CN107261851A - 一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海水淡化技术领域，尤其是涉及一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置及应用。所述反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置不需要另外再设置一个保安滤器以及伴随增加的保安滤器所增加的设备，从而减少设备成本的增加，也降低了系统控制的难易程度；所述反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置在低压清洗和化学清洗两个过程中并不需要反渗透海水淡化系统反复启停，从而增加了反渗透海水淡化系统的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于海水淡化技术领域，尤其是涉及一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置及应用。
背景技术
随着经济的迅速发展、人名生活水平的不断提高、水资源的日趋紧张和海水淡化技术的不断进步，海水淡化已成为解决海岛居民生活用水的第一水源，淡化海水将成为调水困难的沿海城市的重要补充水源和应急水源。海水淡化将成为解决水资源危机各项措施的有效补充。其中，反渗透海水淡化已成为最经济的海水淡化方法，是海水淡化的主要过程之一。
目前公开的一种中小型反渗透海水淡化低压冲洗和化学清洗装置流程图见图1，由冲洗水箱X2，冲洗泵P4，清洗保安滤器L2组成。
中小型反渗透海水淡化低压冲洗和化学清洗装置包括依次相连的冲洗/冲洗水箱X2，冲洗泵P4，保安滤器L2，连通管路和阀门。反渗透海水淡化系统产水管路上的电动球阀V11的一端通过管路与冲洗/冲洗水箱X2的上端进水口相连，高压浓水管路上的高压球阀V13通过管路与冲洗/冲洗水箱X2的上端进水口相连，冲洗/冲洗水箱X2的下端出水口通过管路连接到球阀V17，球阀V17的另一端通过管路和冲洗泵P4的吸入口相连，冲洗泵P4的出水口通过管路连接到球阀V16，球阀V16的另一端通过管路连接到保安滤器L2的进水口，保安滤器L2的进水口还与球阀V15的一端相连，球阀V15的另一端通过管路连接至冲洗/冲洗水箱X2的上端进水口，冲洗/清洗保安滤器L2的出水口通过管路连接至高压球阀V8，高压球阀V8的另一端连接至反渗透海水淡化系统的高压进水管路。
反渗透海水淡化系统正常运行时，海水透过反渗透膜M1成为淡水进入产水管路。此时，冲洗/冲洗水箱X2处于低液位，电动球阀V11连通至冲洗/冲洗水箱X2上端进水口，淡水经过电动球阀V11进入冲洗/冲洗水箱X2，作为冲洗/清洗用水。待冲洗/冲洗水箱X2达到高液位后，电动球阀V11连通至淡水箱X3。此时，淡水淡水经过电动球阀V11进入淡水箱X3。
进行低压冲洗时，依次停止高压泵P2，再停止能量回收装置N1和压力提升泵P3，最后停止海水泵P1。打开高压球阀V13、高压球阀V8、球阀V16和球阀V17。启动冲洗泵P4提升冲洗淡水进入保安滤器L2。经过过滤的冲洗淡水，经过高压球阀V8流入反渗透膜M1进水口，由浓水口流出经过高压球阀V13回流至冲洗/冲洗水箱X2。
进行化学清洗时，依次停止高压泵P2，再停止能量回收装置N1和压力提升泵P3，最后停止海水泵P1。首先将清洗剂加入冲洗/冲洗水箱X2，打开循环搅拌管路上的球阀V19、球阀V16、球阀V17，关闭高压球阀V8。启动冲洗泵P4，清洗水经过V19回流至冲洗/冲洗水箱X2，达到搅拌药剂的效果。搅拌完毕后，打开高压球阀V13、高压球阀V8、球阀V16和球阀V17，关闭球阀V19。启动冲洗泵P4提升清洗水进入保安滤器L2。经过过滤的清洗水，经过高压球阀V8流入反渗透膜M1进水口，由浓水口流出经过高压球阀V13回流至冲洗/冲洗水箱X2。
上述中小型反渗透海水淡化低压冲洗和化学清洗装置，存在以下问题：
1、需要设置保安滤器L2、高压球阀V8、高压球阀V11，增加了设备成本。
2、增加了反渗透海水淡化系统中的启停频率，不利于设备的使用寿命。
3、系统停机后，浓水管路仍然保有较高的压力，导致高压球阀V8和V11较难开启。同时，冲洗回流管路通向大气没有压力，而产水管路保有一定的低压，可能引起产水倒吸的情况。
发明内容
本发明的第一个目的在于，针对背景技术中存在的不足，提供一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置。
为此，本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：
一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置，其特征在于，所述反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置包括：冲洗水箱（X2）和冲洗泵（P4），所述冲洗水箱（X2）的下端出水口经球阀（V15）与冲洗泵（P4）的进水口相连接，所述冲洗泵（P4）的出水口和冲洗水箱（X2）的上端进水口的连接管道上顺次设置球阀（V14）和球阀（V13），所述球阀（V14）和球阀（V13）的连接管道经设置在反渗透海水淡化系统中的反渗透进水管路上的三通球阀（V4）与设置在反渗透进水管路上的保安滤器（L1）的进水口相连接；所述冲洗水箱（X2）的第二上端进水口经球阀（V10）与反渗透海水淡化系统中的能量回收装置（N1）的低压出水口（N14）相连接；所述冲洗水箱（X2）的第三上端进水口经设置在反渗透海水淡化系统中的反渗透淡水管路上的三通球阀（V8）与反渗透膜（M1）的淡水出口相连接。
在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：
优选地，所述反渗透海水淡化系统沿着管道依次包括海水箱（X1）、机械滤器（R1）、保安滤器（L1）、反渗透膜（M1）和淡水箱（X3），所述海水箱（X1）和机械滤器（R1）的连接管道上设置海水泵（P1），所述机械滤器（R1）和保安滤器（L1）的连接管道上设置三通球阀（V4），所述保安滤器（L1）和反渗透膜（M1）的连接管道上设置高压泵（P2），所述保安滤器（L1）和高压泵（P2）的连接管道与能量回收装置（N1）的低压进水口（N12）相连接，能量回收装置（N1）的高压出水口（N11）与压力提升泵（P3）的进水口相连接，压力提升泵（P3）的出水口与高压泵（P2）和反渗透膜（M1）的连接管道相连接，反渗透膜（M1）的浓水出口与能量回收装置（N1）的高压进水口（N13）相连接，能量回收装置（N1）的低压出水口（N14）经球阀（V10）与冲洗水箱（X2）的第二上端进水口，反渗透膜（M1）的淡水出口连接三通球阀（V8），三通球阀（V8）的另外两个出口分别与淡水箱（X3）的上端进水口、冲洗水箱（X2）的第三上端进水口相连接。
优选地，海水箱（X1）、冲洗水箱（X2）和淡水箱（X3）上均设置高、低液位开关。
优选地，机械滤器（R1）和三通球阀（V4）的连接管道上设置低压止回阀（V3）。
优选地，高压泵（P2）与压力提升泵（P3）和反渗透膜（M1）的连接管道之间的连接管道上设置高压止回阀（V5）。
优选地，淡水箱（X3）的下端出水口经球阀（V11）与淡水泵（P5）的进水口相连接，淡水泵（P5）的出水口的连接管道上设置球阀（V12）。
本发明的另外一个目的在于，针对背景技术中存在的不足，提供一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置的应用，所述反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置应用于低压冲洗。
为此，本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：
停止反渗透海水淡化系统中的海水泵（P1），三通球阀（V4）连通冲洗泵（P4）的出水口和保安滤器（L1）的进水口，打开回流管路上的球阀（V10），启动冲洗泵（P4），冲洗水箱（X2）中的清洗淡水经过冲洗泵（P4）增压，流经三通球阀（V4）进入保安滤器（L1）后分为两路：一路清洗淡水经反渗透海水淡化系统中的高压泵（P2）加压后进入反渗透膜（M1）；另一路清洗淡水流经反渗透海水淡化系统中的能量回收装置（N1），再经过反渗透海水淡化系统中的压力提升泵（P3）增压后进入反渗透膜（M1）；进入反渗透膜（M1）中的高压清洗淡水分为两路：一路高压清洗淡水透过反渗透膜（M1）成为淡水；另一路未透过反渗透膜（M1）的冲洗淡水经能量回收装置（N1）能量回收后，流经回流管路上的球阀（V10）回流至冲洗水箱（X2）。
本发明还有一个目的在于，针对背景技术中存在的不足，提供一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置的应用，所述反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置应用于化学清洗。
为此，本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：
停止反渗透海水淡化系统中的海水泵（P1），三通球阀（V4）连通反渗透海水淡化系统中的机械滤器（R1）的出水口和保安滤器（L1）的进水口；打开球阀（V13），投加清洗剂至冲洗水箱（X2）中，启动冲洗泵（P4），将药液回流搅拌均匀；将三通球阀（V4）连通冲洗泵（P4）的出水口和反渗透海水淡化系统中的保安滤器（L1）的进水口，关闭球阀（V13），冲洗水箱（X2）中的清洗液经过冲洗泵（P4）增压，流经三通球阀（V4）进入保安滤器（L1）后分为两路：一路清洗液经过高压泵（P2）加压后进入反渗透膜（M1）；另一路流经能量回收装置（N1），再经过压力提升泵（P3）增压后进入反渗透膜（M1）；反渗透膜（M1）中的清洗液从反渗透膜（M1）的浓水口流出，经过能量回收装置（N1）之后，流经回流管路上的球阀（V10）回流至冲洗水箱（X2）。
本发明提供一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置及应用，所述反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置不需要另外再设置一个保安滤器以及伴随增加的保安滤器所增加的设备，从而减少设备成本的增加，也降低了系统控制的难易程度；所述反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置在低压清洗和化学清洗两个过程中并不需要反渗透海水淡化系统反复启停，从而增加了反渗透海水淡化系统的使用寿命。
附图说明
图1为现有技术中公开的一种中小型反渗透海水淡化低压冲洗和化学清洗装置的示意图；
图2为本发明所提供的一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗的装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
海水箱X1的出口端连接有第一低压水管G1，第一低压水管G1的另一端通过球阀V1连接有第二低压水管G2，第二低压水管G2的另一端连接有海水泵P1，海水泵P1的出口端连接有第三低压水管G3，第三低压水管G3的另一端通过球阀V2连接有第四低压水管G4，第四低压水管G4的另一端连接有机械滤器R1，机械滤器R1的进出水口均设置有压力表，机械滤器R1的出口端连接有第五低压水管G5，第五低压水管G5的另一端通过低压止回阀V3连接有第六低压水管G6，第六低压水管G6的另一端连接有电动三通球阀V4。
电动三通球阀V4的公共端连接有第七低压水管G7，第七低压水管G7的另一端连接有保安滤器L1，保安滤器L1的进水管路上设置有流量计，保安滤器L1的进出水口均设置有压力表，保安滤器L1的出口端连接有第八低压水管G8，第八低压水管G8的另一端连接有高压泵P2及能量回收装置N1的低压进水口N12，高压泵P2的进水端安装有电导率仪和压力变送器，高压泵P2的出口端连接有第一高压水管H1，第一高压水管H1通过高压止回阀V5连接有第二高压水管H2，第二高压水管H2的另一端连接有反渗透膜M1及压力提升泵P3的出口端，反渗透膜M1的进水管路上设置有高压压力表反和压力变送器，反渗透膜M1的浓盐水出口端连接有第四高压水管H4，第四高压水管H4的另一端连接有能量回收装置N1的高压进水口N13，能量回收装置N1的高压出水口N11连接有第三高压水管H3，第三高压水管H3的另一端与压力提升泵P3相连。
反渗透膜M1的淡水出口端连接有第十低压水管G10，反渗透膜M1的淡水出口端设置有流量计、压力表和电导率仪，第十低压水管G10的另一端连接有球阀V6及球阀V7，球阀V7的另一端连接有电动三通球阀V8的公共端，电动三通球阀V8的其中一端连接有淡水箱X3，电动三通球阀V8的其另一端连接有冲洗水箱X2的进水口。
淡水箱X3的出水口连接有第十六低压水管G16，第十六低压水管G16的另一端通过球阀V11连接有第十七低压水管G17，第十七低压水管G17的另一端连接有淡水泵P5，淡水泵P5的出口端连接有第十八低压水管G18，第十八低压水管G18的另一端通过球阀V12连接有第十九低压水管G19。
能量回收装置N1的低压出水口N14连接有第十四低压水管G14，第十四低压水管G14的另一端连接有球阀V9及球阀V10，球阀V10的另一端通过第十五低压水管G15与冲洗水箱X2进水口相连。
冲洗水箱X2的出口端连接有第二十三低压水管G23，第二十三低压水管G23的另一端通过球阀V15连接有第二十二低压水管G22，第二十二低压水管G22的另一端连接有冲洗泵P4，冲洗泵P4的出口端连接有第二十一低压水管G21，第二十一低压水管G21的另一端通过球阀V14连接有第九低压水管G9，第九低压水管G9的另一端连接有电动三通球阀V4及球阀V13，球阀V13的另一端连接有第二十低压水管G20，第二十低压水管G20的另一端与冲洗水箱X2进水口相连。
海水箱X1、冲洗水箱X2和淡水箱X3上均设置有高低液位开关。
一种中小型反渗透海水淡化低压冲洗和化学清洗装置的应用，如图2所示，包括：
（A）反渗透海水淡化系统正常运行时，电动三通球阀V4连通机械滤器R1的出水口和保安滤器L1的进水口。电动三通球阀V8连通产水管路和冲洗水箱X2，关闭回流管路上的球阀V10。首先，启动海水泵P1提升海水压力至3 bar，海水经过机械滤器R1过滤后进入到保安滤器L1。
（B）启动压力提升泵P3和能量回收装置N1，再启动高压泵P2。低压海水经过保安滤器L1过滤后，分为两路。一路经过高压泵P2加压后进入反渗透膜M1；另一路低压海水进入到能量回收装置N1，经过与流入装置的高压浓盐水进行压力交换后成为高压海水，再经过压力提升泵P3增压后进入反渗透膜M1。
（C）经过反渗透作用，进入反渗透膜M1中的高压海水分为两路水：一路高压海水透过反渗透膜M1成为了淡水；另一路高压海水未透过反渗透膜M1成为了高压浓盐水。
（D）透过反渗透膜M1的淡水分为两路：一路淡水进入到冲洗水箱X2，作为冲洗淡水，；另一路经过后处理加药系统J3，进入到淡水箱X3，再通过淡水泵P5加压，输送至淡水用水点。淡水首先补充进入冲洗水箱X2，冲洗水箱X2中安装有高低液位开关，当冲洗水箱中的淡水达到高液位时，液位开关发送信号给控制系统，控制系统操作电动三通球阀V8运转，将产水管路与淡水箱X3连通，当冲洗水箱中的淡水达到低液位时，液位开关发送信号给控制系统，控制系统操作电动三通球阀V8运转，将产水管路与冲洗水箱X2连通。
（E）未透过反渗透膜M1的高压浓盐水，进入到能量回收装置N1，经过与流入装置的低压海水进行压力交换后，成为低压浓盐水排出管道。
（F）进行低压冲洗时，停止海水泵P1，电动三通球阀V4连通冲洗泵P4出水口和保安滤器L1进水口，打开回流管路上的球阀V10。启动冲洗泵P4，冲洗水箱X2中的冲洗淡水，经过冲洗泵P4增压，流经电动三通球阀V4进入保安滤器L1后分为两路：一路冲洗淡水经过高压泵P2加压后进入反渗透膜M1；另一路冲洗淡水流经能量回收装置N1，再经过压力提升泵P3增压后进入反渗透膜M1。
（G）进入反渗透膜M1中的高压冲洗淡水分为两路水：一路高压冲洗淡水透过反渗透膜M1；另一路未透过反渗透膜M1的高压冲洗淡水，经过能量回收装置N1之后，流经回流管路上的球阀V10回流至冲洗水箱X2。
（H）进行化学清洗时，停止海水泵P1，电动三通球阀V4连通机械滤器R1出水口和保安滤器L1进水口，打开球阀V13。投加药剂至冲洗水箱X2，启动冲洗泵P4，将药液回流搅拌均匀后，电动三通球阀V4连通冲洗泵P4出水口和保安滤器L1进水口，关闭球阀V13。冲洗水箱X2中的清洗液，经过冲洗泵P4增压，流经电动三通球阀V4进入保安滤器L1后分为两路：一路清洗液经过高压泵P2加压后进入反渗透膜M1；另一路清洗液流经能量回收装置N1，再经过压力提升泵P3增压后进入反渗透膜M1。
（I）进入反渗透膜M1中的清洗液从渗透膜M1的浓水口流出，经过能量回收装置N1之后，流经回流管路上的球阀V10回流至冲洗水箱X2。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置，其特征在于，所述反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置包括：冲洗水箱（X2）和冲洗泵（P4），所述冲洗水箱（X2）的下端出水口经球阀（V15）与冲洗泵（P4）的进水口相连接，所述冲洗泵（P4）的出水口和冲洗水箱（X2）的上端进水口的连接管道上顺次设置球阀（V14）和球阀（V13），所述球阀（V14）和球阀（V13）的连接管道经设置在反渗透海水淡化系统中的反渗透进水管路上的三通球阀（V4）与设置在反渗透进水管路上的保安滤器（L1）的进水口相连接；所述冲洗水箱（X2）的第二上端进水口经球阀（V10）与反渗透海水淡化系统中的能量回收装置（N1）的低压出水口（N14）相连接；所述冲洗水箱（X2）的第三上端进水口经设置在反渗透海水淡化系统中的反渗透淡水管路上的三通球阀（V8）与反渗透膜（M1）的淡水出口相连接。
2.根据权利要求1所述的一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置，其特征在于，所述反渗透海水淡化系统沿着管道依次包括海水箱（X1）、机械滤器（R1）、保安滤器（L1）、反渗透膜（M1）和淡水箱（X3），所述海水箱（X1）和机械滤器（R1）的连接管道上设置海水泵（P1），所述机械滤器（R1）和保安滤器（L1）的连接管道上设置三通球阀（V4），所述保安滤器（L1）和反渗透膜（M1）的连接管道上设置高压泵（P2），所述保安滤器（L1）和高压泵（P2）的连接管道与能量回收装置（N1）的低压进水口（N12）相连接，能量回收装置（N1）的高压出水口（N11）与压力提升泵（P3）的进水口相连接，压力提升泵（P3）的出水口与高压泵（P2）和反渗透膜（M1）的连接管道相连接，反渗透膜（M1）的浓水出口与能量回收装置（N1）的高压进水口（N13）相连接，能量回收装置（N1）的低压出水口（N14）经球阀（V10）与冲洗水箱（X2）的第二上端进水口，反渗透膜（M1）的淡水出口连接三通球阀（V8），三通球阀（V8）的另外两个出口分别与淡水箱（X3）的上端进水口、冲洗水箱（X2）的第三上端进水口相连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置，其特征在于，海水箱（X1）、冲洗水箱（X2）和淡水箱（X3）上均设置高、低液位开关。
4.根据权利要求2所述的一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置，其特征在于，机械滤器（R1）和三通球阀（V4）的连接管道上设置低压止回阀（V3）。
5.根据权利要求2所述的一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置，其特征在于，高压泵（P2）与压力提升泵（P3）和反渗透膜（M1）的连接管道之间的连接管道上设置高压止回阀（V5）。
6.根据权利要求2所述的一种反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置，其特征在于，淡水箱（X3）的下端出水口经球阀（V11）与淡水泵（P5）的进水口相连接，淡水泵（P5）的出水口的连接管道上设置球阀（V12）。
7.一种根据权利要求1所述的反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置的应用，其特征在于，当所述反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置应用于低压冲洗时，停止反渗透海水淡化系统中的海水泵（P1），三通球阀（V4）连通冲洗泵（P4）的出水口和保安滤器（L1）的进水口，打开回流管路上的球阀（V10），启动冲洗泵（P4），冲洗水箱（X2）中的清洗淡水经过冲洗泵（P4）增压，流经三通球阀（V4）进入保安滤器（L1）后分为两路：一路清洗淡水经反渗透海水淡化系统中的高压泵（P2）加压后进入反渗透膜（M1）；另一路清洗淡水流经反渗透海水淡化系统中的能量回收装置（N1），再经过反渗透海水淡化系统中的压力提升泵（P3）增压后进入反渗透膜（M1）；进入反渗透膜（M1）中的高压清洗淡水分为两路：一路高压清洗淡水透过反渗透膜（M1）成为淡水；另一路未透过反渗透膜（M1）的冲洗淡水经能量回收装置（N1）能量回收后，流经回流管路上的球阀（V10）回流至冲洗水箱（X2）。
8.一种根据权利要求1所述的反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置的应用，其特征在于，当所述反渗透海水淡化的低压冲洗和化学清洗装置应用于化学清洗时，停止反渗透海水淡化系统中的海水泵（P1），三通球阀（V4）连通反渗透海水淡化系统中的机械滤器（R1）的出水口和保安滤器（L1）的进水口；打开球阀（V13），投加清洗剂至冲洗水箱（X2）中，启动冲洗泵（P4），将药液回流搅拌均匀；将三通球阀（V4）连通冲洗泵（P4）的出水口和反渗透海水淡化系统中的保安滤器（L1）的进水口，关闭球阀（V13），冲洗水箱（X2）中的清洗液经过冲洗泵（P4）增压，流经三通球阀（V4）进入保安滤器（L1）后分为两路：一路清洗液经过高压泵（P2）加压后进入反渗透膜（M1）；另一路流经能量回收装置（N1），再经过压力提升泵（P3）增压后进入反渗透膜（M1）；反渗透膜（M1）中的清洗液从反渗透膜（M1）的浓水口流出，经过能量回收装置（N1）之后，流经回流管路上的球阀（V10）回流至冲洗水箱（X2）。
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