CN112919693B - 一种全膜法脱盐水处理系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全膜法脱盐水处理系统，所述系统至少包括：前处理单元，用于滤除界外送来的原水中的至少部分杂质；反渗透单元，用于利用至少三级反渗透装置与前处理单元之间的非线性组合关系对经前处理单元处理后得到的出水进行逆向渗透脱盐以使其出水满足EDI装置进水指标；EDI装置，对达到其装置进水指标的来水进行深度脱盐处理制得二级脱盐水，二级脱盐水可经外供脱盐水泵加压后送至用水点。

Description

一种全膜法脱盐水处理系统及其处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种全膜法脱盐水处理系统及其处理方法。

背景技术

在火力发电厂中，燃料的化学能转变为水的热能，水转化为高温高压水蒸气进入汽轮机推动其旋转，将热能转化为机械能，汽轮机带动发电机旋转而将机械能转变为电能输出。热力设备是否能够安全经济运行主要依赖于热力系统中水品质，然而，由于原水本身含有如钙镁化合物、悬浮物、可溶性固体和有机物等大量杂质，若直接将质量较低的原水引入到热力系统的水汽循环系统中，会形成如热力设备腐蚀、结垢、过热器以及汽轮机积盐等危害。因此，要确保热力设备的安全经济运行，就必须需要对原水进行净化处理，严格要求作为热力系统工作介质及冷却介质的水的进水水质，并实现对原水进行合理循环利用。

目前，石油化工行业一般采用传统水处理工艺制取二级脱盐水，即超滤+反渗透+混床的处理工艺，水经超滤预处理达到反渗透一级除盐系统进水水质要求，经反渗透一级除盐系统除盐后达到一级除盐水标准，一级除盐水经混床除盐后达到二级除盐水标准，然而不足的地方在于混床树脂吸附水中离子能力较强，因此对树脂的污染程度较为频繁，需要经常再生；并且其再生所需的酸碱比较多，酸碱消耗以及酸碱污水排放等环境污染都非常大，频繁的混床再生容易导致管道腐蚀而存在泄漏风险。并且随着近年来地表水源的不断使用，水质较差的地表水已经成为石化行业最为主要的水源，电厂补给水常来源于地表水和地下水，沿海及缺淡水的地区还常以海水为补给水源，而在以地表水为水源的除盐水制备系统中，原水的水质波动对系统冲击性影响较大，容易造成产水水质波动，进一步影响出水水质。

例如公开号为CN102897939A的专利文献所提出的一种反渗透工艺流程，其涉及的主要工艺流程为：原水→(加氧化剂)多介质过滤器→活性炭过滤器→(加阻垢剂、还原剂)→加热器→保安过滤器→高压泵→反渗透→脱碳塔→中间水箱→中间泵→混床→除盐水箱。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

在火力发电厂中，燃料的化学能转变为水的热能，水转化为高温高压水蒸气进入汽轮机推动其旋转，将热能转化为机械能，汽轮机带动发电机旋转而将机械能转变为电能输出。热力设备是否能够安全经济运行主要依赖于热力系统中原水品质，然而，由于原水本身含有如钙镁化合物、悬浮物、可溶性固体和有机物等大量杂质，若直接将质量较低的原水引入到热力系统的水汽循环系统中，会形成如热力设备腐蚀、结垢、过热器以及汽轮机积盐等危害。因此，要确保热力设备的安全经济运行，就必须需要对原水进行净化处理，严格要求作为热力系统工作介质及冷却介质的水的进水水质，并实现对原水进行合理循环利用。目前，石油化工行业一般采用传统水处理工艺制取二级脱盐水，即超滤+反渗透+混床的处理工艺，水经超滤预处理达到反渗透一级除盐系统进水水质要求，经反渗透一级除盐系统除盐后达到一级除盐水标准，一级除盐水经混床除盐后达到二级除盐水标准，然而不足的地方在于混床树脂吸附水中离子能力较强，因此对树脂的污染程度较为频繁，需要经常再生；并且其再生所需的酸碱比较多，酸碱消耗以及酸碱污水排放等环境污染都非常大，频繁的混床再生容易导致管道腐蚀而存在泄漏风险。例如公开号为CN102897939A的专利文献所提出的一种反渗透工艺流程，其涉及的主要工艺流程为：原水→(加氧化剂)多介质过滤器→活性炭过滤器→(加阻垢剂、还原剂)→加热器→保安过滤器→高压泵→反渗透→脱碳塔→中间水箱→中间泵→混床→除盐水箱。

针对上述现有技术之不足，本发明提供了一种全膜法脱盐水处理系统，采用EDI设备替代了传统的酸碱再生混床，减少了酸碱消耗以及酸碱污水排放等环境污染，有利于环境保护，大大地降低了水处理成本，并且建立了高效经济的废水回用工艺，将传统的资源-产品-污水排放模式转变为了资源-产品-再生资源的可循环模式，在有效保障热力系统工作介质及冷却介质的水的进水水质的同时，还将原本直接外排至界外的污水高效循环为补充用水，既大幅提升节能降耗能力且实现了污水零排放，推动石油化工生产的循环经济模式。EDI设备与传统的酸碱再生混床相比，避免了酸碱环境下存在的腐蚀灼伤等安全隐患，减少了占地面积，易于实现，降低了经济成本，工业应用前景广阔。

本申请提出了一种全膜法脱盐水处理系统，所述系统至少包括：前处理单元，用于滤除界外送来的原水中的至少部分杂质；反渗透单元，用于利用至少三级反渗透装置与前处理单元之间的非线性组合关系对经前处理单元处理后得到的出水进行逆向渗透脱盐以使其出水满足EDI装置进水指标；EDI装置，对达到其装置进水指标的来水进行深度脱盐处理制得二级脱盐水，二级脱盐水可经外供脱盐水泵加压后送至用水点。非线性组合关系主要是指，前处理单元与至少三级反渗透装置并非线性连接，而是前处理单元只与一级RO装置连接，一级RO装置的出水再分别进入二级RO装置和浓水RO装置处理。

优选地，至少三级反渗透装置可包括至少一套浓水RO装置、至少两套一级RO装置和至少两套二级RO装置，所述反渗透单元可基于其进水母管所监测到的来水品质选择性连通至不同的一级RO装置，且经所述一级RO装置处理后可基于其产水管中的出水品质来将其出水两路分送至二级RO装置和浓水RO装置。

优选地，一级RO装置可采用一级三段式排列，平均膜通量不大于22L/m².h；二级RO装置可采用一级二段式排列，平均膜通量不大于33L/m².h；浓水RO装置可采用一级二段式排列，平均膜通量不大于18L/m².h。

优选地，所述前处理单元至少包括超滤装置，超滤装置配置有能够在次氯酸钠加药装置、氢氧化钠加药装置及盐酸加药装置之间自动切换和/或在线调整的化学加强反洗装置。

优选地，所述EDI装置进水指标包括：水温介于5～40℃、电导率不大于40us/cm、pH值介于5～9.5、硬度小于1ppm、污染指数小于0.5SDI、总有机碳小于0.5ppm中的一个或几个。

优选地，一级RO装置的来水可包括由前处理单元得到的原水、由浓水RO装置得到的出水、由二级RO装置得到的浓水或由EDI装置得到的浓水中的一个或几个。

优选地，一级RO装置、二级RO装置和浓水RO装置均为分段式结构，且各段的给水进出水总管和浓水进出水总管上均设有用于连接清洗液进出管的且带有阀门的至少一个接口。

本申请还提出了一种全膜法脱盐水处理方法，所述方法至少包括以下步骤中的一个或几个：滤除界外送来的原水中的至少部分杂质；利用至少三级反渗透装置与前处理单元之间的非线性组合关系对经前处理单元处理后得到的出水进行逆向渗透脱盐以使其出水满足EDI装置进水指标；对达到其装置进水指标的来水进行深度脱盐处理制得二级脱盐水，二级脱盐水可经外供脱盐水泵加压后送至用水点。所述工艺至少包括以下步骤中的一个或几个：原水的全膜法脱盐处理，至少包含超滤、一级反渗透、二级反渗透、浓水反渗透和EDI，对原水进行除悬浮物、胶体，最为重要的是对原水中盐、有机物等浓缩至少量水中，大量产水符合热力系统工作介质的进水水质要求；经全膜法脱盐处理得到的出水供热力系统使用。

优选地，所述方法还包括以下步骤：由二级RO装置得到的浓水和/或由浓水RO装置得到的浓水分别分两路回流利用，其中部分浓水回流至二级RO装置或浓水RO装置以提高反渗透膜表面流速，同时分担了回流至一级RO装置的浓水量。部分浓水回流至二级RO装置或浓水RO装置，其余部分回流至一级RO装置。

本申请提出了一种全膜法脱盐水处理工艺，所述工艺至少包括以下步骤中的一个或几个：原水的全膜法脱盐处理，至少包含超滤、一级反渗透、二级反渗透、浓水反渗透和EDI，对原水进行除悬浮物、胶体，最为重要的是对原水中盐、有机物等浓缩至少量水中，大量产水符合热力系统工作介质的进水水质要求；经全膜法脱盐处理得到的出水供热力系统使用。

本申请提出了一种全膜法脱盐水处理工艺，所述工艺至少包括以下步骤中的一个或几个：原水的全膜法脱盐处理，至少去除原水中钙镁化合物、溶氧量、悬浮物和有机物等大量杂质，使其出水符合热力系统工作介质的进水水质要求；经全膜法脱盐处理得到的出水供热力系统使用。

附图说明

图1是本发明提供的全膜法脱盐处理的简化工艺流程示意图；

图2是本发明提供的一种优选实施方式下的全膜法脱盐处理的简化工艺流程示意图。

具体实施方式

下面先就本申请中所涉及到的相关概念及术语进行阐述，以便本领域技术人员进行理解。

超滤，其主要为一个以压力差为推动力的膜分离过程，其操作压力通常在0.1MPa～0.6MPa。超滤介于纳滤及微滤之间，超滤截留物质的切割分子量为10³～2*10⁵左右，相应孔径大小约为2*10^-3um～2*10^-1um。超滤的工作原理是：以膜两侧的压差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水、无机盐及小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子通过，以达到溶液的净化的目的。

RO，Reverse Osmosis，即反渗透或逆渗透，RO水处理系统是利用RO膜的选择性，以膜两侧静压差为动力，克服溶剂(通常为水)的渗透压，允许溶剂通过而截留离子物质，对液体混合物进行分离的过程。进行RO分离过程有两个必要条件：一是外加压力必须大于溶液的渗透压力(操作压力一般为1.5～10.5MPa)；二是必须有一种高透水性、高选择性的半透膜/RO膜。RO膜表面微孔孔径一般小于1nm，对绝大部分无机盐、溶解性有机物、溶解性固体、微生物和胶体都有很高的去除率。

EDI技术，Electrodeionization，即连续电去离子技术，EDI技术是一种将混床树脂填充于离子交换膜之间，在直流电场作用下实现连续除盐的新型水处理方法。EDI技术中最关键的部分是：水电离所产生的H⁺离子和OH^-离子，不断的再生离子交换树脂，利用这一水电离再生树脂的关键过程，使EDI本身设备出口处长期保留一层不断在再生的新鲜树脂，从而使出水水质保持长久良好。EDI系统主要包括阴/阳离子交换膜、浓水室、正/负极以及阴/阳离子交换树脂，其主要工作原理是：借助离子交换树脂的离子交换作用与阴、阳离子交换膜对阴、阳离子的选择性透过作用，在直流电场的作用下，实现离子定向迁移，从而完成水的深度除盐。由于离子交换、离子迁移及离子交换树脂的电再生相伴发生，膜和树脂与水的界面上不断地进行着水的电离，电离所产生的H⁺和OH^-离子不断地再生着失效的离子交换树脂，结果在树脂层底部形成一层由新鲜树脂组成的保护层，从而使EDI设备的出水水质很好。就像是一个边工作边再生的混合离子交换器，可以连续不断地制取高质量的纯水，因此EDI也被称为连续电再生混床。

原水,又称生水，是指未经任何处理的天然水(如江河、湖泊、地下水等)或城市自来水，它是热力发电厂中各种用水的来源。

脱盐水，又称除盐水、纯水、无盐水，是指利用各种水处理工艺，除去悬浮物、胶体和无机的阳离子、阴离子等水中杂质后，所得到的成品水。脱盐水并不意味着水中盐类被全部去除干净，由于技术方面的原因以及制水成本上的考虑，根据不同用途，允许脱盐水含有微量杂质。脱盐水中杂质越少，水纯度越高。例如在锅炉给水处理中，通常将电导率小于3us/cm(25℃)的水称为蒸馏水，将电导率小于5us/cm(25℃)、Si02含量小于100ug/L的水称为一级除盐水，电导率小于0.2us/cm(25℃)、Si02含量小于20ug/L的水称为二级除盐水。

本申请提出了一种废水回用工艺或称全膜法脱盐水处理工艺，该工艺具体可包括对原水的全膜法脱盐处理，通过采用本申请所提出的废水回用工艺，可将传统的资源-产品-污水排放模式转变为了资源-产品-再生资源的可循环模式：

1.有效保障热力系统工作介质及冷却介质的水的进水水质。经全膜法脱盐处理，去除原水中钙镁化合物、溶氧量、悬浮物和有机物等大量杂质，出水符合热力系统工作介质的进水水质要求。

2.目前石油化工行业一般采用传统水处理工艺制取二级脱盐水，即超滤+反渗透+混床的处理工艺，水经超滤预处理达到反渗透一级除盐系统进水水质要求，经反渗透一级除盐系统除盐后达到一级除盐水标准，一级除盐水经混床除盐后达到二级除盐水标准，然而不足的地方在于混床树脂吸附水中离子能力较强，因此对树脂的污染程度较为频繁，需要经常再生；并且其再生所需的酸碱比较多，酸碱消耗以及酸碱污水排放等环境污染都非常大，频繁的混床再生容易导致管道腐蚀而存在泄漏风险。对此，本发明采用EDI设备替代了传统的酸碱再生混床，减少了酸碱消耗以及酸碱污水排放等环境污染，有利于环境保护，大大地降低了水处理成本，并且建立了高效经济的废水回用工艺，将传统的资源-产品-污水排放模式转变为了资源-产品-再生资源的可循环模式，在有效保障热力系统工作介质及冷却介质的水的进水水质的同时，还将原本直接外排至界外的污水高效循环为补充用水，既大幅提升节能降耗能力且实现了污水零排放，推动石油化工生产的循环经济模式。EDI设备与传统的酸碱再生混床相比，避免了酸碱环境下存在的腐蚀灼伤等安全隐患，减少了占地面积，易于实现，降低了经济成本，工业应用前景广阔。

3.将原本直接外排至界外的污水高效循环为补充用水，大幅提升节能降耗能力及实现污水零排放。将全膜法脱盐处理过程中得到的部分中间水，循环返回至超滤环节或反渗透环节，进行二级除盐，以使其能够符合热力系统工作介质的进水水质要求。

4.优化废水回用工艺，降低电耗以及减少占地面积，方便工艺调整及维修保养，并进一步加大回收利用率。在原水的全膜法脱盐处理过程中，产生了例如超滤反洗废水、反渗透装置清洗废水、自清洗过滤器反洗水、厂房内采样水或EDI系统不合格排放水等废水，将其统一排入废水处理系统的回用水池，经回用水泵部分循环返回至全膜法脱盐处理中的回用水超滤装置，加大回收利用率。或送出界区外至乙烯第三循环厂(简称乙烯三循)或高压消防水罐。

本实施例中主要针对上述工艺中的原水的全膜法脱盐处理进行说明，其主要工艺流程可主要包括：原水→自清洗过滤器→超滤装置→超滤水箱→保安过滤器→一级RO装置→①一级RO产水→二级RO保安过滤器→二级RO装置→①二级RO产水→EDI装置→①EDI产水→脱盐水箱→用水点。

其中：一级RO装置→②一级RO浓水→一级RO浓水箱浓水RO保安过滤器→浓水RO装置→超滤水箱。

其中：二级RO装置→②二级RO浓水→超滤水箱。

其中：EDI装置→②EDI浓水→超滤水箱。

1.将由界外送来原水直接送至自清洗过滤器，利用自清洗过滤器的滤网直接阻拦水中的大颗粒杂质，去除水质中的悬浮物、颗粒等，降低污浊程度，有利于延长下游超滤膜的使用寿命。自清洗过滤器的进水总管上可设置有流量计、压力变送器、温度变送器、浊度(双通道)计、PH计、电导率计中的一个或几个。在自清洗过滤前的原水管道上，可以设置有絮凝剂、次氯酸钠加药点及混合器。

2.将大颗粒杂质去除后输送进入超滤装置处理，超滤主要去除水中的颗粒、悬浮物、胶体、有机物等杂质，作为反渗透装置的预处理，超滤能够尽可能地去除掉可能对反渗透膜造成污堵的杂质，有利于延长下游反渗透膜的使用寿命。配置有若干套超滤装置，其中部分用于处理原水，部分用于处理反洗废水等回用的清净废水。在超滤装置的出口总管上设置有在线浊度仪、余氯仪，以监视超滤装置的出水水质。超滤装置配置有化学加强反洗装置，化学加强反洗装置可包括次氯酸钠加药装置、氢氧化钠加药装置及盐酸加药装置。对超滤装置进行化学清洗时，清洗液进入停运的超滤装置，在超滤膜及清洗装置之间进行循环清洗。化学清洗系统配置在线回流调整系统以及远传pH监测仪和压力远传变送器。药剂在自循环系统混合均匀后，通过切换功能进行超滤的化学清洗。

如下针对自清洗过滤器和超滤装置进一步说明：原水先经自清洗过滤器进行初步处理，去除水质中的大部分悬浮物、颗粒等，降低污浊程度，经滤膜处理后的自清洗过滤器出水进入超滤装置进行精处理，尽可能地将自清洗过滤器出水中残余的可能对反渗透膜造成污堵的少量杂质去除掉。在该设置下，借助于本申请所提出的自清洗过滤器可以预先将大部分油铁类污浊和悬浮物去除，一方面，该自清洗过滤器不仅使用周期长且充分利用原水高温特性可实现节能低耗；另一方面，相对于现有技术中仅采用单一滤膜的自清洗过滤器所面临的滤膜更换周期短且除污浊能力有限的问题，本申请减轻了超滤装置的单位处理负担量，超滤装置受污染速度以及更换周期均极大地降低，可在满足处理后出水水质要求的同时实现更长的使用周期，有利于降低全膜法脱盐处理成本。

该自清洗过滤器可依赖于来水温度的变化而自我调节其装置的膜处理能力，从而实现其对原水除污浊的目的。自清洗过滤器的给水进出水总管前可设置有一加热设备。加热设备用于对进入自清洁过滤器的原水进行升温处理，以使得进入到自清洗过滤器中的原水能够满足使滤膜受到来水温度影响而自我调节其膜通道的孔径的目的，该孔径足以使得与滤膜相接触的浮油类污浊通过。对此可选用在不太高的温度下即可实现孔径变化的滤膜，技术要求低且可同时降低全膜法脱盐处理成本和能耗。

该自清洗过滤器具有由滤膜构成的筒状处理部，被引入该筒状处理部的原水可直接与滤膜相接触并进行热传递，而使得滤膜能够依赖于来水温度的变化而自我调节膜处理能力。被引入该自清洗过滤器的原水中至少部分的油类污浊与至少部分的铁类污浊可被滤膜拦截，留在该处理工艺阶段，该自清洗过滤器可输出经其初处理后的原水。

原水被引入自清洗过滤器后，原水中的油类污浊可以被滤膜截留分离。该自清洗过滤器可以在其设置的油污染物收集间隙得到原水中在滤膜处理工艺阶段被拦截的油类污浊。该油污染物收集间隙设置在该滤膜的外侧。该油污染物收集间隙环绕该滤膜而形成外套筒状结构。原水中的至少部分油类污浊可以被滤膜截留并汇集至油污染物收集间隙。该滤膜被配置为允许油类污浊单向通过而不允许水分子通过。该滤膜可以主要是由具备温敏性能的高分子材料制备得到。

在非常温状态的原水被引入自清洗过滤器后，初期，原水温度较高，滤膜可以截留出其中同属于一尺寸分布下的油类污浊。后期，随着滤膜处理工艺的进行，原水温度逐渐降低，滤膜可以进一步地截留出其中同属于另一尺寸分布下的油类污浊。即，非常温状态的原水温度会逐渐降低，使得滤膜可截留不同尺寸分布下的油类污浊。

在环境温度条件改变的情况下，由于该滤膜中聚合物分子链的构象随着改变，使得该滤膜中聚合物的体积发生改变，进而使得膜通道的孔径大小发生变化，从而影响该滤膜的膜通量和/或截留目标体积。优选地，该滤膜中膜通道的孔径大小与环境温度条件之间可以呈正相关或呈负相关。进一步优选地，该滤膜中膜通道的孔径大小与环境温度条件之间即呈正相关。在环境温度条件改变的条件下，该滤膜始终不允许水分子通过。优选地，该滤膜中可配置有具有超疏水性能的高分子材料。

滤膜对原水中的油类污浊形成一定的吸引力作用，然而，在筒状结构下，仅仅依赖该较小作用力，对原水中的大部分的油类污浊而言，不仅很难有机会接触到滤膜，并且更难以主动地被滤膜所截留以至于被分离至油污染物收集间隙。对此，在本申请中，是在滤膜对原水中的油类污浊所形成的一定的吸引力作用，结合对原水所提供的离心力，所共同实现的对大部分油类污浊的截留。

由滤膜构成的筒状处理部与转筒相连，转筒能驱动该筒状处理部相对转动，使得位于其内部的原水中的油类污浊以及铁类污浊受到离心力作用，增大其与滤膜之间的接触机会。

原水被引入自清洗过滤器后，转筒对原水提供离心力，原水中的油类污浊以及铁类污浊受到离心力作用，油类污浊以及铁类污浊可以被滤膜截留分离。

在环境温度条件改变的情况下，转筒对原水提供的离心力大小随之改变。转筒是利用温度传感器来实现其“温敏性能”。温度传感器可以对筒状处理部的内部环境温度进行检测，并将其检测到的温度数据反馈至转筒。机械致动结构被配置为依赖于来水温度的变化而随之调节其结构的运行参数，使其对原水提供的离心力大小随之变化。

在转筒运行的情况下，原水中不同油类污浊所属的体积大小分布范围不同，即，不同油类污浊所受到的离心力作用大小不同。提供的离心力远大于油类污浊重力。比重不同的物质所受到的离心力不同。转筒可调控不同油类污浊接触滤膜的时机。在离心力作用相对较小的情况下，相对体积较大的油类污浊受到的离心力较大，能够接触至滤膜，而体积较小的油类污浊受到的离心力较小，基本维持其原本所在位置。在相对体积较大的油类污浊被滤膜拦截分离后，可以增大离心力作用，进一步将该原水中相对体积较小的油类污染拦截分离。

该自清洗过滤器可得到彼此尺寸分布不同的油类污浊，以此可以将原水中浮油、乳化油和溶解油中的一个或几个分离开来。优选地，该自清洗过滤器可以分别得到原水中的浮油和乳化油，以及大部分油类污浊仅为溶解油的原水。浮油是含原水中油类污浊的主要成分，例如炼油厂废水中浮油可占含油量的60％～80％左右。浮油的油滴粒径较大，一般大于100μm。而乳化油的油珠粒径较小，一般在0.1～2μm之间，乳化油是指含油废水中长期静置也难以从废水中分离出来、必须先经过破乳处理转化为浮油然后才能加以分离的油类物质。而溶解油的油珠粒径比乳化油还小，有的可小到几纳米，是溶于水的油微粒。并且溶解油在水中的溶解度非常低，通常每升只有几毫克。

在原水被引入自清洗过滤器时，转筒基于温度传感器所检测到的内部环境温度调节运行参数，使原水和/或原水中污染物受到离心力作用，原水中油滴粒径较大的浮油能够被动地朝向滤膜移动。同时滤膜受到来水温度影响而自我调节其膜通道的孔径，该孔径足以使得与滤膜相接触的浮油通过。油滴粒径较大的油类污浊，在由转筒提供的离心力作用以及滤膜提供的吸引力作用的协同作用下，可以顺利通过滤膜而进入油污染物间隙。在原水被引入自清洗过滤器时来水温度在整个滤膜处理工艺温度变化中最大。

该自清洗过滤器可借助于装配于该筒状处理部外部的非接触破乳设备，调控非接触破乳设备的运行参数，在预设时机对筒状处理部中乳化油进行破乳处理，使其转化为能够被滤膜拦截的油类物质。该非接触破乳设备可以是微波设备或超声波设备。

温度传感器可以对内部环境温度持续检测，当检测到原水温度逐渐下降至滤膜中膜通道的孔径不足以通过至少包括浮油的有油类污浊时，调控非接触破乳设备的运行参数，对筒状处理部中至少包含乳化油的油类物质进行破乳处理。转筒基于温度传感器所检测到的内部环境温度调节运行参数，使原水和/或原水中污染物受到离心力作用，原水中油滴粒径适中的破乳后油类污浊能够被动地朝向滤膜移动。同时滤膜受到来水温度影响而自我调节其膜通道的孔径，该孔径足以使得与滤膜相接触的破乳后油类污浊通过。油滴粒径适中的破乳后油类污浊，在由转筒提供的离心力作用以及滤膜提供的吸引力作用的协同作用下，可以顺利通过滤膜而进入油污染物间隙。

在本申请中，该自清洗过滤器中滤膜可以利用来水温度来实现对铁类污浊的截留作用。优选地，也可以选择复合对铁类污浊的主动截留作用，实现更优异的除铁效果。

在滤膜处理工艺阶段，高温原水温度逐渐下降，滤膜依赖于来水温度的变化而相应地调节其膜处理能力，并通过其膜通道的孔径随之变化的方式对原水中铁类污浊形成非主动截留的吸引力作用，以此同时实现对原水的去除水质中的大部分悬浮物、颗粒等，降低污浊程度的目的。铁类污浊相对密度较低的油类污浊而言受重力较大，因而在原水被引入自清洗过滤器的初期，转筒所提供的离心力作用较小时，铁类污浊与滤膜之间的接触较少。在后期转筒所提供的离心力作用逐渐增大的情况下，铁类污浊受到有效的离心力作用而与滤膜的膜通道相接触，但无法通过。由于随着温度持续下降，滤膜中膜通道的孔径会随之收缩，与滤膜的膜通道相接触的铁类污浊受到孔径收缩过程中对其施加的一定吸引力作用，被保持在了滤膜。在完成滤膜处理工艺后，大部分油类污浊与铁类污浊被滤膜截留，可以排出低含量油类/铁类污浊的出水。

现有技术中所提出的各区域不加区别的同时去除油类污浊和铁类污浊的复合滤膜，此类复合滤膜中极其易被油滴粒径较大的油类污浊或铁类污浊堵塞，使其膜处理能力快速降低。铁类污浊相对密度较低的油类污浊而言受重力较大，大多悬浮在原水中的中下层，而相对密度较低的油类污浊悬浮在原水的中上层。即相对应的，本申请所提出的滤膜无需在各区域设置不同的处理能力，即，滤膜各区域构成及性能大致相同，从而可以降低制备该滤膜的工艺难度以及工艺步骤。所述滤膜的横截面在沿原水方向上的膜处理能力可以相同，在此设置下仍能够满足对油类污浊及铁类污浊的截留作用。

本申请所提出的滤膜主要是利用来水温度来实现对铁类污浊的截留作用，并且该截留过程中滤膜不会架桥、拦截、吸附、过滤等过程来主动截留铁类污浊，铁类污浊始终被保持在滤膜表面上。自清洗过滤器的给水进出水总管上设有用于连接清洗液进出管的且带有阀门的至少一个接口。在通过油污染物间隙的反冲洗过程/定期排油中，可回收油污染物间隙中包含油类污浊的混合废液进行处理。被保持在滤膜表面的铁类污浊可通过筒状处理部的反冲洗过程被回收。完成自清洗过滤器的自清洗。

3.将经超滤后得到的产水输送进入超滤水箱，再经一级RO供水泵增压送至保安过滤器。保安过滤器是介于粗滤与超滤之间的一种过滤，能够有效去除水中悬浮杂质，防止前处理中未能完全去除或新产生的悬浮颗粒进入下游反渗透膜。经保安过滤器过滤后，再经高压泵进一步增压后进入一级RO装置进行脱盐处理，一级RO产水收集到一级RO产水箱。

一级RO能够阻止Ga²⁺、Mg²⁺、Fe^-2、SO4^-2、Cl^-1、Na⁺等大离子通过，向一级RO容器中不断加入阻垢剂，保持水温在25℃以上。通过一级RO膜的即为产水，而未经过反渗透膜的浓水被排出。

4.一级RO产水经二级RO供水泵增压，送至二级RO保安过滤器后，再经高压泵进一步增压后送入二级RO装置进一步脱盐。二级RO的原理与一级RO相同，其作用是进一步去除水中的盐分等，使得水质进一步提高。

双级RO对含盐水施以外界推动力克服渗透压而使水分子通过膜的逆向渗透作用。双级RO对水中无机盐类物质去除率可高达97％以上，对SiO去除率可高达99.5％，对胶体物质及大分子有机物等去除率可高达95％。双级RO为后续的EDI处理创造了十分良好的进水条件。经双级RO处理还可避免由于有机物分解所形成的有机酸对汽轮机尾部的酸性腐蚀。

5.二级RO的产水收集到中间水箱经中间水泵进一步增压后送入EDI装置进行精制脱盐处理，保证最终脱盐出水满足锅炉给水质量标准后，进入脱盐水箱。借助EDI中离子交换树脂的离子交换作用，以及阴、阳离子交换膜对阴、阳离子的选择性透过作用，在直流电场的作用下，实现离子定向迁移，除去溶解在水中的微量元素和CO₂，从而完成水的深度除盐。

6.脱盐水经过外供脱盐水泵加压后，送至用水点。

7.一级RO浓水收集到一级RO浓水箱，经浓水RO供水泵增压送至浓水RO保安过滤器后，再经浓水RO高压泵增压送至浓水RO装置进行脱盐处理。浓水RO装置的产水与一级RO装置产水一起收集到一级RO产水箱进行后续处理。将一级RO浓水作为反渗透进水，浓水循环利用，减少了反渗透系统浓水量，降低脱盐水单位水耗。

8.二级RO装置的浓水返回超滤水箱，EDI装置的浓水返回至超滤水箱。将二级RO以及EDI得到的浓水作为反渗透进水，浓水循环利用，进一步减少了反渗透系统浓水量以及降低脱盐水单位水耗。

9.自清洗过滤器反洗排水、超滤装置的反洗排水、超滤启停冲洗废水、反渗透装置启停冲洗废水、EDI装置的启停冲洗废水、化学水厂房的各级取样水等首先排至回用水池，通过泵加压后送至回用水超滤装置或送出界外(至乙烯三循或高压消防水罐)。

其中，一级RO装置可采用一级三段式排列，平均膜通量≤22L/m2.h，系统回收率≥85％。二级RO装置可采用一级二段式排列，膜通量≤33L/m2.h，系统回收率≥90％。浓水RO装置可采用一级二段式排列，膜通量≤18L/m2.h，系统回收率≥60％。

其中，一、二级RO装置均设置为10个系列单元。浓水RO装置设置为2个系列单元。每列都能单独运行，也可同时运行。

其中，一级RO装置的进水母管上可设有温度计、氧化还原表等。每套反渗透产水管均设有电导仪。

其中，二级RO装置的进水管上可设置有自动加碱调节pH设施，加碱前后设pH计；进水母管设电导仪、余氯表、ORP(Oxidation-ReductionPote ntial，可用于表示溶液的氧化还原能力)、温度计，每套反渗透产水管设电导仪。

浓水RO装置进水母管设有pH计、温度计、电导仪、ORP。每套反渗透产水管均设有电导仪。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。

Claims (10)

1.一种全膜法脱盐水处理系统，其特征是，所述系统至少包括：

前处理单元，用于滤除界外送来的原水中的至少部分杂质；

反渗透单元，用于利用至少三级反渗透装置与前处理单元之间的非线性组合关系对经前处理单元处理后得到的出水进行逆向渗透脱盐以使其出水满足EDI装置进水指标；

EDI装置，对达到其装置进水指标的来水进行深度脱盐处理制得二级脱盐水，二级脱盐水经外供脱盐水泵加压后送至用水点；

前处理单元包括自清洗过滤器，该自清洗过滤器具有由滤膜构成的筒状处理部，由滤膜构成的筒状处理部与转筒相连，在环境温度条件改变的情况下，自清洗过滤器的滤膜随着温度改变使得膜通道的孔径大小发生变化，从而影响该滤膜的膜通量和/或截留目标体积；在环境温度条件改变的情况下，自清洗过滤器的转筒对原水提供的离心力大小随之改变，

在原水被引入自清洗过滤器时，转筒基于温度传感器所检测到的内部环境温度调节运行参数，使原水和/或原水中污染物受到离心力作用，原水中油滴粒径较大的浮油能够被动地朝向滤膜移动；滤膜受到来水温度影响而自我调节其膜通道的孔径，该孔径足以使得与滤膜相接触的浮油通过；油滴粒径相对较大的油类污浊，在由转筒提供的离心力作用以及滤膜提供的吸引力作用的协同作用下，能够顺利通过滤膜而进入油污染物间隙。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，至少三级反渗透装置包括至少一套浓水RO装置、至少两套一级RO装置和至少两套二级RO装置，所述反渗透单元基于其进水母管所监测到的来水品质选择性连通至不同的一级RO装置，且经所述一级RO装置处理后基于其产水管中的出水品质来将其出水两路分送至二级RO装置和浓水RO装置。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征是，一级RO装置采用一级三段式排列，平均膜通量不大于22L/m².h；二级RO装置采用一级二段式排列，平均膜通量不大于33L/m².h；浓水RO装置采用一级二段式排列，平均膜通量不大于18L/m².h。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征是，所述前处理单元至少包括超滤装置，超滤装置配置有能够在次氯酸钠加药装置、氢氧化钠加药装置及盐酸加药装置之间自动切换和/或在线调整的化学加强反洗装置。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征是，所述EDI装置进水指标包括：水温介于5～40℃、电导率不大于40us/cm、pH值介于5～9.5、硬度小于1ppm、污染指数小于0.5SDI、总有机碳小于0.5ppm中的一个或几个。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征是，一级RO装置的来水包括由前处理单元得到的原水、由浓水RO装置得到的出水、由二级RO装置得到的浓水或由EDI装置得到的浓水中的一个或几个。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征是，一级RO装置、二级RO装置和浓水RO装置均为分段式结构，且各段的给水进出水总管和浓水进出水总管上均设有用于连接清洗液进出管的且带有阀门的至少一个接口。

8.一种全膜法脱盐水处理方法，其特征是，所述方法至少包括以下步骤：滤除界外送来的原水中的至少部分杂质；

利用至少三级反渗透装置与前处理单元之间的非线性组合关系对经前处理单元处理后得到的出水进行逆向渗透脱盐以使其出水满足EDI装置进水指标；

对达到其装置进水指标的来水进行深度脱盐处理制得二级脱盐水，二级脱盐水经外供脱盐水泵加压后送至用水点，其中，

滤除界外送来的原水中的至少部分杂质采用自清洗过滤器，该自清洗过滤器具有由滤膜构成的筒状处理部，由滤膜构成的筒状处理部与转筒相连，在环境温度条件改变的情况下，自清洗过滤器的滤膜随着温度改变使得膜通道的孔径大小发生变化，从而影响该滤膜的膜通量和/或截留目标体积；在环境温度条件改变的情况下，自清洗过滤器的转筒对原水提供的离心力大小随之改变，

在原水被引入自清洗过滤器时，转筒基于温度传感器所检测到的内部环境温度调节运行参数，使原水和/或原水中污染物受到离心力作用，原水中油滴粒径较大的浮油能够被动地朝向滤膜移动；滤膜受到来水温度影响而自我调节其膜通道的孔径，该孔径足以使得与滤膜相接触的浮油通过；油滴粒径相对较大的油类污浊，在由转筒提供的离心力作用以及滤膜提供的吸引力作用的协同作用下，能够顺利通过滤膜而进入油污染物间隙。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述方法还包括以下步骤：

由二级RO装置得到的浓水和/或由浓水RO装置得到的浓水分别分两路回流利用，其中部分浓水回流至二级RO装置或浓水RO装置以提高反渗透膜表面流速，同时分担了回流至一级RO装置的浓水量。

10.一种全膜法脱盐水处理工艺，其特征是，所述工艺至少包括以下步骤：

原水的全膜法脱盐处理，至少包含超滤、一级反渗透、二级反渗透、浓水反渗透和EDI，对原水进行除悬浮物、胶体，将原水中盐、有机物浓缩至少量水中，大量产水符合热力系统工作介质的进水水质要求；

经全膜法脱盐处理得到的出水供热力系统使用；

原水的全膜法脱盐处理还包含使用自清洗过滤器，该自清洗过滤器具有由滤膜构成的筒状处理部，由滤膜构成的筒状处理部与转筒相连，在环境温度条件改变的情况下，自清洗过滤器的滤膜随着温度改变使得膜通道的孔径大小发生变化，从而影响该滤膜的膜通量和/或截留目标体积；在环境温度条件改变的情况下，自清洗过滤器的转筒对原水提供的离心力大小随之改变，

在原水被引入自清洗过滤器时，转筒基于温度传感器所检测到的内部环境温度调节运行参数，使原水和/或原水中污染物受到离心力作用，原水中油滴粒径较大的浮油能够被动地朝向滤膜移动；滤膜受到来水温度影响而自我调节其膜通道的孔径，该孔径足以使得与滤膜相接触的浮油通过；油滴粒径相对较大的油类污浊，在由转筒提供的离心力作用以及滤膜提供的吸引力作用的协同作用下，能够顺利通过滤膜而进入油污染物间隙。

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