CN106007059A

CN106007059A - 一种反渗透生产除盐水工艺及装置

Info

Publication number: CN106007059A
Application number: CN201610455731.4A
Authority: CN
Inventors: 况波
Original assignee: Chengdu Grace Fiber Co Ltd
Current assignee: Chengdu Grace Fiber Co Ltd
Priority date: 2016-06-22
Filing date: 2016-06-22
Publication date: 2016-10-12

Abstract

本发明公开了一种反渗透生产除盐水工艺，在原水中加入非氧化性杀菌剂进行杀菌，将杀菌后的原水经铜基触媒防垢器阻垢，然后将阻垢的原水通过反渗透装置除盐，本发明不再加入阻垢药剂，提高产水量和产水质量，降低运行费用，简单有效，节约运行成本，延长膜寿命。

Description

一种反渗透生产除盐水工艺及装置

技术领域

本发明涉及一种水处理工艺，尤其涉及一种反渗透生产除盐水工艺及装置。

背景技术

反渗透技术是目前水处理脱盐工艺中最成熟的物理脱盐技术之一。在设计及使用过程中被越来越多地应用到工业化生产中，不同用户的水源情况及用水要求等条件的差异化，形成了不同工艺流程的反渗透水处理系统，如果工艺设计不完善或者操作不当以及化学添加剂与水源不兼容等情况发生时，往往会导致反渗透系统出现产水量及产水品质的下降．严重时会导致反渗透系统中的主要元件——反渗透膜元件提前报废，因此对反渗透膜元件的保护在整个系统设计及运行过程中尤其重要。在膜的表面选择吸附了一层水分子，盐类溶质则被排斥，化合价越高的离子被排斥的越远，膜孔周围的水分子在反渗透压力的推动下，通过膜孔流出纯水，因而达到除盐的目的。

膜结垢是由于给水中的微溶盐在给水逐渐浓缩时超过了浓度积而沉淀到膜上。因此必须防止CaCO3、CaSO4、SrSO4、BaSO4、SiO2、CaF2结垢，通常采用投加阻垢剂的方法。同时为了防止有机物滋生，通常在反渗透预处理前还需加杀菌剂。氧化性杀菌剂有季铵盐类杀菌剂；含氯杀菌剂；过氧化物杀菌剂。在反渗透膜材质一般为醋酸纤维素膜或聚酯无纺织物复合膜，为了防止膜被余氯氧化，通常在进反渗透预处理还需加入还原剂。

另有中国专利号为：200710062081.8，公开日为2007.11.28，公开了一种高效杀菌的冶金污水处理方法，属废水处理技术领域，用于解决冶金污水处理过程中杀菌不彻底、影响反渗透正常运行的问题。特别之处是，该方法包括如下工序：A.回收污水，制取中水；B.氧化性杀菌剂一次杀菌；C.超滤处理及非氧化性杀菌剂二次杀菌；D.反渗透脱盐处理。本发明采用氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂联合投加进行杀菌的方法，明显提高了杀菌效果。上述专利虽然提高了杀菌效果，但水中的微溶盐在给水逐渐浓缩时沉淀到膜上形成阻垢，因此需要在预处理需要加入还原剂，这样降低了产水量和产水质量。传统反渗透生产除盐水工艺是加杀菌剂、还原剂、阻垢剂，但水中的微溶盐在给水逐渐浓缩时沉淀到膜上形成阻垢，定期用药剂清洗反渗透膜，这样降低了产水量和产水质量，产水电导率增加，并且缩短了反渗透膜使用寿命，增加成本。

发明内容

为了克服上述现有抚摩的缺陷，本发明提供了一种反渗透生产除盐水工艺，该工艺可防止膜面结垢，能提高产水量和产水质量，降低运行费用，且不改变水质，简单有效，延长膜寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种反渗透生产除盐水工艺，其特征在于：在原水中加入非氧化性杀菌剂进行杀菌，将杀菌后的原水经铜基触媒防垢器阻垢，然后将阻垢的原水通过反渗透装置除盐。

一种反渗透生产除盐水工艺，具体包括如下步骤：

(1)原水的预处理：过滤杂质，加入非氧化性杀菌剂进行杀菌；

(2)原水的除垢：将杀菌后的原水再次过滤，再次过滤后的原水通入铜基触媒防垢器进行除垢；

(3)将除垢的原水通过反渗透装置除盐。

所述的非氧化性杀菌剂为异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮或戊二醛。

所述非氧化性杀菌剂(异噻唑啉酮)质量配比浓度30%，投加3PPM。

一种反渗透生产除盐水工艺的装置，包括预处理装置、保安过滤器、高压泵、铜基触媒防垢器和反渗透装置，所述预处理装置与保安过滤器连接，保安过滤器与高压泵连接，高压泵与铜基触媒防垢器连接，铜基触媒防垢器与反渗透装置连接。

还包括一旁通，所述旁通一端与保安过滤器的出口连接，另一端与反渗透装置的入口连接，所述旁通上设有阻垢剂加填装置，所述保安过滤器的出口与阻垢剂加填装置之间设有控制阀Ⅰ。

所述保安过滤器与高压泵之间设有控制阀Ⅱ，所述高压泵与铜基触媒防垢器之间设有控制阀Ⅲ。

本发明具有以下优点：

1、本发明在原水中加入非氧化性杀菌剂进行杀菌，将杀菌后的原水经铜基触媒防垢器阻垢，然后将阻垢的原水通过反渗透装置除盐，不再加入阻垢药剂，能提高产水量和产水质量，降低运行费用，简单有效，节约运行成本，延长膜寿命。

2、本发明非氧化性杀菌剂，主要成分为异噻唑啉酮，异噻唑啉酮与微生物接触后，能迅速地不可逆地抑制其生长，从而导致微生物细胞的死亡，故对常见细菌、真菌、藻类等具有很强的抑制和杀灭作用。杀生效率高，降解性好，具有不产生残留、操作安全、配伍性好、稳定性强、使用成本低等特点。能与氯及大多数阴、阳离子及非离子表面活性剂相混溶。异噻唑啉酮是一种广谱、高效、低毒、非氧化性杀生剂。

3、本发明的非氧化性杀菌剂(异噻唑啉酮)质量配比浓度30%，投加3PPM，针对不同浓度的原水调节不同的比例范围，既能对常见细菌、真菌、藻类等具有很强的抑制和杀灭作用，同时又能有效的节约药剂，达到最佳的效果。

4、本发明反渗透生产除盐水工艺的装置，包括预处理装置、保安过滤器、高压泵、铜基触媒防垢器和反渗透装置，所述预处理装置与保安过滤器连接，保安过滤器与高压泵连接，高压泵与铜基触媒防垢器连接，铜基触媒防垢器与反渗透装置连接，主要在设备在增加了铜基触媒防垢器（或称ESEP防垢器），用它代替阻垢剂，不改变水质，简单有效，节约运行成本，延长膜寿命。

5、本发明还包括一旁通，所述旁通一端与保安过滤器的出口连接，另一端与反渗透装置的入口连接，所述旁通上设有阻垢剂加填装置，所述保安过滤器的出口与阻垢剂加填装置之间设有控制阀Ⅰ。当铜基触媒防垢器需要清洗或维修时，通过旁通添加阻垢剂的方式，使设备继续运行，防止因铜基触媒防垢器的维护而发生停产事故，当铜基触媒防垢器更换或维护好后，关闭旁通，继续使用铜基触媒防垢器阻垢，使设备进入正常生产状态。

附图说明

图1为本发明的工艺流程及结构示意图。

图中标记：1、预处理装置，2、保安过滤器，3、高夺泵，4、铜基触媒防垢器，5、反渗透装置，6、阻垢剂加填装置，7、控制阀Ⅰ，8、控制阀Ⅱ，9、控制阀Ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

本发明采用采用非氧化性杀菌剂投加进行杀菌配套阻垢器的方法，在反渗透前无需再加入还原剂和阻垢剂。提高产水质量，降低成本，延长膜使用寿命。

实施例1

一种反渗透生产除盐水工艺，在原水中加入非氧化性杀菌剂进行杀菌，将杀菌后的原水经铜基触媒防垢器阻垢，然后将阻垢的原水通过反渗透装置除盐。上述原水是指需要除盐的水（如工业含盐的废水，或河水等）。

上述反渗透生产除盐水工艺，具体包括如下步骤：

(1)原水的预处理：利用过滤器过滤杂质后，加入非氧化性杀菌剂进行杀菌；

(2)原水的阻垢：将杀菌后的原水再次过滤，再次过滤后的原水通入铜基触媒防垢器进行阻垢；

(3)将除垢的原水通过反渗透装置除盐。

所述非氧化性杀菌剂(异噻唑啉酮)质量配比浓度30%，投加3PPM，针对不同浓度的原水调节不同的比例范围，既能对常见细菌、真菌、藻类等具有很强的抑制和杀灭作用，同时又能有效的节约药剂，达到最佳的效果。

一种反渗透生产除盐水装置（如图1所示），包括预处理装置1、保安过滤器2、高压泵3、铜基触媒防垢器4和反渗透装置5，所述预处理装置1与保安过滤器2连接，保安过滤器2与高压泵3连接，高压泵3与铜基触媒防垢器4连接，铜基触媒防垢器4与反渗透装置5连接，所述的连接是采用管道连接。本发明的铜基触媒防垢器（也称ESEP防垢器）。

进一步的，还包括一旁通，旁通一端与保安过滤器2的出口连接，另一端与反渗透装置5的入口连接，所述旁通上设有阻垢剂加填装置6，所述保安过滤器2的出口与阻垢剂加填装置6之间设有控制阀Ⅰ7。该旁通就是与阻垢剂加填装置6并联的一支路，当铜基触媒防垢器4需要清洗或维修时，通过旁通添加阻垢剂的方式，使设备继续运行，防止因铜基触媒防垢器的维护而发生停产事故，当铜基触媒防垢器更换或维护好后，关闭旁通，继续使用铜基触媒防垢器阻垢，使设备进入正常生产状态。

所述保安过滤器与高压泵之间设有控制阀Ⅱ8，所述高压泵与铜基触媒防垢器之间设有控制阀Ⅲ9。控制阀Ⅰ7、控制阀Ⅱ8和控制阀Ⅲ9配合开闭，用于对铜基触媒防垢器4的维护以及旁通添加阻垢剂，使设备正常运行。

1、本发明反渗透生产除盐水药剂工艺方法的原理是：

铜基触媒防垢器主要应用于石油、化工，汽车压铸，造纸，电力循环水及水循环系统等行业防止结垢，未在反渗透（RO）系统中应用。

本提案选择引进铜基触媒防垢器代替阻垢剂，通过对铜基触媒防垢器阻垢原理进行分析，因为水溶液所含的离子的电负性比工具核心部件的电负性大，所以催化合金的电子进入到水溶液中。或者以电动势序的观点，工具核心部件含有的元素的氧化电势比水溶液中的离子的氧化电势大。当水流过工具时，一些电子进入水溶液中，在许多电子的剧烈旋转运动过程中，取代了一些已经被捕获的离子，诸如CO₃ ^2- 、HCO₃ ^-、SO₄ ^2- 和OCl^-等。这些取代的电子变成了溶液中的“自由电子”，并且这些“自由电子”能被电负性小的离子或胶体，例如Ca²⁺ 、Mg²⁺ 、SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃等捕获。这使得Ca²⁺ 、Mg²⁺脱离CO₃ ^2- 、SO₄ ^2- 和HCO^3- ，形成原子结构（Ca0 、Mg0 ），其结果是，当它们处于水溶液中时，它们的离子键断裂；或者当它们处于沉淀的固体即垢的状态时，它们的晶格键断裂。当热水器和锅炉中的水受到加热时，或者水的碱度达到pH8.4以上的情况下，水中电子数量的增加也阻止碳酸氢根离子分解为H⁺ 和CO₃ ^2-。胶体物质，例如硅石、氧化铝以及锈颗粒，通过获得或重新获得负电荷而保持悬浮在溶液中，不吸附到钙离子、镁离子和铁离子上；获得负电荷也引起这些胶体物质受到存在于流动水中的或者早已吸附到胶体物质上的这些离子的排斥。这种排斥分离抑制了这三种离子的硬度效应；水中的硬度总是由于Ca²⁺ 、Mg²⁺ 、Fe²⁺ 这些离子的存在而造成的。作为粘结剂而吸附于垢晶格上的硅石、氧化铝，也能从已生成的垢晶格上脱离。这样，由于Ca⁰ 和Mg⁰ 元素以及带负电荷的SiO₂（-）和Al₂O₃（-）的脱离，垢晶格便逐渐遭到破坏和消除。

如果在预处理前选择氧化性杀菌剂，NaClO具有强氧化性和腐蚀性，特别是氯离子能腐蚀金属，产生金属产物。铜基触媒防垢器本身具有抗弱酸性和弱碱性的能力，在10%的稀盐酸条件下不会被腐蚀，而NaClO是弱酸强碱性物质，具有较强的氧化性。能腐蚀Cu和Fe，铜基触媒材料中也具有这两种物质。在NaClO溶液中长时间运行会对材料表面产生腐蚀，形成[Cu(H2O)4]2+。由于Cl+氧化形成Cl-，水中Cl-的存在又会催生[CuCl4]2-，从而降低阻垢性能。

非氧化性杀菌剂，主要成分为异噻唑啉酮，异噻唑啉酮与微生物接触后，能迅速地不可逆地抑制其生长，从而导致微生物细胞的死亡，故对常见细菌、真菌、藻类等具有很强的抑制和杀灭作用。杀生效率高，降解性好，具有不产生残留、操作安全、配伍性好、稳定性强、使用成本低等特点。能与氯及大多数阴、阳离子及非离子表面活性剂相混溶。异噻唑啉酮是一种广谱、高效、低毒、非氧化性杀生剂。

反渗透生产除盐水药剂工艺方法是非氧化性杀菌剂（主要成分异噻唑啉酮）＋铜基触媒防垢器（ESEP阻垢器，生产厂家：金坛市恒旭科技有限公司）是可行的。

2、降低运行成本。

阻垢剂标准液10Kg(其浓度为100%)，稀释成10%，一般投加浓度在2--5ppm之间，根据投加浓度计算阻垢剂用量，原水电导率在400--500之间时，生产1方除盐水药剂0.35元（阻垢剂按35元/Kg计算）。若每天生产2000方除盐水，全年可节约药剂费用为2000×0.35×365=255500元。

铜基触媒防垢器无需维修，无需添加任何化学药品，投资成本较低，使用寿命大于8年。有效防止水垢的产生，能够保证反渗透产水量，延长膜使用寿命，大大降低使用成本。

Claims

1.一种反渗透生产除盐水工艺，其特征在于：在原水中加入非氧化性杀菌剂进行杀菌，将杀菌后的原水经铜基触媒防垢器阻垢，然后将阻垢的原水通过反渗透装置除盐。

2.根据权利要求1所述的一种反渗透生产除盐水工艺，其特征在于：具体包括如下步骤：

(3)将阻垢的原水通过反渗透装置除盐。

3.根据权利要求1所述的一种反渗透生产除盐水工艺，其特征在于：所述的非氧化性杀菌剂为异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮或戊二醛。

4.根据权利要求1所述的一种反渗透生产除盐水工艺，其特征在于所述非氧化性杀菌剂(异噻唑啉酮)质量配比浓度30%，投加3PPM。

5.根据权利要求1所述的一种反渗透生产除盐水工艺的装置，其特征在于：包括预处理装置(1)、保安过滤器(2)、高压泵(3)、铜基触媒防垢器(4)和反渗透装置(5)，所述预处理装置(1)与保安过滤器(2)连接，保安过滤器(2)与高压泵(3)连接，高压泵(3)与铜基触媒防垢器(4)连接，铜基触媒防垢器(4)与反渗透装置(5)连接。

6.根据权利要求5所述的一种反渗透生产除盐水工艺的装置，其特征在于：还包括一旁通，所述旁通一端与保安过滤器(2)的出口连接，另一端与反渗透装置(5)的入口连接，所述旁通上设有阻垢剂加填装置(6)，所述保安过滤器(2)的出口与阻垢剂加填装置(6)之间设有控制阀Ⅰ(7)。

7.根据权利要求5所述的一种反渗透生产除盐水工艺的装置，其特征在于：所述保安过滤器(2)与高压泵(3)之间设有控制阀Ⅱ(8)，所述高压泵(3)与铜基触媒防垢器(4)之间设有控制阀Ⅲ(9)。