CN107337260B - 一种提高反渗透一体机抗污染能力和产水回收率的方法 - Google Patents

Abstract

一种提高反渗透一体机抗污染能力和产水回收率的方法，有利于提高一体机的产水回收率或抗污染能力，降低投资及运行费用，延长反渗透膜元件的使用年限，其特征在于，针对一体机中反渗透膜组每段膜所具有的进水端和浓水循环出口端这一对端口，进行进水功能和浓水循环出口功能的交替分配，即，在反渗透一体机运行中，所述每段膜进水端既在一个时间段中执行进水功能又在另一个时间段中执行浓水循环出口功能，与此相对应，所述每段膜浓水循环出口端既在一个时间段中执行浓水循环出口功能又在另一个时间段中执行进水功能。

Description

一种提高反渗透一体机抗污染能力和产水回收率的方法

技术领域

本发明涉及反渗透水处理技术，提别是一种提高反渗透一体机抗污染能力和产水回收率的方法，有利于提高产水回收率和抗污染能力，降低投资及运行费用，延长反渗透膜元件的使用年限。

背景技术

反渗透技术在现代工业化生产中被广泛应用。反渗透机组回收率控制在70-75％，机组会产生25-30％的反渗透浓盐水。中水回用工程，反渗透回收甚至低于65％，回收率较高时膜元件污染会加剧。在反渗透浓盐水的再处理技术上，如采用反渗透膜技术进行二次浓缩，回收率只能控制在40-50％。本发明人在反渗透技术的研发中，通过周期性地改变一段膜和二段膜的进水流向即采用一二段膜正反向交替进水的控制模式，实现了运行过程中对膜表面污染物的高效清扫，提高了反渗透系统的回收率，提高反渗透膜元件的抗污染能力。有鉴于此，本发明人通过管路和阀门的组合设置完成了本发明。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种提高反渗透一体机抗污染能力和产水回收率的方法，有利于提高一体机的产水回收率和抗污染能力，降低投资及运行费用，延长反渗透膜元件的使用年限。

本发明技术方案如下：

一种提高反渗透一体机抗污染能力和产水回收率的方法，其特征在于，针对一体机中反渗透膜组每段膜所具有的进水端和浓水循环出口端这一对端口，进行进水功能和浓水循环出口功能的交替分配，即，在反渗透一体机运行中，每段膜所述进水端既在一个时间段中执行进水功能又在另一个时间段中执行浓水循环出口功能，与此相对应，每段膜所述浓水循环出口端既在一个时间段中执行浓水循环出口功能又在另一个时间段中执行进水功能。

所述进水功能和浓水循环出口功能的交替分配，通过管路和阀门的组合设置实现。

所述反渗透膜组包括第一段反渗透膜组即一段膜，和/或第二段反渗透膜组即二段膜。

所述反渗透一体机，包括一段膜和二段膜的两段组合结构，所述一段膜通过第一产水管连接产水池，所述二段膜通过第二产水管连接产水池，所述二段膜包括二段膜第一端口和二段膜第二端口，所述一段膜包括一段膜第一端口和一段膜第二端口，所述一段膜第一端口通过反二段自动阀连接所述二段膜第二端口，所述一段膜第二端口通过正二段自动阀连接所述二段膜第一端口，所述二段膜上设置有两个浓水排放口，其一通过反浓阀连接浓水池，其二通过正浓阀连接浓水池，所述反浓阀位于所述二段膜第一端口下侧，所述正浓阀位于所述二段膜第二端口下侧；所述反渗透一体机进口的外侧连接变频泵，反渗透一体机进口的内侧分为第一给水管和第二给水管，所述第一给水管通过正一段自动阀分别连接第一节点和第四节点，所述第一节点分别连接所述一段膜第一端口和第三节点，所述第四节点分别连接第二节点和通过所述反二段自动阀连接所述二段膜第二端口，所述第二节点连接所述一段膜第二端口，所述第二给水管通过反一段自动阀分别连接所述第二节点和所述第三节点，所述第三节点通过所述正二段自动阀连接所述二段膜第一端口；所述一段膜第一端口、所述一段膜第二端口、所述二段膜第一端口和所述二段膜第二端口均设置有各自的压力变送器；所述压力变送器连接自动控制器；所述自动控制器连接时间控制器。

所述进水功能和浓水循环出口功能的交替分配使得所述反渗透一体机在一个运行周期中包括正正向流、反反向流、正反向流和/或反正向流。

所述进水功能和浓水循环出口功能的交替分配使得所述反渗透一体机在一个运行周期中依次包括正正向流、反反向流、正反向流和反正向流。

所述正正向流包括：开启正一段自动阀、正二段自动阀、正浓阀；关闭反一段自动阀、反二段自动阀、反浓阀；调节变频泵，使反渗透一体机产水流量达到设定值，系统进入正正向运行状态；当一段膜的进水和浓水压力、二段膜的进水和浓水压力差满足一定值或时间满足一定值时，反渗透一体机进入下一个运行方式，反反向流。

所述反反向流包括：调节变频泵，使其出水压力降至最低；开启反一段自动阀、反二段自动阀、反浓阀；关闭正一段自动阀、正二段自动阀、正浓阀；调节变频泵，使反渗透一体机的产水流量达到设定值，系统进入反反向运行状态；当二段膜的进水和浓水压力满足设定值或时间满足一定值时，一段膜的进水和浓水压力差不满足设定值，反渗透一体机进入下一个运行方式，正反向流。

所述正反向流包括：调节变频泵，使其出水压力降至最低；开启正一段自动阀；关闭反一段自动阀；调节变频泵，使反渗透一体机的产水流量达到设定值，系统进入正反向运行状态；当二段膜的进水和浓水压力不能满足设定值时、一段膜的进水和浓水压力差满足设定值或时间满足一定值，反渗透一体机进入下一个运行方式，反正向流。

所述反正向流包括：调节变频泵，使其出水压力降至最低；开启反一段自动阀、正二段自动阀和正浓阀；关闭正一段自动阀、反二段自动阀、反浓阀；调节变频泵，使反渗透一体机的产水流量达到设定值，系统进入反正向运行状态；当一段膜的进水和浓水压力、二段膜的进水和浓水压力差满足一定值或时间满足一定值时，反渗透一体机进入下一个周期。

本发明的技术效果如下：本发明一种提高反渗透一体机抗污染能力和产水回收率的方法，可应用于现行的所有反渗透技术上，提高现行反渗透技术的回收率和膜元件的抗污染性能，延长膜元件的清洗周期，相同产水量的情况下减少运行时的动力消耗和药剂消耗。本发明的回收率比现有反渗透技术提高20个百分点，反渗透膜元件的清洗周期比现有反渗透技术提高50％以上，大大减少膜元件的频繁清洗造成的膜通量衰减。

本发明具有以下特点：可以固定正向进水，亦可以固定反向进水，亦可以一段正向、二段反向进水，亦可以一段反向、二段正向进水，最大性能降低膜的污染，提高系统回收率；进水方向根据一段进水/浓水，二段进水/浓水上设置的压力变送器或时间控制器自动调整。本发明的两端进水方式，是由一段膜或二段膜元件进水和浓水的压差和时间共同控制，通过机组内相应自动阀门的启闭以调整水流在膜表面的流向(以先到为主进行控制)。本发明可以应用于所有的反渗透系统，包括对现有的反渗透技术的改造或替换。

附图说明

图1是实施本发明一种提高反渗透一体机抗污染能力和产水回收率的方法所对应的装置结构示意图。

附图标记列示如下：1-变频泵；2-产水池(罐)；3-浓水池(罐)；4-自动控制器；5-反渗透一体机(NTDO技术机组或NTDO机组)；6-一段膜；7-二段膜；8-正一段自动阀；9-正二段自动阀；10-正浓阀；11-反一段自动阀；12-反二段自动阀；13-反浓阀；14-时间控制器；15-第二产水管；16-第一产水管；17-第二给水管；18-第一给水管；19-一段膜第一端口；20-一段膜第二端口；21-二段膜第一端口；22-二段膜第二端口；23-第一节点；24-第二节点；25-第三节点；26-第四节点。

具体实施方式

下面结合附图(图1)对本发明进行说明。

图1是实施本发明一种提高反渗透一体机抗污染能力和产水回收率的方法所对应的装置结构示意图。一种提高反渗透一体机抗污染能力和产水回收率的方法，其特征在于，针对一体机中反渗透膜组每段膜所具有的进水端和浓水循环出口端这一对端口，进行进水功能和浓水循环出口功能的交替分配，即，在反渗透一体机运行中，所述每段膜进水端既在一个时间段中执行进水功能又在另一个时间段中执行浓水循环出口功能，与此相对应，所述每段膜浓水循环出口端既在一个时间段中执行浓水循环出口功能又在另一个时间段中执行进水功能。所述进水功能和浓水循环出口功能的交替分配，通过管路和阀门的组合设置实现。所述反渗透膜组包括第一段反渗透膜组即一段膜，和/或第二段反渗透膜组即二段膜。如图1所示，反渗透一体机(图中用标记5指代)，包括一段膜6和二段膜7的两段组合结构，所述一段膜6通过第一产水管16连接产水池2，所述二段膜7通过第二产水管15连接产水池2，所述二段膜7包括二段膜第一端口21和二段膜第二端口22，所述一段膜6包括一段膜第一端口19和一段膜第二端口20，所述一段膜第一端口19通过反二段自动阀12连接所述二段膜第二端口22，所述一段膜第二端口20通过正二段自动阀9连接所述二段膜第一端口21，所述二段膜7上设置有两个浓水排放口，其一通过反浓阀13连接浓水池3，其二通过正浓阀10连接浓水池3。所述反浓阀13位于所述二段膜第一端口21下侧，所述正浓阀10位于所述二段膜第二端口22下侧。反渗透一体机进口(位于图1中反渗透一体机5的左侧，反渗透一体机5又称NTDO机组)的外侧连接变频泵1，反渗透一体机进口的内侧分为第一给水管18和第二给水管17，所述第一给水管18通过正一段自动阀8分别连接第一节点23和第四节点26，所述第一节点23分别连接所述一段膜第一端口19和第三节点25，所述第四节点26分别连接第二节点24和通过所述反二段自动阀12连接所述二段膜第二端口22，所述第二节点24连接所述一段膜第二端口20，所述第二给水管17通过反一段自动阀11分别连接所述第二节点24和所述第三节点25，所述第三节点25通过所述正二段自动阀9连接所述二段膜第一端口21。所述一段膜第一端口19、所述一段膜第二端口20、所述二段膜第一端口21和所述二段膜第二端口22均设置有各自的压力变送器PT。所述压力变送器PT连接自动控制器4。所述自动控制器4连接时间控制器14。

反渗透膜技术在现代工业化生产中被广泛应用。反渗透膜技术回收率控制在70-75％，膜装置产生25-30％的浓盐水。中水回用工程，反渗透回收甚至低于70％，一般保持在65％的情况下运行，回收率较高时膜的污染将会加剧，系统运行不稳定性增强。在反渗透浓盐水的再处理技术上，如采用反渗透膜技术进行二次浓缩，回收率只能控制在40-50％。一种提高抗污染能力和回收率的反渗透技术通过固定正向和固定反向进水以及一二段正反向交替运行的控制膜式，采用进水流向加强水流对膜表面污染物的清扫能力，提高了装置的回收率提高，也提高了反渗透膜元件的抗污染能力。在中水回用处理应用上，一种提高抗污染能力和回收率的反渗透一体机相比现行的反渗透技术，回收率由现行的70％提高到85％以上；抗污染能力提高50％以上，表现在清洗周期由25天左右提高到60天以上；相同产水能力下，与现行的反渗透技术相比，可以减少运行所需要的药剂费、电费、水费等，由于回收率的提高间接的降低投资及运行费用，延长反渗透膜元件的使用年限。

一种提高抗污染能力和回收率的反渗透一体机通过自动控制器4，实现NTDO机组5的自动化控制及无人值守功能。控制方式可分为时间控制和压差控制，NTDO机组5根据检测一段膜6或二段膜7进水和浓水的压力差或时间调整一段膜6或二段膜7的进水流向，以下为NTDO机组5一个运行周期的控制方法，其中正正向流包括：1、开启正一段自动阀8、正二段自动阀9、正浓阀10；2、关闭反一段自动阀11、反二段自动阀12、反浓阀13；3、调节变频泵1，使NTDO机组5产水流量达到设定值，系统进入正正向运行状态；4、当一段膜6的进水和浓水压力、二段膜7的进水和浓水压力差满足一定值或时间满足一定值时，NTDO机组5进入下一个运行方式，反反向流。

反反向流包括：5、调节变频泵1，使其出水压力降至最低；6、开启反一段自动阀11、反二段自动阀12、反浓阀13；7、关闭正一段自动阀8、正二段自动阀9、正浓阀10；8、调节变频泵1，使NTDO机组5的产水流量达到设定值，系统进入反反向运行状态。9、当二段膜7的进水和浓水压力满足设定值或时间满足一定值时、一段膜6的进水和浓水压力差不满足设定值，NTDO机组5进入下一个运行方式，正反向流。

正反向流包括：10、调节变频泵1，使其出水压力降至最低；11、开启正一段自动阀8；12、关闭反一段自动阀11；13、调节变频泵1，使NTDO机组5的产水流量达到设定值，系统进入正反向运行状态。14、当二段膜7的进水和浓水压力不能满足设定值时、一段膜6的进水和浓水压力差满足设定值或时间满足一定值，NTDO机组5进入下一个运行方式，反正向流。

反正向流包括：15、调节变频泵1，使其出水压力降至最低；16、开启反一段自动阀11、正二段自动阀9、正浓阀10；17、关闭正一段自动阀8、反二段自动阀12、反浓阀13；18、调节变频泵1，使NTDO机组5的产水流量达到设定值，系统进入反正向运行状态。19、当一段膜6的进水和浓水压力、二段膜7的进水和浓水压力差满足一定值或时间满足一定值时，NTDO机组5进入下一个周期。

一段膜6，二段膜7内的水流方向，通过一段膜6和二段膜7的进水水流压力差或时间控制器在正正向流、反反向流、正反向流、反正向流全自动切换，自动控制操作，实现无人值守功能。

在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。

Claims (2)

1.一种提高反渗透一体机抗污染能力和产水回收率的方法，其特征在于，针对一体机中反渗透膜组每段膜所具有的进水端和浓水循环出口端这一对端口，进行进水功能和浓水循环出口功能的交替分配，即，在反渗透一体机运行中，所述每段膜进水端既在一个时间段中执行进水功能又在另一个时间段中执行浓水循环出口功能，与此相对应，所述每段膜浓水循环出口端既在一个时间段中执行浓水循环出口功能又在另一个时间段中执行进水功能；

所述进水功能和浓水循环出口功能的交替分配，通过管路和阀门的组合设置实现；

所述反渗透膜组包括第一段反渗透膜组即一段膜，和第二段反渗透膜组即二段膜；所述一段膜和所述二段膜形成两段组合结构，所述一段膜通过第一产水管连接产水池，所述二段膜通过第二产水管连接产水池，所述二段膜包括二段膜第一端口和二段膜第二端口，所述一段膜包括一段膜第一端口和一段膜第二端口，所述一段膜第一端口通过反二段自动阀连接所述二段膜第二端口，所述一段膜第二端口通过正二段自动阀连接所述二段膜第一端口，所述二段膜上设置有两个浓水排放口，其一通过反浓阀连接浓水池，其二通过正浓阀连接浓水池，所述反浓阀位于所述二段膜第一端口下侧，所述正浓阀位于所述二段膜第二端口下侧；所述反渗透一体机进口的外侧连接变频泵，反渗透一体机进口的内侧分为第一给水管和第二给水管，所述第一给水管通过正一段自动阀分别连接第一节点和第四节点，所述第一节点分别连接所述一段膜第一端口和第三节点，所述第四节点分别连接第二节点和通过所述反二段自动阀连接所述二段膜第二端口，所述第二节点连接所述一段膜第二端口，所述第二给水管通过反一段自动阀分别连接所述第二节点和所述第三节点，所述第三节点通过所述正二段自动阀连接所述二段膜第一端口；所述一段膜第一端口、所述一段膜第二端口、所述二段膜第一端口和所述二段膜第二端口均设置有各自的压力变送器；所述压力变送器连接自动控制器；所述自动控制器连接时间控制器。

2.根据权利要求1所述的一种提高反渗透一体机抗污染能力和产水回收率的方法，其特征在于，所述每段膜进水功能和浓水循环出口功能的交替分配使得所述反渗透一体机在一个运行周期中依次包括正正向流、反反向流、正反向流和反正向流；

所述正正向流包括：开启正一段自动阀、正二段自动阀、正浓阀；关闭反一段自动阀、反二段自动阀、反浓阀；调节变频泵，使反渗透一体机产水流量达到设定值，系统进入正正向运行状态；当一段膜的进水和浓水压力、二段膜的进水和浓水压力差满足一定值或时间满足一定值时，反渗透一体机进入下一个运行方式，反反向流；

所述反反向流包括：调节变频泵，使其出水压力降至最低；开启反一段自动阀、反二段自动阀、反浓阀；关闭正一段自动阀、正二段自动阀、正浓阀；调节变频泵，使反渗透一体机的产水流量达到设定值，系统进入反反向运行状态；当二段膜的进水和浓水压力满足设定值或时间满足一定值时，一段膜的进水和浓水压力差不满足设定值，反渗透一体机进入下一个运行方式，正反向流；

所述正反向流包括：调节变频泵，使其出水压力降至最低；开启正一段自动阀；关闭反一段自动阀；调节变频泵，使反渗透一体机的产水流量达到设定值，系统进入正反向运行状态；当二段膜的进水和浓水压力不能满足设定值时、一段膜的进水和浓水压力差满足设定值或时间满足一定值， 反渗透一体机进入下一个运行方式，反正向流；

所述反正向流包括：调节变频泵，使其出水压力降至最低；开启反一段自动阀、正二段自动阀和正浓阀；关闭正一段自动阀、反二段自动阀、反浓阀；调节变频泵，使反渗透一体机的产水流量达到设定值，系统进入反正向运行状态；当一段膜的进水和浓水压力、二段膜的进水和浓水压力差满足一定值或时间满足一定值时，反渗透一体机进入下一个周期。

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