專利名稱：一種帶提升泵房的浸沒式膜濾池及其產水方法
技術領域：
本發明涉及一種水處理常用構筑物，具體涉及恒液位控制虹吸自流的浸沒式膜濾池，特別涉及一種帶提升泵房的浸沒式膜濾池及其產水方法。
背景技術：
膜技術是21世紀的水處理工藝，尤其以微濾、超濾膜在市政工程水處理中應用最為廣泛，浸沒式膜是其中常用的一種。以浸沒式膜為過濾介質的濾池稱為膜濾池。由于膜濾池配套設備相對簡單，單池水量相對較大，對來水水質要求不高等優點，被廣為采用。由于膜制作材料、制作工藝及成本等因素，膜通量往往取值較大，跨膜壓差也較大，因此目前國內外采用的膜濾池均采用水泵“抽吸”的方式克服跨膜壓差。隨著膜技術的發展，膜的生產成本大為降低，特別是國產大通量、低壓差、低成本的膜技術日益成熟，使得利用虹吸自流克服膜壓差取代傳統的泵抽吸成為可能。這樣可以大大降低因水泵運行帶來的無效能耗，降少設備投資和運行維護工作。若冬季水溫較低、虹吸自流不足以滿足產水量要求時，也可以設置并聯的水泵抽吸旁路系統，必要時切換到水泵抽吸。由于泵抽吸每格濾池均需設置水泵及切換閥門等，設備較多、造價較高、管理較麻煩。并且由于受水泵選型的影響，單格濾池水量往往做不大，因此規模較大的水廠膜濾池格數會很多，設備就更多。
發明內容
本發明的目的是提供一種帶提升泵房的浸沒式膜濾池，在膜濾池一端集中設置提升泵房，利用水泵抽吸提升作用降低出水總渠內水位，以擴大膜濾池虹吸自流的水位高差，起到提高產水量的作用。為了實現這一目的，本發明的技術方案如下一種帶提升泵房的浸沒式膜濾池，包括進水總渠，與進水總渠連接的進水室，與進水室連通的膜濾池，膜濾池內設有浸沒式超濾膜組件，浸沒式超濾膜組件與產水管連接，產水管穿過膜濾池池壁后，與出水總渠連接，其特征在于進水室與膜濾池之間通過進水堰連接，產水管出口設有擋水堰板，出水總渠與出水總管連接，進水堰高度高于擋水堰板高度，該膜池一端設有提升泵房，出水總渠延伸至提升泵房內，提升泵房內設有提升泵，出水總渠通過提升泵與出水管連接，出水管再與出水總管連接，在出水總管上形成旁路。根據本發明的一個實施例，多格膜濾池并聯成單排或雙排，每格濾池設置進水堰和液位儀，每格濾池通過一根產水管與出水總渠連接，每根產水管上設置受對應液位儀信號控制的調節閥門，產水管還設置抽真空管。濾池進水堰與產水管出口擋水堰板高差3 6m，擋水堰板頂到出水總渠渠底高度差一般為f 2m。本發明的另一目的在于提供一種帶提升泵房的浸沒式膜濾池的產水方法，利用水泵抽吸提升作用降低出水總渠內水位，以擴大膜濾池虹吸自流的水位高差，起到提高產水量的作用。為了實現這一目的，本發明的技術方案如下一種帶提升泵房的浸沒式膜濾池的產水方法，其特征在于原水通過的進水總渠進入單池進水室，通過進水溢流堰進入單格濾池，膜產水通過產水管進入到出水總渠，產水管出口處設有擋水堰板，單池進水室內設有液位儀，產水管上設有受相應液位儀控制的調節閥門，當單格進水室內液位連續升高，高于液位上限，說明出水小于進水，則與之對應的控制閥門開大ー個刻度，反之當單格濾池內液位連續降低，低于液位下限，則與之對應的控制閥門關小一個刻度，以實現池內液位恒定，進而實現單格濾池恒液位等速過濾，并且在不開泵時實現虹吸自流運行；當各格膜濾池產水管調節閥開啟度大于調節閥開啟上限，而濾池內水位仍不斷上升超出液位上限吋，則開啟提升水泵；在提升水泵運行狀態下，當產水管調節閥門在較低開啟度下液位仍持續下降低于液位下限時，則應當關閉提升水泵，恢復到虹吸自流運行。
本發明的關鍵是將濾池出水總渠降低到需要的足夠深度并設置提升泵房，在提升泵房抽吸時總渠內產水管出口擋水堰板與進水堰形成落差用以克所需最大跨膜壓差；出水總渠可為壓カ式(渠內水位可能超過頂板)，在跨膜壓差較小時出水總管可以完全虹吸出流。本發明設置進水堰，并在產水管上設置調節閥門，利用進水堰與出水總渠道的水位高差虹吸自流，并通過控制調節閥門控制每格膜池內液位恒定，以達到恒速過濾目的。本發明的優點在于取消了單格濾池產水管上的抽吸水泵，依靠提升泵房降低出水總渠水位實現膜池完全虹吸自流，單格濾池設備簡單、控制管理方便，適應性更強，節能效果更好。提升泵房內水泵臺數較少，投資、能耗減少，運行管理方便。
圖I為本發明一實施例的帶提升泵房膜濾池平面圖。圖2為圖I的A — A剖面圖。圖3為圖I的B —B剖面圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進ー步描述。本發明為一種帶提升泵房的浸沒式膜濾池，包括進水總渠1，與進水總渠I連接的進水室3，與進水室3連通的膜濾池5，膜濾池5內設有浸沒式超濾膜組件6，浸沒式超濾膜組件6與產水管7連接，產水管7穿過膜濾池池壁后，與出水總渠9連接，其特征在于進水室3與膜濾池5之間通過進水堰4連接，產水管7出ロ設有擋水堰板8，出水總渠9與出水總管15連接，進水堰4高度高于擋水堰板8高度，該膜濾池5 —端設提升泵房16，出水總渠9延伸至提升泵房16內，提升泵房16內設有水泵，出水總渠通過水泵與出水管18連接，出水管18再與出水總管15連接。根據本發明的一個實施例，多格恒液位虹吸自流浸沒式膜濾池并聯成單排或雙排與提升泵房組成膜濾池，單格濾池設置進水堰、液位儀，產水管上設置調節閥門10和抽真空管14，實現恒液位出流；出水總渠落深與進水堰落差加大，以克服所需最大跨膜壓差。膜濾池一端設提升泵房，出水總渠延伸至提升泵房內，需要時切換為水泵抽吸降低出水總渠水位，提升后再回到出水總管。本發明將出水總渠適當降低，產水管出口擋水堰板頂與進水堰板高差可以滿足最不利條件下的跨膜壓差(一般為3飛m)，當水泵抽吸水位降低時仍可以滿足出水量，產水管出口的擋水堰板頂到渠底高差(最小水深)應滿足提升泵房抽水時的過流要求(一般為f 2m)，出水總渠頂板可以承受反向壓力，以適應低水量低跨膜壓差時水位的抬升，滿足虹吸自流。本發明同時將傳統濾池設置進水堰以均衡各濾格之間待濾水量加上恒液位控制以保證過濾速度恒定的理念引入到膜濾池，形成恒液位虹吸自流膜濾池。同時取消傳統濾池出水室和出水堰，降低出水總渠的高度，取消每格膜濾池設置的抽吸水泵，改為在膜池一端集中設置提升泵房，利用水泵抽吸提升作用降低出水總渠內水位，以擴大膜濾池虹吸自流的水位高差，起到提高產水量的作用。出水總渠上設置出水總管，在渠內水位允許時自流出水，出水總管上設置單向閥或電動(氣動)閥。出水總渠延伸至提升泵房內，提升泵房內設若干臺水泵，單泵出水管設單向閥或電動(氣動)閥，匯成一根出水管后接至出水總管閥門后，經水泵提升后泵房出水管接 至出水總管，可實現自流出流和泵提升的切換，仍可以做到減少水泵運行節省能耗的目的。本發明中，產水管上設置帶位置控制器的電動或氣動蝶閥，在液位信號的控制下實現閥門開度調節。調節方式以事先設定的液位為基準，波動范圍為±50mm，當濾池內液位連續升高，高于基準線50mm (液位上限)，說明出水小于進水，則控制閥門開大一個刻度，反之當濾池內液位連續降低，低于基準線50mm (液位下限)，則關小一個刻度，以實現池內液位恒定，進而實現膜濾池恒液位等速過濾。單格濾池剛開始投入運行時調節蝶閥起始開啟角度一般設為15° 20° ,調節刻度一般以90°的1 2%為一個刻度，由液位信號閉環控制。一般情況下當各格膜濾池產水管調節閥開啟度已大于60% (調節閥開啟上限)，而濾池內水位仍不斷上升超出設定值時，應當開啟提升水泵。在提升水泵運行狀態下，當產水管調節閥門在較低開啟度(如小于10%)下液位仍持續下降低于液位下限時，則關閉提升水泵，恢復到虹吸自流運行。提升泵房水泵可采用常規離心泵、混流泵或軸流泵，單泵流量可以做大，臺數減少。本發明濾池出水總渠應當是壓力渠，以適應渠內水位較大的變幅。如圖I所示實施例為一個帶提升泵房的膜濾池，6格膜濾池5雙排布置組成膜濾池，一端布置提升泵房18。膜濾池5的進水總渠I設置進水閥2，進入單池進水室3，通過進水溢流堰4進入濾池5。濾池5內設置浸沒式膜組件6，膜產水進入產水管7，進入到出水總渠9，產水管下端設置擋水堰板8。產水管7通過真空管14抽氣后形成產水通路，產水管7上抽真空管14之后設置調節閥門10。濾池5通過設置排水閥門12進入到排水總渠13。每格濾池設置液位儀11，通過液位信號控制調節閥門10的開啟度。出水總渠道9延伸至提升泵房16，出水總渠9接出出水總管15，提升泵房16內設3臺水泵17，從出水總渠9上吸水提升后匯成一根出水管18，匯到出水總管單向閥或電動(氣動)閥門19之后，單臺水泵出水管上設單向閥或電動(氣動)閥20，與閥門19實現切換。在該實施例中單格膜濾池長8400mm，寬3800mm，內設雙排共8列浸沒式超濾膜組件，每一組件膜面積約2520m2 (外徑)，總膜面積20160m2，設計過膜通量35 l/m2h,單格設計產水量約I. 69萬m3/d，總產水量約10萬m3/d，設計通量時跨膜壓差約2 3m。各膜組件通過產水支管連接到單格產水管上，單格產水管管徑DN500，產水管上設置DN500帶位置控制器的電動或氣動閥門，最高點設置DN50抽真空管和閥，進水采用閘板閥，尺寸500 X 500mm,排水采用閘板閥，尺寸600X600mm。雙排濾池中間設置出水總渠道，出水總渠相對落深，與進水堰形成足夠高差。產水管直接伸到出水總渠底部，產水管出口設置擋水堰板，濾池進水堰與產水管出口擋水堰板高差3 6m。出水總渠寬度為4m，深度為2. 5m,為承壓式，以適應渠內水位較大變幅。濾池一端布置提升泵房(可包括鼓風機、配電等等)，出水總渠道接至提升泵房，并接出DN1200出水總管，提升泵房內設3臺水泵2用I備(可帶變頻調速)，水泵從出水總渠道上吸水，各水泵出水管匯成一根出水管后接至出水總管。濾池出水總管上設置單向閥或電動(氣動)閥，每臺水泵出水管上設置單向閥或電動(氣動)閥，方便自流出流和泵提升的切換。本發明提升泵房可以與氣、水反沖洗、化學清洗、配電間等等組合布置以適應各種需要，出水總渠適當位置上設置反沖洗泵還可以防止渠內出現死水。本發明可用于新建水廠，也可用于老水廠的改擴建中與原系統高程匹配。本發明中不涉及膜濾池膜組件的拆裝、膜反沖洗、化學清洗等等其它方面，可按通常的方式設置
權利要求
1.一種帶提升泵房的浸沒式膜濾池，包括進水總渠，與進水總渠連接的進水室，與進水室連通的膜濾池，膜濾池內設有浸沒式超濾膜組件，浸沒式超濾膜組件與產水管連接，產水管穿過膜濾池池壁后，與出水總渠連接，出水總渠與出水總管連接，產水管上設有抽真空管，其特征在于進水室與膜濾池之間通過進水堰連接，產水管出口設有擋水堰板，進水堰高度高于擋水堰板高度，該膜濾池一端設提升泵房，出水總渠延伸至提升泵房內，提升泵房內設有提升泵，出水總渠通過提升泵與出水管連接，出水管再與出水總管連接，在出水總管上形成旁路。
2.按權利要求I所述的膜濾池，其特征在于多格膜濾池并聯成單排或雙排，每格膜濾池通過進水堰與一個進水室連接，進水總渠與該多個進水室連接，每格膜濾池通過一根產水管與出水總渠連接，每格膜濾池還設有液位儀，每根產水管上設置受液位儀信號控制的調節閥門，產水管一端與浸沒式超濾膜組件連接，產水管另一端直接伸到出水總渠底部。
3.按權利要求I或2所述的膜濾池，其特征在于濾池進水堰與產水管出口擋水堰板高差3 6m。
4.按權利要求I或2所述的膜濾池，其特征在于產水管出口的擋水堰板頂到出水總渠渠底高度差為廣2m。
5.一種帶提升泵房的浸沒式膜濾池的產水方法，其特征在于原水通過的進水總渠進入單池進水室，通過進水溢流堰進入單格濾池，膜產水通過產水管進入到出水總渠，產水管出口處設有擋水堰板，單池進水室內設有液位儀，產水管上設有受相應液位儀控制的調節閥門，當單格進水室內液位連續升高，高于液位上限，說明出水小于進水，則與之對應的控制閥門開大一個刻度，反之當單格濾池內液位連續降低，低于液位下限，則與之對應的控制閥門關小一個刻度，以實現池內液位恒定，進而實現單格濾池恒液位等速過濾，并且在不開泵時實現虹吸自流運行；當各格膜濾池產水管調節閥開啟度大于調節閥開啟上限，而濾池內水位仍不斷上升超出液位上限時，則開啟提升水泵；在提升水泵運行狀態下，當產水管調節閥門在較低開啟度下液位仍持續下降低于液位下限時，則關閉提升水泵，恢復到虹吸自流運行。
全文摘要
本發明涉及一種帶提升泵房的浸沒式膜濾池，其特征在于進水室與膜濾池之間通過進水堰連接，產水管與出水總渠連接，產水管出口設有擋水堰板，出水總渠與出水總管連接，進水堰高度高于擋水堰板高度，該膜池一端設有提升泵房，出水總渠延伸至提升泵房內，提升泵房內設有提升泵，出水總渠通過提升泵與出水管連接，出水管再與出水總管連接，在出水總管上形成旁路。本發明的優點在于取消了單格濾池產水管上并聯的抽吸水泵，依靠提升泵房降低出水總渠水位實現膜產水的完全虹吸自流，單格濾池設備簡單、控制管理方便，適應性更強，節能效果更好。提升泵房內水泵臺數較少，投資、能耗減少，運行管理方便。
文檔編號C02F9/02GK102616887SQ201110029028
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月27日 優先權日2011年1月27日
發明者吳國榮, 張增榮, 許嘉炯, 鄔亦俊, 鄭國興, 鄭志民, 雷挺 申請人:上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司