜池111排空并注入清水，
81.打开第四通断阀254开启，以使得第二加药桶251中的次氯酸钠或柠檬酸经第二加药管252流入反洗管241，并通过第二计量泵253计量流入反洗管241中的量；
82.打开第三通断阀244，并调整第三水泵242的工作状态，的次氯酸钠或柠檬酸经反洗管241进入膜池111，并与膜池111内的清水混合，次氯酸钠浓度为1000-10000mg/l，或与膜池111内清水混合后，柠檬酸浓度为5000-10000mg/l，将混合后次氯酸钠或柠檬酸反打入第一膜片132及第二膜片133内部进行浸泡清洗6-12h，清洗次数为3-6个月/次。
83.基于上述内容，请参照图1及图2，本实用新型还提供一种膜化学水处理方法，采用上述的膜化学水处理系统200，膜化学水处理方法包括：
84.控制第一水泵212工作，以使得进水管211中的原水向进水口112流动；
85.控制第一通断阀224开启，以使得第一加药桶221中的化学药剂经第一加药管222流入膜化学反应器100，并通过第一计量泵223计量流入膜化学反应器100中的化学药剂的量；
86.控制第二通断阀234开启，控制第二水泵233工作，以使得膜化学反应器100中的水向出水口113流动，并经产水管232流入产水池231。
87.进一步地，在本实施例中，该膜化学水处理方法还包括：
88.控制第一通断阀224及第二通断阀234关闭，控制第三通断阀244开启，控制第三水泵242工作，以使得产水池231的水向反洗管241流动，并经出水口113流入膜化学反应器100。
89.进一步地，在本实施例中，该膜化学水处理方法还包括：
90.控制第一通断阀224及第二通断阀234关闭，控制第三通断阀244开启，控制第三水泵242工作，以使得产水池231的水向反洗管241流动，并经出水口113流入膜化学反应器100；
91.控制第四通断阀254开启，以使得第二加药桶251中的化学药剂经第二加药管252流入膜化学反应器100，并通过第二计量泵253计量流入膜化学反应器100中的化学药剂的量。
92.由上述提供的技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
93.缩短工艺流程，有利于用地紧张项目的改扩建，相比于“化学反应-沉淀-砂滤-超滤”的系统，占地面积可缩减50％以上；
94.控制膜污染，通过弯折的第一导水板121及第二导水板122以及多个第一膜片132及多个第二膜片133的布置，有利于改善水体流态，实现膜片与水相对运动的情况下错流过滤，膜片表面不易附着污染物，实现较好的控污染效果，延长化学清洗时间，实现系统的稳定高效运行；
95.节能，采用折板式混合代替机械搅拌，一方面避免了机械搅拌桨腐蚀等问题，同时也在实现药剂与水的充分混合、反应的基础上降低了能耗。
96.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。