一种自动控制的水处理装置 【技术领域】
本发明涉及一种水处理装置，并且尤其涉及一种自动控制的水处理装置。
背景技术
近年来，随着我国农村经济的快速发展，规模化、集约化养殖业迅猛发展，然而其对农村生态环境的污染也在急剧增加。集约化养殖污染给农业、农村生态环境造成了巨大压力，特别是给村镇饮用水源的水体造成很大污染，并且影响了农村的饮用水安全。我国华南地区广大农村主要以塘坝地表水或浅层地下水等自然水体作为饮用水的水源，集约化养殖污水的任意排放造成了严重的农村水环境和水源地污染，使农村饮用水安全问题日益凸显。
目前饮用水处理的传统工艺一般是“混凝沉淀——过滤——消毒——净化”，虽然传统的水处理工艺对降低浑浊度，去除水中悬浮物有较好的净化消毒作用，但对目前以有机污染为主的微污染，则不能彻底去除有机污染物，致使水质有时不达标，而且整个水处理系统十分庞大、操作复杂、难以实现完全自动化、而且维护和运行成本较高，不适用于农村地区。目前还没有开发出一种结构简单、便于操作且成本较低的适用于农村地区的自动控制的水处理装置。
【发明内容】
为了克服现有的生物活性物理处理装置系统庞大、操作复杂、难以实现完全自动化、而且维护和运行成本较高的缺陷，本发明特提供了一种结构简单、自动化程度高的水处理装置。
本发明提供的自动控制的水处理装置包括：依次通过管道相连的原水泵、过滤装置以及净水箱，其中，所述水处理装置还包括：净水液位器，用于检测净水箱中的液位；控制器，分别与所述净水液位器和原水泵电连接，用于接收所述净水液位器所检测的液位，并且当净水箱中的液位高于预定液位时，控制原水泵开启，水处理装置进入制水状态；否则，控制原水泵关闭，水处理装置进入备用状态。
本发明的水处理装置可以根据净水箱中净水的液位来自动控制原水泵的开闭，实现了整个制水过程的自动化控制，减少了人工操作，为用户提供了便利。因此，本发明的水处理装置具有结构简单、操作方便的优点，非常适用于农村地区的水处理。
【附图说明】
图1为本发明的水处理装置的结构示意图；
图2为本发明的水处理装置的第一实施方式的结构示意图；
图3为本发明的水处理装置的第二实施方式的结构示意图；
图4为本发明的水处理装置的第三实施方式的结构示意图；
图5为本发明的水处理装置的第四实施方式的结构示意图；以及
图6为本发明的水处理装置的第五实施方式的结构示意图。
【具体实施方式】
下面参考附图详细描述本发明。
图1示出了本发明的水处理装置的结构，其中虚线表示信号的流向，实线表示水的流向。如图1所示，本发明提供的自动控制的水处理装置包括依次通过管道相连的原水泵20、过滤装置40以及净水箱60，其中，所述水处理装置还包括：净水液位器80，用于检测净水箱60中的液位；控制器90，分别与所述净水液位器80和原水泵20电连接，用于接收所述净水液位器80所检测的液位，并且当净水箱60中的液位低于预定液位时，控制原水泵20开启，水处理装置进入制水状态；否则，控制原水泵20关闭，水处理装置进入备用状态。
其中，所述原水泵20用于将原水提供给过滤装置40；所述净水液位器80可以是电子液位开关或者浮球开关；所述控制器90可以是可编程控制器CPM1A-20CDR。所述预定液位可以根据实际需要来进行设定，例如，所述预定液位可以是所述净水箱10最高允许液位的50-90％，优选为60-80％；所述最高允许液位的定义为所述净水箱所能容纳的液体的最高液位。
其中，所述过滤装置40包括过滤膜组件410以及由该过滤膜组件410隔开地进水部分420和产水部分430，所述进水部分420与初级过滤装置100的出水口通过管道相连，所述产水部分430与净水箱60通过管道相连。所述过滤装置40所允许通过的最大颗粒的粒径为0.005-0.015μm，优选为0.01μm；所述过滤膜组件410可以采用PVC合金毛细管式超滤膜，该超滤膜的孔径为0.005-0.015μm。
一般情况下，原水中通常含有大量的泥沙、粘土、悬浮物、藻类、生物泥、腐蚀产物以及大分子有机物等等，这些物质的存在很容易与过滤装置40中的过滤膜组件410发生物理化学作用或机械作用而引起膜表面或者膜孔内吸附、沉淀，从而使得膜孔变小或堵塞，导致膜的透水量或分离能力下降。优选地，如图2所示，本发明的水处理装置还包括初级过滤装置100，该初级过滤装置100连接在所述原水泵10与过滤装置40之间的管道上，且该初级过滤装置100所允许通过的最大颗粒的粒径大于所述过滤装置40所允许通过的最大颗粒的粒径。该初级过滤装置100用于去除原水中的泥沙、粘土、悬浮物、藻类、生物泥、腐蚀产物以及大分子有机物等等，从而可以防止这些物质堵塞膜孔，保持膜的透水量和分离能力。所述初级过滤装置100所允许通过的最大颗粒的粒径为6-12μm。所述初级过滤装置100的滤芯可以是孔径为6-12μm的聚丙烯熔喷滤芯，该滤芯具有过滤面积大，压力损失小的优点。而且，所述初级过滤装置100还可以安装多个滤芯，该多个滤芯并联运行，从而可以获得更大的产水量。
优选地，如图3所示，所述过滤装置40还具有位于所述产水部分430的第一浓水排放口440；所述水处理装置还包括产水阀50和第一浓水阀110，所述产水阀50位于所述产水部分430与净水箱60之间的管道中，所述第一浓水阀110与所述第一浓水排放口440通过管道相连；所述控制器90在控制水处理装置进入制水状态之前，先控制产水阀50断开、第一浓水阀110导通、原水泵20开启，水处理装置进入正洗状态，以对过滤装置40进行正洗；在水处理装置经过所述正洗状态之后，所述控制器90控制产水阀50导通、第一浓水阀110断开、原水泵20开启，水处理装置进入制水状态。上述正洗过程可以在对原水进行过滤之前清除过滤膜组件410上的残留杂质，防止该杂质被带到净水箱60中，保证了流过过滤膜组件410的水的质量。
所述控制器90还可以控制水处理装置在所述正洗状态和制水状态之间循环切换，所述正洗状态和制水状态的持续时间可以根据实际需要来进行设定，例如可以分别为15-60秒和20-80分钟。通过此种循环冲洗的方式，可以防止过滤膜组件410因长时间工作而导致残留杂质积累过多，影响其透水量或分离能力。
优选地，如图4所示，所述过滤装置40还具有分别位于所述进水部分420和产水部分430的第二浓水排放口450和反洗水入口460，该反洗水入口460与原水泵20的出水口或者初级过滤装置100的出水口通过管道相连；
所述水处理装置还包括进水阀30、产水阀50、第二浓水阀120和反洗阀130，所述进水阀30位于所述初级过滤装置20的出水口与进水部分420之间的管道中，所述产水阀50位于所述产水部分430与净水箱60之间的管道中，所述第二浓水阀120与所述第二浓水排放口450通过管道相连，所述反洗阀130位于原水泵20的出水口或者初级过滤装置100的出水口与所述反洗水入口460之间的管道中；
所述控制器90控制进水阀30和产水阀50导通、反洗阀130和第二浓水阀120断开、原水泵20开启，水处理装置进入制水状态；在水处理装置经过所述制水状态之后，所述控制器90控制进水阀30和产水阀50断开、反洗阀130和第二浓水阀120导通、原水泵20开启，水处理装置进入反洗状态，以对过滤装置40进行反洗。通过这种交错过滤的运行模式，保证了使膜表面截留的污染物在形成较厚的滤饼前被清除，使得滤膜的膜通量不发生大的衰减。
优选地，所述控制器90控制水处理装置在所述制水状态和反洗状态之间循环切换，所述制水状态和所述反洗状态的持续时间可以根据需要来设定，例如可以分别为20-80分钟和15-60秒。通过这种循环回流加错过滤的运行模式，更加有效地保证了过滤膜组件410在长时间工作的情况下仍能够保持膜通量不发生大的衰减。
在此需要说明的是，图4中省略了净水液位器80、控制器90以及控制器90与原水泵20、进水阀30、产水阀50、第二浓水阀120和反洗阀130之间的信号连线，以避免图中连线混乱。此外，图4中仅示出了反洗水入口460与初级过滤装置100的出水口通过管道相连的情形，实际上在没有初级过滤装置100的情况下，所述反洗水入口460还可以与原水泵20的出水口相连，或者是与能够提供反洗所需的水的其他供水源相连。
优选地，如图5所示，所述过滤装置40还具有第一浓水排放口440、第二浓水排放口450以及反洗水入口460，第二浓水排放口450位于所述进水部分420，所述第一浓水排放口440和反洗水入口460位于所述产水部分430，所述反洗水入口460与原水泵20的出水口或者初级过滤装置100的出水口通过管道相连；
所述水处理装置还包括进水阀30、产水阀50、第一浓水阀110、第二浓水阀120和反洗阀130，所述进水阀30位于所述初级过滤装置100的出水口与进水部分420之间的管道中，所述产水阀50位于所述产水部分430与净水箱60之间的管道中，所述第一浓水阀110、第二浓水阀120分别与所述第一浓水排放口440和第二浓水排放口450通过管道相连，所述反洗阀130位于原水泵20的出水口或者初级过滤装置100的出水口与所述反洗水入口460之间的管道中；
所述控制器90在控制水处理装置进入制水状态之前，先控制进水阀30和第一浓水阀110导通、产水阀50、第二浓水阀120和反洗阀130断开、原水泵20开启，水处理装置进入正洗状态，以对过滤装置40进行正洗；在水处理装置经过所述正洗状态之后，所述控制器90控制进水阀30和产水阀50导通、第一浓水阀110、第二浓水阀120和反洗阀130断开、原水泵20开启，水处理装置进入制水状态；在水处理装置经过所述制水状态之后，所述控制器90控制进水阀30、产水阀50和第一浓水阀110断开、反洗阀130和第二浓水阀120导通、原水泵20开启，水处理装置进入反洗状态，以对过滤装置40进行反洗。
在此工作模式中，每次制水过程伴随着正洗过程和反洗工作过程，很好地防止了过滤装置40中的滤膜上的杂质被带到净水箱60中以及过滤膜组件410的膜通量不致衰减。
优选地，所述控制器90控制所述水处理装置在所述正洗状态、制水状态以及反洗状态之间循环切换，所述正洗状态、制水状态和反洗状态的持续时间分别为15-60秒、20-80分钟和15-60秒。相比于一次正洗和反洗而言，此种循环正洗、制水、反洗的工作流程增多了正洗和反洗的次数，能够更加有效地清洁过滤膜组件410。
其中，所述控制器90可以根据下表1对原水泵20、进水阀30、产水阀50、反洗阀130、第一浓水阀110以及第二浓水阀120来进行控制。制水状态持续时间以及反洗状态持续时间则可以根据下表2来进行对应的选择。需要说明的是，表1和表2中的数据都是示例性的，只是为了便于理解本发明。
表1
表2
制水持续时间(分) 反洗时间(秒) 20 15 30 25 50 40 80 60
优选地，如图6所示，本发明提供的水处理装置还可以包括药液容器140，用于盛放药液；以及计量泵150，该计量泵150的输入口与所述药液容器140相连通，输出口连通至所述原水泵10与初级过滤装置100之间的管道、或者初级过滤装置100与过滤装置40之间的管道(如图6中虚线部分所示，该虚线在此并非代表信号流向，而是代表着药液流向)；所述控制器90与所述计量泵150电连接，用于控制将药液容器140中的药液加入到管道之中。
其中，所述药液可以为各种消毒剂，如NaClO、漂白粉等，主要用于清除原水的有害异物(如包括大肠杆菌的微生物或各种藻类，从而能够避免这些异物对过滤装置的不利影响。本发明的发明人发现，微生物污染对滤膜的长期安全运行是一个危险因素，一些营养物质被过滤膜组件410截留而积聚于过滤膜组件410的膜表面，细菌在这种环境中迅速繁殖，活的细菌连同其排泄物质，形成微生物粘液而紧紧粘附于过滤膜组件410的膜表面，这些粘液与其他沉淀物相结合，构成了一个复杂的覆盖层，其结果不但影响到过滤膜组件410的透水量，也会给过滤膜组件410产生不可逆的损伤。通过在水处理装置中增加药液容器，能够有效地减少原水中的有害异物，从而使得过滤装置可以长时间工作而不被堵塞。
本发明的水处理装置实现了整个制水流程自动化控制，而且结构简单，非常适用于农村地区的水处理。