CN112076626A - 一种用于海水淡化预处理的新型微滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于海水淡化预处理的新型微滤系统，包括进水单元、微滤装置、反洗单元、清洗单元、加药单元和气洗单元；其中所述进水单元包括原水箱、给水泵和自清洗过滤器；所述反洗单元包括产水箱和反洗泵；所述微滤装置包括膜元件；所述清洗单元包括清洗水箱和清洗泵；所述加药单元包括酸加药计量箱、碱加药计量箱、次酸钠加药计量箱和计量泵；所述气洗单元包括空气压缩机。其中本发明的有益效果是：过滤后的海水水质，抗污染、强度高、耐受高浓度氧化剂性能好，微滤工艺结构合理，不易污堵，截污量高，易清洗，能够自动气、水反冲洗和在线加药反洗。

Description

一种用于海水淡化预处理的新型微滤系统

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别涉及一种用于海水淡化预处理的新型微滤系统。

背景技术

由于淡水资源的日益短缺，开发出新的淡水资源变得尤为重要。利用海水淡化技术从海水中制取饮用水，是缓解当代水资源紧缺的重要途径之一。目前，主要采用两种方法淡化海水，即蒸馏法和反渗透法。反渗透法，以其技术成熟及费用低的优势，越来越多地被应用于海水淡化。

但由于进水水质对反渗透膜运行效果甚至是膜寿命都有显著的影响，海水淡化预处理工艺变得尤为重要。传统的海水淡化预处理工艺一般包括：灭菌、絮凝沉淀、过滤、加防垢剂、脱气等。传统的预处理工艺要先对海水进行加氯灭菌，加化学药剂(絮凝剂等)絮凝，再通过多介质过滤器去除絮凝物，然后继续添加化学试剂(阻垢剂等)进行软化，再用过滤器过滤。这样就会存在操作复杂、成本较高、出水水质波动大、占地面积大、化学药剂管理复杂、耗时长等问题。

传统技术采用PVDF平板膜或其他中空纤维膜一般不耐油，油、有机溶剂等物质对膜造成致命伤害，通量无法恢复，而PTFE膜耐油，耐有机溶剂，从而抗风险性较高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种用于海水淡化预处理的新型微滤系统，本发明的技术方案是这样实施的：

一种用于海水淡化预处理的新型微滤系统，包括进水单元、微滤装置、反洗单元、清洗单元、加药单元和气洗单元；其中进水单元包括原水箱、给水泵和自清洗过滤器；反洗单元包括产水箱和反洗泵；微滤装置包括膜元件；清洗单元包括清洗水箱和清洗泵；加药单元包括加药模块和计量泵；气洗单元包括空气压缩机；

进水单元中原水箱出水口与微滤装置的进水口相连接，反洗单元中产水箱的出水口与微滤装置的反洗进水口相连，清洗单元的清洗水箱的出水口与微滤装置的清洗液进口相连，气洗单元的空气压缩机与微滤装置的进气口通过空气管道相连；

原水箱进水口与微滤装置进水口之间安装给水泵和清洗过滤器，产水箱进水口与微滤装置的产水口之间安装反洗水泵，清洗水箱进水口与微滤装置的清洗液进口之间安装清洗泵。

优选地，加药模块包括酸加药计量箱、碱加药计量箱和次氯酸钠加药计量箱。

优选地，膜元件采用外压式PTFE微滤膜。

优选地，微滤装置还包括取样点和取样表计。

优选地，外压式PTFE微滤膜孔径为0.05～5μm。

优选地，微滤装置的膜壳采用UPVC材质。

优选地，微滤装置进水口和出水口设置有阀门。

实施本发明的技术方案可解决现有技术汗水淡化预处理的操作复杂、成本较高、出水水质波动大、占地面积大、化学药剂管理复杂以及耗时长的技术问题；实施本发明的技术方案，通过采用微滤的压力驱动的膜处理技术，可实现将悬浮物、胶体、微生物等进行分离，不需要添加混凝剂、絮凝剂等化学试剂，也省去了混凝沉淀池和V型滤池，微滤工艺可以代替了传统预处理的灭菌、絮凝沉淀、过滤等一系列工艺，简化了操作流程，节省了占地面积，降低了设备投资和运行费用的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

图1为海水淡化预处理的新型微滤示意图。

在上述附图中，各图号标记分别表示：

进水单元

1-1原水箱，

1-2给水泵

1-3自清洗过滤器

反洗单元

2-1产水箱

2-2反洗泵

3微滤膜装置

3-1膜元件

3-2取样口

清洗单元

4-1清洗水箱

4-2清洗泵

加药单元

加药模块

5-1-1酸加药计量箱

5-1-2碱加药计量箱

5-1-3次酸钠加药计量箱

5-2计量泵

气洗单元

6-1空气压缩机

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

在一种具体的实施例1中，如图1所示，一种用于海水淡化预处理的新型微滤系统，包括进水单元、微滤装置3、反洗单元、清洗单元、加药单元和气洗单元；其中进水单元包括原水箱1-1、给水泵1-2和自清洗过滤器1-3；反洗单元包括产水箱2-1和反洗泵2-2；微滤装置3包括膜元件3-1；清洗单元包括清洗水箱4-1和清洗泵4-2；加药单元包括加药模块和计量泵5-2；气洗单元包括空气压缩机6-1。

进水单元中原水箱1-1出水口与微滤装置3的进水口相连接，反洗单元中产水箱2-1的出水口与微滤装置3的反洗进水口相连，清洗单元的清洗水箱4-1的出水口与微滤装置3的清洗液进口相连，气洗单元的空气压缩机6-1与微滤装置3的进气口通过空气管道相连。

原水箱1-1进水口与微滤装置3进水口之间安装给水泵1-2和清洗过滤器1-3；产水箱2-1进水口与微滤装置3的产水口之间安装反洗水泵2-2；清洗水箱4-1进水口与微滤装置3的清洗液进口之间安装清洗泵4-2。

本系统海水淡化的过程如下：

进水过滤产水过程：海水首先进入原水箱1-1中，通过给水泵1-2将海水抽至微滤装置3中，经过微滤装置3处理后，产生的水流入后续的海水淡化系统中。

气水反洗过程：先开启反洗水排放阀、反洗进水阀和进气阀，再启动反洗水泵2-2和空气压缩机6-1，最后调整反洗进水手动阀，反洗压力<0.15MPa，使产水箱2-1的水经过反洗水管进入微滤装置3，压缩空气经空气管进入微滤装置3，进行气水反洗，反洗时间60s。

化学清洗过程：开启清洗水箱4-1进水阀，向清洗水箱4-1中注入淡水为清洗量的一半，将计算的药剂量，倒入清洗水箱4-1中，开启清洗阀，清洗回流阀，启动清洗泵4-2，缓慢打开清洗泵4-2出口阀，控制流量为11t/h，清洗压力不超过0.15MPa，进行化学清洗。

通过本系统处理过后的出水水质浊度小于或等于1NTU，悬浮物不大于1mg/L，SDI5小于15，保证了后续膜法海水淡化的进水水质。本系统运行控制方式为设有程序启停装置，停用后能延时自动冲洗。本系统的运行及反洗可以通过手动或自动控制。微滤装置3的运行根据微滤水池的水位自动控制运行。本系统的启动、运行、反洗、停机等过程均可实现自动控制。同时，本系统不仅限于设置一块就地仪表盘和一块就地操作盘，在就地仪表盘上可读出微滤的有关工艺参数，以及能在就地操作盘上操作相关的水泵和自动阀门。对本系统的重要参数均设有在线检测仪表，可以保证对相关数据信息进行实时的监控和管理，保证设备的正常运行以及水质的净化达到相应的标准。本系统还可设定超限报警。

在一种优选的实施方式中，加药模块包括酸加药计量箱5-1-1、碱加药计量箱5-1-2和次氯酸钠加药计量箱5-1-3。

在该具体的实施方式中，酸加药计量箱5-1-1、碱加药计量箱5-1-2、次氯酸钠加药计量箱5-1-3的出药口与微滤装置3的反洗进水口相连接，次氯酸钠加药计量箱5-1-3出药口与原水箱1进水口相连接。酸加药计量箱5-1-1、碱加药计量箱5-1-2、次氯酸钠加药计量箱5-1-3的出药口与微滤装置3的反洗进水口之间设置计量泵，次氯酸钠加药计量箱5-1-3与原水箱1进水口之间设置计量泵。

在一种优选的实施方式中，膜元件3-1采用外压式PTFE微滤膜。

在本实施方式中，膜元件3-1由PTFE材料制成，PTFE材料的一个重要特性是不粘结性较好，因此几乎所有的被截留物都能被反洗排出，只有少部分可能留在元件表面，再利用空气擦洗搅拌，可以进一步去除污染物，PTFE具有很好的化学稳定性，可用加酸、碱或次氯酸钠加强反洗用于清除粘附物，还可用强酸、碱或强氧化剂进一步去除粘附物，恢复通量。PTFE膜可在污泥浓度为20000mg/L～30000mg/L以上连续稳定运行，最高可达到40000mg/L中保证了本装置具有很好的适用条件，即使在水质较差的水质条件下仍可以正常的进行工作。高性能的PTFE材料制成的膜元件3-1保证了滤后海水的水质，抗污染、强度高、耐受高浓度氧化剂性能好。本装置可不加任何药剂或者只加1-3ppm的杀菌剂就可以将水质净化到相应的标准，大幅度降低药剂消耗，降低运行成本。

膜元件3-1采用并列布置的方式，以此加强装置的过滤的性能，保证过滤后的水质。

在一种优选的实施方式中，微滤装置3还包括取样点和取样表计。

在该具体实施方式中，微滤装置3设有取样口3-2和必须的检测表计，取样口3-2以及检测表计的数量及位置能够保证本装置可以有效地监督、诊断并确定存在的缺陷。取样口3-2集中设置，便于取样，同时保证样品的充分性。

在一种优选的实施方式中，外压式PTFE微滤膜孔径为0.05～5μm。

在该具体的实施方式中，微滤装置3中的膜元件3-1采用PTFE材质的孔径为0.05～5μm，在该孔径下可以将反渗透的进水水质从传统预处理工艺的SDI<3改进到SDI<l，更好的保证了后续海水淡化的进水水质。此外PTFE材料制成的膜元件3-1比PVDF平板膜或其他中空纤维膜的产水通量大50％左右，使用寿命长10年左右，还可节省占地约50％。

在一种优选的实施方式中，微滤装置3的膜壳采用UPVC材质。

在本实施方式中，膜壳套在膜元件上，UPVC耐腐蚀性强，流体阻力小、机械强度高、卫生无毒、质地轻、安装施工方便、水密性好适用于膜元件3-1的工作环境。

在一种优选的实施方式中，微滤装置3进水口和出水口设置有阀门。

在该具体的实施方式中，微滤装置3进水口和出水口设置有阀门，以便清洗时与清洗液进出管相连接。微滤装置3的具体操作步骤就是先对各个阀门进行开启，具体步骤为：先开启反洗底排阀、反洗顶排阀、进水阀进行预冲洗，再开启进水阀，同时需要注意调整进水阀开度，使产水流量达到要求水量9.5t/h；开启错流排放阀，同步调整错流排放手动阀，调节至需要的排放量0.5t/h，最后开启产水阀，关闭反洗水排放阀，产出的水流入后续的海水淡化系统中。

需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于海水淡化预处理的新型微滤系统，其特征在于：包括进水单元、微滤装置、反洗单元、清洗单元、加药单元和气洗单元；其中所述进水单元包括原水箱、给水泵和自清洗过滤器；所述反洗单元包括产水箱和反洗泵；所述微滤装置包括膜元件；所述清洗单元包括清洗水箱和清洗泵；所述加药单元包括加药模块和计量泵；所述气洗单元包括空气压缩机；

所述进水单元中所述原水箱出水口与所述微滤装置的进水口相连接，所述反洗单元中所述产水箱的出水口与所述微滤装置的反洗进水口相连，所述清洗单元的所述清洗水箱的出水口与所述微滤装置的清洗液进口相连，所述气洗单元的所述空气压缩机与所述微滤装置的进气口通过空气管道相连；

所述原水箱进水口与所述微滤装置进水口之间安装所述给水泵和所述清洗过滤器；所述产水箱进水口与所述微滤装置的产水口之间安装所述反洗水泵；所述清洗水箱进水口与所述微滤装置的清洗液进口之间安装所述清洗泵。

2.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化预处理的新型微滤系统，其特征在于：所述加药模块包括酸加药计量箱、碱加药计量箱和次氯酸钠加药计量箱。

3.根据权利要求2所述的一种用于海水淡化预处理的新型微滤系统，其特征在于：所述膜元件采用外压式PTFE微滤膜。

4.根据权利要求3所述的一种用于海水淡化预处理的新型微滤系统，其特征在于：所述微滤装置还包括取样点和取样表计。

5.根据权利要求4所述的一种用于海水淡化预处理的新型微滤系统，其特征在于：所述外压式PTFE微滤膜孔径为0.05～5μm。

6.根据权利要求5所述的一种用于海水淡化预处理的新型微滤系统，其特征在于：所述微滤装置的膜壳采用UPVC材质。

7.根据权利要求6所述的一种用于海水淡化预处理的新型微滤系统，其特征在于：所述微滤装置进水口和出水口设置有阀门。

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