CN114702150A - 一种用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统，包括一箱体，所述箱体的一侧顶部设置有进水口，所述箱体通过若干个隔板分隔设置有沉淀区、气浮区和吸水区；所述沉淀区设置有用于沉降泥沙且可拆卸的折流装置，所述折流装置的底部设置有排泥板；所述气浮区设置有布气管，所述布气管上设置有若干个布气口；所述吸水区设置有用于过滤且可拆卸的浸没式膜组件，所述吸水区的顶部连接有用于抽吸产水的真空泵。本发明内部分割三个功能区：沉淀区、气浮区、吸水区，外观上为一个整体，内部通过跌水折流，将海水依次通过该三个区域，从而逐步实现泥沙、油类、细微颗粒物的去除。
Description
技术领域
本发明涉及海水淡化领域，尤其涉及一种用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统。
背景技术
从原理上讲，现有的海水淡化预处理技术有：沉淀法和过滤法。在一些大型的海水淡化厂，往往会运用“机械加速澄清池+无阀滤池”联用的预处理技术来去除海水中的沙/泥，这种技术因其结构特点和投资较省被广泛应用于大型海水淡化厂，部分的中型海淡厂也有一定的应用。在这种大中型的海淡厂中，预处理设备会使用钢筋混凝土材质，这使得该工艺具有明显的经济优势。但对于中小型的海水淡化系统，该预处理技术并不会被考虑，其主要原因是使用该工艺需要专业的设计单位和建设单位，对于小型系统来说，前期投入过大、占地面积大、不具有可移动性，并且在后续海淡厂的运行中，对操作人员的专业水平和排障要求高。
在现有的中小型海水淡化厂中，使用较多的工艺有“砂滤”、“超滤”和“砂滤+超滤”技术。其中砂滤是将石英砂填料装入罐体中，通过泵入海水，进行正压过滤的一种技术，其优点是造价低、自动化程度高。但其缺点为过滤精度低、填料易板结、出水浊度波动大、反洗水量大等。尤其是反洗水量大的问题，不光造成了较高的能耗，同时反洗水的排放还会造成对环境的不友好。使用“超滤”这种技术可以克服“砂滤”过滤精度差、出水浊度波动大的缺点，但其较大的投资会直接影响海淡厂的制水成本，并且使用超滤清洗时需投加大量药剂(常见的有盐酸、氢氧化钠、次氯酸钠等)在某些地理位置不佳的海淡厂(在偏远海域、岛屿等)存在着运输问题。最为严重的，这些投入药剂后的水需要处理后才能排放，造成了极大的额外费用。“砂滤+超滤”则是将该两种技术相结合，各自利用其优点。将砂滤作为超滤的预过滤，可有效降低超滤的清洗频率，从而变相降低了投加药剂的总量，可一定程度上减轻单独使用超滤时的问题，但两个技术连用，其造价投资会升高。
除此之外，上述的预处理技术皆没有针对海水中油类的处理，一旦遇到含有油类的海水处理，其运行效果会大打折扣。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现海水中泥沙和油类的去除的用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统，包括一顶部开口的箱体，所述箱体的一侧顶部设置有进水口，所述箱体通过若干个隔板分隔设置有用于去除泥沙的沉淀区、去除油污的气浮区和去除细微颗粒物的吸水区；所述沉淀区设置在靠近所述进水口处，且所述沉淀区设置有用于沉降泥沙且可拆卸的折流装置，所述折流装置的底部设置有排泥板；所述沉淀区与所述气浮区顶部连通，所述气浮区设置有布气管，所述布气管上设置有若干个布气口；所述吸水区连通所述气浮区的底部，所述吸水区设置有用于过滤且可拆卸的浸没式膜组件，所述吸水区的顶部连接有用于抽吸产水的真空泵。
优选的，所述沉淀区与所述进水口之间设置有用于使海水从所述进水口沿所述箱体底部流入所述沉淀区的隔板。
优选的，所述折流装置由若干个设置在所述沉淀区的折流斜板组成，若干个折流斜板分为上下两组，顶部的折流斜板与底部的折流斜板倾斜方向相反。
优选的，所述排泥板由两个倾斜的、且用于使泥沙向两侧沉降的板子组成，所述箱体底部对应所述排泥板两侧的位置设置有排泥管，所述排泥管上设置有排泥阀。
优选的，所述沉淀区与所述气浮区通过隔板分隔，所述隔板的顶部开设有用于使海水从所述沉淀区流向所述气浮区的溢流口。
优选的，所述布气口的直径≤100μm，所述布气管与设置在所述箱体外部的溶气罐连接，所述溶气罐连接有压缩机。
优选的，所述气浮区与所述吸水区通过隔板分隔，所述隔板的顶部设置有排油污口。
优选的，所述浸没式组件由若干个中空的纤维膜丝组成。
优选的，所述箱体底部对应所述吸水区的位置连接有排泥管，所述排泥管上设置有排泥阀。
优选的，连接所述沉淀区和所述吸水区的所述排泥管均与一管道连通，所述管道上设置有污泥循环泵；所述管道的一端连接到所述进水口用以加强泥沙沉降，所述管道的另一端设置有排泥口用以定期排泥，所述管道靠近所述进水口和排泥口处均设置有阀门。
本发明的有益效果是：1.将“沉淀技术”、“气浮技术”、“浸没式膜技术”相结合，且互为预处理，加强了整体工艺的协同性，提高最终的出水水质；2.采用折流斜板，通过降低水在上升过程中的湍流作用，减小紊流，从而提升了沉淀效果；3.利用气浮原理，在气浮区底部布气产生直径＜100μm的气泡，从而去除海水中的油类、小悬浮物；4.利用本地污泥回流，强化进水中颗粒物的沉降性，将进水污泥浓度MLSS提升至在2g/L以上，不需额外加药，对环境更为友好，系统运行更稳定；5.结构紧凑，可快捷拆装装置，运输便捷；6.全自动化程度高，可实现无人值守运行；7.最终预处理出水的浊度可稳定在3NTU以下，后端无需增设固液分离系统。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
其中：箱体10，进水口12，沉淀区14，折流装置141，排泥板142，气浮区16，布气管161，布气口162，溶气罐163，压缩机164，吸水区18，浸没式膜组件181，隔板20，折流斜板22，溢流口24，排泥管 26，排泥阀28，排油污口30，管道32，污泥循环泵34，排泥口36，阀门38。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“底部”、“顶部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，一种用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统，包括一顶部开口的箱体10，箱体10的一侧顶部设置有一进水口12，箱体10通过若干个隔板20分隔成三个功能区，分别为沉淀区14、气浮区16和吸水区18，三个功能区互为预处理，前段功能区保障了后段功能区的正常使用，互相协调，保证整体的预处理出水效果和效率。本发明外观上为一个整体，内部通过跌水折流，将海水依次通过该三个区域，从而逐步实现泥沙、油类、细微颗粒物的去除。
沉淀区14设置在靠近进水口12处，且沉淀区14与进水口12 之间设置有隔板20，隔板20与箱体10底部不连接，以便于使水从进水口12沿箱体10底部流入至沉淀区14，用以去除泥沙。沉淀区 14设置有用于使泥沙沉降且可拆卸的折流装置141，折流装置141 的底部设置有排泥板142。
折流装置141由若干个设置在沉淀区14的折流斜板22组成，若干个折流斜板22分为上下两组，顶部的折流斜板22与底部的折流斜板22倾斜方向相反。水流在上升过程中经过两次折流到达溢流口24的长度比传统的升流式沉淀池多了一倍，比传统的斜板沉淀池多了1/2，两次折流更减缓了上升流的湍流，降低了紊流，使得水中的泥沙可以更平稳地沉降。折流装置141作为耗材，可拆卸更换。排泥板142由两个倾斜的板子组成，排泥板142能够使泥沙向两侧沉降。
沉淀区14与气浮区16通过隔板20分隔，隔板20的顶部开设有用于使水从沉淀区14流向气浮区16的溢流口24。气浮区16设置有布气管161，布气管161顶部设置有若干个布气口162。布气管 161与设置在箱体10外部的溶气罐163连接，溶气罐163连接有压缩机164。
在气浮区16中，使用的是微孔型的溶气浅层气浮原理，通过溶气罐163，将带压空气溶解在水中通入底部的布气管161中，在布气口162释放出大量细微气泡，布气口162的直径≤100μm，释放出的气泡直径也＜100μm，可根据需要更换不同规格的布气口162。细微气泡由于浮力从气浮区16底部上升至水面溢出，在细微气泡上升过程中与水中的油类、小悬浮物相粘附，形成整体密度小于水的“气泡颗粒”复合体。这些复合体在水表面形成泡沫浮渣，通过水流方向聚集到排油污口30，通过刮泥和收集排渣，这些海水中的油类和小颗粒就被去除完成。
气浮区16与吸水区18通过隔板20分隔，隔板20的顶部设置排油污口28，底部与箱体10不封口，吸水区18连通气浮区16的底部以便于水流从气浮区16流向吸水区18。吸水区18设置有用于过滤且可拆卸的浸没式膜组件181，浸没式组件181由若干个中空的纤维膜丝组成。浸没式膜组件181作为耗材可拆卸更换。由于吸水区18的进水为气浮区16的底部，此时进入吸水区18的海水已经被去除了大量的泥沙、悬浮物和油类，将浸没式组建181浸没在吸水区18中，在吸水区18的顶部采用真空泵(未图示)负压抽吸，通过膜过滤的作用，去除产水中0.001～0.02微米的颗粒，从中空纤维膜中间产出澄清的海水。
箱体10底部对应沉淀区14中排泥板142两侧的位置和对应吸水区18的位置分别连接有排泥管26，排泥管26上设置有排泥阀28。每个排泥管26均与管道32连通，管道32上设置有污泥循环泵34。管道32的一端连接到进水口12，管道32的另一端设置有排泥口36，管道32靠近进水口12和排泥口36处均设置有阀门38。在定期排泥时，关闭靠近进水口12的阀门，打开靠近排泥口36的阀门，通过污泥循环泵34将管道32内的污泥通过排泥口36定期排出，避免污泥的堆积影响出水水质。在污泥回流时，关闭靠近排泥口36的阀门，打开靠近进水口12的阀门，通过污泥循环泵34使沉淀区14和吸水区18的污泥回流来加强进水中泥沙的沉降性能，通过强化布朗运动来保证进水中的污泥浓度MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids混合液悬浮固体浓度)在2g/L以上，更易形成污泥絮团，发生共沉。整个工艺过程中，无需投加混凝剂、絮凝剂等辅助沉淀药剂。
本发明具有高精度的过滤产水，预处理出水浊度可稳定在3NTU (NephelometricTurbidity Unit浊度单位)以下，可直接接入后端的海水淡化厂主体淡化设备，无需增设其他固液分离预处理，减少了后续的处理费用，使用范围广，在一些受占地、环境、取水因素条件制约的情况下可使用，其吊装无特殊的土建要求。可匹配产水量小于5000吨/天的海水淡化厂。
本发明设计成集装箱大小的模块化装置，将沉淀、气浮、精密过滤、控制系统集成在一个系统内，设计结构紧密减少了整体装置的占地面积，可进行快捷拆装，运输便捷。使用微电脑进行控制，配合数字化的仪表，实时监控设备的运行状态，性能参数等，大大降低了人工的成本，全自动化程度高，可实现无人值守运行。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统，包括一顶部开口的箱体，所述箱体的一侧顶部设置有进水口，其特征在于：所述箱体通过若干个隔板分隔设置有用于去除泥沙的沉淀区、去除油污的气浮区和去除细微颗粒物的吸水区；所述沉淀区设置在靠近所述进水口处，且所述沉淀区设置有用于沉降泥沙且可拆卸的折流装置，所述折流装置的底部设置有排泥板；所述沉淀区与所述气浮区顶部连通，所述气浮区设置有布气管，所述布气管上设置有若干个布气口；所述吸水区连通所述气浮区的底部，所述吸水区设置有用于过滤且可拆卸的浸没式膜组件，所述吸水区的顶部连接有用于抽吸产水的真空泵。
2.根据权利要求1所述的用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统，其特征在于：所述沉淀区与所述进水口之间设置有用于使海水从所述进水口沿所述箱体底部流入所述沉淀区的隔板。
3.根据权利要求1所述的用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统，其特征在于：所述折流装置由若干个设置在所述沉淀区的折流斜板组成，若干个折流斜板分为上下两组，顶部的折流斜板与底部的折流斜板倾斜方向相反。
4.根据权利要求3所述的用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统，其特征在于：所述排泥板由两个倾斜的、且用于使泥沙向两侧沉降的板子组成，所述箱体底部对应所述排泥板两侧的位置设置有排泥管，所述排泥管上设置有排泥阀。
5.根据权利要求4所述的用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统，其特征在于：所述沉淀区与所述气浮区通过隔板分隔，所述隔板的顶部开设有用于使海水从所述沉淀区流向所述气浮区的溢流口。
6.根据权利要求1所述的用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统，其特征在于：所述布气口的直径≤100μm，所述布气管与设置在所述箱体外部的溶气罐连接，所述溶气罐连接有压缩机。
7.根据权利要求1所述的用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统，其特征在于：所述气浮区与所述吸水区通过隔板分隔，所述隔板的顶部设置有排油污口。
8.根据权利要求1所述的用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统，其特征在于：所述浸没式组件由若干个中空的纤维膜丝组成。
9.根据权利要求1所述的用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统，其特征在于：所述箱体底部对应所述吸水区的位置连接有排泥管，所述排泥管上设置有排泥阀。
10.根据权利要求9所述的用于中小型海水淡化厂的高浊含油海水的预处理系统，其特征在于：连接所述沉淀区和所述吸水区的所述排泥管均与一管道连通，所述管道上设置有污泥循环泵；所述管道的一端连接到所述进水口用以加强泥沙沉降，所述管道的另一端设置有排泥口用以定期排泥，所述管道靠近所述进水口和排泥口处均设置有阀门。
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