CN105152399A - 一种反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺,包括位于外部的集装箱,依次配合设置在所述集装箱内部的预处理系统、海水淡化系统、自动控制系统和加药系统,以及设置在所述集装箱的同一侧的海水进水口与产水口。工艺流程顺序为:源海水取水、砂滤器初滤、保安滤器精密过滤、反渗透淡化、产水泵供水及配套加药系统。其中反渗透系统还包括能量回收装置回收能量、化学清洗/淡水置换装置进行清洗或置换。本发明所述反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺,能量转换效率高、结构紧凑、占地面积小,在降低高压浓盐水排放风险的同时,可降低系统投资及运行成本。

Description

一种反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及水资源处理技术领域,具体地,涉及一种反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺。
背景技术
[0002] 淡水资源紧缺已发展成为一个全球性的问题,我国淡水资源紧缺形势同样严峻,特别是在一些海岛、苦咸水地区缺水现象更为严重,发展海水淡化技术,利用海水制成淡水解决水资源短缺问题对于社会发展具有重要的意义。
[0003] 反渗透海水淡化因其具有设备简单、操作方便、无相变、处理效率高和能耗低等优点,是目前海水淡化的主要方法。
[0004] 现有海水淡化厂大都需要建设厂房,将设备固定安装在厂房内,对施工及场地有较高的要求。在一些海岛与施工条件较差的地区不具备现场施工的条件,因而出现了各种结构的可移动式海水淡化装置。
[0005]目前公开的一种集装箱式海水淡化一体化设备流程图见图1,由多介质滤器、活性炭过滤器、中间水箱、保安滤器、膜组件及连通管道、化学清洗装置、产水箱、紫外消毒器、原水栗、反冲洗栗、高压栗及加药系统组成。
[0006] 海水淡化系统包括依次相连的多介质过滤器31、活性炭过滤器32、中间水箱33、保安过滤器34、膜组件35及连通管路,多介质过滤器31入口通过原水栗41及原水管路与海水箱42相连,在多介质过滤器31及原水栗41之间的原水管路上连接次氯酸纳加药桶43及三氯化铁加药桶44,多介质过滤器31和活性炭过滤器32后面设置反冲洗栗45进行反洗作业,中间水箱33和保安过滤器34之间的管路上设有亚硫酸氢纳加药桶46和硫酸加药桶47,所述膜组件35前设有高压栗48以提高管路水压,膜组件35浓缩水回流到中间水箱33,膜组件还通过透析管路连接到产水箱2内,且在膜组件与产水箱的管路上设有氢氧化钠加药桶49,在系统中还设有化学清洗罐5并通过清洗管路对系统整体清洗。供水消毒单元包括紫外消毒器61及两台并接的供水栗62,产水箱2通过供水管路向用户供水,在供水管路设有供水栗62和紫外消毒器61,产水箱为不锈钢水箱,其内加装紫外灯。
[0007] 集装箱式海水淡化一体化设备通过将海水淡化、水箱及消毒合成在集装箱内,便于运输及安装,海水产量2m3/h,系统回收率为40%。
[0008] 公开的另一类集装箱移动式海水淡化设备流程图见图2,由原水箱、机械加速澄清器、多介质过滤器、反渗透保安过滤器、能量回收装置、反渗透装置和生活水箱、加药系统组成。
[0009] 原水箱I通过原水栗3与机械加速澄清器6的进口相连,原水栗3与机械加速澄清器6之间的管路上设置有絮凝剂投加装置5,机械加速澄清器6的出口通过增压栗7与多介质过滤器8的输入端相连,多介质过滤器8的输出端与反渗透保安过滤器10的进液口相连,多介质过滤器8的输出端与反渗透保安过滤器10的进液口之间的管路上设置有阻垢剂投加装置9,反渗透保安过滤器10的出液口通过高压栗11与能量回收装置12的原水进口相连,能量回收装置12的原水出口与反渗透装置13的输入端相连,反渗透装置13的浓水出口与能量回收装置12的浓水进口相连,能量回收装置12的浓水出口与外界收集容器相连,反渗透装置的清水出口与生活水箱相连。生活水箱与反渗透产水管道上设置碱投加装置及矿化器。
[0010] 集装箱移动式海水淡化设备设置有透平式能量回收装置,降低整个设备能耗、成本,可在标准集装箱中实现50t/d的产水量,方便运输。
[0011] 公开的自控海水淡化车设备流程图见图3,由反渗透装置、中间水箱、超滤膜装置、自清洗过滤器、控制装置、悬砂过滤器、保安滤器、能量回收装置、增压栗、高压栗、自吸栗组成。
[0012]自控海水淡化车设备包括车载集装箱、控制装置和海水淡化装置,海水淡化装置安装于车载集装箱内,海水淡化装置包括依次连接的过滤装置和淡化装置;过滤装置包括依次连接的悬砂过滤器、自清洗过滤器、浸没式超滤膜装置;淡化装置包括反渗透装置,反渗透装置包括反渗透膜堆、高压栗,高压栗的出水管道上设有压力传感器。
[0013] 其特征在于采用压力转换式能量回收装置转换效率高达94% -96%,能耗低,出水能力10m3/h,结构简单、体积小、便于移动、自动化程度高。
[0014] i:述海水淡化装置实施例虽然也采用集装箱形式方便运输,但是存在以下问题:
[0015] 第一个实施例存在的问题:1、经过反渗透处理后的浓盐水含有较高的压力,实施例中虽然对浓盐水进行回流,降低了一部分的取水量,但是浓盐水不断回流会使得反渗透膜装置进水的含盐量不断增加,系统操作压力也会不断提升,从而增加了整个处理系统的运行成本,而且水质也会有所下降。2、浓盐水的高压压力没有得到利用浪费了很大的能源,而没有降压的浓盐水直接排放也会比较危险。
[0016] 第二个实施例存在的问题:1、反渗透膜装置处理后的浓盐水经过能量回收装置进行能量回收,与浓盐水全部排放或浓盐水回流相比,减少了系统能耗,但是所采用的能量回收装置的回收效率并不高,目前透平能量回收的效率最高为50〜70%,与更高回收效率的能量回收装置相比势必增加了系统的运行成本。2、系统中没有化学清洗装置,设备长时间运行后反渗透膜受到污染会影响出水水质,同时反渗透系统进口压力也会增加,导致运行成本增加。3、系统如果突然停机因为没有淡水置换系统会对反渗透膜造成损坏,影响反渗透膜的使用寿命。
[0017] 第三个实施例存在的问题:1、实施例中使用的能量回收装置虽然转换效率为94%-96%,但是需要配备能量回收增压栗才能使得压力与高压栗出口压力匹配。对于空间有限的集装箱而言,更多的设备势必增加布置空间。2、系统中没有化学清洗装置,设备长时间运行后会造成膜污染影响出水水质。3、系统中没有淡水置换装置,突然停机时如不进行淡水置换会对膜造成损坏。4、产品水出力为10m3/h的所有设备仅布置在6mX2.4mX2m方舱内,不利用操作人员现场操作。
[0018] 在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术中至少存在环保性差、运行成本高和操作不方便等缺陷。
发明内容
[0019] 本发明的目的在于,针对上述问题,提出一种反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺,适用于海岛、苦咸水地区供水、及应急供水等,以实现环保性好、运行成本低和操作方便的优点。
[0020] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺,包括位于外部的集装箱,依次配合设置在所述集装箱内部的预处理系统、海水淡化系统、自动控制系统和加药系统,以及设置在所述集装箱的同一侧的海水进水口与产水口。
[0021] 进一步地,所述的一种反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺,其特征在于:所述工艺流程为:源海水取水、砂滤器初滤、保安滤器精密过滤、反渗透淡化、产水栗供水及配套加药系统。其中反渗透系统还包括能量回收装置回收能量、化学清洗/淡水置换装置进行清洗或置换。
[0022] 进一步地,所述的一种反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺,其特征在于:所述的集装箱为40尺集装箱,净产水量240m3/h。
[0023] 进一步地,所述海水淡化系统,包括原水水箱,进口与原水水箱出口相连的砂滤器进水栗,进口与砂滤器进水栗出口相连的砂滤器,进口与砂滤器出口相连的保安滤器,进口与保安滤器出口相连的高压栗,进口与高压栗出口及能量回收单元高压出口相连的反渗透膜装置,进口与反渗透膜装置浓水出口相连的能量回收单元,进口与反渗透产水口相连的产水水箱,进口与产水水箱相连的产水栗,出口与原水水箱相连的杀菌剂系统,出口与保安滤器进水管相连的还原剂、阻垢剂投加系统,以及出口与产水箱进口相连的调质系统。
[0024] 进一步地,所述砂滤器还设置有砂滤器反洗栗进行反洗作业;
[0025]和 / 或,
[0026] 所述反渗透膜装置设置有化学清洗与淡水置换系统,通过清洗管道及淡水置换管道实现对反渗透膜装置的化学清洗与淡水置换;化学清洗水箱与淡水置换水箱共用,通过阀门切换实现化学清洗与淡水置换;
[0027] 进一步地,所述原海水流入原水水箱,原水水箱的出口与砂滤器进水栗相连通,在进水箱的原水管道上设置杀菌剂投加点,进行杀菌处理。
[0028] 进一步地,所述砂滤器的进水口与砂滤器进水栗的出水口相连,出水口与保安滤器进水口相连,砂滤器采用不同粒径的石英砂为介质。
[0029] 进一步地,所述保安滤器出水口与高压栗进水口相连,能够去除进入膜系统的直径5微米以上的颗粒,保护膜元件不受机械损伤;高压栗进水口与保安滤器出水口相连,高压栗出水口与反渗透膜组进水口相连,提供进入反渗透膜组的部分高压原海水的脱盐动力。
[0030] 进一步地,所述砂滤器进水栗出口与砂滤器反洗栗出口管路通过阀门连通,砂滤器进水栗与砂滤器反洗栗能互为备用;
[0031]和 / 或,
[0032] 所述海水淡化系统,还包括絮凝剂投系统;所述絮凝剂投系统的出口与砂滤器进水总管相连,进行微絮凝;
[0033]和 / 或,
[0034] 所述海水淡化系统,还包括阻垢剂投加系统;所述阻垢剂投加系统的出口与保安滤器进口相连,防止反渗透浓水侧发生结垢;
[0035]和 / 或,
[0036] 所述海水淡化系统,还包括还原剂投加系统;所述还原剂投加系统的出口与保安滤器进口相连,去除海水中的氧化剂物质,保护反渗透膜;
[0037]和 / 或,
[0038] 所述海水淡化系统,还包括pH调节系统;pH调节系统的出口与产水箱进水口相连,用于调节反渗透产水的PH,使其达到产水pH的预设要求。
[0039] 进一步地,所述海水淡化系统,还包括能量回收装置;
[0040] 所述反渗透膜组的进水口与高压栗出水口及能量回收装置高压原水出口连通,反渗产水通过电动三通阀汇集到产水水箱,不合格产水通过电动三通球阀汇集到化学清洗水箱,高压浓海水出口与能量回收装置高压浓海水进口相连,反渗透膜组用于脱盐产出一部分淡水,同时使得原海水浓缩产出一部分浓海水。
[0041] 进一步地,所述能量回收装置,由电机、压力交换器、增压栗集成为一体,高压浓海水进口与反渗透膜组高压浓海水出口相连,低压原水进口与保安滤器的出口相连通,高压原海水与反渗透膜组进口相连,低压浓海水与浓海水排放阀连通;
[0042] 所述能量回收装置集压力交换器与增压栗一体,经能量回收装置后的压力与高压栗的出口压力平衡。
[0043] 本发明实施例的反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺,包括位于外部的集装箱,依次配合设置在集装箱内部的预处理系统、海水淡化系统、自动控制系统和加药系统,以及设置在集装箱的同一侧的海水进水口与产水口 ;从而可以克服现有技术中环保性差、运行成本高和操作不方便的缺陷,以实现环保性好、运行成本低和操作方便的优点。
[0044] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
[0045] 下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0046] 附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0047]图1为现有集装箱式海水淡化一体化设备的工作原理示意图;
[0048] 图2为现有集装箱移动式海水淡化设备的工作原理示意图;
[0049] 图3为现有自控海水淡化车设备的工作原理示意图;
[0050]图4为本发明中一种反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺的流程图;
[0051]图5为本发明中一种反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺的平面布置图;
[0052] 图6为本发明中能量回收装置的结构示意图。
[0053] 结合附图1,现有技术中附图标记如下:
[0054] 2-产水箱;5_化学清洗罐31-多介质过滤器;32_活性炭过滤器;33_中间水箱;34-保安过滤器;35_膜组件;41_原水栗;42_海水箱;43_次氯酸纳加药桶;44_三氯化铁加药桶;45_反冲洗栗;46_亚硫酸氢纳加药桶;47_硫酸加药桶;48_高压栗;49_氢氧化钠加药桶;61_紫外消毒器;62_供水栗。
[0055] 结合附图2,现有技术中附图标记如下:1_原水箱;2_过滤器反洗栗;3_原水栗;4-次氯酸钠投加装置;5_絮凝剂投加装置;6_机械加速澄清器;7_增压栗;8_多介质过滤器;9_阻垢剂投加装置;10_反渗透保安过滤器;11_高压栗;12_能量回收装置;13_反渗透装置;14-碱投加装置;15-矿化器。
[0056] 结合附图4、5,本发明实施例中附图标记如下:
[0057] 1-原水水箱;2_砂滤器进水栗;3_砂滤器;4_保安滤器;5_高压栗;6_能量回收装置;7-反渗透装置;8_化学清洗(淡水置换)水箱;9-产水水箱;10-产水栗;11-化学清洗及淡水置换栗;12_砂滤器反洗栗;13_杀菌系统;14_絮凝剂投加系统;15_阻垢剂投加系统;16_还原剂投加系统;17-pH调节系统;18-保安滤器进口电动三通阀;19-产水电动三通阀;20_能回高压原水出口 ;21_能回低压原水进口 ;22_反渗透膜装置浓水出口 ;23-能回高压浓水进口 ;24_能回低压浓水出口 ;25_化学清洗内循环的水箱进口 ;26_化学清洗内循环阀门;27_反渗透膜装置浓水端化学清洗回流阀门;28_浓海水排放阀;32_控制柜;33、34_砂滤器进水栗与砂滤器反洗栗管路连接阀门;35_化学清洗进膜堆阀门。
[0058] 结合附图6,本发明实施例中附图标记如下:
[0059] 20-高压原海水;21_低压原水进口 ;23_高压浓海水进口 ;24_低压浓海水;29_电机;30_压力交换器;31_增压栗。
具体实施方式
[0060] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
[0061] 为不方便施工或施工条件差及施工场地有限的地区解决海水淡化问题,提供一种占地面积小、结构紧凑、易于安装、浓海水能量回收效率高,带能量回收装置的一种反渗透海水淡化集成式工艺设计及装置。
[0062] 根据本发明实施例,如图4-图6所示,提供了一种反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺。
[0063] 针对现有集装箱式小型海水淡化装置及其工艺的问题,我们提出了一种新的带能量回收装置的海水淡化工艺,采用等压压力交换器、高压容积式增压栗、电机三合一的等压式能量回收装置,净能量回收转换率高达95%,较等压式能量回收装置与能量回收增压栗的方案相比能量转换率几乎相同,结构更加紧凑,占地面积更小,使得有限空间的集装箱布置更加合理,根据安装需求可以卧式安装也可以立式安装,因为能量回收与增压栗是一体化的设备,在安装时较分开的装置更加简单,同时在操作与维护上具有更多的优势。浓盐水的能量置换效率可达95%左右,系统的浓盐水压力能得到了高效利用,可以降低系统投资及运行成本,同时降低高压浓盐水的排放风险。
[0064] 针对现有高压浓盐水能量浪费、能量转换效率不高、或者虽然能量转换效率高但是所需设备多,不利于集装箱式的集成式布置,本发明提供了一种结构紧凑、节省空间、能量转换效率高的带等压式能量回收装置的集装箱移动式反渗透海水淡化装置及其产水工艺,其结构布置合理、海水淡化装置安装于集装箱内,运输方便,适用于海岛、旅游度假区等不方便建厂的地区。
[0065] 本发明提供的一种反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺,其特征在于:所述的工艺流程顺序为:源海水取水、砂滤器初滤、保安滤器精密过滤、反渗透淡化、产水栗供水及配套加药系统。其中反渗透系统还包括能量回收装置回收能量、化学清洗/淡水置换装置进行清洗或置换。
[0066] 本发明提供的一种反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺,包括集装箱、预处理系统、海水淡化系统,处理装置布置于集装箱内,海水进水与产水位于集装箱同一侧,并设有加药及自控系统。
[0067] 具体地,海水淡化系统包括原水水箱、进口与原水水箱出口相连的砂滤器进水栗、进口与砂滤器进水栗出口相连的砂滤器、进口与砂滤器出口相连的保安滤器、进口与保安滤器出口相连的高压栗、进口与高压栗出口及能量回收单元高压出口相连的反渗透膜装置、进口与反渗透膜装置浓水出口相连的能量回收单元、进口与反渗透产水口相连的产水水箱、进口与产水水箱相连的产水栗、出口与原水水箱相连的杀菌剂系统、出口与保安滤器进水管相连的还原剂、阻垢剂投加系统、出口与产水箱进口相连的调质系统。砂滤器还设置了砂滤器反洗栗进行反洗作业,砂滤器进水栗与砂滤器反洗栗可互为备用。反渗透膜装置设置了化学清洗与淡水置换系统,化学清洗水箱与淡水置换水箱共用,化学清洗水栗与淡水置换水栗共用,通过清洗管道及淡水置换管道实现对反渗透膜装置的化学清洗与淡水置换。通过阀门切换实现化学清洗与淡水置换的功能。
[0068]图4为本发明实施例提供的带能量回收装置的一种反渗透集装箱式海水淡化产水工艺工艺流程图,图5为平面布置图,图6为能量回收装置的结构示意图。包括原水水箱1、砂滤器进水栗2、砂滤器3、保安滤器4、高压栗5、能量回收装置6、反渗透装置7、化学清洗(淡水置换)水箱8、产水水箱9、产水栗10、化学清洗及淡水置换栗11、砂滤器反洗栗12、杀菌系统13、絮凝剂投加系统14、阻垢剂投加系统15、还原剂投加系统16、pH调节系统17。保安滤器进口电动三通阀18、产水电动三通阀19、能回高压原水出口 20、能回低压浓水出口 24、能回低压原水进口 21、能回高压浓水进口 23、反渗透膜装置浓水出口 22、化学清洗内循环的水箱进口 25、化学清洗内循环阀门26、反渗透膜装置浓水端化学清洗回流阀门27、浓海水排放阀28、砂滤器进水栗与砂滤器反洗栗管路连接阀门33与34、化学清洗进膜堆阀门35、控制柜32、29电机、30压力交换器、31增压栗。
[0069] 原海水流入原水水箱,原水水箱的出口与砂滤器进水栗2相连通,在进水箱的原水管道上设置杀菌剂投加点,进行杀菌处理,防止生物污染。
[0070] 砂滤器3的进水口与砂滤器进水栗2的出水口相连,出水口与保安滤器4进水口相连,砂滤器采用不同粒径的石英砂为介质,最大限度地发挥不同粒径滤层的截污能力及对水中固体粒径的控制能力,可较好的去除水中的杂质。
[0071] 保安滤器4出水口高压栗5进水口相连,作用在于去除进入膜系统的直径5微米以上的颗粒,保护膜元件不受机械损伤。高压栗5的进水口与保安滤器4的出水口相连,出水口与反渗透膜组7进水口相连。作于在于提供进入反渗透膜组7的部分高压原海水的脱盐动力。
[0072] 反渗透膜组7的进水口与高压栗5出水口及能量回收装置高压原水出口 20连通,反渗产水通过电动三通阀19汇集到产水水箱9,不合格产水通过电动三通球阀19汇集到化学清洗水箱,高压浓海水出口 22与能量回收装置高压浓海水进口 23相连,反渗透膜组用于脱盐产出一部分淡水,同时使得原海水浓缩产出一部分浓海水。反渗透膜组7的回收率约在45%左右。
[0073] 本发明还设有能量回收装置6,见图6,由电机29、压力交换器30、增压栗31集成为一体,高压浓海水进口 23与反渗透膜组高压浓海水出口 22相连,低压原水进口 21与保安滤器4的出口相连通,高压原海水20与反渗透膜组进口相连,低压浓海水24与浓海水排放阀28连通。能量回收装置集压力交换器与增压栗一体,经能量回收装置后的压力与高压栗5的出口压力平衡,使得浓海水中的高压能量进行了高效的回收,大大降低了系统的运行能耗。
[0074] 砂滤器进水栗2出口与砂滤器反洗栗12出口管路通过阀门33与阀门34连通,砂滤器进水栗与砂滤器反洗栗可互为备用。
[0075] 絮凝剂投系统14,出口与砂滤器3进水总管相连,作用在于进行微絮凝,加强后续砂滤器对胶体、悬浮物等的去除效果。
[0076] 阻垢剂投加系统15的出口与保安滤器4进口相连,防止反渗透浓水侧发生结垢。
[0077] 还原剂投加系统16的出口与保安滤器4进口相连,用于去除海水中的氧化剂物质,以保护反渗透膜的运行。
[0078] pH调节系统17的出口与产水箱进水口相连,用于调节反渗透产水的pH,使其达到产水pH的要求。
[0079] 本发明技术方案的特点:
[0080] 1、带能量回收装置的一种反渗透海水淡化集成式工艺设计及装置,包括原水水箱、进口与原水水箱出口相连的砂滤器进水栗、进口与砂滤器进水栗出口相连的砂滤器、进口与砂滤器出口相连的保安滤器、进口与保安滤器出口相连的高压栗、进口与高压栗出口及能量回收单元高压出口相连的反渗透膜装置、进口与反渗透膜装置浓水出口相连的能量回收单元、进口与反渗透产水口相连的产水水箱、进口与产水水箱相连的产水栗、出口与原水水箱相连的杀菌剂系统、出口与保安滤器进水管相连的还原剂、阻垢剂投加系统、出口与产水箱进口相连的调质系统。砂滤器还设置了砂滤器反洗栗进行反洗作业,砂滤器进水栗与砂滤器反洗栗可互为备用。
[0081] 2、反渗透膜装置设置了化学清洗与淡水置换系统,化学清洗水箱与淡水置换水箱共用,化学清洗栗与淡水置换栗共用,通过清洗管道及淡水置换管道及阀门切换实现化学清洗与淡水置换的功能。
[0082] 3、所述集装箱海水淡化装置采用等压式能量回收装置回收反渗透膜装置浓海水中的能量,从而大幅度降低系统能耗,减少成本。能量回收装置集等压交换器、增压栗、电机为一体,回收效率高,占地空间小,安装更加简单。能量回收装置低压原水进口与保安滤器出口相连、高压原水出口与膜系统进口相连、高压浓水进口与终段膜系统浓水出口相连、低压浓水排口与排放阀相连。
[0083] 4、电动三通阀19与反渗透产水出口相连,初期产水电导达不到产水要求时,通过电动三通阀切换至化学清洗水箱,当产水电导达要求时通过电动三通阀切换至产水水箱。
[0084] 5、电动三通阀18与淡水置换水栗出口相连,通过电动三通阀自动切换实现反渗透膜装置制水与淡水置换过程,三通阀设置在保安滤器进口与淡水置换栗出口处,系统停机时淡水通过保安滤器,流经能量回收装置及反渗透膜组,实现对能量回收装置的冲洗及反渗透膜组浓水的置换。
[0085] 6、砂滤器进水栗与砂滤器反洗栗参数一致,通过阀门33与阀门34切换可实现互为备用的功能。砂滤器数量为6+1台,正常工况7台一起运行,反洗时6台运行,I台反洗,反洗流量相当于正常运行进水流量的3倍。
[0086] 7、手动蝶阀26与化学清洗栗出口总管与化学清洗水箱相连,实现化学清洗过程的内循环。
[0087] 8、手动蝶阀27与反渗透浓水出口及化学清洗水箱相连,实现浓水端的化学清洗回流。
[0088] 9、手动蝶阀35与反渗透膜堆进口相连,实现反渗透膜堆的化学清洗。
[0089] 10、该设备在40尺标准集装箱中实现240t/d的产水量,系统回收率为45%左右,系统设备布置合理,集装箱可移动,方便在各个海岛及用水地运输,满足当地的用水需求。整个系统中的设备结构紧凑,同样适用于船舱、面积有限等空间的安装。
[0090] 11、反渗透产水投加碱进行pH调节,满足产水pH要求。
[0091] 12、原水水箱内设置有杀菌剂投加装置,对原海水进行杀菌处理,防止生物污染。
[0092] 13、砂滤器进水管路上设置絮凝剂投加装置,海水进行微絮凝,加强后续砂滤器对胶体、悬浮物等的去除效果。
[0093] 14、保安滤器进水管路上设置还原剂投加装置,用于去除海水中的氧化剂物质,以保护反渗透膜的运行。
[0094] 15、保安滤器进水管路上设置阻垢剂投加装置,防止反渗透浓水侧发生结垢。
[0095] 16、砂滤器反洗栗使用原海水进行反洗
[0096] 17、配套一套自动控制系统,PLC安装于电控柜内,负责采集各设备状态点和仪表数据,实现工艺流程的自动联锁控制与运行,并设置触摸屏,在触摸屏上对设备运行状态进行监视,保证系统的稳定运行。
[0097] 18、反渗透海水淡化装置除原水水箱与产水水箱外全部固定于集装箱内,便于移动,膜壳固定在膜架上,膜架通过螺栓与集装箱固定连接,集装箱底部采用防腐处理,结构坚固,耐海洋环境腐蚀,整个集装箱方便运输,适用于海岛、边远地方及建设场地有限的需水地区。
[0098] 19、全自动淡水置换设计,保护膜元件和高压给水系统。采用介质过滤作为预处理,运行成本低廉,化学药品省,操作维护简便。
[0099] 20、本发明采用等压式能量回收装置,相比无能量回收系统净能耗降低可达60%,相对于透平式能量回收50〜70%的能量转换效率,本等压式能量回收装置净能量回收转换效率高达95%。
[0100] 21、集成式集装箱设计,出厂前模拟工况进行调试,减少现场工作量。基于上述反渗透集装箱式海水淡化系统及其产水工艺,为了方便对技术的了解,现在将技术方案中出现的技术术语解释如下:
[0101] 反渗透膜组:系统脱盐的关键装置,利用反渗透膜元件去除海水中的绝大部分盐分及其他物质,经反渗透膜组件处理后分离出淡水与浓水。
[0102] 高压栗:用于提供进入段膜系统的部分高压原水的脱盐动力。
[0103] 能量回收装置:把反渗透高压浓水的压力能量回收再利用。
[0104] 保安过滤器:用于去除进入膜系统的直径5微米以上的颗粒,保护膜元件不受机械损伤。
[0105] 絮凝剂投加系统:投加絮凝剂,作用在于进行微絮凝,加强后续砂滤器对胶体、悬浮物等的去除效果。
[0106] 阻垢剂投加系统:投加阻垢剂,防止浓水侧发生沉淀。
[0107] 还原剂投加系统:投加还原剂用于去除海水中的氧化剂物质,以保护反渗透膜的运行。
[0108] 杀菌系统:投加杀菌剂,进行杀菌处理,防止生物污染。
[0109] 化学清洗(淡水置换)系统:反渗透膜组件长期运行之后,会受到某些难以冲洗掉物质的污染,造成膜组件性能下降。因而要用化学药品进行清洗,恢复其正常的通量和脱盐率。
[0110] 反渗透装置停机时,用淡水冲洗膜的表面将膜表面的浓水置换出来,防止污染物在反渗透膜表面的沉积,影响膜的性能。
[0111] 最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种反渗透集装箱式海水淡化装置,其特征在于,包括位于外部的集装箱,依次配合设置在所述集装箱内部的预处理系统、海水淡化系统、自动控制系统和加药系统,以及设置在所述集装箱的同一侧的海水进水口与产水口。
2.根据权利要求1所述的反渗透集装箱式海水淡化装置,其特征在于,所述海水淡化系统,包括原水水箱,进口与原水水箱出口相连的砂滤器进水栗,进口与砂滤器进水栗出口相连的砂滤器,进口与砂滤器出口相连的保安滤器,进口与保安滤器出口相连的高压栗,进口与高压栗出口及能量回收单元高压出口相连的反渗透膜装置,进口与反渗透膜装置浓水出口相连的能量回收单元,进口与反渗透产水口相连的产水水箱,进口与产水水箱相连的产水栗,出口与原水水箱相连的杀菌剂系统,出口与保安滤器进水管相连的还原剂、阻垢剂投加系统,以及出口与产水箱进口相连的调质系统。
3.根据权利要求2所述的反渗透集装箱式海水淡化装置,其特征在于,所述砂滤器还设置有砂滤器反洗栗进行反洗作业; 和/或, 所述反渗透膜装置设置有化学清洗与淡水置换系统,通过清洗管道及淡水置换管道实现对反渗透膜装置的化学清洗与淡水置换;化学清洗水箱与淡水置换水箱共用,通过阀门切换实现化学清洗与淡水置换。
4.根据权利要求2或3所述的反渗透集装箱式海水淡化装置,其特征在于,所述原海水流入原水水箱,原水水箱的出口与砂滤器进水栗相连通,在进水箱的原水管道上设置杀菌剂投加点,进行杀菌处理。
5.根据权利要求4所述的反渗透集装箱式海水淡化装置,其特征在于,所述砂滤器的进水口与砂滤器进水栗的出水口相连,出水口与保安滤器进水口相连,砂滤器采用不同粒径的石英砂为介质。
6.根据权利要求5所述的反渗透集装箱式海水淡化装置,其特征在于,所述保安滤器出水口与高压栗进水口相连,能够去除进入膜系统的直径5微米以上的颗粒,保护膜元件不受机械损伤;高压栗进水口与保安滤器出水口相连,高压栗出水口与反渗透膜组进水口相连,提供进入反渗透膜组的部分高压原海水的脱盐动力。
7.根据权利要求6所述的反渗透集装箱式海水淡化装置,其特征在于,所述砂滤器进水栗出口与砂滤器反洗栗出口管路通过阀门连通,砂滤器进水栗与砂滤器反洗栗能互为备用; 和/或, 所述海水淡化系统,还包括絮凝剂投系统;所述絮凝剂投系统的出口与砂滤器进水总管相连,进行微絮凝; 和/或, 所述海水淡化系统,还包括阻垢剂投加系统;所述阻垢剂投加系统的出口与保安滤器进口相连,防止反渗透浓水侧发生结垢; 和/或, 所述海水淡化系统,还包括还原剂投加系统;所述还原剂投加系统的出口与保安滤器进口相连,去除海水中的氧化剂物质,保护反渗透膜; 和/或, 所述海水淡化系统,还包括PH调节系统;pH调节系统的出口与产水箱进水口相连,用于调节反渗透产水的PH,使其达到产水pH的预设要求。
8.根据权利要求7所述的反渗透集装箱式海水淡化装置,其特征在于,所述海水淡化系统,还包括能量回收装置; 所述反渗透膜组的进水口与高压栗出水口及能量回收装置高压原水出口连通,反渗产水通过电动三通阀汇集到产水水箱,不合格产水通过电动三通球阀汇集到化学清洗水箱,高压浓海水出口与能量回收装置高压浓海水进口相连,反渗透膜组用于脱盐产出一部分淡水,同时使得原海水浓缩产出一部分浓海水。
9.根据权利要求8所述的反渗透集装箱式海水淡化装置,其特征在于,所述能量回收装置,由电机、压力交换器、增压栗集成为一体,高压浓海水进口与反渗透膜组高压浓海水出口相连,低压原水进口与保安滤器的出口相连通,高压原海水与反渗透膜组进口相连,低压浓海水与浓海水排放阀连通; 所述能量回收装置集压力交换器与增压栗一体,经能量回收装置后的压力与高压栗的出口压力平衡。
10.与权利要求1所述的一种反渗透集装箱式海水淡化装置相匹配的产水工艺,其特征在于,该产水工艺的工艺流程顺序为:源海水取水、砂滤器初滤、保安滤器精密过滤、反渗透淡化、产水栗供水及配套加药系统加药;其中反渗透系统还包括能量回收装置回收能量、化学清洗/淡水置换装置进行清洗或置换; 在所述产水箱产水过程中,产水栗和配套的加药系统协同作业; 在所述反渗透装置进行反渗透处理过程中,高压栗和反渗透膜元件协同作业。
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