CN112321002B - 一种处理苦咸水的设备及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种处理苦咸水的设备及工艺。由反应药剂通过加药口注入原水；加药后的原水通过反应器底部的原水进水管进入反应器，控制原水上升流速30～100m/h在絮体腔室内形成絮体；絮体通过水流带动进入沉淀腔室，滤料以浮动床的形式与絮体发生作用，处理后的原水在反应器顶部的集水槽聚集形成一级水；高压泵抽取集水槽内的一级水，通过反渗透处理单元获得二级水；混水池同时抽取集水槽内的一级水和从反渗透处理单元获得的二级水，在混水池混合形成产品水。本发明有效解决苦咸水处理过程中水资源浪费及二次污染环境的问题；减少废水排放量，延长RO膜使用寿命，降低综合处理成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理苦咸水的设备及工艺，属于水处理技术领域。
背景技术
目前市场上解决高硬度水、苦咸水问题通常采用膜处理技术，但是大量浓水排放造成水资源的浪费，同时也带来二次环境污染的难题，出水偏酸性，需加药调节pH值。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种处理苦咸水的设备及工艺，解决苦咸水处理过程中水资源浪费及二次污染环境的问题；减少废水排放量，延长RO膜使用寿命，降低综合处理成本。
为了实现上述目的，本处理苦咸水的设备包括沉淀处理单元，反渗透处理单元及混水池；
所述沉淀处理单元包括一个或至少两个并联的反应器；所述反应器为竖直设置的密闭的桶状结构，包括同心设置的内筒和外筒，所述外筒的半径不小于内筒半径的1.5倍；所述内筒和外筒之间构成沉淀区；
所述反应器底部设有原水进水管、内筒排空阀以及外筒排空阀，原水进水管上设有加药口；所述反应器的内筒由下至上依次设置有絮体腔室、沉淀腔室和集水槽；所述集水槽通过管路连接有出水口；所述沉淀腔室内通有滤料；所述反应器下部为锥形结构，其底部通过管路与滤料排放阀口连接；
所述出水口的管路上设置有浊度在线监测仪和硬度在线监测仪；
所述反渗透处理单元包括高压泵、过滤器及反渗透膜。
进一步，所述絮体腔室由呈倒漏斗状的支撑管形成，所述支撑管的管壁上均布有通水用的孔。
进一步，所述滤料为粒径：0.05-0.2mm，密度：3.2-5.0g/cm3的天然矿石。
进一步，原水通过沉淀处理单元后得到一级水；通过高压泵从集水槽抽部分一级水注入反渗透处理单元，产出的二级水注入混水池；同时有一路一级水与二级水按照一定比例直接通过设有止回阀的管路注入混水池。
进一步，所述反应器的顶部通过滤料添加阀连通滤料仓。
本发明同时提供一种处理苦咸水工艺，包括以下具体步骤：
1）反应药剂通过加药口注入原水；加药后的原水通过反应器底部的原水进水管进入反应器的内筒，通过布水器匀速进入絮体腔室；控制原水上升流速30～100m/h在絮体腔室内形成絮体；
2）所述絮体通过水流带动进入沉淀腔室，滤料被水流带动，以浮动床的形式与絮体发生作用，絮体在滤料表面富集使得滤料的粒径逐渐增大，浮动床的体积逐渐增高；水流继续上升进入外筒；由于通水面积的突然增大，水流上升速度骤然降低，絮体在沉淀区逐渐沉降，处理后的原水在反应器顶部的集水槽聚集，形成一级水，并通过出水口流出反应器；
3）高压泵抽取集水槽内的一级水并通过反渗透处理单元获得二级水，产出的二级水注入混水池；
4）依据步骤所获得的二级水的量按照一定比例，有一路一级水注入混水池中混合形成产品水；
5）设置在出水口的管路上的浊度在线监测仪和硬度在线监测仪实时监测浊度值和硬度值，当浊度值或硬度值超过预设的参数时，原水停止进入反应器，同时打开排放阀口、内筒排空阀和外筒排空阀，同时排放失效的滤料、原水和沉淀区的沉淀物；排空滤料后关闭滤料排放阀口，打开滤料添加阀，注入新的滤料；注入定量的滤料后关闭滤料添加阀，原水继续进入反应器。
进一步，所述絮体腔室内水流上升速度为30～100m/h，沉淀腔室内水流上升速度为60～120m/h，滤料与水流的接触时间为5～15min；
进一步，所述反应药剂包括絮凝剂和或碱性药剂。
进一步，所述絮凝剂为聚合氯化铝；所述碱性药剂为氢氧化钠和或碳酸钠。
进一步，所述碱性药剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合物，氢氧化钠与碳酸钠的摩尔比为1.5:1～3:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明将原水经诱导造粒除硬度预处理，然后部分水经RO反渗透膜处理后混合，可以大量减少浓水排放量，节约水资源，勾兑后无需再调节pH值，出水水质安全、稳定。
2、原水首先通过诱导造粒预处理，将水中的钙镁离子降低，有效减少反渗透膜结垢，可以提高水的产量和产水的质量，延长系统清洗周期，提高RO膜的使用寿命。
3、常规反渗透膜系统运行费用高达1.5元/吨水，采用核晶凝聚诱导造粒+RO反渗透膜处理混合勾兑工艺后，综合处理成本仅为反渗透处理系统的1/2。
附图说明
图1为本发明的设备结构示意图；
图2为本发明的工艺流程图；
图中：1、反应器，1.1、内筒，1.2、外筒，1.1.1、内筒排空阀，1.2.1、外筒排空阀，1.3、沉淀区，2、反渗透处理单元，3、混水池，4、原水进水管，5、加药口，6、絮体腔室，7、沉淀腔室，8、集水槽，9、出水口，10、浊度在线监测仪，11、硬度在线监测仪，12、滤料添加阀，13、布水器，14、高压泵，15、滤料排放阀口，16、滤料仓，17、过滤器，18、反渗透膜，19、止回阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本处理苦咸水的设备包括沉淀处理单元，反渗透处理单元2及混水池3；
所述沉淀处理单元包括一个或至少两个并联的反应器1；所述反应器1为竖直设置的密闭的桶状结构，包括同心设置的内筒1.1和外筒1.2，所述外筒1.2的半径不小于内筒1.1半径的1.5倍；所述内筒1.1和外筒1.2之间构成沉淀区1.3；能够实现保压，减少开放式的压力损失，还能减少一个水箱；达到节能和减少设备占地面积的目的。
所述反应器1底部设有原水进水管4、内筒排空阀1.1.1以及外筒排空阀1.2.1，原水进水管4上设有加药口5；所述反应器1的内筒1.1由下至上依次设置有絮体腔室6、沉淀腔室7和集水槽8；所述集水槽8通过管路连接有出水口9；所述沉淀腔室7内通有滤料；所述反应器1下部为锥形结构，其底部通过管路与滤料排放阀口15连接；
所述出水口9的管路上设置有浊度在线监测仪10和硬度在线监测仪11；
所述反渗透处理单元2包括高压泵14、过滤器17及反渗透膜18。
所述浊度在线监测仪10采用TST-6100A型浊度在线监测仪。TST-6100A型浊度在线监测仪采用红外光散射技术，有效消除了样品颜色的影响，保证良好的重复性及稳定性；抗干扰能力强，传输距离远；内设自诊断功能，保证数据准确；可选配自动清洗功能，大大减少传感器维护量。
所述硬度在线监测仪11采用CAT-7800型硬度在线监测仪。CAT-7800型硬度在线监测仪采用光电耦合隔离技术，抗干扰能力强，具有良好的电磁兼容性；液晶显示，操作简单，操作步骤中文提示，即可方便完成；在同一屏幕上显示浓度值、温度、时间和状态值；带有4-20mA信号输出，可选配RS485通讯。
进一步，所述絮体腔室6由呈倒漏斗状的支撑管6.1形成，所述支撑管6.1的管壁上均布有通水用的孔。
进一步，所述滤料为粒径：0.05-0.2mm，密度：3.2-5.0g/cm3的天然矿石。
进一步，原水通过沉淀处理单元后得到一级水；通过高压泵14从集水槽8抽部分一级水注入反渗透处理单元2，产出的二级水注入混水池3；同时有一路一级水与二级水按照一定比例直接通过设有止回阀19的管路注入混水池3。止回阀19可防止混水池3中的水逆流。
进一步，所述反应器1的顶部通过滤料添加阀12连通滤料仓16。
本发明采用上述设备处理苦咸水的工艺，包括以下具体步骤：
1）反应药剂通过加药口5注入原水；加药后的原水通过反应器1底部的原水进水管4进入反应器1的内筒1.1，通过布水器13匀速进入絮体腔室6；控制原水上升流速30～100m/h在絮体腔室6内形成絮体；
2）所述絮体通过水流带动进入沉淀腔室7，滤料被水流带动，以浮动床的形式与絮体发生作用，絮体在滤料表面富集使得滤料的粒径逐渐增大，浮动床的体积逐渐增高；水流继续上升进入外筒1.2；由于通水面积的突然增大，水流上升速度骤然降低，絮体在沉淀区1.3逐渐沉降，处理后的原水在反应器1顶部的集水槽8聚集，形成一级水，并通过出水口9流出反应器1；
3）高压泵14抽取集水槽8内的一级水并通过反渗透处理单元2获得二级水，产出的二级水注入混水池3；
4）依据步骤3所获得的二级水的量按照一定比例，有一路一级水注入混水池3中混合形成产品水；
5）设置在出水口9的管路上的浊度在线监测仪10和硬度在线监测仪11实时监测浊度值和硬度值，当浊度值或硬度值超过预设的参数时，原水停止进入反应器1，同时打开排放阀口15、内筒排空阀1.1.1和外筒排空阀1.2.1，同时排放失效的滤料、原水和沉淀区1.3的沉淀物；排空滤料后关闭滤料排放阀口15，打开滤料添加阀12，注入新的滤料；注入定量的滤料后关闭滤料添加阀12，原水继续进入反应器1。
进一步，所述絮体腔室6内水流上升速度为30～100m/h，沉淀腔室7内水流上升速度为60～120m/h，滤料与水流的接触时间为5～15min；
进一步，所述反应药剂包括絮凝剂和或碱性药剂。
进一步，所述絮凝剂为聚合氯化铝；所述碱性药剂为氢氧化钠和或碳酸钠。
进一步，所述碱性药剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合物，氢氧化钠与碳酸钠的摩尔比为1.5:1～3:1。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种处理苦咸水的设备，其特征在于，
包括沉淀处理单元，反渗透处理单元（2）及混水池（3）；
所述沉淀处理单元包括一个或至少两个并联的反应器（1）；
所述反应器（1）为竖直设置的密闭的桶状结构，包括同心设置的内筒（1.1）和外筒（1.2），所述外筒（1.2）的半径不小于内筒（1.1）半径的1.5倍；所述内筒（1.1）和外筒（1.2）之间构成沉淀区（1.3）；
所述反应器（1）底部设有原水进水管（4）、内筒排空阀（1.1.1）以及外筒排空阀（1.2.1），原水进水管（4）上设有加药口（5）；所述反应器（1）的内筒（1.1）由下至上依次设置有絮体腔室（6）、沉淀腔室（7）和集水槽（8）；所述集水槽（8）通过管路连接有出水口（9）；所述沉淀腔室（7）内通有滤料；所述反应器（1）下部为锥形结构，其底部通过管路与滤料排放阀口（15）连接；
所述出水口（9）的管路上设置有浊度在线监测仪（10）和硬度在线监测仪（11）；
所述反渗透处理单元（2）包括高压泵（14）、过滤器（17）及反渗透膜（18）；
所述絮体腔室（6）由呈倒漏斗状的支撑管（6.1）形成，所述支撑管（6.1）的管壁上均布有通水用的孔；
所述滤料为粒径：0.05-0.2mm，密度：3.2-5.0g/cm3的天然矿石；
原水通过沉淀处理单元后得到一级水；通过高压泵（14）从集水槽（8）抽部分一级水注入反渗透处理单元（2），产出的二级水注入混水池（3）；同时有一路一级水与二级水按照一定比例直接通过设有止回阀（19）的管路注入混水池（3）。
2.根据权利要求1所述的一种处理苦咸水的设备，其特征在于，
所述反应器（1）的顶部通过滤料添加阀（12）连通滤料仓（16）。
3.一种采用如权利要求1所述处理苦咸水的设备的处理苦咸水工艺，其特征在于，包括以下具体步骤：
1）反应药剂通过加药口（5）注入原水；加药后的原水通过反应器（1）底部的原水进水管（4）进入反应器（1）的内筒（1.1），通过布水器（13）匀速进入絮体腔室（6）；控制原水上升流速30～100m/h在絮体腔室（6）内形成絮体；
2）絮体通过水流带动进入沉淀腔室（7），滤料被水流带动，以浮动床的形式与絮体发生作用，絮体在滤料表面富集使得滤料的粒径逐渐增大，浮动床的体积逐渐增高；水流继续上升进入外筒（1.2）；由于通水面积的突然增大，水流上升速度骤然降低，絮体在沉淀区（1.3）逐渐沉降，处理后的原水在反应器（1）顶部的集水槽（8）聚集，形成一级水，并通过出水口（9）流出反应器（1）；
3）高压泵（14）抽取集水槽（8）内的一级水并通过反渗透处理单元（2）获得二级水，产出的二级水注入混水池（3）；
4）依据步骤3）所获得的二级水的量按照一定比例，有一路一级水注入混水池（3）中混合形成产品水；
5）设置在出水口（9）的管路上的浊度在线监测仪（10）和硬度在线监测仪（11）实时监测浊度值和硬度值，当浊度值或硬度值超过预设的参数时，原水停止进入反应器（1），同时打开排放阀口（15）、内筒排空阀（1.1.1）和外筒排空阀（1.2.1），同时排放失效的滤料、原水和沉淀区（1.3）的沉淀物；排空滤料后关闭滤料排放阀口（15），打开滤料添加阀（12），注入新的滤料；注入定量的滤料后关闭滤料添加阀（12），原水继续进入反应器（1）。
4.根据权利要求3所述的一种处理苦咸水工艺，其特征在于，
所述絮体腔室（6）内水流上升速度为30～100m/h，沉淀腔室（7）内水流上升速度为60～120m/h，滤料与水流的接触时间为5～15min。
5.根据权利要求4所述的一种处理苦咸水工艺，其特征在于，
所述反应药剂包括絮凝剂和或碱性药剂。
6.根据权利要求5所述的一种处理苦咸水工艺，其特征在于，
所述絮凝剂为聚合氯化铝；所述碱性药剂为氢氧化钠和或碳酸钠。
7.根据权利要求6所述的一种处理苦咸水工艺，其特征在于，
所述碱性药剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合物，氢氧化钠与碳酸钠的摩尔比为1.5:1～3:1。
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-
2020
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