CN109603560A - 一种适用于高盐废水反渗透系统的低压冲洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反渗透水处理方法，特别涉及一种适用于高盐废水反渗透系统的低压冲洗方法。本发明的一种适用于高盐废水反渗透系统的低压冲洗方法，通过在低压管路和高压管路之间设置由低压切断阀、高压止回阀、高压调节阀组成的低压冲洗旁路，实现反渗透停机过程中高压与低压的平稳过度，在极低的阻力下利用进水压力实现有效且稳定的反渗透停机低压冲洗，提高了冲洗效果的同时，大为简化了反渗透高压泵的工艺和电气控制设备，具有广泛的实际应用意义。

Description

一种适用于高盐废水反渗透系统的低压冲洗方法

技术领域

本发明涉及一种反渗透水处理方法，特别涉及一种适用于高盐废水反渗透系统的低压冲洗方法。

背景技术

反渗透是实现水中盐分与水分离的主要技术手段，原来主要用于水的深度处理以及纯水、超纯水制备等领域；随着近些年环保要求的不断提高，煤化工废水、煤矿矿井水等“零排放”处理过程中均大量采用反渗透技术。

煤化工废水和煤矿高盐矿井水都含有大量有机物及溶解性盐类，并且在“零排放”过程中不断浓缩，通常浓缩倍率在20倍以上，反渗透产生的最终浓盐水TDS通常在60000mg/L以上。有机物污染和无机盐结垢是影响反渗透效率和寿命的主要因素。反渗透运行过程中，通过投加杀菌剂、阻垢剂等可以有效抑制反渗透膜浓水侧细菌繁殖引起的有机物污染和无机盐结晶析出产生的结垢；但是反渗透系统停机后，随着杀菌剂和阻垢剂慢慢失效，浓水侧必然发生有机物污染和无机盐结垢，很大程度上造成反渗透膜性能劣化，大幅降低反渗透膜的使用寿命。

反渗透系统停机后的低压冲洗是解决停机后浓水侧有机物污染和无机盐结垢的常用手段，通过降低进水压力防止纯水透过反渗透膜而使浓水侧发生浓缩，利用进水替换反渗透膜浓水侧的浓水，让反渗透膜处在较低的TDS环境下，从根本上杜绝停机后的有机物污染和无机盐结垢，从而延长反渗透系统的使用寿命。

目前常用的开停机低压冲洗措施有三类，一是在高压泵后设置电动慢开阀，停机时缓慢关闭电动慢开阀，减少阀后反渗透进水压力及流量，实现低压冲洗；二是通过变频器控制高压泵，停机时让高压泵处于较低的频率下工作，从而降低反渗透进水压力及流量，实现低压冲洗；三是利用高压泵的进水压力，在高压泵停机后穿过高压泵叶轮进行强制冲洗。

根据反渗透系统规模不同，低压冲洗时间通常需要5-10分钟。第一种停机冲洗方式，电动慢开阀前后压力差较大，通常在1.5Mpa以上，极易造成局部气蚀而使阀门失效。第二种停机冲洗方式，高压泵通常需要达到20Hz左右才能满足低压冲洗要求，长时间处在低频工作状态极易造成高压泵电动机过热保护或绕组绝缘失效等故障。第三种停机冲洗方式，当采用单级离心泵作为高压泵时可以较好满足低压冲洗的要求，但是在“零排放”处理过程中随着水中含盐量的不断增高，如果采用离心式高压泵通常需要10级以上的离心泵，这一类高压泵停泵后的阻力极大，无法利用进水压力实现有效的停机冲洗；如果采用容积式泵，更是无法利用进水压力实现停机冲洗。无法进行有效的低压冲洗，是反渗透系统性能过早衰减的主要原因之一。

因此，如何开发一种新型的低压冲洗方法，实现反渗透停机过程中高压与低压的平稳过度，提高高盐废水反渗透系统的低压冲洗效果，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于高盐废水反渗透系统的低压冲洗方法，结合反渗透处理的工艺流程，作为反渗透停机时低压冲洗的水流通道，解决以上背景技术中提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种适用于高盐废水反渗透系统的低压冲洗方法，该方法包括以下步骤：

1）、启动增压泵，使反渗透原水通过低压冲洗旁路进入反渗透膜装置，在第二高压调节阀控制下，以运行流量的50%-70%进入反渗透膜装置，实现开机低压冲洗，并且冲洗压力≤0.3Mpa；

2）、高压泵启动，高压泵的高压侧压力升高，第二高压止回阀关闭，反渗透膜装置的压力稳定升高完成反渗透系统启动；

3）、反渗透系统停机时，高压泵停止运转，反渗透膜装置压力降低，水流在增压泵作用下打开第二高压止回阀，在第二高压调节阀控制下以运行流量的50%-70%进入反渗透膜装置，实现低压冲洗，冲洗压力≤0.3Mpa，之后关闭增压泵，实现反渗透系统停机；

作为优选，所述的反渗透系统包括增压泵、反渗透主通路、反渗透膜装置和与反渗透主通路并联的低压冲洗旁路，反渗透主通路至少一个，反渗透主通路是由第一低压切断阀、高压泵、第一高压止回阀和第一高压调节阀依次管路连接而成；所述的低压冲洗旁路是由第二低压切断阀、第二高压止回阀和第二高压调节阀依次管路连接而成，该低压冲洗旁路的一端连接至增压泵和第一低压切断阀之间的管路上，该低压冲洗旁路的另一端连接至第一高压调节阀和反渗透膜装置之间的管路上。

所述第二高压调节阀用于调节低压冲洗流量，满足反渗透膜装置低压冲洗的膜面流速要求。所述第二低压切断阀和第二高压调节阀共同作用，满足第二高压止回阀离线检修的要求。

作为优选，所述低压切断阀采用蝶阀或球阀；高压止回阀采用旋启式止回阀；高压调节阀采用截止阀或闸阀。

一种适用于高盐废水的反渗透系统，所述的反渗透系统包括增压泵、反渗透主通路、反渗透膜装置和与反渗透主通路并联的低压冲洗旁路，反渗透主通路至少一个，反渗透主通路是由第一低压切断阀、高压泵、第一高压止回阀和第一高压调节阀依次管路连接而成；所述的低压冲洗旁路是由第二低压切断阀、第二高压止回阀和第二高压调节阀依次管路连接而成，该低压冲洗旁路的一端连接至增压泵和第一低压切断阀之间的管路上，该低压冲洗旁路的另一端连接至第一高压调节阀和反渗透膜装置之间的管路上。

本发明的一种适用于高盐废水反渗透系统的低压冲洗方法，通过在低压管路和高压管路之间设置由低压切断阀、高压止回阀、高压调节阀组成的低压冲洗旁路，实现反渗透停机过程中高压与低压的平稳过度，在极低的阻力下利用进水压力实现有效且稳定的反渗透停机低压冲洗，提高了冲洗效果的同时，大为简化了反渗透高压泵的工艺和电气控制设备，具有广泛的实际应用意义。

与现有反渗透系统开停机低压冲洗技术与方法相比，本发明利用机械阀门和旁路水流通道，代替现有的高压泵低频运行冲洗技术、电动慢开阀冲洗技术等，结构更加简单，可靠性更高；同时反渗透膜装置压力在高压泵停泵过程与低压冲洗过程中可以实现平稳过度，有利于减小反渗透膜组件的压力波动，延长使用寿命；低压冲洗旁路阻力更低，冲洗更彻底，可以从根本上减缓反渗透膜装置的无机盐结垢，延长反渗透膜装置的化学清洗周期和使用寿命，具有显著的技术及经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例1的反渗透系统的结构示意图；

图2是本发明实施例2的反渗透系统的结构示意图；

图中：增压泵1、第一低压切断阀2、高压泵3、第一高压止回阀4、第一高压调节阀5、反渗透膜装置6、第二低压切断阀7、第二高压止回阀8和第二高压调节阀9。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

实施例1

如图1所示的一种适用于高盐废水的反渗透系统， 所述的反渗透系统由增压泵1、反渗透主通路、反渗透膜装置6和低压冲洗旁路组成，反渗透主通路是一个，反渗透主通路是由第一低压切断阀2、高压泵3、第一高压止回阀4和第一高压调节阀5依次管路连接而成。

所述的低压冲洗旁路是由第二低压切断阀7、第二高压止回阀8和第二高压调节阀9依次管路连接而成，低压冲洗旁路与反渗透主通路并联，该低压冲洗旁路的一端连接至增压泵和第一低压切断阀之间的管路上，该低压冲洗旁路的另一端连接至第一高压调节阀和反渗透膜装置之间的管路上。

现有技术是在反渗透系统开停机过程中利用变频器控制高压泵在极低频率下运行，将水流送入反渗透系统，替换掉浓水侧存水后，由反渗透系统低压排放阀排出，实现开停机过程的低压冲洗。

而本实施例所述的适用于高盐废水反渗透系统的低压冲洗方法为：

在反渗透系统启动时，增压泵开启，由于高压泵阻力极大，反渗透原水通过增压泵增压后大部分依次通过低压冲洗旁路的第二低压切断阀、第二高压止回阀、第二高压调节阀进入反渗透膜装置，在第二高压调节阀的控制下，以运行流量的50%-70%进入反渗透膜装置，实现开机低压冲洗，并且冲洗压力≤0.3Mpa；

5-10分钟之后，高压泵启动，水量通过高压泵加压后使反渗透膜装置侧压力逐渐升高，当反渗透膜装置侧压力大于增压泵压力后，低压冲洗旁路的第二高压止回阀在反向水流作用下关闭，反渗透膜装置侧压力在高压泵的持续升压后稳步达到反渗透膜装置运行压力，完成反渗透系统启动。

反渗透系统停机时，高压泵停机，高压泵阻力极大，反渗透膜装置侧压力降低，当小于增压泵压力后，低压冲洗旁路的第二高压止回阀开启，反渗透原水在增压泵作用下，通过低压冲洗旁路的第二低压切断阀、第二高压止回阀、第二高压调节阀，在第二高压调节阀控制下以运行流量的50%-70%进入反渗透膜装置，实现停机低压冲洗，5-10分钟后关闭增压泵，完成反渗透系统反渗透膜装置停机。

上述过程中，低压冲洗旁路的第二高压止回阀根据两侧水压自动开、闭，实现了反渗透膜装置启动、停机过程中的压力平稳过度，消除了压力波动；反渗透膜装置启动、停机过程中低压冲洗阻力极低，流量可控，冲洗彻底，消除了停机后及再启动过程中反渗透膜装置浓水侧有机物污染及无机盐结垢的风险，可以有效延长反渗透膜的化学清洗周期，提高反渗透膜的使用寿命，技术及经济效益明显。

实施例2

一种适用于高盐废水的反渗透系统，该系统结构同实施例1，不同之处在于：反渗透主通路并联有多个。

在工程应用过程中，通常由多台高压泵共同提供反渗透膜装置所需的水量和工作压力，如图2所示，此时仅需要在高压泵前后的低压总管和高压总管之间增设一条由低压切断阀、高压止回阀、高压调节阀组成的低压冲洗旁路即可完成反渗透膜装置开停机过程中的低压冲洗。

系统启动时，增压泵开启，反渗透原水通过增压泵增压后大部分依次通过低压冲洗旁路的第二低压切断阀、第二高压止回阀、第二高压调节阀进入反渗透膜装置，在第二高压调节阀的控制下按规定流量对反渗透膜装置进行开机前的低压冲洗；5-10分钟之后，高压泵依次启动，反渗透膜装置侧压力逐渐升高，当反渗透膜装置侧压力大于增压泵压力后，低压冲洗旁路的高压止回阀在反向水流作用下关闭，反渗透膜装置侧压力在高压泵的持续升压后稳步达到反渗透膜装置运行压力，完成系统启动。系统停机时，高压泵依次停机，反渗透膜装置侧压力降低，当小于增压泵压力后，低压冲洗旁路的高压止回阀开启，反渗透原水在增压泵作用下，通过低压冲洗旁路的低压切断阀、高压止回阀、高压调节阀进入反渗透膜装置，实现停机低压冲洗，5-10分钟后关闭增压泵，完成反渗透系统停机。

上述过程中，低压冲洗旁路的高压止回阀根据两侧水压自动开、闭，实现了反渗透膜装置启动、停机过程中的压力平稳过度，消除了压力波动；反渗透膜装置启动、停机过程中低压冲洗阻力极低，流量可控，冲洗彻底，消除了停机后及再启动过程中反渗透膜浓水侧有机物污染及无机盐结垢的风险，可以有效延长反渗透膜的化学清洗周期，提高反渗透膜的使用寿命；在多高压泵系统中，可以省掉大量常规技术所需要的电动慢开阀，减少设备故障率，节约投资，技术及经济效益显著。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (5)

1.一种适用于高盐废水反渗透系统的低压冲洗方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1）、启动增压泵，使反渗透原水通过低压冲洗旁路进入反渗透膜装置，在第二高压调节阀控制下，以运行流量的50%-70%进入反渗透膜装置，实现开机低压冲洗，并且冲洗压力≤0.3Mpa；

2）、高压泵启动，高压泵的高压侧压力升高，第二高压止回阀关闭，反渗透膜装置的压力稳定升高完成反渗透系统启动；

3）、反渗透系统停机时，高压泵停止运转，反渗透膜装置压力降低，水流在增压泵作用下打开第二高压止回阀，在第二高压调节阀控制下以运行流量的50%-70%进入反渗透膜装置，实现低压冲洗，冲洗压力≤0.3Mpa，之后关闭增压泵，实现反渗透系统停机。

2.根据权利要求1所述的低压冲洗方法，其特征在于：所述的反渗透系统包括增压泵、反渗透主通路、反渗透膜装置和与反渗透主通路并联的低压冲洗旁路，反渗透主通路至少一个，反渗透主通路是由第一低压切断阀、高压泵、第一高压止回阀和第一高压调节阀依次管路连接而成；所述的低压冲洗旁路是由第二低压切断阀、第二高压止回阀和第二高压调节阀依次管路连接而成，该低压冲洗旁路的一端连接至增压泵和第一低压切断阀之间的管路上，该低压冲洗旁路的另一端连接至第一高压调节阀和反渗透膜装置之间的管路上。

3.根据权利要求2所述的低压冲洗方法，其特征在于：所述低压切断阀采用蝶阀或球阀；高压止回阀采用旋启式止回阀；高压调节阀采用截止阀或闸阀。

4.一种适用于高盐废水的反渗透系统，其特征在于：所述的反渗透系统包括增压泵、反渗透主通路、反渗透膜装置和与反渗透主通路并联的低压冲洗旁路，反渗透主通路至少一个，反渗透主通路是由第一低压切断阀、高压泵、第一高压止回阀和第一高压调节阀依次管路连接而成；所述的低压冲洗旁路是由第二低压切断阀、第二高压止回阀和第二高压调节阀依次管路连接而成，该低压冲洗旁路的一端连接至增压泵和第一低压切断阀之间的管路上，该低压冲洗旁路的另一端连接至第一高压调节阀和反渗透膜装置之间的管路上。

5.根据权利要求4所述的适用于高盐废水的反渗透系统，其特征在于：所述低压切断阀采用蝶阀或球阀；高压止回阀采用旋启式止回阀；高压调节阀采用截止阀或闸阀。