CN107486018A - 采用商用纳滤膜、正渗透膜的纳滤‑正渗透组合系统及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用商用纳滤膜、正渗透膜的纳滤‑正渗透组合系统及其应用。纳滤系统采用膜两侧过水的错流过滤，过滤压差和循环流量通过齿轮泵的变频器进行调节，由PLC进行总体控制。通过阀门调节，控制浓水回流量，以得到不同回收率。纳滤淡水出水经由PLC控制的质量流量计测定，并将结果储存在PLC存储单元中，从而记录并获取渗透水的通量。纳滤进水温度由水浴箱进行控制，并与正渗透系统温度保持一致，纳滤系统浓水出流至正渗透系统原料液罐。原料液放置在一台连接到计算机的天平上，它在预先设定好的时间间隔里的质量的变化被传输到计算机中。原料液及驱动液温度由水浴箱进行控制，并与纳滤系统温度保持一致。系统设计流量为60L/h，溶解性有机物去除率>90%。定期更换膜。系统定期清洗。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用商用纳滤膜、正渗透膜的纳滤-正渗透组合系统及其应用。属于水处理膜分离技术领域，适用于中、小型给水处理系统，可以根据需要进行模块化设计组装。
背景技术
目前，由于饮用水源水质恶化日趋严重，随着生活饮用水水质标准日趋严格，压力膜工艺（反渗透、纳滤、超滤和微滤）在去除饮用水有机污染方面已显现出巨大的优势和应用前景，膜技术因此也被称为“二十一世纪的水处理技术”。在压力膜高效去除有机污染物的同时，原水中的可溶性有机物（Dissolved Organic Matter, DOM）往往会在膜表面及膜孔内部聚集附着，最终导致不可逆膜污染。膜污染所引起的膜工艺产水水量和水质的降低以及外加能耗的提高常常阻碍压力膜技术的广泛应用。研究去除可溶性有机物的新型水处理方法，不仅可有效降低膜污染、提高压力膜产品水的水量水质以及节省膜技术的整体能耗，而且对于确保饮用水水质安全，保障人民健康水平具有更加重大的社会效应。近年来，正渗透技术已经引起了水处理领域研究者的极大关注。采用正渗透进行海水淡化、分离藻类以及去除脱盐浓水中的天然雌激素等，并有研究将其与纳滤、反渗透等技术联用，正渗透作为辅助工艺，使得纳滤、反渗透的脱盐效率增加，正渗透具有良好的发展前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳滤-正渗透组合工艺去除微污染原水中溶解性有机物的及膜特性研究方法。
本发明采用商用纳滤膜、正渗透膜通过纳滤-正渗透组合系统去除微污染地表水中溶解性有机物的方法，其特征是将纳滤作为主要处理工艺，正渗透作为辅助系统，纳滤浓水部分回流、部分排入正渗透系统作为原料液，去除微污染原水中溶解性有机物。此分离方法只须对原水进行物理初沉预处理，出水符合国家《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006，系统实现自动化运行，节省人力，且为不同纳滤膜、正渗透膜的特性研究提供了便利。
本发明提出的采用商用纳滤膜、正渗透膜的纳滤-正渗透组合系统，由纳滤原水罐1、纳滤膜组件2、清水罐3、正渗透原料液罐4、正渗透膜组件5、正渗透汲取液罐6、浓盐水罐7、水浴温控箱Ⅰ8和水浴温控箱Ⅱ９组成，纳滤原水罐１顶部原水出水口通过管道连接水浴温控箱Ⅰ8顶部原水进水口，水浴温控箱Ⅰ8顶部原水出水口通过纳滤进水总流量计16和管道依次连接进水单向阀25、齿轮泵Ⅰ10、压力表22和纳滤膜组件2的淡水进口；纳滤膜组件2的淡水出口通过淡水出水流量计19和管道连接清水罐3；纳滤膜组件２的浓水出口分为两路，一路为浓水回流，纳滤膜组件２的浓水回流口依次经纳滤回流流量计17、浓水回流电磁阀29和回流单向阀26回流至纳滤进水总流量计16；另一路为浓水出流，纳滤膜组件２的浓水出流口依次经浓水排水总电磁阀30、浓水出水流量计18、浓水排水分电磁阀Ⅰ31和管道连接正渗透原料液罐４的浓水进口；正渗透原料液罐4通过第一浮筒式液位传感器33、第二浮筒式液位传感器33’控制浓水排水分电磁阀31的工作；正渗透原料液罐４的原料液出口依次经过电导探头Ⅰ14、原料液侧单向阀27、原料液侧流量计20、原料液侧压力表23、水浴温控箱Ⅱ9和管道泵入正渗透膜组件5的汲取液侧进口；汲取液罐6的汲取液6出口依次通过电导率探头Ⅱ15、汲取液侧单向阀28、正渗透系统齿轮泵Ⅲ12、汲取液侧压力表24、汲取液侧流量计21和管道连接FO膜组件5汲取液侧进口，实现错流过滤；浓盐水罐7的浓盐水出口通过蠕动加药泵13和管道泵入汲取液罐6顶部；根据电导探头15的读数将浓盐水罐7中浓盐水泵入汲取液罐6以维持汲取液浓度不变。
本发明中，正渗透膜组件5分别连接第一正渗透系统三通阀34、第二正渗透系统三通阀34’、第三正渗透系统三通阀35和第四正渗透系统三通阀35’。
本发明提出的所述的系统的应用，所述系统用于去除微污染地表水中溶解性有机物。具体步骤如下：
（1）纳滤膜处理系统开机：纳滤膜组件2按要求安装干净的纳滤膜，并组装连接管路；纳滤原水罐1中注入适量去离子水，打开浓水排水分电磁阀32、齿轮泵Ｉ10，调节齿轮泵Ｉ10转速，浓水排出1L不到，淡水经由淡水出水流量计19排出；浓水排出1L后将其回流至齿轮泵Ｉ10前；回流流量计17保持关闭状态，齿轮泵Ｉ10升转速，调节进水总流量计16，流量为600ml/min，在自控面板上调节压力表22的压力，设置恒压为500 kPa，流速稳定后微调进水总流量计16，使其稳定在600 ml/min，运行12小时，恒温，控制在22℃；
（2）纳滤膜处理系统运行：排空纳滤膜组件进出水管，淡水排入清水罐3中，将纳滤原水罐1内换作原水，打开浓水排水总电磁阀32，维持齿轮泵Ｉ10转速，浓水排水分电磁阀Ｉ31、浓水排水分电磁阀Ⅱ32关闭，打开浓水回流电磁阀29，出水管排水500 ml；开启浓水排水分电磁阀Ⅱ32、关闭浓水排水分电磁阀Ｉ31，浓水排出100 ml；打开浓水排水分电磁阀Ｉ31、关闭浓水排水分电磁阀Ⅱ32，浓水连接正渗透系统，排入正渗透原料液罐4；第一浮筒式液位传感器33、第二浮筒式液位传感器33’分别控制浓水排水分电磁阀Ｉ31、浓水排水分电磁阀Ⅱ32的开闭，当液位低于第一浮筒式液位传感器33时，开启浓水排水分电磁阀Ｉ31、关闭浓水排水分电磁阀Ⅱ32，浓水排入正渗透原料液罐4；当液位高于第二浮筒式液位传感器33’时，开启浓水排水分电磁阀Ⅱ32、关闭浓水排水分电磁阀Ｉ31，浓水回流至齿轮泵Ｉ10前；
（3）正渗透膜处理系统开机：按照要求安装正渗透膜组件5，原料液罐4注入2L去离子水，汲取液罐６注入2L汲取液，浓盐水罐7中注入1L浓盐水（饱和氯化钠溶液）；打开齿轮泵Ⅱ11、齿轮泵Ⅲ12，设置泵流量为600 ml/min，设定汲取液电导稳定值，系统设定“CLAEN”模式，即系统自动打开第一正渗透系统三通阀34、第二正渗透系统三通阀34’、第三正渗透系统三通阀35和第四正渗透系统三通阀35’，进料液经由电导探头Ｉ14、原料液侧单向阀27、原料液侧流量计20、原料液侧压力表23、水浴温控箱Ⅱ9进行系统润洗，汲取液经由电导率探头Ⅱ15、汲取液侧单向阀28、汲取液侧流量计21、汲取液侧压力表24、水浴温控箱Ⅱ9对汲取液侧管路进行润洗，设定时间2min，“CLEAN”模式自动关闭；系统设定“AUTO”模式，即系统自动关闭第一正渗透系统三通阀34、第二正渗透系统三通阀34’、第三正渗透系统三通阀35和第四正渗透系统三通阀35’，原料液进入正渗透膜组件5一侧、汲取液进入正渗透膜组件5另一侧；同时启动加药系统，加药蠕动泵开闭由汲取液电导稳定值与电导率探头Ⅱ15读数共同决定，当电导率探头Ⅱ15读数低于汲取液电导稳定值，则加药蠕动泵13自动运行；高于该值时，加药蠕动泵13自动关闭；用天平测定膜通量至通量稳定；
（4）正渗透膜处理系统运行：正渗透膜组件5通量稳定后，连接纳滤膜处理系统，原料液罐4内进纳滤浓水，其余步骤同（3），天平记录膜通量变化；
（5）系统清洗：纳滤系统，短接膜组件，用去离子水清洗，纳滤进水罐1中注入适量去离子水，打开浓水排水分电磁阀Ⅱ32、齿轮泵Ⅰ10，调节齿轮泵Ⅰ10转速，浓水全部外排，淡水经由淡水出水流量计19排出；正渗透系统，原料液罐4、汲取液罐6和浓盐水罐7注入去离子水，运行“CLEAN”模式，系统自动打开第一正渗透系统三通阀34、第二正渗透系统三通阀34’、第三正渗透系统三通阀35和第四正渗透系统三通阀35’，进料液经由电导率探头Ⅰ14、原料液侧单向阀27、原料液侧流量计20、原料液侧压力表23、水浴温控箱Ⅱ9进行系统润洗，汲取液经由电导率探头Ⅱ15、汲取液侧单向阀28、汲取液侧流量计21、汲取液侧压力表24、水浴温控箱Ⅱ9对汲取液侧管路进行润洗，设定时间5 min，系统调换到“MANUAL”模式，管道通路同纳滤系统清洗工况连接，排空系统。
本发明的有益效果在于：
１、采用纳滤-正渗透组合工艺去除微污染原水中溶解性有机物，将有较大发展的纳滤技术与刚刚起步的正渗透技术相结合，系统不仅可进行水净化处理，且进行纳滤、正渗透膜特性研究。
２、采用纳滤-正渗透组合水处理工艺，使用正渗透膜处理纳滤浓水，降低压力膜污染，延长使用时间，从而提高水处理效率。正渗透技术是一种不需外加压力做驱动力，而仅依靠膜两侧溶液渗透压驱动的膜分离过程。其能量消耗少，设备简单，可高效分离多种水体污染物，膜污染情况相对较轻，能够持续长时间的运行而不需要清洗等，提高系统产水量，降低冲洗用水量和药剂用量，有效降低整个处理系统的能源消耗。
３、本发明自动化运行程度高，简单易操作；运行水量可调，模块化设置，占地少，可作为中、小型给水处理系统建设理论、实践基础设备。
附图说明
图1为本发明NF-FO联用系统装置图。
图中标号：1为纳滤进水罐；2为纳滤膜组件；3为清水罐；4为正渗透原料液罐；5为正渗透膜组件；6为正渗透汲取液罐；7为浓盐水罐；8为水浴温控箱Ⅰ；9为水浴温控箱Ⅱ；10为纳滤系统齿轮泵Ⅰ；11为正渗透系统齿轮泵Ⅱ；12为正渗透系统齿轮泵Ⅲ；13为加药蠕动泵；14为电导率探头Ⅰ；15为电导率探头Ⅱ；16为纳滤进水总流量计；17为纳滤回流流量计；18为纳滤浓水出水流量计；19为纳滤淡水出水流量计；20为正渗透系统原料液侧流量计；21为正渗透系统汲取液侧流量计；22为纳滤系统压力表；23为正渗透系统原料液侧压力表；24为正渗透系统汲取液侧压力表；25为纳滤系统进水单向阀；26为纳滤系统回流单向阀；27为正渗透系统原料液侧单向阀；28为正渗透系统汲取液侧单向阀；29为纳滤系统浓水回流电磁阀；30为纳滤系统浓水排水总电磁阀；31为纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅰ；32为纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅱ；33、33’为第一、第二浮筒式液位传感器；34、34’、35、35’为第一、第二、第三、第四正渗透系统三通阀。
具体实施方式
下面通过实施例结合图1进一步说明本发明。
实施例1
首先，选择NF-90纳滤膜及商用ES（或NW）正渗透膜，均为平板膜，按要求组装纳滤及正渗透模组件，采用两套全自动电控设备，通过可触摸式电脑显示屏设定各泵压力或流量、子系统运行参数及时间。纳滤-正渗透组合工艺技术主要由下述五个阶段组成。本发明将纳滤作为主要处理工艺，正渗透作为辅助系统，纳滤浓水部分回流、部分排入正渗透系统作为原料液，以达到去除微污染原水中溶解性有机物的目的。所述纳滤-正渗透组合工艺去除微污染原水中溶解性有机物系统由原水罐1、纳滤膜组件2、清水罐3、正渗透原料液罐4、正渗透膜组件5、正渗透汲取液罐6和浓盐水罐7组成。原水经由纳滤进水总流量计16、水浴温控箱Ｉ8、进水单向阀25、压力表22由齿轮泵Ｉ10泵入纳滤膜组件2（下称NF膜组件2）。NF膜组件2淡水出水经过淡水出水流量计19进入清水罐3。浓水则设置两条路径出流，路径一为浓水回流，经由回流流量计17、浓水回流电磁阀29、回流单向阀26回流至泵前；路径二为浓水出流，经由浓水排水总电磁阀30、浓水出水流量计18控制浓水出流量。纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅰ31、纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅱ32控制浓水出流至正渗透原料液罐4（下称FO原料液罐4）或回流至齿轮泵Ⅰ10前。纳滤浓水出流至FO原料液罐4，由第一浮筒式液位传感器33、第二浮筒式液位传感器33’控制电磁阀31的工作，纳滤浓水进入正渗透膜处理系统。齿轮泵Ⅱ11将原料液经由电导率探头Ⅰ14、原料液侧单向阀27、原料液侧流量计20、原料液侧压力表23、水浴温控箱Ⅱ9泵入正渗透膜组件5（下称FO膜组件5）。汲取液侧，齿轮泵Ⅲ12将汲取液从汲取液罐6经由电导率探头Ⅱ15、汲取液侧压力表24、汲取液侧流量计21泵入FO膜组件5，实现错流过滤。蠕动加药泵13根据电导率探头Ⅱ15的读数将浓盐水罐7中浓盐水泵入汲取液罐6以维持汲取液浓度不变。
具体步骤如下：
（1）纳滤膜处理系统开机：纳滤膜组件2按要求安装干净的纳滤膜（正面朝上），并组装连接管路；纳滤进水罐1中注入适量去离子水，打开纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅱ32、齿轮泵Ⅰ10，调节泵转速，浓水排出约1L，淡水经由纳滤淡水出水流量计19排出；浓水排出1L后将其回流至齿轮泵Ⅰ10前；纳滤回流流量计17保持关闭状态，齿轮泵Ⅰ10升转速，调节纳滤进水总流量计16（以流量600 ml/min为例），在自控面板调节压力表22，设置恒压（以500 kPa为例），流速稳定后微调纳滤进水总流量计16，使其稳定在600 ml/min，运行12小时，恒温（以22℃为例）。
（2）正渗透膜处理系统开机：按照要求安装FO膜组件5，原料液罐4注入适量的去离子水（以2L为例），汲取液罐注入适量的汲取液（以2L为例），浓盐水罐7中注入适量浓盐水（以1L、饱和氯化钠溶液为例）；打开齿轮泵Ⅱ11、齿轮泵Ⅲ12，设置泵流量（以600 ml/min为例），设定汲取液电导稳定值，系统设定“CLAEN”模式，即系统自动打开第一正渗透系统三通阀34、第二正渗透系统三通阀34’、第三正渗透系统三通阀35和第四正渗透系统三通阀35’，进料液经由电导率探头Ⅰ14、原料液侧单向阀27、原料液侧流量计20、原料液侧压力表23、水浴温控箱Ⅱ9进行系统润洗，汲取液经由电导率探头Ⅱ15、汲取液侧单向阀28、汲取液侧流量计21、汲取液侧压力表24、水浴温控箱Ⅱ9对汲取液侧管路进行润洗，设定时间2 min，“CLEAN”模式自动关闭；系统设定“AUTO”模式，即系统自动关闭第一正渗透系统三通阀34、第二正渗透系统三通阀34’、第三正渗透系统三通阀35和第四正渗透系统三通阀35’，原料液进入正参透膜组件5一侧、汲取液进入正参透膜组件5另一侧；同时启动加药系统，加药蠕动泵开闭由汲取液电导稳定值与电导15读数共同决定（电导15读数低于汲取液电导稳定值，则加药蠕动泵13自动运行；高于该值时，加药蠕动泵13自动关闭）；天平34连接电脑，记录原料液罐质量变化，差值计算读出膜通量值。待天平测定膜通量稳定。
（3）纳滤膜处理系统运行：排空纳滤膜组件进出水管，淡水排入清水罐3中，将纳滤进水罐１内换作原水，打开纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅱ32，维持齿轮泵Ⅰ10转速，纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅰ31、纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅱ32关闭，打开浓水回流电磁阀29，出水管排水约500 ml；开启浓水排水分电磁阀Ⅱ32、关闭纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅰ31，浓水排出约100 ml；打开纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅰ31、关闭纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅱ32，浓水连接正渗透系统，排入FO汲取液罐4；第一浮筒式液位传感器33、第二浮筒式液位传感器33’控制纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅰ31、纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅱ32的开闭（液位低于第二浮筒式液位传感器33时，开启纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅰ31、关闭纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅱ32，浓水排入FO汲取液罐4；液位高于第二浮筒式液位传感器33’时，开启纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅱ32、关闭纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅰ31，浓水回流至齿轮泵Ⅰ10前）。
（4）正渗透膜处理系统运行：FO膜组件5通量稳定后，连接纳滤膜处理系统，汲取液罐4内进纳滤浓水，其余步骤同（3），天平连接电脑，记录原料液罐质量变化，差值计算读出膜通量值。PLC记录各流量计、压力表、电导数值。
（5）系统清洗：（运行时间由操作者决定，以8h为例。）8h后，关闭齿轮泵Ⅰ10及齿轮泵Ⅱ11、齿轮泵Ⅲ12、加药蠕动泵13。纳滤系统，短接膜组件，用去离子水清洗，纳滤进水罐1中注入适量去离子水，打开纳滤系统浓水排水分电磁阀Ⅱ32、齿轮泵Ⅰ10，调节泵转速，浓水全部外排，淡水经由纳滤淡水出水流量计19排出；正渗透系统，原料液罐4、汲取液罐6、浓盐水罐7注入去离子水，运行“CLEAN”模式，系统自动打开第一正渗透系统三通阀34、第二正渗透系统三通阀34’、第三正渗透系统三通阀35和第四正渗透系统三通阀35’，进料液经由电导探头Ｉ14、原料液侧单向阀27、原料液侧流量计20、原料液侧压力表23、水浴温控箱Ⅱ9进行系统润洗，汲取液经由电导探头Ⅱ15、汲取液侧单向阀28、汲取液侧流量计21、汲取液侧压力表24、水浴温控箱Ⅱ9对汲取液侧管路进行润洗，设定时间5 min，系统调换到“MANUAL”模式，管道通路同上，排空系统。
Claims (4)
1.采用商用纳滤膜、正渗透膜的纳滤-正渗透组合系统，其特征在于由纳滤原水罐(1)、纳滤膜组件(2)、清水罐(3)、正渗透原料液罐(4)、正渗透膜组件(5)、正渗透汲取液罐(6)、浓盐水罐(7)、水浴温控箱Ⅰ(8)和水浴温控箱Ⅱ(９)组成，其特征在于：纳滤原水罐(1)顶部原水出水口通过管道连接水浴温控箱Ⅰ(8)顶部原水进水口，水浴温控箱Ⅰ(8)顶部原水出水口通过纳滤进水总流量计(16)和管道依次连接进水单向阀(25)、齿轮泵Ⅰ(10)、压力表(22)和纳滤膜组件(2)的淡水进口；纳滤膜组件(2)的淡水出口通过淡水出水流量计(19)和管道连接清水罐(3)；纳滤膜组件(2)的浓水出口分为两路，一路为浓水回流，纳滤膜组件(2)的浓水回流口依次经纳滤回流流量计(17)、浓水回流电磁阀(29)和回流单向阀(26)回流至纳滤进水总流量计(16)；另一路为浓水出流，纳滤膜组件(2)的浓水出流口依次经浓水排水总电磁阀(30)、浓水出水流量计(18)、浓水排水分电磁阀Ⅰ(31)和管道连接正渗透原料液罐(44)的浓水进口；正渗透原料液罐(4)通过第一浮筒式液位传感器(33)、第二浮筒式液位传感器(33’ )控制浓水排水分电磁阀(31)的工作；正渗透原料液罐(4)的原料液出口依次经过电导探头Ⅰ(14)、原料液侧单向阀(27)、原料液侧流量计(20)、原料液侧压力表(23)、水浴温控箱Ⅱ(９)和管道泵入正渗透膜组件(5)的汲取液侧进口；汲取液罐(6)的汲取液出口依次通过电导率探头Ⅱ(15)、汲取液侧单向阀(28)、正渗透系统齿轮泵Ⅲ(12)、汲取液侧压力表(24)、汲取液侧流量计(21)和管道连接FO膜组件(5)汲取液侧进口，实现错流过滤；浓盐水罐(7)的浓盐水出口通过蠕动加药泵(13)和管道泵入汲取液罐(6)顶部；根据电导探头(15)的读数将浓盐水罐(7)中浓盐水泵入汲取液罐(6)以维持汲取液浓度不变。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于正渗透膜组件(5)分别连接第一正渗透系统三通阀(34)、第二正渗透系统三通阀(34’ )、第三正渗透系统三通阀(35)和第四正渗透系统三通阀(35’ )。
3.一种如权利要求２所述的系统的应用，其特征在于所述系统用于去除微污染地表水中溶解性有机物。
4.根据权利要求３所述的应用，其特征在于具体步骤如下：
（1）纳滤膜处理系统开机：纳滤膜组件(2)按要求安装干净的纳滤膜，并组装连接管路；纳滤原水罐(1)中注入适量去离子水，打开浓水排水分电磁阀(32)、齿轮泵Ｉ(10)，调节齿轮泵Ｉ(10)转速，浓水排出1L不到，淡水经由淡水出水流量计(19)排出；浓水排出1L后将其回流至齿轮泵Ｉ(10)前；回流流量计(17)保持关闭状态，齿轮泵Ｉ(10)升转速，调节进水总流量计(16)，流量为600 ml/min，在自控面板上调节压力表(22)的压力，设置恒压为500 kPa，流速稳定后微调进水总流量计(16)，使其稳定在600 ml/min，运行(12)小时，恒温，控制在22℃；
（2）纳滤膜处理系统运行：排空纳滤膜组件进出水管，淡水排入清水罐(3)中，将纳滤原水罐(1)内换作原水，打开浓水排水总电磁阀(32)，维持齿轮泵Ｉ(10)转速，浓水排水分电磁阀Ｉ(31)、浓水排水分电磁阀Ⅱ(32)关闭，打开浓水回流电磁阀(29)，出水管排水500 ml；开启浓水排水分电磁阀Ⅱ(32)、关闭浓水排水分电磁阀Ｉ(31)，浓水排出100 ml；打开浓水排水分电磁阀Ｉ(31)、关闭浓水排水分电磁阀Ⅱ(32)，浓水连接正渗透系统，排入正渗透原料液罐(4)；第一浮筒式液位传感器(33)、第二浮筒式液位传感器(33’)分别控制浓水排水分电磁阀Ｉ(31)、浓水排水分电磁阀Ⅱ(32)的开闭，当液位低于第一浮筒式液位传感器(33)时，开启浓水排水分电磁阀Ｉ(31)、关闭浓水排水分电磁阀Ⅱ(32)，浓水排入正渗透原料液罐(4)；当液位高于第二浮筒式液位传感器(33’)时，开启浓水排水分电磁阀Ⅱ(32)、关闭浓水排水分电磁阀Ｉ(31)，浓水回流至齿轮泵Ｉ(10)前；
（3）正渗透膜处理系统开机：按照要求安装正渗透膜组件(5)，原料液罐(4)注入2L去离子水，汲取液罐(6)注入2L汲取液，浓盐水罐(7)中注入1L浓盐水（饱和氯化钠溶液）；打开齿轮泵Ⅱ(11)、齿轮泵Ⅲ(12)，设置泵流量为600 ml/min，设定汲取液电导稳定值，系统设定“CLAEN”模式，即系统自动打开第一正渗透系统三通阀(34)、第二正渗透系统三通阀(34’)、第三正渗透系统三通阀(35)和第四正渗透系统三通阀(35’)，进料液经由电导探头Ｉ(14)、原料液侧单向阀(27)、原料液侧流量计(20)、原料液侧压力表(23)、水浴温控箱Ⅱ(9)进行系统润洗，汲取液经由电导率探头Ⅱ(15)、汲取液侧单向阀(28)、汲取液侧流量计(21)、汲取液侧压力表(24)、水浴温控箱Ⅱ(9)对汲取液侧管路进行润洗，设定时间2min，“CLEAN”模式自动关闭；系统设定“AUTO”模式，即系统自动关闭第一正渗透系统三通阀(34)、第二正渗透系统三通阀(34’)、第三正渗透系统三通阀(35)和第四正渗透系统三通阀(35’)，原料液进入正渗透膜组件(5)一侧、汲取液进入正渗透膜组件(5)另一侧；同时启动加药系统，加药蠕动泵开闭由汲取液电导稳定值与电导率探头Ⅱ(15)读数共同决定，当电导率探头Ⅱ(15)读数低于汲取液电导稳定值，则加药蠕动泵(13)自动运行；高于该值时，加药蠕动泵(13)自动关闭；用天平测定膜通量至稳定；
（4）正渗透膜处理系统运行：正渗透膜组件(5)通量稳定后，连接纳滤膜处理系统，原料液罐(4)内进纳滤浓水，其余同步骤（3），天平记录膜通量变化；
（5）系统清洗：纳滤系统，短接膜组件，用去离子水清洗，纳滤进水罐(1)中注入适量去离子水，打开浓水排水分电磁阀Ⅱ(32)、齿轮泵Ⅰ(10)，调节齿轮泵Ⅰ(10)转速，浓水全部外排，淡水经由淡水出水流量计(19)排出；正渗透系统，原料液罐(4)、汲取液罐(6)和浓盐水罐(7)注入去离子水，运行“CLEAN”模式，系统自动打开第一正渗透系统三通阀(34)、第二正渗透系统三通阀(34’)、第三正渗透系统三通阀(35)和第四正渗透系统三通阀(35’)，进料液经由电导率探头Ⅰ(14)、原料液侧单向阀(27)、原料液侧流量计(20)、原料液侧压力表(23)、水浴温控箱Ⅱ(9)进行系统润洗，汲取液经由电导率探头Ⅱ(15)、汲取液侧单向阀(28)、汲取液侧流量计(21)、汲取液侧压力表(24)、水浴温控箱Ⅱ(9)对汲取液侧管路进行润洗，设定时间5 min，系统调换到“MANUAL”模式，管道通路同纳滤系统清洗工况连接，排空系统。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107596920A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-01-19 | 同济大学 | 采用商用纳滤膜、正渗透膜的纳滤‑正渗透组合系统及其应用 |
| CN109966924A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-05 | 清华苏州环境创新研究院 | 一种压力式平板膜过滤设备的控制系统 |
| CN111948112A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-11-17 | 盐城新海川机电科技有限公司 | 一种渗透液恒压定量供给方法及供给装置 |
| CN112473374A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-03-12 | 张梅 | 一种具有双向正渗透在线清洗功能的半透膜脱盐装置与方法 |
| CN112892222A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-06-04 | 山东建筑大学 | 一种采用正渗透技术在线清洗微污染纳滤膜的系统及工艺 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102974218A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-03-20 | 新加坡三泰水技术有限公司 | 正渗透膜反应器及一体式海水淡化系统和海水淡化工艺 |
| WO2016043259A1 (ja) * | 2014-09-19 | 2016-03-24 | 東洋紡株式会社 | 造水装置および造水方法 |
| CN106277517A (zh) * | 2016-08-17 | 2017-01-04 | 航天环境工程有限公司 | 一种煤化工浓盐废水的再生回用处理方法及其实施系统 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102974218A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-03-20 | 新加坡三泰水技术有限公司 | 正渗透膜反应器及一体式海水淡化系统和海水淡化工艺 |
| WO2016043259A1 (ja) * | 2014-09-19 | 2016-03-24 | 東洋紡株式会社 | 造水装置および造水方法 |
| CN106277517A (zh) * | 2016-08-17 | 2017-01-04 | 航天环境工程有限公司 | 一种煤化工浓盐废水的再生回用处理方法及其实施系统 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107596920A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-01-19 | 同济大学 | 采用商用纳滤膜、正渗透膜的纳滤‑正渗透组合系统及其应用 |
| CN109966924A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-05 | 清华苏州环境创新研究院 | 一种压力式平板膜过滤设备的控制系统 |
| CN111948112A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-11-17 | 盐城新海川机电科技有限公司 | 一种渗透液恒压定量供给方法及供给装置 |
| CN112473374A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-03-12 | 张梅 | 一种具有双向正渗透在线清洗功能的半透膜脱盐装置与方法 |
| CN112473374B (zh) * | 2020-11-06 | 2022-04-12 | 张梅 | 一种具有双向正渗透在线清洗功能的半透膜脱盐装置与方法 |
| CN112892222A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-06-04 | 山东建筑大学 | 一种采用正渗透技术在线清洗微污染纳滤膜的系统及工艺 |
| US20220339584A1 (en) * | 2021-04-23 | 2022-10-27 | Shandong Jianzhu University | Online cleaning system for micro-polluted nanofiltration membranes using forward osmosis and process of online cleaning system |
| CN112892222B (zh) * | 2021-04-23 | 2022-12-06 | 山东建筑大学 | 一种采用正渗透技术在线清洗微污染纳滤膜的系统及工艺 |
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