CN106745520A - 一种保持反渗透浓水含盐量稳定的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种保持反渗透浓水含盐量稳定的装置及方法，它包括：反渗透高压泵，反渗透装置，浓水回流泵，导电度表，电动调节阀，反渗透高压泵的入口连接有高压泵进水管；反渗透高压泵出口通过高压泵出水管与浓水回流泵接出的部分浓水管汇合串接后，通过反渗透装置进水管连接到反渗透装置的入口，反渗透装置接出的一部分浓水通过增浓浓水管接至浓水回流泵的入口，再通过部分浓水管与高压泵出水管汇合，另外部分浓水通过排放浓水管排出；所述的方法是：进水通过反渗透装置的高压泵进水管，进水在高压泵出水管与来自浓水回流泵和部分浓水管的浓水混合，进入反渗透装置进水管流入反渗透装置的入口，在此处回收部分浓水的能量，并增加反渗透装置的进水含盐量。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种保持反渗透浓水含盐量稳定的方法，适用于末端废水零排放系统，包括钢铁、电力、化工、石油等行业的末端废水零排放系统，属于环保水处理技术领域。
背景技术
随着我国经济快速发展，很多地方的水环境接纳排水压力越来越大，同时经处理后的达标合格水长期排放也会对当地水环境产生影响，而大多新建电厂采用干出灰，干除渣、甚至封闭式煤场等具有节水环保措施的方案，导致电厂的末端废水无处回用。近几年电厂末端废水零排放技术发展迅速，该技术可使电厂不对外排水，最大限度的减少工业新鲜水的取水量和消耗量，彻底解决电厂对水体的污染问题。零排放技术是通过电或蒸汽等能量和除盐技术实现末端废水浓缩减量，最终变成固态盐。末端废水零排放的技术难点就是降低运行费用和能量消耗，利用反渗透系统对零排放的末端废水进行初级浓缩，再将其产生的浓水进行浓缩结晶，这样可以有效的降低浓缩结晶的处理负荷和能耗。
另外随着节水要求越来越高，即使不要求零排放的电厂也希望能进一步降低末端废水的排放量，而大多采用反渗透系统来浓缩末端水。
水耗低的电厂均采用了水循环使用、梯级利用以及处理后回用等先进的水务管理技术，因此末端废水的含盐量较高，末端废水的含盐量是随着进入电厂的河网水水质、煤和石灰石品质、机组负荷、各用户用水情况而改变，在实际运行中末端废水的盐量约1,5000～4,0000ppm，这远大于天然水中的盐量变化；由于反渗透装置的进水压力波动范围较大，引起系统运行不稳定，也影响反渗透装置淡水的出水水质；因此保持反渗透浓水含盐量基本稳定，也就减少反渗透装置进水的盐量波动范围。
反渗透装置的后续浓缩结晶设备运行费用约占末端废水零排放系统的70%，也是能量消耗的主要环节，若采用传统的反渗透系统，反渗透装置排出浓水的含盐量将随着末端废水的含盐量变幅较大，若浓水盐度未达到设计值，其后续的蒸发结晶系统在运行中将会浪费一部分能量浓缩浓水，引起运行成本增加；因此对于末端水零排放系统，保证反渗透装置的浓水水质稳定更为重要。
若对反渗透装置浓水进行处理，为了便于系统工艺的选择和运行稳定，也需要反渗透浓水水质尽可能稳定在一定范围内。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种保持反渗透浓水含盐量稳定的装置及方法，该装置和方法在实际运行中能简单有效的运行操作和控制，能解决反渗透装置进水盐量波动大引起运行的不稳定，便于选择反渗透浓水处理工艺，降低末端废水零排放系统的运行成本和能源的消耗量，达到节水节能的目的。
为了达到这个目的，本发明提供的技术方案包括：一种保持反渗透浓水含盐量稳定的装置，它包括：反渗透高压泵，反渗透装置，浓水回流泵，导电度表，电动调节阀，所述的反渗透高压泵的入口连接有高压泵进水管；反渗透高压泵出口通过高压泵出水管与浓水回流泵接出的部分浓水管汇合串接后，通过反渗透装置进水管连接到反渗透装置的入口，反渗透装置接出的一部分浓水通过增浓浓水管接至浓水回流泵的入口，再通过部分浓水管与高压泵出水管汇合，另外部分浓水通过排放浓水管排出；反渗透装置的淡水通过连接管道排出。
作为优选：所述的反渗透高压泵的进水管和排放浓水管上分别接有导电度表；所述的反渗透装置的排放浓水管上还设置电动调节阀；所述反渗透装置的排放浓水管、和浓水回流泵出口的部分浓水管上分别设置有流量计。
一种利用上述装置进行保持反渗透浓水含盐量稳定的方法，所述的方法是：进水通过反渗透装置的高压泵进水管，经过反渗透高压泵升压后，进水在高压泵出水管与来自浓水回流泵和部分浓水管的浓水混合，进入反渗透装置进水管流入反渗透装置的入口，在此处回收部分浓水的能量，并增加反渗透装置的进水含盐量，进水含盐量通过高压泵进水管上的导电度表测定；
水经过反渗透装置分为浓水和淡水，淡水通过连接管道排出；浓水再分为2路，一路浓水通过排放浓水管排出，另一路通过增浓浓水管进入浓水回流泵的入口，再通过浓水回流泵出口的部分浓水管流入高压泵出水管；部分浓水管上的浓水含盐量等于排放浓水管内水的含盐量，由排放浓水管上的导电度表测定，该导电度值再在正常运行时基本稳定在一定范围内。
作为优选：当高压泵进水管上的运行导电度值低于排放浓水管的导电度值约45~55%时，启动浓水回流泵，反渗透装置按照稳定回收率模式运行，反渗透装置排出的浓水量也基本稳定，浓水回流泵的回流流量根据高压泵进水管上的导电度表调整，并用反渗透装置的排放浓水管和浓水回流泵出口的部分浓水管上的流量计辅助控制浓水回流量和排放量的比例，从而保证反渗透装置进水和其浓水的含盐量稳定；
当高压泵进水管上的运行导电度值等于并超过排放浓水管的导电度值约45~55%时，停止浓水回流泵。
作为优选：所述的反渗透装置可采用变回收率模式运行，这时高压泵进水管上的运行导电度值越高，系统通过增加反渗透装置的浓水排出量来降低反渗透装置的回收率，这样可以避免反渗透膜浓水侧结垢，同时也保持反渗透浓水含盐量基本稳定在一个范围内；排放浓水管上的导电度值设定是根据反渗透装置后续浓缩结晶系统所需要的含盐量值确定；导电度值设定越高，反渗透装置后续蒸发结晶系统的投资和能耗就越低。
与现有技术比较，本专利的有益效果是：本专利与传统反渗透装置的最大区别是反渗透装置的浓水出水管和进水管之间设置有浓水回流泵，回收部分浓水的能量，提高反渗透装置的进水含盐量。并根据反渗透装置进水的含盐量分模式运行。
用于末端水处理的反渗透装置通常采用一段式布置，其回收率约45～55%，反渗透装置的浓水含盐量比进水浓缩约1.8～2.25倍。为了回收反渗透装置的浓水，工程实践采用的反渗透浓水回流技术，均将浓水回流到反渗透高压泵入口管或水箱。
专利申请201120417334.0 反渗透节水装置 和专利申请201520588653.6一种反渗透装置，为了提高水源的利用率，将反渗透装置的浓水收集在浓水箱内，再通过增压泵打入反渗透高压泵的入口，由于盐度增加，反渗透高压泵的出口压力也需提高，增加电耗。对于高含盐量的反渗透装置进水系统，尤其含盐量变化幅度大于50%以上时，采用传统方案，反渗透高压泵的能耗将增加很多，同时高压泵很难配置且运行不稳定；本发明克服这个缺陷，将浓水回流至反渗透高压泵的出口，直接回收反渗透浓水压力；浓水回流泵设置变频器，并在浓水排放管上设置流量调节阀以整定浓水回流和排放的比例。
本专利利用反渗透高压泵的进水管导电度控制浓水增压泵的启停，导电度低时，通过浓水回流以增加反渗透装置进水的含盐量，导电度达到一定值时，停止浓水回流泵，切换反渗透装置的运行模式，这样可以简化高压泵的系统配置和运行方式，使反渗透装置的浓水盐量稳定。
传统反渗透装置是在反渗透装置启停、进水水温水质以及随膜的污染指数调整反渗透高压泵运行压力，但压力调节范围受限不宜过大，高压泵和反渗透装置的设备选型和参数控制重点是保证淡水的产量和水质稳定。本专利保留了调整反渗透高压泵运行压力的能力，但主要是根据反渗透装置启停和膜的污染指数调整，缩小了压力调整的范围；另外设备选型和参数控制重点转移到保证反渗透装置的浓水水质基本稳定方面，在进水低含盐量阶段，通过增加浓水回流保证反渗透装置的进水水质和压力稳定；在进水高含盐量阶段，则停止浓水回流；根据反渗透装置进水的盐量变化来切换运行模式，运行控制简单。
本专利能改善反渗透高压泵和反渗透装置的运行性能，防止反渗透膜因压力波动遭到破环，使反渗透装置淡水和浓水的水质稳定；采用本专利后，末端废水零排放系统运行能耗可降低约12~20%。
附图说明
图1是本发明所述的结构布置示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施案例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施案例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，在本领域其他应用者在没有做出创造性劳动前提下，所获得的其他实施例，均属于本发明的保护范围。
图1所示，一种保持反渗透浓水含盐量稳定的装置，它包括：反渗透高压泵1，反渗透装置2，浓水回流泵3，导电度表4，电动调节阀5，所述的反渗透高压泵1的入口连接有高压泵进水管7；反渗透高压泵1出口通过高压泵出水管8与浓水回流泵3接出的部分浓水管9汇合串接后，通过反渗透装置进水管10连接到反渗透装置2的入口，反渗透装置2接出的一部分浓水通过增浓浓水管11接至浓水回流泵3的入口，再通过部分浓水管9与高压泵出水管8汇合，另外部分浓水通过排放浓水管12排出；反渗透装置2的淡水通过连接管道排出。
图中所示，所述的反渗透高压泵1的进水管7和排放浓水管12上分别接有导电度表；所述的反渗透装置2的排放浓水管12上还设置电动调节阀5；所述反渗透装置2的排放浓水管12、和浓水回流泵3出口的部分浓水管9上分别设置有流量计6。
一种利用所述装置进行保持反渗透浓水含盐量稳定的方法，所述的方法是：进水通过反渗透装置2的高压泵进水管7，经过反渗透高压泵1升压后，进水在高压泵出水管8与来自浓水回流泵3和部分浓水管9的浓水混合，进入反渗透装置进水管10流入反渗透装置2的入口，在此处回收部分浓水的能量，并增加反渗透装置2的进水含盐量，进水含盐量通过高压泵进水管7上的导电度表测定；
水经过反渗透装置2分为浓水和淡水，淡水通过连接管道排出；浓水再分为2路，一路浓水通过排放浓水管12排出，另一路通过增浓浓水管11进入浓水回流泵3的入口，再通过浓水回流泵出口的部分浓水管9流入高压泵出水管8；部分浓水管9上的浓水含盐量等于排放浓水管12内水的含盐量，由排放浓水管12上的导电度表测定，该导电度值再在正常运行时基本稳定在一定范围内。
当高压泵进水管7上的运行导电度值低于排放浓水管12的导电度值约45~55%时，启动浓水回流泵3，反渗透装置2按照稳定回收率模式运行，反渗透装置2排出的浓水量也基本稳定，浓水回流泵3的回流流量根据高压泵进水管7上的导电度表调整，并用反渗透装置的排放浓水管12和浓水回流泵3出口的部分浓水管9上的流量计辅助控制浓水回流量和排放量的比例，从而保证反渗透装置2进水和其浓水的含盐量稳定；
当高压泵进水管7上的运行导电度值等于并超过排放浓水管12的导电度值约45~55%时，停止浓水回流泵3。
反渗透装置2可采用变回收率模式运行，这时高压泵进水管7上的运行导电度值越高，系统通过增加反渗透装置2的浓水排出量来降低反渗透装置2的回收率，这样可以避免反渗透膜浓水侧结垢，同时也保持反渗透浓水含盐量基本稳定在一个范围内；排放浓水管12上的导电度值设定是根据反渗透装置后续浓缩结晶系统所需要的含盐量值确定；导电度值设定越高，反渗透装置后续蒸发结晶系统的投资和能耗就越低。
本发明将反渗透装置引入到电厂末端废水零排放系统中，并调整了反渗透装置的常用系统和运行控制理念，目的使反渗透装置更适应末端水处理系统、零排放系统以及进水含盐量变化大的水处理领域，通过保证反渗透装置浓水盐量稳定，同时也使反渗透装置淡水水质稳定，降低了反渗透浓水后续处理系统的投资成本和能耗。
以上仅为本发明应用过程中较佳一个实例，并非用来限定本专利的实施范围，还可以广泛应用于其他领域，凡依本专利申请专利范围的内容所作的引用、修饰或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种保持反渗透浓水含盐量稳定的装置，它包括：反渗透高压泵（1），反渗透装置（2），浓水回流泵（3），导电度表（4），电动调节阀（5），其特征在于所述的反渗透高压泵（1）的入口连接有高压泵进水管（7）；反渗透高压泵（1）出口通过高压泵出水管（8）与浓水回流泵（3）接出的部分浓水管（9）汇合串接后，通过反渗透装置进水管（10）连接到反渗透装置（2）的入口，反渗透装置（2）接出的一部分浓水通过增浓浓水管（11）接至浓水回流泵（3）的入口，再通过部分浓水管（9）与高压泵出水管（8）汇合，另外部分浓水通过排放浓水管（12）排出；反渗透装置（2）的淡水通过连接管道排出。
2.根据权利要求1所述的保持反渗透浓水含盐量稳定的装置，其特征在于所述的反渗透高压泵（1）的进水管（7）和排放浓水管（12）上分别接有导电度表；所述的反渗透装置（2）的排放浓水管（12）上还设置电动调节阀（5）；所述反渗透装置（2）的排放浓水管（12）、和浓水回流泵（3）出口的部分浓水管（9）上分别设置有流量计（6）。
3.一种利用权利要求1或2所述装置进行保持反渗透浓水含盐量稳定的方法，其特征在于所述的方法是：进水通过反渗透装置（2）的高压泵进水管（7），经过反渗透高压泵（1）升压后，进水在高压泵出水管（8）与来自浓水回流泵（3）和部分浓水管（9）的浓水混合，进入反渗透装置进水管（10）流入反渗透装置（2）的入口，在此处回收部分浓水的能量，并增加反渗透装置（2）的进水含盐量，进水含盐量通过高压泵进水管（7）上的导电度表测定；
水经过反渗透装置（2）分为浓水和淡水，淡水通过连接管道排出；浓水再分为2路，一路浓水通过排放浓水管（12）排出，另一路通过增浓浓水管（11）进入浓水回流泵（3）的入口，再通过浓水回流泵出口的部分浓水管（9）流入高压泵出水管（8）；部分浓水管（9）上的浓水含盐量等于排放浓水管（12）内水的含盐量，由排放浓水管（12）上的导电度表测定，该导电度值再在正常运行时基本稳定在一定范围内。
4.根据权利要求3所述的保持反渗透浓水含盐量稳定的方法，其特征在于：当高压泵进水管（7）上的运行导电度值低于排放浓水管（12）的导电度值约45~55%时，启动浓水回流泵（3），反渗透装置（2）按照稳定回收率模式运行，反渗透装置（2）排出的浓水量也基本稳定，浓水回流泵（3）的回流流量根据高压泵进水管（7）上的导电度表调整，并用反渗透装置的排放浓水管（12）和浓水回流泵（3）出口的部分浓水管（9）上的流量计辅助控制浓水回流量和排放量的比例，从而保证反渗透装置（2）进水和其浓水的含盐量稳定；
当高压泵进水管（7）上的运行导电度值等于并超过排放浓水管（12）的导电度值约45~55%时，停止浓水回流泵（3）。
5.根据权利要求3或4所述的保持反渗透浓水含盐量稳定的方法，其特征在于：反渗透装置2可采用变回收率模式运行，这时高压泵进水管7上的运行导电度值越高，系统通过增加反渗透装置2的浓水排出量来降低反渗透装置2的回收率，这样可以避免反渗透膜浓水侧结垢，同时也保持反渗透浓水含盐量基本稳定在一个范围内；排放浓水管12上的导电度值设定是根据反渗透装置后续浓缩结晶系统所需要的含盐量值确定；导电度值设定越高，反渗透装置后续蒸发结晶系统的投资和能耗就越低。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170531 |