本发明专利技术公开了一种耦合涡旋超声清洗的重力流超滤净水装置。所述重力流超滤净水装置，包括原水箱和净水箱，原水箱内设有超滤膜组件和涡旋超声装置，涡旋超声装置位于超滤膜组件的下部，超滤膜组件的出水口通过出水管与净水箱连通。本发明专利技术装置以超滤为核心，利用水自身重力驱动的膜分离过程对农村分散式水源中浊度、微生物等特征污染物进行高效截留；并利用涡旋超声清洗装置的强化超声空化作用，提升膜表面冲刷强度，有效清除超滤装置长期运行带来的高附着性膜污染，以实现提升稳定通量、提高产水效率的目的。本发明专利技术操作方便、运维能耗低、无任何化学药剂添加，可广泛应用于使用分散式水源的偏远村镇地区。水源的偏远村镇地区。水源的偏远村镇地区。
【技术实现步骤摘要】
一种涡旋超声清洗的重力流超滤净水装置
[0001]本专利技术涉及一种涡旋超声清洗的重力流超滤净水装置，属于饮用水净化领域。
技术介绍
[0002]目前，我国农村集中供水率不足90％，仍有1.5亿人在使用水质不稳定的分散式水源。由于基础设施、卫生条件落后，农村分散式水源中浊度、微生物等基本水质指标普遍超标，亟需开发适合分散式水源的低成本、低维护净水装置。常规饮用水处理装置存在操作复杂、维护频繁、运行能耗高等问题。重力流超滤装置以水体自身重力驱动，可在无动力条件下长期运行，具有低维护、低能耗、易操作等特点。此外，该装置同时兼具常规超滤的工艺特点，可高效去除水体中的小颗粒物、胶体、大分子有机物、大肠杆菌及其他致病微生物，能够有效保障农村分散式供水的水质安全。
[0003]但是重力流超滤装置长期运行极易产生以生物膜、胞外聚合物为主的高附着性膜污染，简单的手动清洗无法将其完全去除。现有化学清洗、强化反冲洗等传统超滤清洗方法操作繁琐、维护成本较高，同时需投加额外的化学药剂，难以应用于偏远村镇地区。重力流超滤装置的膜污染主要来自其表面的生物滤饼层，通过清除滤饼层即可有效恢复膜通量。超声清洗作为一种物理清洗方法，可通过超声激发的微气泡在滤饼层表面内爆，使其分散、剥离，具有成本低廉、无污染等优点，与重力流超滤技术高度契合。然而，超声清洗普遍存在微气泡形成分散、微气泡空化位点随机等问题，声波激发的微气泡无法精准到达滤饼层表面，超滤膜的超声清洗效率普遍偏低。
[0004]因此，有必要提供一种耦合涡旋超声清洗的重力流超滤净水装置，利用涡旋作用使超声产生的分散、随机的微气泡集中导向超滤膜表面，可实现重力流超滤装置的高效清洗，提高通量恢复效率，促进其长期高效稳定运行，保障农村分散式用水水质安全。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种涡旋超声清洗的重力流超滤净水装置，通过强化超声空化作用，提升膜表面冲刷强度，有效清除超滤装置长期运行带来的高附着性膜污染，以实现提升稳定通量、提高产水效率的目的。
[0006]本专利技术提供的涡旋超声清洗的重力流超滤净水装置，包括原水箱和净水箱；
[0007]所述原水箱内设有超滤膜组件和涡旋超声装置；
[0008]所述涡旋超声装置位于所述超滤膜组件的下部；
[0009]所述超滤膜组件的出水口通过出水管与所述净水箱连通。
[0010]上述的重力流超滤净水装置中，所述超滤膜组件通过膜组件支架固定于所述原水箱内；
[0011]所述超滤膜组件的圆柱形底座设于所述超滤膜组件的半圆形豁口上，从而可灵活放置所述超滤膜组件，使其便于用户自行拆卸、清洗；
[0012]所述超滤膜组件优选固定于距离所述原水箱顶部30～50cm处，运行时跨膜压范围
为30～50mbar。
[0013]上述的重力流超滤净水装置中，所述超滤膜组件的中部为超滤膜，所述超滤膜为偏二氟乙烯、聚氯乙烯或聚醚砜中空纤维超滤膜丝，采用外压式设计，膜丝长度为5～30cm，膜孔径为0.01～0.05μm，稳定膜通量为7～15L/m2/h。
[0014]上述的重力流超滤净水装置中，所述超滤膜组件为浸没式膜组件，采用终端过滤模式；
[0015]所述超滤膜组件的出水口通过弯管与所述出水管连接，所述弯管位于所述滤膜组件上方3～5cm处，以保证该装置未工作时，所述超滤膜组件浸没在水面以下，防止其干燥后无法正常工作。
[0016]上述的重力流超滤净水装置中，所述清水箱位于所述原水箱的下方；
[0017]所述出水管通过快速接头与进水管连接，便于安装、拆卸，所述进水管与所述清水箱连接；
[0018]所述出水管上设有出水阀，该装置清洗时将所述出水阀关闭，拆卸所述出水管对其进行旋转，可调整所述超滤膜组件位置进行全方位清洗，防止膜污染残留。
[0019]上述的重力流超滤净水装置中，所述涡旋超声装置位于所述原水箱的底部；
[0020]所述涡旋超声装置包括一个旋涡发生器和两个超声发生器，两个所述超声发生器分别与所述旋涡发生器串联连接，两个所述超声发生器并联连接；
[0021]所述超声发生器设有高、低两档清洗频率，分别为50～68KHz和15～30KHz，对应功率分别为60W和50W，可根据用户需求进行低、高频清洗，清洗时间为5～10分钟；
[0022]所述涡旋发生器与所述超声发生器串联，装置启动后，在所述原水箱中同时产生涡旋和微气泡，利用涡旋作用增加清洗机制、强化超声清洗效果，从而洗脱超滤膜表面高附着性污染物；
[0023]所述超声发生器的上部设有不锈钢板，以最小化超声波传导损失。
[0024]上述的重力流超滤净水装置中，所述涡旋超声装置通过防水电缆连接三档开关，可根据用户需求关闭涡旋清洗装置或调高、调低清洗档位；
[0025]所述涡旋超声装置无需频繁开关和连续运行，根据重力流超滤装置运行情况，每月启动一次，每次清洗5～10分钟，即可恢复膜通量，保障装置长期稳定运行。
[0026]上述的重力流超滤净水装置中，所述原水箱的顶部设有可拆卸盖板，所述可拆卸盖板上设有把手，所述把手与所述可拆卸盖板的连接处设有多个微型气孔，以保证所述原水箱内正常水压，同时防止蚊虫进入所述原水箱内部，造成污染；
[0027]所述原水箱的侧壁上于近底部处设有排泥口和与之配合的排泥阀门，所述排泥口在涡旋超声清洗后开启，用于排出所述原水箱内沉淀的颗粒物和洗脱的滤饼层，防止其在所述原水箱内累积过多，影响装置正常工作。
[0028]上述的重力流超滤净水装置中，所述清水箱内设有紫外消毒装置，与其连接的外接电源上设有时控开关定时器，可自动控制所述紫外消毒装置的运行；
[0029]所述紫外消毒装置包括紫外线消毒灯管、独立外接电源和所述时控开关定时器；
[0030]所述紫外消毒装置每隔12～24小时可自动运行，每次运行时常为3～5分钟，用于杀灭所述清水箱中滋生微生物。
[0031]上述的重力流超滤净水装置中，所述清水箱呈倒圆台状，容积优选为30～50L，用
于储存所述超滤膜组件的出水；
[0032]所述清水箱的侧壁上近底部处设有取水龙头，可供用户取水用于饮用；
[0033]所述清水箱的底部设有滑轮底座，便于用户根据需要移动装置。
[0034]本专利技术重力流超滤净水装置能够去除分散式水源中的颗粒物、大肠杆菌及其他病原性微生物，保障饮用水水质安全；在其工作时进行定期的涡旋超声清洗，降低超滤膜表面的生物污染，减少超滤膜表面滤饼层生物分解和水解产生的蛋白质和多糖进入膜丝内部，造成膜孔堵塞；同时，在超声清洗时，通过涡旋作用，使超声激发微气泡更加集中于超滤膜区域，并提供一定的水力剪切力，提高清洗效果，高效去除重力流超滤产生的高附着性膜污染。
[0035]本专利技术净水装置可有效截留分散式水源中的污染物，其出水可达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749
‑
2006)，同时通过涡旋超声清洗能够达本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种涡旋超声清洗的重力流超滤净水装置，包括原水箱和净水箱；所述原水箱内设有超滤膜组件和涡旋超声装置；所述涡旋超声装置位于所述超滤膜组件的下部；所述超滤膜组件的出水口通过出水管与所述净水箱连通。2.根据权利要求1所述的重力流超滤净水装置，其特征在于：所述超滤膜组件通过膜组件支架固定于所述原水箱内；所述超滤膜组件的圆柱形底座设于所述膜组件的半圆形豁口上。3.根据权利要求1或2所述的重力流超滤净水装置，其特征在于：所述超滤膜组件的中部为超滤膜，所述超滤膜为偏二氟乙烯、聚氯乙烯或聚醚砜中空纤维超滤膜丝，采用外压式设计，膜丝长度为5～50cm，膜孔径为0.01～0.05μm，稳定膜通量为7～15L/m2/h。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的重力流超滤净水装置，其特征在于：所述超滤膜组件为浸没式膜组件，采用终端过滤模式；所述超滤膜组件的出水口通过弯管与所述出水管连接，所述弯管位于所述滤膜组件上方3～5cm处。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的重力流超滤净水装置，其特征在于：所述清水箱位于所述原水箱的下方；所述出水管通过快速接头与进水管连接，所述进水管与所述清水箱连接；所述出水...
【专利技术属性】
技术研发人员：栾富波，袁庆科，孟颖，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：
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