CN102942265A - 全膜法水处理一体化装置 - Google Patents

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王静
史宇涛
南晓东
袁劲梅
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全膜法水处理一体化装置,将“全膜法”水处理组件融入一台小型装置中,生水泵,超滤保安过滤器,超滤膜组件,超滤水箱,超滤反洗水泵,反渗透高压泵,反渗透膜组件,淡水箱,EDI给水泵,EDI膜块,酸加药装置,碱加药装置,杀菌剂装置,阻垢剂装置,还原剂装置,阀门,管道以及PLC控制系统;并通过管道以下列次序连接,生水泵、超滤保安过滤器、超滤膜组件构成的超滤装置、超滤水箱、一级反渗透高压泵、反渗透膜组件、二级反渗透高压泵、二级反渗透膜组件、淡水箱、EDI给水泵、EDI装置至除盐水出水;设有超滤反洗水泵连接超滤膜组件进行反洗,酸加药装置、碱加药装置和杀菌剂装置均连接至超滤装置。

Description

全膜法水处理一体化装置
技术领域
本发明涉及一种除盐水处理装置,该装置可通过自动控制系统,实现装置的自动化运行,去除水中的胶体物,颗粒物,病菌,溶解固体等,出水水质指标优于二级除盐水标准(即电导率(25℃)<0.1μS/cm,二氧化硅(SiO2)<20μg/L)。该装置主要用于企业级水处理工程的中试、科研机构实验室研究以及教育机构。
背景技术
随着科技在向前发展,水处理技术也不例外,在水处理的技术道路上,先后经历了三代水处理工艺的发展。第一代工艺为过滤器+阳离子交换器+除碳器+阴离子交换器+混合离子交换器。第二代工艺为过滤器(双滤料、活性炭)+超滤+一级反渗透+阳离子交换器+除碳器+阴离子交换器+混合离子交换器。近些年,全膜法做为第三代水处理技术工艺正在为人们认识和使用,它的系统流程为:前置过滤器+超滤+两级反渗透+电去离子除水(简称EDI)。
随着水处理技术的日益发展,对于如何制定复杂水源的处理工艺,必须要通过一系列试验,得到最优结果,方可得出最终解决方案,目前各个从事水处理事业的单位在遇到类似试验时,总是需要耗费精力去设计、制造、调试试验装置。故市场上急需一种简便、易操作、自动化程度高,能融合先进水处理工艺的装置,来满足相关单位的需求。
发明内容
本发明目的是:提出一种可纳入程控的全自动全膜化一体化净水器。可以用于工业水处理,生产出的是高品质的除盐水。以往的产品只是单个设备,运用时需要人工进行过多的干预,本次的产品实现了整套工艺流程的控制自动化,在占地不大的情况下,实现了复杂流程的自动化运行,并且在装置中设置了可操控的HMI人机界面。
本发明的技术方案是:全膜法水处理一体化装置,将“全膜法”水处理组件融入一台小型装置中,并通过PLC系统控制,实现该套装置的自动化运行;一体化装置包括生水泵,超滤保安过滤器,超滤膜组件,超滤水箱,超滤反洗水泵,反渗透高压泵,反渗透膜组件,淡水箱,EDI(电去离子)给水泵,EDI膜块(电去离子),酸加药装置,碱加药装置,杀菌剂装置,阻垢剂装置,还原剂装置,阀门,管道以及PLC控制系统;并通过管道以下列次序连接,生水泵、超滤保安过滤器、超滤膜组件构成的超滤装置、超滤水箱、一级反渗透高压泵、反渗透膜组件、二级反渗透高压泵、二级反渗透膜组件、淡水箱、EDI给水泵、EDI装置至除盐水出水;超滤反洗水泵连接超滤膜组件进行反洗,酸加药装置、碱加药装置和杀菌剂装置均连接至超滤装置,阻垢剂装置和还原剂装置均连接至一级反渗透高压泵输入口至反渗透膜组件。
本全膜一体化净水装置,主要流程如下:原水水泵→超滤保安过滤器→超滤装置→超滤水箱→一级反渗透高压泵(添加阻垢剂、还原剂)→反渗透膜组件→二级反渗透高压泵→二级反渗透膜组件→淡水箱→EDI给水泵→EDI装置→除盐水出水;超滤装置与超滤水箱之间设有超滤反洗水泵并添加酸碱杀菌剂,通过PLC系统控制设置中的水泵、阀门自动的启闭,实现该套装置的自动化运行。
本发明全膜一体化装置中,将二级反渗透浓水及EDI的浓水回用至超滤水箱,实现了系统内水的利用最大化。
本发明的关键技术是通过一套占地小的设备,(主体设备占地:长×宽×高=3600mm×1250mm×1850mm),实现了目前最为先进的全膜法处理工艺,系统中配置了相关检测及分析仪表,并通过PLC系统控制设置中的水泵、自动阀门,实现该套装置的自动化运行。
通过所附系统图可看出,该套设备超滤部分设置为从下端头进水,上端头出水,可保证膜丝能够均匀耐受污染物。通过PLC系统控制超滤在制水20~30min后自动进入反洗程序,并且通过超滤装置内的自动上排放阀和自动下排放阀交替排放,通过加药装置,实现每天有2~3次的加药加强反洗(分别为加酸反洗及加碱及杀菌剂反洗),以便反洗彻底。
反渗透中装置中,可通过原水电导、一级反渗透产水电导,二级反渗透产水电导来测算反渗透装置的脱盐率。并且在系统开启及停机时,本套系统还设置了单独的反渗透冲洗泵,将反渗透膜表面的盐分冲洗干净。
本发明的有益效果是,本发明装置能长期连续运行、自适应水质波动、免维护的全膜集成装置。装置整体及内部结构简单,设备易于制造安装。该台装置可去除水中的胶体物,颗粒物,病菌,溶解固体等,出水水质指标优于二级除盐水标准。该装置已通过实际工程项目的实践,各项技术指标完全达到设计目标,使用的寿命长,填补了国内可纳入程控的全自动全膜化一体化装置市场的空白。
附图说明
图1本发明系统流程图。
图2本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图中名称,超滤保安过滤器1、超滤装置2、超滤水箱3、超滤反洗水泵4、一级反渗透高压泵5、一级反渗透装置6、EDI水箱7、二级反渗透高压泵8、二级反渗透装置9、二级反渗透水箱10、EDI给水泵11、EDI装置12、冲洗水泵13、压力表s、另设有自动控制柜。
全膜一体化装置,将全膜系统中的超滤保安过滤器,超滤装置、两级反渗透、EDI装置,系统配套的水泵、阀门及管道管件集成在一整套装置中,通过PLC系统控制,实现自动化运行。最终制取出合格的除盐水,存储在装置内部的EDI水箱,以供外界使用。由于所有膜元件均为方便拆卸的管接头或卡套与外部连接,因此可更改装置内部的滤芯、膜元件,进行对比分析实验。
生水先经过一台扬程为20米的生水泵,进入精度为100μm超滤保安过滤器(防止超滤膜意外破损对物料造成严重污染的过滤器),该过滤器内部采用立式喷熔滤芯。通过该过滤器将水中的大颗粒杂质,软性杂质,纤维性杂质去除,并降低水中的颗粒性BOD、COD及部分有机活体(细菌、藻类、寄生虫)。通过去除这些物质,达到保护后续超滤膜丝,延长超滤装置的使用寿命,节约超滤反冲洗水及更换成本。在运行中,运行人员可根据超滤保安过滤器进出口压差判断滤芯的运行工况,当差压达到0.1MPa时,需更换滤芯。
经保安过滤器预处理的生水进入超滤装置后,通过超滤膜的过滤,出水水质可到达SDI≤3,浊度≤0.2,细菌、病毒去除率可高达99.9999%。本全膜一体化装置中,还附带超滤反洗系统,即包括反洗水泵、反洗加酸装置,反洗加碱装置,反洗加杀菌剂装置,在日常运行中,运行人员可根据不同的污染物选择不同的反洗加药方案。在本装置中,管道与超滤膜接头全部为可拆卸的由令连接,安装方便,故可以按照用户要求,更改装置内超滤膜元件,进行一系列的不同品牌、型号的超滤膜元件性能对比分析试验。
经超滤处理后的水通过高压泵进入反渗透系统。在一级反渗透中,设置了三支抗污染的反渗透膜元件,反渗透的回收率可到达33%,反渗透的脱盐率可高达98%(一年内)。一级反渗透的产水进入到二级高压泵,通过二级高压泵的升压,透过二级反渗透,二级反渗透设置了一支低能耗的反渗透膜元件,反渗透的回收率可到达33%,反渗透的脱盐率可高达95%(一年内)。本全膜一体化装置中,还附带反渗透加药及冲洗系统,包括冲洗水泵、反渗透加阻垢剂装置及加还原剂装置。本装置在的反渗透膜元件安装在反渗透压力容器中,管道与反渗透膜壳接头全部为可拆卸的卡套连接,安装方便,故可以按照用户要求,更改装置内反渗透膜元件,进行一系列的不同品牌、型号的反渗透膜性能对比分析试验。通过两级反渗透的处理,全膜一体化装置已将水中绝大部分离子去除,完全可满足EDI的进水要求(进水电导率(25℃)<10μS/cm)。
EDI是用来取代混床作为反渗透的后续除盐处理,EDI技术是采用离子交换膜、离子交换树脂和直流电压三项技术来去除水中离子及离子态物质的除盐技术。该设备能够连续自动运行,无需化学药品再生,水质可达16MΩ以上,运行稳定可靠。
全膜一体化装置内部配套使用了自动阀门,并设置单独控制系统,在系统运行时,可以做到无人值守的全自动化运行。
整套系统为一体化产品,所有设备集成在一整套装置上,无需外配设备,运输、安装检修方便。
该套装置内部的超滤膜元件、反渗透膜元件、EDI模块与外部管道的连接均为可方便拆卸的管接头或卡套,拆装非常方便。
该套装置为全膜制水系统,可将原水处理成二级除盐水出水标准,比目前市场上的净水器的制取精度(一般为净水机、纯水机、软水机)要高很多,可运用的范围更加广泛。
在该套系统中,设置了PLC系统,可实现系统无人值守的自动化运行及监测。
实施例:
在某电厂锅炉补给水工艺选取的中试试验中,运用了该套全膜一体化装置,中试效果良好。
表1某电厂锅炉补给水中试分析表
Figure BDA00002414774400041
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.全膜法水处理一体化装置,其特征是将“全膜法”水处理组件融入一台小型装置中,并通过PLC系统控制,实现该套装置的自动化运行;一体化装置包括生水泵,超滤保安过滤器,超滤膜组件,超滤水箱,超滤反洗水泵,反渗透高压泵,反渗透膜组件,淡水箱,EDI给水泵,EDI膜块,酸加药装置,碱加药装置,杀菌剂装置,阻垢剂装置,还原剂装置,阀门,管道以及PLC控制系统;并通过管道以下列次序连接,生水泵、超滤保安过滤器、超滤膜组件构成的超滤装置、超滤水箱、一级反渗透高压泵、反渗透膜组件、二级反渗透高压泵、二级反渗透膜组件、淡水箱、EDI给水泵、EDI装置至除盐水出水;设有超滤反洗水泵连接超滤膜组件进行反洗,酸加药装置、碱加药装置和杀菌剂装置均连接至超滤装置,阻垢剂装置和还原剂装置均连接至一级反渗透高压泵输入口至反渗透膜组件。
2.根据权利要求1所述的全膜法水处理一体化装置,其特征是所有膜元件均为方便拆卸的管接头或卡套与外部连接。
3.全膜法水处理方法,其特征是流程为如下:原水水泵→超滤保安过滤器→超滤装置→超滤水箱→一级反渗透高压泵、添加阻垢剂和还原剂→反渗透膜组件→二级反渗透高压泵→二级反渗透膜组件→淡水箱→EDI给水泵→EDI装置→除盐水出水;超滤装置与超滤水箱之间设有超滤反洗水泵并添加酸碱杀菌剂,通过PLC系统控制设置中的水泵、阀门自动的启闭,实现该套装置的自动化运行。
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