CN110078264A - 近零排放脱盐水装置 - Google Patents

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CN110078264A CN201910454338.7A CN201910454338A CN110078264A CN 110078264 A CN110078264 A CN 110078264A CN 201910454338 A CN201910454338 A CN 201910454338A CN 110078264 A CN110078264 A CN 110078264A
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Abstract

本发明涉及一种近零排放脱盐水装置，涉及节水及高盐废水处理技术领域，用于解决现有技术中存在的系统的脱盐水回收率较低以及及浓水回收问题，在提高回收率同时，采用梯度渗透原理，把一价盐水和高价盐水分离，并通过低压膜系统有效地进行浓缩，解决了高盐水浓缩系统的稳定性、安全性较低的技术问题，为脱盐水处理系统零排放奠定基础。

Description

近零排放脱盐水装置
技术领域
本发明涉及高盐废水处理技术领域，特别地涉及一种近零排放脱盐水装置。
背景技术
在污水循环利用领域，膜技术已经成为常规分离技术，其中，将预脱盐装置作为除盐水生产的反渗透技术，已得到广泛的应用，但目前的反渗透装置应用于淡水的回收率较低(一般为75％)，而其余的水则作为浓水被排放，因此水的利用率较低、系统的脱盐水回收率较低；此外目前的反渗透装置浓水浓缩过程中并未对一价盐水和高价盐水进行分离，而经过反渗透处理后的浓缩液盐度的渗透压升高，会使操作压力更高，因此不利于系统的稳定性和安全性。
发明内容
本发明提供一种近零排放脱盐水装置，用于解决现有技术中存在的系统的脱盐水回收率较低的问题，其在提高回收率同时，采用梯度渗透原理，把一价和高价盐水分离，并通过低压膜系统有效地进行浓缩，改善了高盐水浓缩系统的稳定性、安全性较低的技术问题，为脱盐水处理系统零排放奠定基础。
本发明提供一种近零排放脱盐水装置，包括：
高回收率反渗透装置，其用于输出脱盐水，所述高回收率反渗透装置包括低压膜回收装置；
浓缩分盐装置，其与所述低压膜回收装置的浓水输出侧相连，用于循环浓缩盐水，所述浓缩分盐装置的高价盐水输出侧设置有高价盐水排放阀；以及
高脱盐纳滤浓缩装置，其与所述浓缩分盐装置的一价盐水输出侧相连，用于分离淡化水和浓缩一价盐水，所述高脱盐纳滤浓缩装置的一价盐浓水输出侧设置有一价盐浓水排放阀；
其中，所述高价盐水排放阀选择性地使高价盐水排放或者返回所述浓缩分盐装置的输入侧；
所述一价盐浓水排放阀选择性使一价盐浓水排放或者返回所述高脱盐纳滤浓缩装置的输入侧。
在一个实施方式中，当电导率高于第一预设值时，所述一价盐浓水排放阀打开使一价盐浓水排放，否则所述一价盐浓水排放阀关闭使一价盐浓水返回所述高脱盐纳滤浓缩装置的输入侧。
在一个实施方式中，所述一价盐浓水排放阀的下游侧设置有互锁的高盐水排放阀和盐计量箱补水阀，所述高盐水排放阀打开而所述盐计量箱补水阀关闭时，一价盐浓水可进一步利用；所述高盐水排放阀关闭而所述盐计量箱补水阀打开时，一价盐浓水输送至近零排放软水装的盐计量箱中，作为软化再生盐水补水。
在一个实施方式中，当电导率高于第一预设值时，所述高价盐水排放阀打开使高价盐水排放并进一步利用，否则所述高价盐水排放阀关闭使高价盐水返回所述浓缩分盐装置的输入侧。
在一个实施方式中，还包括用于软化原水的近零排放软化装置，其输入侧与所述盐计量箱的下游侧相连，其出水端与所述高回收率反渗透装置的输入侧相连。
在一个实施方式中，所述高回收率反渗透装置包括低压膜回收装置，所述低压膜回收装置的浓水侧通过浓水箱与所述浓缩分盐装置相连，所述浓水箱设置在所述高价盐水排放阀的上游侧，所述高价盐水排放阀关闭使高价盐水返回所述浓水箱中。
在一个实施方式中，所述高回收率反渗透装置还包括反渗透单元，所述近零排放软化装置通过中间水箱与所述反渗透单元相连，所述反渗透单元的反渗透浓水输出侧与所述低压膜回收装置的输入侧相连，所述反渗透单元的脱盐水输出侧与脱盐水箱相连，所述中间水箱的输入侧还与所述低压膜回收装置的产水侧相连。
在一个实施方式中，所述浓缩分盐装置的一价盐水输出侧和所述高脱盐纳滤浓缩装置之间通过一价盐水箱相连，所述一价盐浓水排放阀设置在所述高脱盐纳滤浓缩装置的浓水出水侧并与第一调节阀并行设置，一价盐浓水排放阀关闭时，一价盐浓水通过第一调节阀进入所述一价盐水箱中。
在一个实施方式中，所述高脱盐纳滤浓缩装置的淡化水输出侧与中间水箱的输入侧相连，所述高脱盐纳滤浓缩装置的产水侧与所述淡化水箱相连，所述淡化水箱通过第四高压泵与低压膜反渗透装置相连，所述低压膜反渗透装置产出的水返回所述中间水箱，所述低压膜反渗透装置的浓水侧通过第二调节阀与所述一价水箱相连。
在一个实施方式中，还包括与所述近零排放软化装置的上游侧相连的预处理装置，所述预处理装置的反洗废水输出侧与回用废水箱相连，所述回用废水箱中的废水通过回用泵返回至所述预处理装置中。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用梯度渗透原理，使高价盐水排放阀和一价盐浓水排放阀分别选择性地打开，使高价盐水或一价浓盐水分别能够选择性地进行排放，或者分别再次返回至浓缩分盐装置和高脱盐纳滤浓缩装置中进行循环处理，从而使系统脱盐水的回收率提高；此外，通过浓缩分盐装置将一价盐水(即氯化钠溶液)与高价盐水(如氯化镁、氯化钙及硫酸盐溶液)进行分离，其可以分摊部分的渗透压，以降低其下游设备的负担，同时系统自身运行压力也因此大幅降低，从而提高了系统的稳定性。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明的实施例中的近零排放脱盐水装置的示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
附图标记：
1-浓缩分盐装置；11-高价盐水排放阀；12-一价盐水箱；13-第三高压泵；
2-高脱盐纳滤浓缩装置；21-一价盐浓水排放阀；22-高盐水排放阀；23-盐计量箱补水阀；
3-盐计量箱；31-盐水泵；
4-近零排放软化装置；41-中间水箱；42-第一高压泵；
5-高回收率反渗透装置；51-反渗透单元；52-低压膜回收装置；53-浓水箱；54-脱盐水箱；55-第二高压泵；
6-预处理装置；
7-回用废水箱；71-回用泵；
8-低压膜反渗透装置；81-第四高压泵；82-第二调节阀。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提供一种近零排放脱盐水装置，其包括从上游侧到下游侧依次设置的高回收率反渗透装置5、浓缩分盐装置1和高脱盐纳滤浓缩装置2。
其中，高回收率反渗透装置5的脱盐水输出侧与脱盐水箱54相连，其用于将脱盐水输送至脱盐水箱54中。
浓缩分盐装置1的输入侧与高回收率反渗透装置5中的低压膜回收装置52的浓水输出侧相连，用于循环浓缩盐水，并且，浓缩分盐装置1的高价盐水输出侧设置有高价盐水排放阀11。其中，高价盐水排放阀11选择性地使高价盐水排放或者返回浓缩分盐装置1的输入侧；从而使高价盐水可以选择性地排放至环境或者返回至浓缩分盐装置1进行循环处理。
其中，高价盐水为二价或二价以上的盐水。
高脱盐纳滤浓缩装置2与浓缩分盐装置1的一价盐水输出侧相连，用于分离淡化水和浓缩一价盐水，并且高脱盐纳滤浓缩装置2的一价盐浓水输出侧设置有一价盐浓水排放阀21。其中，一价盐浓水排放阀21选择性使一价盐浓水排放或者返回高脱盐纳滤浓缩装置2的输入侧；从而使一价浓盐水可以选择性地排放至环境或者返回至高脱盐纳滤浓缩装置2进行循环处理。
由于高回收率反渗透装置5中未被输入至脱盐水箱54中的那一部分水分别进行了一价盐水和高价盐水分离以及淡化水和一价盐浓水分离，从而使一价盐浓水和高价盐水根据系统不同的运行情况选择进入不同的部件中，从而提高系统的脱盐水回收率。此外，浓缩分盐装置1将一价盐水(即氯化钠溶液)与高价盐水(如氯化镁、氯化钙及硫酸盐溶液)进行分离，其可以分摊部分的渗透压，以降低其下游设备的负担，同时系统自身运行压力也因此大幅降低，从而提高了系统的稳定性。
在一个实施例中，当电导率高于第一预设值时，一价盐浓水排放阀21打开使一价盐浓水排放；当电导率不高于第一预设值时；一价盐浓水排放阀21关闭使一价盐浓水返回高脱盐纳滤浓缩装置2的输入侧。
进一步地，一价盐浓水排放阀21的下游侧设置有互锁的高盐水排放阀22和盐计量箱补水阀23，高盐水排放阀22打开而盐计量箱补水阀23关闭时，一价盐浓水可进一步利用；高盐水排放阀22关闭而盐计量箱补水阀23打开时，一价盐浓水输送至近零排放软水装置的盐计量箱3中，作为软化再生盐水补水。
在一个实施例中，当电导率高于第一预设值时，高价盐水排放阀11打开使高价盐水排放并进一步利用，否则高价盐水排放阀11关闭使高价盐水返回浓缩分盐装置1的输入侧。
在一个实施例中，本发明的近零排放脱盐水装置还包括用于软化原水的近零排放软化装置4，其输入侧与盐计量箱3的下游侧相连，其出水端与高回收率反渗透装置5的输入侧相连，经过近零排放软化装置4软化后原水的被输送至高回收率反渗透装置5进行反渗透处理。
具体地，高回收率反渗透装置5包括低压膜回收装置52和反渗透单元51，反渗透单元51的反渗透浓水侧与低压膜回收装置52的输入侧相连，经过反渗透单元51处理后的反渗透浓水被输入低压膜回收装置52中进行纳滤处理。
其中，低压膜回收装置52的输出侧通过浓水箱53和第二高压泵55与浓缩分盐装置1相连，低压膜回收装置52输出的纳滤浓水先被输送至浓水箱53中，在经过第二高压泵55的泵送进入浓缩分盐装置1中，其中浓水箱53起到缓冲的作用，以稳定其下游设备的正常运行。
此外，当电导率高于第二预设值时，高价盐水排放阀11关闭使高价盐水返回浓水箱53中，从而使高价盐水在浓水箱53和浓缩分盐装置1中进行循环；当电导率不高于第二预设值时，高价盐水排放阀11打开则使高价盐水排放至环境。
近零排放软化装置4通过中间水箱41和第一高压泵42与反渗透单元51相连，近零排放软化装置4中输入的软化水先进入中间水箱41中，再通过第一高压泵42进入反渗透单元51中进行反渗透处理，其中中间水箱41起到缓冲的作用，以稳定其下游设备的正常运行。
进一步地，中间水箱41的输入侧还与低压膜回收装置52的高脱盐纳滤产水侧相连，即经过低压膜回收装置52处理后的高脱盐纳滤产水再次返回至中间水箱41并进入低压膜回收装置52中进行循环处理。
并且，高脱盐纳滤浓缩装置2的淡化水输出侧与淡化水箱83的输入侧相连。即经过高脱盐纳滤浓缩装置2处理后的淡水被输送至淡化水箱83中进行缓冲，使其不会影响下游的低压膜反渗透装置8的正常运行。
浓缩分盐装置1的一价盐水输出侧和高脱盐纳滤浓缩装置2之间通过一价盐水箱12和第三高压泵13相连，经过浓缩分盐装置1处理后的一价盐水先输送至一价盐水箱12中，再通过第三高压泵13被输送至高脱盐纳滤浓缩装置2进行进一步的浓缩处理。
一价盐浓水排放阀21设置在高脱盐纳滤浓缩装置2的浓水出水侧并与第一调节阀14并行设置，一价盐浓水排放阀21关闭时，一价盐浓水通过第一调节阀14进入一价盐水箱12中。即当电导率高于第一预设值时，一价盐浓水排放阀21打开、高盐水排放阀22打开且盐计量箱补水阀23关闭，则一价盐浓水通过高盐水排放阀22排放至环境；或者，一价盐浓水排放阀21打开、高盐水排放阀22关闭且盐计量箱补水阀23打开，则一价盐浓水通过盐计量箱补水阀23输入盐计量箱3中，为近零排放软化装置4的软化水提供一价盐水的补充。当电导率不高于第一预设值时，一价盐浓水排放阀21关闭，第一调节阀14打开，则一价盐水通过第一调节阀14进入一价盐水箱12，使其进一步进入高脱盐纳滤浓缩装置2进行浓缩处理。
在一个实施例中，高脱盐纳滤浓缩装置2的产水侧与淡化水箱83相连，淡化水箱83通过第四高压泵81与低压膜反渗透装置8相连，低压膜反渗透装置8产出的水返回中间水箱41中，低压膜反渗透装置3的浓水侧通过第二调节阀82与一价水箱12相连。
在一个实施例中，本发明的近零排放脱盐水装置还包括与近零排放软化装置4的上游侧相连的预处理装置6，预处理装置6的反洗废水输出侧与回用废水箱7相连，回用废水箱7中的废水通过回用泵71返回至预处理装置6中。通过预处理装置去除原水中的杂质等物，并通过回用泵71是反洗废水在预处理装置6中进行循环，从而提高进入近零排放软化装置4中的输入量。
下面将对本发明的近零排放脱盐水装置的处理过程进行详细地说明。
首先，将原水通入预处理装置6中进行去除杂质等预处理。经过预处理后的水进入近零排放软化装置4中，而预处理装置6的反洗废水则进入回用废水箱7中进行循环处理。
其次，近零排放软化装置4进行软化水处理，通过盐计量箱3向其中补充一价盐水。
近零排放软化装置4中输出的软化水进入中间水箱41中进行缓冲，中间水箱41中的水通过第一高压泵42进入反渗透单元51中进行反渗透处理。
反渗透单元51处理后的脱盐水进入脱盐水箱54中，反渗透浓水进入低压膜回收装置52中进行纳滤处理。
低压膜回收装置52处理后的纳滤浓水进入浓水箱53中，高脱盐纳滤产水则进入中间水箱41中。
因此，盐计量箱3中一价盐水的来自一价盐水箱12和高脱盐纳滤浓缩装置2的一加盐水输出侧。而中间水箱41中的水分别来自近零排放软化装置4输出的软化水、低压膜回收装置52输出的高脱盐纳滤产水以及低压膜反渗透装置8输出的淡水。
第三，浓水箱53中的纳滤浓水通过第二高压泵55进入浓缩分盐装置1中进行浓缩分盐处理。
浓缩分盐装置1处理后的一价盐水进入一价盐水箱12中，高价盐水则由高价盐水排放阀11进行控制。即：
电导率高于第二预设值时，高价盐水排放阀11关闭使高价盐水返回浓水箱53中；
当电导率不高于第二预设值时，高价盐水排放阀11打开则使高价盐水排放至环境。
第四，一价盐水箱12中的一价盐水通过第三高压泵13进入高脱盐纳滤浓缩装置2中进行低压反渗透处理。
高脱盐纳滤浓缩装置2处理后的淡化水进入淡化水箱83中，一价浓盐水则由一价浓盐水排放阀21进行控制。即：
当电导率高于第一预设值时，一价盐浓水排放阀21打开、高盐水排放阀22打开且盐计量箱补水阀23关闭，则一价盐浓水通过高盐水排放阀22排放至环境；或者
当电导率高于第一预设值时，一价盐浓水排放阀21打开、高盐水排放阀22关闭且盐计量箱补水阀23打开，则一价盐浓水通过盐计量箱补水阀23输入盐计量箱3中，为近零排放软化装置4的软化水提供一价盐水的补充；
当电导率不高于第一预设值时，一价盐浓水排放阀21关闭，第一调节阀14打开，则一价盐水通过第一调节阀14进入一价盐水箱12，使其进一步进入高脱盐纳滤浓缩装置2进行浓缩处理。
第五，高脱盐纳滤浓缩装置2产处的水进入淡化水箱83中，淡化水箱83中的水通过第四高压泵81进入低压膜反渗透装置8中。低压膜反渗透装置8产出的水返回中间水箱41中，以及低压膜反渗透装置3产生的一价盐浓水通过第二调节阀82进入一价水箱12中。
因此，一价盐水箱12中的一价盐水来自浓缩分盐装置1输出的一价盐水、低压膜反渗透装置3产出的一价盐浓水以及当电导率高于第一预设值时，高脱盐纳滤浓缩装置2输出的一价盐水。
从以上步骤可以看出，在每一个部件的处理过程中，都将该部件输出的水分为两部分，其中一部分进入下游设备进行进一步的处理，而另一部分则再次返回至该部件中进行循环处理，从而使系统的回收率最大化；并且从图1可以看出，在系统运行过程中，没有多余的废水产生，也不需要向系统额外地补充一价盐水和/或淡化水以保证近零排放软化装置4的软化效果，从而整个系统的运行实现可持续性。
需要说明的是本发明所述的近零排放软化装置4是指回收率在98％以上的软化水设备。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种近零排放脱盐水装置，其特征在于，包括：
高回收率反渗透装置(5)，其用于输出脱盐水，所述高回收率反渗透装置(5)包括低压膜回收装置(52)；
浓缩分盐装置(1)，其与所述低压膜回收装置(52)的浓水输出侧相连，用于循环浓缩盐水，所述浓缩分盐装置(1)的高价盐水输出侧设置有高价盐水排放阀(11)；以及
高脱盐纳滤浓缩装置(2)，其与所述浓缩分盐装置(1)的一价盐水输出侧相连，用于分离淡化水和浓缩一价盐水，所述高脱盐纳滤浓缩装置(2)的一价盐浓水输出侧设置有一价盐浓水排放阀(21)；
其中，所述高价盐水排放阀(11)选择性地使二价盐水排放或者返回所述浓缩分盐装置(1)的输入侧；
所述一价盐浓水排放阀(21)选择性使一价盐浓水排放或者返回所述高脱盐纳滤浓缩装置(2)的输入侧。
2.根据权利要求1所述的近零排放脱盐水装置，其特征在于，当电导率高于第一预设值时，所述一价盐浓水排放阀(21)打开使一价盐浓水排放；否则所述一价盐浓水排放阀(21)关闭使一价盐浓水返回所述高脱盐纳滤浓缩装置(2)的输入侧。
3.根据权利要求2所述的近零排放脱盐水装置，其特征在于，所述一价盐浓水排放阀(21)的下游侧设置有互锁的高盐水排放阀(22)和盐计量箱补水阀(23)，所述高盐水排放阀(22)打开而所述盐计量箱补水阀(23)关闭时，一价盐浓水可进一步利用；所述高盐水排放阀(22)关闭而所述盐计量箱补水阀(23)打开时，一价盐浓水输送至所述近零排放软水装置(4)的盐计量箱(3)中，作为软化再生盐水补水。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的近零排放脱盐水装置，其特征在于，当电导率高于第一预设值时，所述高价盐水排放阀(11)打开使高价盐水排放并进一步利用，否则所述高价盐水排放阀(11)关闭使高价盐水返回所述浓缩分盐装置(1)的输入侧。
5.根据权利要求3所述的近零排放脱盐水装置，其特征在于，还包括用于软化原水的近零排放软化装置(4)，其输入侧与所述盐计量箱(3)的下游侧相连，其出水端与所述高回收率反渗透装置(5)的输入侧相连。
6.根据权利要求5所述的近零排放脱盐水装置，其特征在于，所述低压膜回收装置(52)的浓水侧通过浓水箱(53)与所述浓缩分盐装置(1)相连，高价盐水排放阀所述高价盐水排放阀(11)关闭使高价盐水返回所述浓水箱(53)中。
7.根据权利要求6所述的近零排放脱盐水装置，其特征在于，所述高回收率反渗透装置(5)还包括反渗透单元(51)，所述近零排放软化装置(4)通过中间水箱(41)与所述反渗透单元(51)相连，所述反渗透单元(51)的反渗透浓水输出侧与所述低压膜回收装置(52)的输入侧相连，所述反渗透单元(51)的脱盐水输出侧与脱盐水箱(54)相连，所述中间水箱(41)的输入侧还与所述低压膜回收装置(52)的产水侧相连。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的近零排放脱盐水装置，其特征在于，所述浓缩分盐装置(1)的一价盐水输出侧和所述高脱盐纳滤浓缩装置(2)之间通过一价盐水箱(12)相连，所述一价盐浓水排放阀(21)设置在所述高脱盐纳滤浓缩装置(2)的浓水出水侧并与第一调节阀(14)并行设置，一价盐浓水排放阀(21)关闭时，一价盐浓水通过第一调节阀(14)进入所述一价盐水箱(12)中。
9.根据权利要求8所述的近零排放脱盐水装置，其特征在于，所述高脱盐纳滤浓缩装置(2)的淡化水输出侧与淡化水箱(83)的输入侧相连，所述高脱盐纳滤浓缩装置(2)的产水侧与所述淡化水箱(83)相连，所述淡化水箱(83)通过第四高压泵(81)与低压膜反渗透装置(8)相连，所述低压膜反渗透装置(8)产出的水返回所述中间水箱(41)，所述低压膜反渗透装置(3)的浓水侧通过第二调节阀(82)与所述一价水箱(12)相连。
10.根据权利要求5所述的近零排放脱盐水装置，其特征在于，还包括与所述近零排放软化装置(4)的上游侧相连的预处理装置(6)，所述预处理装置(6)的反洗废水输出侧与回用废水箱(7)相连，所述回用废水箱(7)中的废水通过回用泵(71)返回至所述预处理装置(6)中。
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