CN116655056A - 两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统及使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统及使用方法，属于水处理技术领域。本发明解决了现有的纳滤为核心的膜法水处理技术化学药剂依赖性高、运行能耗高、维护需求大的问题。包括进水箱、跌水曝气塔、自驱动生态膜超滤、纳滤进水箱、一段纳滤膜组件、纳滤产水箱、离子交换膜电解反应器、陶瓷膜组件、碱液储备箱、酸液储备箱、纳滤浓水调节箱、二段纳滤膜组件及食盐水箱。一段纳滤膜组件的浓水接口、阴极室、陶瓷膜组件、阳极室、纳滤浓水调节箱及二段纳滤膜组件依次连接形成浓水处理系统；通过食盐水箱、离子交换膜电解反应器、碱液储备箱、酸液储备箱形成组件清洗系统。能够自行检测预测指标，自调控进行周期性清洗，无需投加其它药剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统及使用方法，属于水处理技术领域。
背景技术
纳滤可以同时去除水中的溶解性盐类、新兴污染物、小分子天然有机物、致病微生物及胶体等，已经广泛用于水质较差的地表水和地下水净化领域中。然而，纳滤运行过程中会发生无机结垢、微生物滋生、有机物吸附等微观过程，形成了复合膜污染，降低了膜通量稳定性。为缓解复合膜污染，在纳滤运行中往往添加阻垢剂、生物抑制剂等化学药剂，以实现高通量运行以及高回收率过滤。然而大量投加的化学药剂给客观存在的纳滤浓水处理与排放环节带来难题，也引出了复杂的运维管理工作，过渡依赖于化学药剂是纳滤推广应用的关键问题之一。另外，低压纳滤是目前常用的纳滤运行方式，需要0.6-1.0MPa的驱动压力，相比于超滤等过程，制水能耗仍然较大，设备要求较高。
发明内容
本发明是为了解决现有纳滤为核心的膜法水处理技术化学药剂依赖性高、运行能耗高、维护需求大的问题，进而提供了一种两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统及使用方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
技术方案一：一种两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统，包括原水进水箱、跌水曝气塔、自驱动生态膜超滤、纳滤进水箱、一段纳滤膜组件、纳滤产水箱、离子交换膜电解反应器、陶瓷膜组件、碱液储备箱、酸液储备箱、纳滤浓水调节箱、二段纳滤膜组件及食盐水箱，其中，
原水进水箱、自驱动生态膜超滤、纳滤进水箱、一段纳滤膜组件及纳滤产水箱依次通过管路连通设置，二段纳滤膜组件的产水端通过管路连接至纳滤产水箱；一段纳滤膜组件及二段纳滤膜组件的产水管路上还连接设置有初产水排放管；
一段纳滤膜组件的浓水接口、离子交换膜电解反应器的阴极室、陶瓷膜组件、离子交换膜电解反应器的阳极室、纳滤浓水调节箱及二段纳滤膜组件依次通过管路连通设置，二段纳滤膜组件的浓水接口连接设置有二段纳滤浓水排放管；
食盐水箱通过管路分别连通至离子交换膜电解反应器的阴极室及阳极室，离子交换膜电解反应器的阴极室通过管路连接至碱液储备箱，离子交换膜电解反应器的阳极室通过管路连接至酸液储备箱，碱液储备箱与酸液储备箱分别通过管路连接至清洗加压泵的输入端，清洗加压泵的输出端分别通过管路连接至一段纳滤膜组件的进水端及二段纳滤膜组件的进水端，一段纳滤膜组件的浓水接口通过管路分别连接至碱液储备箱及酸液储备箱，二段纳滤膜组件的浓水接口通过管路分别连接至碱液储备箱及酸液储备箱，碱液储备箱连接设置有清洗碱液排放管，酸液储备箱连接设置有清洗酸液排放管；
离子交换膜电解反应器的阳极室与陶瓷膜组件的产水端之间通过管路连接设置有反冲洗泵，陶瓷膜组件的进水端连接设置有反冲洗水排放管；
各管路上通过设置阀门控制管路通断。
技术方案二：一种两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统，包括进水箱、跌水曝气塔、自驱动生态膜超滤、纳滤进水箱、一段纳滤膜组件、纳滤产水箱、离子交换膜电解反应器、陶瓷膜组件、碱液储备箱、酸液储备箱、纳滤浓水调节箱、二段纳滤膜组件及食盐水箱，其中，
进水箱、自驱动生态膜超滤、纳滤进水箱、一段纳滤膜组件及纳滤产水箱依次通过管路连通设置，二段纳滤膜组件的产水端通过管路连接至纳滤产水箱；一段纳滤膜组件及二段纳滤膜组件的产水管路上还连接设置有初产水排放管；
一段纳滤膜组件的浓水接口、离子交换膜电解反应器的阴极室、陶瓷膜组件、离子交换膜电解反应器的阳极室、纳滤浓水调节箱及二段纳滤膜组件依次通过管路连通设置，二段纳滤膜组件的浓水接口连接设置有二段纳滤浓水排放管；
食盐水箱通过管路分别连通至离子交换膜电解反应器的阴极室及阳极室，离子交换膜电解反应器的阴极室通过管路连接至碱液储备箱，离子交换膜电解反应器的阳极室通过管路连接至酸液储备箱，碱液储备箱与酸液储备箱分别通过管路连接至清洗加压泵的输入端，清洗加压泵的输出端分别通过管路连接至一段纳滤膜组件的进水端、二段纳滤膜组件的进水端以及陶瓷膜组件的产水端，一段纳滤膜组件的浓水接口通过管路分别连接至碱液储备箱及酸液储备箱，二段纳滤膜组件的浓水接口通过管路分别连接至碱液储备箱及酸液储备箱，陶瓷膜组件的进水端通过管路分别连接至碱液储备箱及酸液储备箱，碱液储备箱连接设置有清洗碱液排放管，酸液储备箱连接设置有清洗酸液排放管；
各管路上通过设置阀门控制管路通断。
进一步地，纳滤膜的驱动压力为0.2MPa-0.4MPa之间。
进一步地，陶瓷膜组件中设置微纳米气泡曝气器。
进一步地，离子交换膜电解反应器的阳极室与酸液储备箱之间的连接管路上连接设置有中压紫外线脱氯器。
进一步地，所述一段纳滤膜组件为碟管式纳滤膜组件。
进一步地，所述二段纳滤膜组件为卷式纳滤膜组件。
进一步地，原水进水箱与跌水曝气塔之间的连接管路上设置有曝气塔进水泵，纳滤进水箱与一段纳滤膜组件之间的连接管路上设置有一段纳滤进水泵，纳滤浓水调节箱与二段纳滤膜组件之间的连接管路上设置有二段纳滤进水泵，食盐水箱与离子交换膜电解反应器之间的连接管路上设置有离子交换膜电解进水泵。
技术方案三：一种上述技术方案一所述两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统的使用方法，包括产水过程、浓水处理过程及组件清洗过程，其中，
所述产水过程为：原水由进水箱依次经过跌水曝气塔、自驱动生态膜超滤、一纳滤进水箱、一段纳滤膜组件后，得到纳滤产水及纳滤浓水，其中纳滤产水进入纳滤产水箱，纳滤浓水进入浓水处理过程；
所述浓水处理过程为：
步骤一、离子交换膜电解反应器启动：一段纳滤膜组件产生的纳滤浓水输入到离子交换膜电解反应器的阴极室，离子交换膜电解反应器的阳极室注入食盐启动液，通电运行；
步骤二、阴极室软化浓水、去除有机物：水电解产生碱性环境，钙镁在碱性环境下形成颗粒物沉淀，形成的颗粒物吸附有机物，产生的碱性混合物进入陶瓷膜组件；
步骤三、阳极室食盐启动液排放：离子交换膜电解反应器的阳极室食盐启动液在电解后呈酸性，排放至酸液储备箱储存；
步骤四、陶瓷膜分离阴极室碱性混合物：电解后的阴极室碱性混合物进入陶瓷膜组件，陶瓷膜组件将颗粒物截留，清澈的碱液流入离子交换膜电解反应器的阳极室；
步骤五、阴极室注入新浓水：电解后的阴极室碱性混合物流入陶瓷膜组件的同时，向阴极室注入新产生的浓水，重复步骤二；
步骤六、阳极室氧化浓水调节pH：清澈的碱液在阳极室电解后，通过氧化作用去除一部分有机物，将pH调节回中性后排入纳滤浓水调节箱；
步骤七、二段纳滤膜组件产水：纳滤浓水调节箱中预处理后的浓水进入二段纳滤膜组件，产水进入纳滤产水箱提升系统回收率；
启动后，步骤二、步骤四至步骤七重复实施；
所述组件清洗过程包括纳滤膜组件清洗及陶瓷膜组件清洗：
所述纳滤膜组件清洗包括如下步骤：
步骤一、清洗液发生：食盐水箱中的水流入离子交换膜电解反应器阴极室及阳极室，电解后产生酸碱液分别排入酸液储备箱和碱液储备箱；
步骤二、低流量清洗：用清洗加压泵以低清洗液压力置换原水；
步骤三、循环：清洗液从原水进水口进入纳滤膜组件，从浓水接口出水，此时一段纳滤膜组件与纳滤进水箱之间的连接管路上的阀门以及二段纳滤膜组件与纳滤浓水调节箱之间的连接管路上的阀门均处于关闭状态，清洗液循环回对应酸液储备箱及碱液储备箱并保证清洗液温度恒定；
步骤四、浸泡：停止清洗加压泵，让膜元件完全浸泡在清洗液中；
步骤五、高流量清洗：采用高流量循环冲洗液，污染物被清洗液冲刷带走；
步骤六、冲洗：采用预处理的合格产水冲洗纳滤系统内残余的清洗液；
步骤七、重新启动系统：清洗完成后重新启动系统；
所述陶瓷膜组件清洗包括如下步骤：
离子交换膜电解反应器的阳极室产生的酸液，经反冲洗泵加压后进入陶瓷膜组件产水端，陶瓷膜组件的反冲洗水经反冲洗水排放管排放。
技术方案四：一种上述技术方案四所述两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统的使用方法，包括产水过程、浓水处理过程及组件清洗过程，其中，
所述产水过程为：原水由进水箱依次经过跌水曝气塔、自驱动生态膜超滤、一纳滤进水箱、一段纳滤膜组件后，得到纳滤产水及纳滤浓水，其中纳滤产水进入纳滤产水箱，纳滤浓水进入浓水处理过程；
所述浓水处理过程为：
步骤一、离子交换膜电解反应器启动：一段纳滤膜组件产生的纳滤浓水输入到离子交换膜电解反应器的阴极室，离子交换膜电解反应器的阳极室注入食盐启动液，通电运行；
步骤二、阴极室软化浓水、去除有机物：水电解产生碱性环境，钙镁在碱性环境下形成颗粒物沉淀，形成的颗粒物吸附有机物，产生的碱性混合物进入陶瓷膜组件；
步骤三、阳极室食盐启动液排放：离子交换膜电解反应器的阳极室食盐启动液在电解后呈酸性，排放至酸液储备箱储存；
步骤四、陶瓷膜分离阴极室碱性混合物：电解后的阴极室碱性混合物进入陶瓷膜组件，陶瓷膜组件将颗粒物截留，清澈的碱液流入离子交换膜电解反应器的阳极室；
步骤五、阴极室注入新浓水：电解后的阴极室碱性混合物流入陶瓷膜组件的同时，向阴极室注入新产生的浓水，重复步骤二；
步骤六、阳极室氧化浓水调节pH：清澈的碱液在阳极室电解后，通过氧化作用去除一部分有机物，将pH调节回中性后排入纳滤浓水调节箱；
步骤七、二段纳滤膜组件产水：纳滤浓水调节箱中预处理后的浓水进入二段纳滤膜组件，产水进入纳滤产水箱提升系统回收率；
启动后，步骤二、步骤四至步骤七重复实施；
所述组件清洗过程包括如下步骤：
步骤一、清洗液发生：食盐水箱中的水流入离子交换膜电解反应器阴极室及阳极室，电解后产生酸碱液分别排入酸液储备箱和碱液储备箱；
步骤二、低流量清洗：用清洗加压泵以低清洗液压力置换原水；
步骤三、循环：对于纳滤膜组件，清洗液从原水进水口进入，从浓水接口出水，对于陶瓷膜组件，清洗液从产水端进入，从进水端出水，此时一段纳滤膜组件与纳滤进水箱之间的连接管路上的阀门、二段纳滤膜组件与纳滤浓水调节箱之间的连接管路上的阀门、陶瓷膜组件与阴极室之间的连接管路上的阀门以及陶瓷膜组件与阳极室之间的连接管路上的阀门均处于关闭状态，清洗液循环回对应酸液储备箱及碱液储备箱并保证清洗液温度恒定；
步骤四、浸泡：停止清洗加压泵，让膜元件完全浸泡在清洗液中；
步骤五、高流量清洗：采用高流量循环冲洗液，污染物被清洗液冲刷带走；
步骤六、冲洗：采用预处理的合格产水冲洗纳滤系统内残余的清洗液；
步骤七、重新启动系统：清洗完成后重新启动系统。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
通过本申请提升了饮用水深度处理的回收率，有效减少浓水排放二次污染；
通过预先配置一定浓度的食盐溶液，利用离子交换膜电解装置产生酸碱液，无需投加其他药剂，有效减少了纳滤系统的维护需求，降低了运行能耗；
本申请能够自行检测预测指标，自调控进行周期性清洗，无需投加其它药剂，并实现60％以上的二价盐去除率，有效减少了纳滤系统的维护需求，减轻了纳滤浓水的处理难度，环保效益好，经济效益高，适用于村镇供水和浓水排放要求高的城市供水。
附图说明
图1为本申请中具体实施方式一的系统流程示意图；
图2为采用具体实施方式一的系统的盐分去除效果图，当纳滤膜组件的运行压力为0.2-0.4MPa时，图a)显示为对钙离子去除率为60％～70％，图b)显示为对进水中硫酸根去除率为65％～95％；
图3为本申请中具体实施方式二的系统流程示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-2说明本实施方式，一种两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统，包括原水进水箱1、跌水曝气塔2、自驱动生态膜超滤3、纳滤进水箱4、一段纳滤膜组件5、纳滤产水箱6、离子交换膜电解反应器、陶瓷膜组件9、碱液储备箱10、酸液储备箱11、纳滤浓水调节箱12、二段纳滤膜组件13及食盐水箱14，其中，
原水进水箱1、自驱动生态膜超滤3、纳滤进水箱4、一段纳滤膜组件5及纳滤产水箱6依次通过管路连通设置，二段纳滤膜组件13的产水端通过管路连接至纳滤产水箱6；一段纳滤膜组件5及二段纳滤膜组件13的产水管路上还连接设置有初产水排放管15；
一段纳滤膜组件5的浓水接口、离子交换膜电解反应器的阴极室7、陶瓷膜组件9、离子交换膜电解反应器的阳极室8、纳滤浓水调节箱12及二段纳滤膜组件13依次通过管路连通设置，二段纳滤膜组件13的浓水接口连接设置有二段纳滤浓水排放管16；
食盐水箱14通过管路分别连通至离子交换膜电解反应器的阴极室7及阳极室8，离子交换膜电解反应器的阴极室7通过管路连接至碱液储备箱10，离子交换膜电解反应器的阳极室8通过管路连接至酸液储备箱11，碱液储备箱10与酸液储备箱11分别通过管路连接至清洗加压泵17的输入端，清洗加压泵17的输出端分别通过管路连接至一段纳滤膜组件5的进水端及二段纳滤膜组件13的进水端，一段纳滤膜组件5的浓水接口通过管路分别连接至碱液储备箱10及酸液储备箱11，二段纳滤膜组件13的浓水接口通过管路分别连接至碱液储备箱10及酸液储备箱11，碱液储备箱10连接设置有清洗碱液排放管18，酸液储备箱11连接设置有清洗酸液排放管19；
离子交换膜电解反应器的阳极室8与陶瓷膜组件9的产水端之间通过管路连接设置有反冲洗泵20，陶瓷膜组件9的进水端连接设置有反冲洗水排放管21；
各管路上通过设置阀门控制管路通断。
通过原水进水箱1、跌水曝气塔2、自驱动生态膜超滤3、纳滤进水箱4、一段纳滤膜组件5及产水箱依次连接形成过滤系统；
通过一段纳滤膜组件5的浓水接口、离子交换膜电解反应器的阴极室7、陶瓷膜组件9、离子交换膜电解反应器的阳极室8、纳滤浓水调节箱12及二段纳滤膜组件13依次连接形成浓水处理系统；
通过食盐水箱14、离子交换膜电解反应器、碱液储备箱10、酸液储备箱11形成组件清洗系统。通过组件清洗系统对一段纳滤膜组件5、二段纳滤膜组件13及陶瓷膜组件9进行如碱洗可酸洗等化学清洗，清洗条件为进水和浓水之间的标准化压差上升了15％或者连续运行达到3～5个月；
所述初产水排放管15上设置有初产水排放阀22。如此设计，通过设置初产水排放阀22及初产水排放管15路，便于单独排放初产水。清洗完成后初期产水排放10分钟以上或直至系统正常启动运行产水清澈为止。
跌水曝气塔2连接设置有浮球阀23，由浮球阀23控制跌水曝气塔2内的水位。所述跌水曝气塔2优选采用板条式曝气塔，板条层数为4-6层，层间净距为400mm～600mm，优选为板条层数5层，层间净距为500mm。
纳滤进水箱4与一段纳滤膜组件5之间的连接管路上设置有一段压力传感器24，纳滤浓水调节箱12与二段纳滤膜组件13之间的连接管路上设置有二段压力传感器25，通过一段压力传感器24及二段压力传感器25对应监测一段纳滤膜组件5内以及二段纳滤膜组件13内的压力变化。纳滤进水箱4与一段纳滤膜组件5之间的连接管路上以及纳滤浓水调节箱12与二段纳滤膜组件13之间的连接管路上分别设置阀门控制通断。
一段纳滤膜组件5的浓水接口通过管路及阀门连通至离子交换膜电解反应器阴极室7的顶部，离子交换膜电解反应器阴极室7和离子交换膜电解反应器阳极室8被离子交换膜、离子交换膜隔板分隔开；离子交换膜电解反应器阴极室7底部通过管道和阀门连通至陶瓷膜组件9的进水侧；陶瓷膜组件9的产水侧通过管道和阀门连通至离子交换膜电解反应器阳极室8顶部；离子交换膜电解反应器阳极室8底部通过管道和阀门连通至纳滤浓水调节箱12顶部；
一段纳滤膜组件5的产水管路及二段纳滤膜组件13的产水管路分别与纳滤产水箱6的进水管路连通，一段纳滤膜组件5的产水管路上、二段纳滤膜组件13的产水管路上以及纳滤产水箱6的进水管路上分别设置有阀门，以控制一段纳滤膜组件5及二段纳滤膜组件13产水排放。
食盐水箱14的出水管路上设置有阀门，便于控制食盐水箱14的出水。
离子交换膜电解反应器的阴极室7与碱液储备箱10之间的管路为碱液通道，其上设置有阀门；离子交换膜电解反应器的阳极室8与酸液储备箱11之间的管路为酸液通道，其上设置有阀门。
碱液储备箱10与清洗加压泵17之间的连接管路上、酸液储备箱11与清洗加压泵17之间的连接管路上、清洗加压泵17与一段纳滤膜组件5之间的连接管路上以及清洗加压泵17与二段纳滤膜组件13之间的连接管路上分别设置有清洗控制阀。清洗水分别从一段纳滤膜组件5的浓水接口、二段纳滤膜组件13的浓水接口分别循环至碱液储备箱10及酸液储备箱11。清洗碱液排放管18及清洗酸液排放管19用于排放清洗废水，清洗碱液排放管18及清洗酸液排放管19上分别设置清洗液排放控制阀。
离子交换膜电解反应器的阳极室8与陶瓷膜组件9之间的连接管路上设置有反冲洗水排放控制阀，以控制反冲洗水的排放。反冲洗水通过反冲洗水排放管21排放。
纳滤膜的驱动压力为0.2MPa-0.4MPa之间。如此设计，纳滤膜技术能有效去除水中的多种污染物，包括有机物、部分无机污染物等，纳滤膜的驱动压力为0.2MPa-0.4MPa之间，实现纳滤膜以超低压模式运行，使纳滤膜污染发生形态转变，进而有效降低清洗难度，减少清洗频率，达标产水的同时有效降低了制水能耗。所述自驱动生态膜超滤3利用跌水曝气塔2和自驱动生态膜超滤3的高度差来控制膜过滤压力，膜过滤压力为6kPa，远低于传统超滤工艺，自驱动生态膜超滤3采用0.03μm的孔径；
一段纳滤膜组件5优选采用0.2MPa-0.4MPa的运行压力，优选0.4MPa的运行压力，此时一段纳滤膜组件5对进水中硫酸根去除率为60％～95％，对钙离子去除率为60％～70％；
陶瓷膜组件9优选采用的膜孔径为0.05-0.5μm，优选为0.2μm，为平板式非中空膜结构；
二段纳滤膜组件13优选采用0.2MPa-0.4MPa，优选为0.4MPa的运行压力；
离子交换膜电解反应器电解食盐水产生酸碱液，酸液的pH约为2左右，碱液的pH约为12左右。
陶瓷膜组件9中设置微纳米气泡曝气器。如此设计，强化去除膜表面的无机颗粒，实现气水反冲洗。
离子交换膜电解反应器的阳极室8与酸液储备箱11之间的连接管路上连接设置有中压紫外线脱氯器26。如此设计，离子交换膜电解反应器阳极室8产生的酸液先经过中压紫外线脱氯器26处理后输送至酸液储备箱11。
所述一段纳滤膜组件5为碟管式纳滤膜组件。
所述二段纳滤膜组件13为卷式纳滤膜组件。
原水进水箱1与跌水曝气塔2之间的连接管路上设置有曝气塔进水泵27，纳滤进水箱4与一段纳滤膜组件5之间的连接管路上设置有一段纳滤进水泵28，纳滤浓水调节箱12与二段纳滤膜组件13之间的连接管路上设置有二段纳滤进水泵29，食盐水箱14与离子交换膜电解反应器之间的连接管路上设置有离子交换膜电解进水泵30。
具体实施方式二：结合图1-2说明本实施方式，一种上述具体实施方式一所述两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统的使用方法，包括产水过程、浓水处理过程及组件清洗过程，其中，
所述产水过程为：原水由原水进水箱1依次经过跌水曝气塔2、自驱动生态膜超滤3、纳滤进水箱4、一段纳滤膜组件5后，得到纳滤产水及纳滤浓水，其中纳滤产水进入纳滤产水箱6，纳滤浓水进入浓水处理过程；原水进水箱1输入来水，来水进入跌水曝气塔2中进行预处理，提高溶解氧，为去除原水中的Fe、Mn等污染物提供充分条件；经跌水曝气塔2预处理后的出水进入自驱动生态膜超滤3，颗粒物、胶体、悬浮物和病原微生物等被截留，降低原水可生化性，减少碟管式纳滤膜组件污染，所述自驱动生态膜超滤3利用跌水曝气塔2和自驱动生态膜超滤3的高度差来控制膜过滤压力，自驱动生态膜超滤3可以使有机物分子量降低，溶解性有机物可以缓解纳滤表面形成某些带刺晶型的结晶，保护纳滤膜；自驱动生态膜超滤3出水储存至纳滤进水箱4，然后进入一段纳滤膜组件5；
所述浓水处理过程为：
步骤一、离子交换膜电解反应器启动：一段纳滤膜组件5产生的纳滤浓水输入到离子交换膜电解反应器的阴极室7，离子交换膜电解反应器的阳极室8注入食盐启动液，通电运行；
步骤二、阴极室7软化浓水、去除有机物：水电解产生碱性环境，钙镁在碱性环境下形成颗粒物沉淀，形成的颗粒物吸附有机物，产生的碱性混合物进入陶瓷膜组件9；在电流密度25A/m2条件下，溶液pH值为11.5。
步骤三、阳极室8食盐启动液排放：离子交换膜电解反应器的阳极室8食盐启动液在电解后呈酸性，排放至酸液储备箱11储存；
步骤四、陶瓷膜分离阴极室7碱性混合物：电解后的阴极室7碱性混合物进入陶瓷膜组件9，陶瓷膜组件9将颗粒物截留，清澈的碱液流入离子交换膜电解反应器的阳极室8；
步骤五、阴极室7注入新浓水：电解后的阴极室7碱性混合物流入陶瓷膜组件9的同时，向阴极室7注入新产生的浓水，重复步骤二；
步骤六、阳极室8氧化浓水调节pH：清澈的碱液在阳极室8电解后，通过氧化作用去除一部分有机物，将pH调节回中性后排入纳滤浓水调节箱12；
步骤七、二段纳滤膜组件13产水：纳滤浓水调节箱12中预处理后的浓水进入二段纳滤膜组件13，产水进入纳滤产水箱6提升系统回收率；二段纳滤浓水排放管16上设置有二段纳滤浓水调节阀，以控制少量浓水排放。
启动后，步骤二、步骤四至步骤七重复实施；
所述组件清洗过程包括纳滤膜组件清洗及陶瓷膜组件9清洗：
所述纳滤膜组件清洗包括如下步骤：
步骤一、清洗液发生：食盐水箱14中的水流入离子交换膜电解反应器阴极室7及阳极室8，电解后产生酸碱液分别排入酸液储备箱11和碱液储备箱10；酸性清洗的pH约为2左右，碱性清洗的pH约为12左右。
步骤二、低流量清洗：用清洗加压泵17以低清洗液压力置换原水；清洗压力以控制系统不会产生明显的渗透产水为宜，目的是置换元件内的原水；
一段纳滤膜组件5、二段纳滤膜组件13可以选择酸液或者碱液，单独或同时清洗；
酸洗时，关闭碱液储备箱10吸水管路上的纳滤膜组件清洗控制阀，开启酸液储备箱11吸水管路上的纳滤膜组件清洗控制阀，酸液经过清洗加压泵17的加压，控制纳滤膜组件清洗控制阀单独或同时流入一段纳滤膜组件5和二段纳滤膜组件13，低流量输入清洗液；
碱洗时，关闭酸液储备箱11吸水管路上的纳滤膜组件清洗控制阀，开启碱液储备箱10吸水管路上的纳滤膜组件清洗控制阀，碱液经过清洗加压泵17的加压，单独或同时流入一段纳滤膜组件5和二段纳滤膜组件13，低流量输入清洗液；
步骤三、循环：清洗液从原水进水口进入纳滤膜组件，从浓水接口出水，此时一段纳滤膜组件5与纳滤进水箱4之间的连接管路上的阀门以及二段纳滤膜组件13与纳滤浓水调节箱12之间的连接管路上的阀门均处于关闭状态，清洗液循环回对应酸液储备箱11及碱液储备箱10并保证清洗液温度恒定；所述循环过程持续30min。
步骤四、浸泡：停止清洗加压泵17，让膜元件完全浸泡在清洗液中；所述浸泡过程持续1h以上。
步骤五、高流量清洗：采用高流量循环冲洗液，污染物被清洗液冲刷带走；高流量水泵循环过程持续30～60min。
步骤六、冲洗：采用预处理的合格产水冲洗纳滤系统内残余的清洗液；冲洗过程持续30min。
步骤七、重新启动系统：清洗完成后重新启动系统；重新启动后的初产水不能排入纳滤产水箱6，设单独的初产水排放阀22与管道；
酸碱液储备箱10设置清洗碱液排放控制阀和清洗酸液排放控制阀排放清洗废水。
所述陶瓷膜组件9清洗包括如下步骤：
离子交换膜电解反应器的阳极室8产生的酸液，经反冲洗泵20加压后进入陶瓷膜组件9产水端，陶瓷膜组件9的反冲洗水经反冲洗水排放管21排放；
将所述纳滤浓水处理系统中一段纳滤膜组件5产生的纳滤浓水、组件清洗系统产生的纳滤化学清洗废液、陶瓷膜组件9反冲洗水和/或重新启动后的初产水以一定比例排入总废水管，所述废水需要达到《污水综合排放标准》(GB8978)要求。
纳滤膜的驱动压力为0.2MPa-0.4MPa之间。如此设计，纳滤膜技术能有效去除水中的多种污染物，包括有机物、部分无机污染物等，纳滤膜的驱动压力为0.2MPa-0.4MPa之间，实现纳滤膜以超低压模式运行，使纳滤膜污染发生形态转变，进而有效降低清洗难度，减少清洗频率，达标产水的同时有效降低了制水能耗。所述自驱动生态膜超滤3利用跌水曝气塔2和自驱动生态膜超滤3的高度差来控制膜过滤压力，膜过滤压力为6kPa，远低于传统超滤工艺，自驱动生态膜超滤3采用0.03μm的孔径；
一段纳滤膜组件5优选采用0.2MPa-0.4MPa的运行压力，优选0.4MPa的运行压力，此时一段纳滤膜组件5对进水中硫酸根去除率为60％～95％，对钙离子去除率为60％～70％；
陶瓷膜组件9优选采用的膜孔径为0.05-0.5μm，优选为0.2μm，为平板式非中空膜结构；
二段纳滤膜组件13优选采用0.2MPa-0.4MPa，优选为0.4MPa的运行压力；
离子交换膜电解反应器电解食盐水产生酸碱液，酸液的pH约为2左右，碱液的pH约为12左右。
陶瓷膜组件9中设置微纳米气泡曝气器。如此设计，强化去除膜表面的无机颗粒，实现气水反冲洗。
离子交换膜电解反应器的阳极室8与酸液储备箱11之间的连接管路上连接设置有中压紫外线脱氯器26。如此设计，离子交换膜电解反应器阳极室8产生的酸液先经过中压紫外线脱氯器26处理后输送至酸液储备箱11。
所述一段纳滤膜组件5为碟管式纳滤膜组件。
所述二段纳滤膜组件13为卷式纳滤膜组件。
原水进水箱1与跌水曝气塔2之间的连接管路上设置有曝气塔进水泵27，纳滤进水箱4与一段纳滤膜组件5之间的连接管路上设置有一段纳滤进水泵28，纳滤浓水调节箱12与二段纳滤膜组件13之间的连接管路上设置有二段纳滤进水泵29，食盐水箱14与离子交换膜电解反应器之间的连接管路上设置有离子交换膜电解进水泵30。
其他组成与连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图2-3说明本实施方式，一种两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统，包括原水进水箱1、跌水曝气塔2、自驱动生态膜超滤3、纳滤进水箱4、一段纳滤膜组件5、纳滤产水箱6、离子交换膜电解反应器、陶瓷膜组件9、碱液储备箱10、酸液储备箱11、纳滤浓水调节箱12、二段纳滤膜组件13及食盐水箱14，其中，
原水进水箱1、自驱动生态膜超滤3、纳滤进水箱4、一段纳滤膜组件5及纳滤产水箱6依次通过管路连通设置，二段纳滤膜组件13的产水端通过管路连接至纳滤产水箱6；一段纳滤膜组件5及二段纳滤膜组件13的产水管路上还连接设置有初产水排放管15；
一段纳滤膜组件5的浓水接口、离子交换膜电解反应器的阴极室7、陶瓷膜组件9、离子交换膜电解反应器的阳极室8、纳滤浓水调节箱12及二段纳滤膜组件13依次通过管路连通设置，二段纳滤膜组件13的浓水接口连接设置有二段纳滤浓水排放管16；
食盐水箱14通过管路分别连通至离子交换膜电解反应器的阴极室7及阳极室8，离子交换膜电解反应器的阴极室7通过管路连接至碱液储备箱10，离子交换膜电解反应器的阳极室8通过管路连接至酸液储备箱11，碱液储备箱10与酸液储备箱11分别通过管路连接至清洗加压泵17的输入端，清洗加压泵17的输出端分别通过管路连接至一段纳滤膜组件5的进水端、二段纳滤膜组件13的进水端以及陶瓷膜组件9的产水端，一段纳滤膜组件5的浓水接口通过管路分别连接至碱液储备箱10及酸液储备箱11，二段纳滤膜组件13的浓水接口通过管路分别连接至碱液储备箱10及酸液储备箱11，陶瓷膜组件9的进水端通过管路分别连接至碱液储备箱10及酸液储备箱11，碱液储备箱10连接设置有清洗碱液排放管18，酸液储备箱11连接设置有清洗酸液排放管19；
各管路上通过设置阀门控制管路通断。
通过原水进水箱1、跌水曝气塔2、自驱动生态膜超滤3、纳滤进水箱4、一段纳滤膜组件5及产水箱依次连接形成过滤系统；
通过一段纳滤膜组件5的浓水接口、离子交换膜电解反应器的阴极室7、陶瓷膜组件9、离子交换膜电解反应器的阳极室8、纳滤浓水调节箱12及二段纳滤膜组件13依次连接形成浓水处理系统；
通过食盐水箱14、离子交换膜电解反应器、碱液储备箱10、酸液储备箱11形成组件清洗系统。通过组件清洗系统对一段纳滤膜组件5、二段纳滤膜组件13及陶瓷膜组件9进行如碱洗可酸洗等化学清洗，清洗条件为进水和浓水之间的标准化压差上升了15％或者连续运行达到3～5月；
所述初产水排放管15上设置有初产水排放阀22。如此设计，通过设置初产水排放阀22及初产水排放管15路，便于单独排放初产水。清洗完成后初期产水排放10分钟以上或直至系统正常启动运行产水清澈为止。
跌水曝气塔2连接设置有浮球阀23，由浮球阀23控制跌水曝气塔2内的水位。所述跌水曝气塔2优选采用板条式曝气塔，板条层数为4-6层，层间净距为400mm～600mm，优选为板条层数5层，层间净距为500mm。
纳滤进水箱4与一段纳滤膜组件5之间的连接管路上设置有一段压力传感器24，纳滤浓水调节箱12与二段纳滤膜组件13之间的连接管路上设置有二段压力传感器25，通过一段压力传感器24及二段压力传感器25对应监测一段纳滤膜组件5内以及二段纳滤膜组件13内的压力变化。纳滤进水箱4与一段纳滤膜组件5之间的连接管路上以及纳滤浓水调节箱12与二段纳滤膜组件13之间的连接管路上分别设置阀门控制通断。
一段纳滤膜组件5的浓水接口通过管路及阀门连通至离子交换膜电解反应器阴极室7的顶部，离子交换膜电解反应器阴极室7和离子交换膜电解反应器阳极室8被离子交换膜、离子交换膜隔板分隔开；离子交换膜电解反应器阴极室7底部通过管道和阀门连通至陶瓷膜组件9的进水侧；陶瓷膜组件9的产水侧通过管道和阀门连通至离子交换膜电解反应器阳极室8顶部；离子交换膜电解反应器阳极室8底部通过管道和阀门连通至纳滤浓水调节箱12顶部；
一段纳滤膜组件5的产水管路及二段纳滤膜组件13的产水管路分别与纳滤产水箱6的进水管路连通，一段纳滤膜组件5的产水管路上、二段纳滤膜组件13的产水管路上以及纳滤产水箱6的进水管路上分别设置有阀门，以控制一段纳滤膜组件5及二段纳滤膜组件13产水排放。
食盐水箱14的出水管路上设置有阀门，便于控制食盐水箱14的出水。
离子交换膜电解反应器的阴极室7与碱液储备箱10之间的管路为碱液通道，其上设置有阀门；离子交换膜电解反应器的阳极室8与酸液储备箱11之间的管路为酸液通道，其上设置有阀门。
碱液储备箱10与清洗加压泵17之间的连接管路上、酸液储备箱11与清洗加压泵17之间的连接管路上、清洗加压泵17与一段纳滤膜组件5之间的连接管路上、清洗加压泵17与二段纳滤膜组件13之间的连接管路上以及清洗加压泵17与陶瓷膜组件9之间的连接管路上分别设置有清洗控制阀。清洗水分别从一段纳滤膜组件5的浓水接口、二段纳滤膜组件13的浓水接口及陶瓷膜组件9的进水端分别循环至碱液储备箱10及酸液储备箱11。清洗碱液排放管18及清洗酸液排放管19用于排放清洗废水，清洗碱液排放管18及清洗酸液排放管19上分别设置清洗液排放控制阀。
本实施方式中，一段纳滤膜组件5、二段纳滤膜组件13及陶瓷膜组件9共用一套清洗管路。
一段纳滤膜组件5及二段纳滤膜组件13的清洗液从原水端进入组件，从浓水接口出水；陶瓷膜组件9的清洗液从产水端进入，从进水端出水。
纳滤膜的驱动压力为0.2MPa-0.4MPa之间。如此设计，纳滤膜技术能有效去除水中的多种污染物，包括有机物、部分无机污染物等，纳滤膜的驱动压力为0.2MPa-0.4MPa之间，实现纳滤膜以超低压模式运行，使纳滤膜污染发生形态转变，进而有效降低清洗难度，减少清洗频率，达标产水的同时有效降低了制水能耗。所述自驱动生态膜超滤3利用跌水曝气塔2和自驱动生态膜超滤3的高度差来控制膜过滤压力，膜过滤压力为6kPa，远低于传统超滤工艺，自驱动生态膜超滤3采用0.03μm的孔径；
一段纳滤膜组件5优选采用0.2MPa-0.4MPa的运行压力，优选0.4MPa的运行压力，此时一段纳滤膜组件5对进水中硫酸根去除率为60％～95％，对钙离子去除率为60％～70％；
陶瓷膜组件9优选采用的膜孔径为0.05-0.5μm，优选为0.2μm，为平板式非中空膜结构；
二段纳滤膜组件13优选采用0.2MPa-0.4MPa，优选为0.4MPa的运行压力；
离子交换膜电解反应器电解食盐水产生酸碱液，酸液的pH约为2左右，碱液的pH约为12左右。
陶瓷膜组件9中设置微纳米气泡曝气器。如此设计，强化去除膜表面的无机颗粒，实现气水反冲洗。
离子交换膜电解反应器的阳极室8与酸液储备箱11之间的连接管路上连接设置有中压紫外线脱氯器26。如此设计，离子交换膜电解反应器阳极室8产生的酸液先经过中压紫外线脱氯器26处理后输送至酸液储备箱11。
所述一段纳滤膜组件5为碟管式纳滤膜组件。
所述二段纳滤膜组件13为卷式纳滤膜组件。
原水进水箱1与跌水曝气塔2之间的连接管路上设置有曝气塔进水泵27，纳滤进水箱4与一段纳滤膜组件5之间的连接管路上设置有一段纳滤进水泵28，纳滤浓水调节箱12与二段纳滤膜组件13之间的连接管路上设置有二段纳滤进水泵29，食盐水箱14与离子交换膜电解反应器之间的连接管路上设置有离子交换膜电解进水泵30。
具体实施方式四：结合图2-3说明本实施方式，一种上述具体实施方式三所述两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统的使用方法，包括产水过程、浓水处理过程及组件清洗过程，其中，
所述产水过程为：原水由原水进水箱1依次经过跌水曝气塔2、自驱动生态膜超滤3、纳滤进水箱4、一段纳滤膜组件5后，得到纳滤产水及纳滤浓水，其中纳滤产水进入纳滤产水箱6，纳滤浓水进入浓水处理过程；原水进水箱1输入来水，来水进入跌水曝气塔2中进行预处理，提高溶解氧，为去除原水中的Fe、Mn等污染物提供充分条件；经跌水曝气塔2预处理后的出水进入自驱动生态膜超滤3，颗粒物、胶体、悬浮物和病原微生物等被截留，降低原水可生化性，减少碟管式纳滤膜组件污染，所述自驱动生态膜超滤3利用跌水曝气塔2和自驱动生态膜超滤3的高度差来控制膜过滤压力，自驱动生态膜超滤3可以使有机物分子量降低，溶解性有机物可以缓解纳滤表面形成某些带刺晶型的结晶，保护纳滤膜；自驱动生态膜超滤3出水储存至纳滤进水箱4，然后进入一段纳滤膜组件5；
所述浓水处理过程为：
步骤一、离子交换膜电解反应器启动：一段纳滤膜组件5产生的纳滤浓水输入到离子交换膜电解反应器的阴极室7，离子交换膜电解反应器的阳极室8注入食盐启动液，通电运行；
步骤二、阴极室7软化浓水、去除有机物：水电解产生碱性环境，钙镁在碱性环境下形成颗粒物沉淀，形成的颗粒物吸附有机物，产生的碱性混合物进入陶瓷膜组件9；在电流密度25A/m2条件下，溶液pH值为11.5。
步骤三、阳极室8食盐启动液排放：离子交换膜电解反应器的阳极室8食盐启动液在电解后呈酸性，排放至酸液储备箱11储存；
步骤四、陶瓷膜分离阴极室7碱性混合物：电解后的阴极室7碱性混合物进入陶瓷膜组件9，陶瓷膜组件9将颗粒物截留，清澈的碱液流入离子交换膜电解反应器的阳极室8；
步骤五、阴极室7注入新浓水：电解后的阴极室7碱性混合物流入陶瓷膜组件9的同时，向阴极室7注入新产生的浓水，重复步骤二；
步骤六、阳极室8氧化浓水调节pH：清澈的碱液在阳极室8电解后，通过氧化作用去除一部分有机物，将pH调节回中性后排入纳滤浓水调节箱12；
步骤七、二段纳滤膜组件13产水：纳滤浓水调节箱12中预处理后的浓水进入二段纳滤膜组件13，产水进入纳滤产水箱6提升系统回收率；二段纳滤浓水排放管16上设置有二段纳滤浓水调节阀，以控制少量浓水排放。
启动后，步骤二、步骤四至步骤七重复实施；
所述组件清洗过程包括如下步骤：
步骤一、清洗液发生：食盐水箱14中的水流入离子交换膜电解反应器阴极室7及阳极室8，电解后产生酸碱液分别排入酸液储备箱11和碱液储备箱10；酸性清洗的pH约为2左右，碱性清洗的pH约为12左右。
步骤二、低流量清洗：用清洗加压泵17以低清洗液压力置换原水；清洗压力以控制系统不会产生明显的渗透产水为宜，目的是置换元件内的原水；
一段纳滤膜组件5、二段纳滤膜组件13及陶瓷膜组件9可以选择酸液或者碱液，单独或同时清洗；
酸洗时，关闭碱液储备箱10吸水管路上的纳滤膜组件清洗控制阀，开启酸液储备箱11吸水管路上的纳滤膜组件清洗控制阀，酸液经过清洗加压泵17的加压，控制纳滤膜组件清洗控制阀单独或同时流入一段纳滤膜组件5、二段纳滤膜组件13及陶瓷膜组件9，低流量输入清洗液；
碱洗时，关闭酸液储备箱11吸水管路上的纳滤膜组件清洗控制阀，开启碱液储备箱10吸水管路上的纳滤膜组件清洗控制阀，碱液经过清洗加压泵17的加压，单独或同时流入一段纳滤膜组件5、二段纳滤膜组件13及陶瓷膜组件9，低流量输入清洗液；
步骤三、循环：对于纳滤膜组件，清洗液从原水进水口进入，从浓水接口出水，对于陶瓷膜组件9，清洗液从产水端进入，从进水端出水，此时一段纳滤膜组件5与纳滤进水箱4之间的连接管路上的阀门、二段纳滤膜组件13与纳滤浓水调节箱12之间的连接管路上的阀门、陶瓷膜组件9与阴极室7之间的连接管路上的阀门以及陶瓷膜组件9与阳极室8之间的连接管路上的阀门均处于关闭状态，清洗液循环回对应酸液储备箱11及碱液储备箱10并保证清洗液温度恒定；所述循环过程持续30min。
步骤四、浸泡：停止清洗加压泵17，让膜元件完全浸泡在清洗液中；所述浸泡过程持续1h以上。
步骤五、高流量清洗：采用高流量循环冲洗液，污染物被清洗液冲刷带走；高流量水泵循环过程持续30～60min。
步骤六、冲洗：采用预处理的合格产水冲洗纳滤系统内残余的清洗液；冲洗过程持续30min。
步骤七、重新启动系统：清洗完成后重新启动系统。重新启动后的初产水不能排入纳滤产水箱6，设单独的初产水排放阀22与管道；
酸碱液储备箱10设置清洗碱液排放控制阀和清洗酸液排放控制阀排放清洗废水。
将所述纳滤浓水处理系统中一段纳滤膜组件5产生的纳滤浓水、组件清洗系统产生的纳滤化学清洗废液、陶瓷膜组件9反冲洗水和/或重新启动后的初产水以一定比例排入总废水管，所述废水需要达到《污水综合排放标准》(GB8978)要求。
Claims (10)
1.一种两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统，其特征在于：包括原水进水箱(1)、跌水曝气塔(2)、自驱动生态膜超滤(3)、纳滤进水箱(4)、一段纳滤膜组件(5)、纳滤产水箱(6)、离子交换膜电解反应器、陶瓷膜组件(9)、碱液储备箱(10)、酸液储备箱(11)、纳滤浓水调节箱(12)、二段纳滤膜组件(13)及食盐水箱(14)，其中，
原水进水箱(1)、自驱动生态膜超滤(3)、纳滤进水箱(4)、一段纳滤膜组件(5)及纳滤产水箱(6)依次通过管路连通设置，二段纳滤膜组件(13)的产水端通过管路连接至纳滤产水箱(6)；一段纳滤膜组件(5)及二段纳滤膜组件(13)的产水管路上还连接设置有初产水排放管(15)；
一段纳滤膜组件(5)的浓水接口、离子交换膜电解反应器的阴极室(7)、陶瓷膜组件(9)、离子交换膜电解反应器的阳极室(8)、纳滤浓水调节箱(12)及二段纳滤膜组件(13)依次通过管路连通设置，二段纳滤膜组件(13)的浓水接口连接设置有二段纳滤浓水排放管(16)；
食盐水箱(14)通过管路分别连通至离子交换膜电解反应器的阴极室(7)及阳极室(8)，离子交换膜电解反应器的阴极室(7)通过管路连接至碱液储备箱(10)，离子交换膜电解反应器的阳极室(8)通过管路连接至酸液储备箱(11)，碱液储备箱(10)与酸液储备箱(11)分别通过管路连接至清洗加压泵(17)的输入端，清洗加压泵(17)的输出端分别通过管路连接至一段纳滤膜组件(5)的进水端及二段纳滤膜组件(13)的进水端，一段纳滤膜组件(5)的浓水接口通过管路分别连接至碱液储备箱(10)及酸液储备箱(11)，二段纳滤膜组件(13)的浓水接口通过管路分别连接至碱液储备箱(10)及酸液储备箱(11)，碱液储备箱(10)连接设置有清洗碱液排放管(18)，酸液储备箱(11)连接设置有清洗酸液排放管(19)；
离子交换膜电解反应器的阳极室(8)与陶瓷膜组件(9)的产水端之间通过管路连接设置有反冲洗泵(20)，陶瓷膜组件(9)的进水端连接设置有反冲洗水排放管(21)；
各管路上通过设置阀门控制管路通断。
2.一种两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统，其特征在于：包括原水进水箱(1)、跌水曝气塔(2)、自驱动生态膜超滤(3)、纳滤进水箱(4)、一段纳滤膜组件(5)、纳滤产水箱(6)、离子交换膜电解反应器、陶瓷膜组件(9)、碱液储备箱(10)、酸液储备箱(11)、纳滤浓水调节箱(12)、二段纳滤膜组件(13)及食盐水箱(14)，其中，
原水进水箱(1)、自驱动生态膜超滤(3)、纳滤进水箱(4)、一段纳滤膜组件(5)及纳滤产水箱(6)依次通过管路连通设置，二段纳滤膜组件(13)的产水端通过管路连接至纳滤产水箱(6)；一段纳滤膜组件(5)及二段纳滤膜组件(13)的产水管路上还连接设置有初产水排放管(15)；
一段纳滤膜组件(5)的浓水接口、离子交换膜电解反应器的阴极室(7)、陶瓷膜组件(9)、离子交换膜电解反应器的阳极室(8)、纳滤浓水调节箱(12)及二段纳滤膜组件(13)依次通过管路连通设置，二段纳滤膜组件(13)的浓水接口连接设置有二段纳滤浓水排放管(16)；
食盐水箱(14)通过管路分别连通至离子交换膜电解反应器的阴极室(7)及阳极室(8)，离子交换膜电解反应器的阴极室(7)通过管路连接至碱液储备箱(10)，离子交换膜电解反应器的阳极室(8)通过管路连接至酸液储备箱(11)，碱液储备箱(10)与酸液储备箱(11)分别通过管路连接至清洗加压泵(17)的输入端，清洗加压泵(17)的输出端分别通过管路连接至一段纳滤膜组件(5)的进水端、二段纳滤膜组件(13)的进水端以及陶瓷膜组件(9)的产水端，一段纳滤膜组件(5)的浓水接口通过管路分别连接至碱液储备箱(10)及酸液储备箱(11)，二段纳滤膜组件(13)的浓水接口通过管路分别连接至碱液储备箱(10)及酸液储备箱(11)，陶瓷膜组件(9)的进水端通过管路分别连接至碱液储备箱(10)及酸液储备箱(11)，碱液储备箱(10)连接设置有清洗碱液排放管(18)，酸液储备箱(11)连接设置有清洗酸液排放管(19)；
各管路上通过设置阀门控制管路通断。
3.根据权利要求1或2所述的两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统，其特征在于：纳滤膜的驱动压力为0.2MPa-0.4MPa之间。
4.根据权利要求1或2所述的两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统，其特征在于：陶瓷膜组件(9)中设置微纳米气泡曝气器。
5.根据权利要求1或2所述的两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统，其特征在于：离子交换膜电解反应器的阳极室(8)与酸液储备箱(11)之间的连接管路上连接设置有中压紫外线脱氯器(26)。
6.根据权利要求1或2所述的两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统，其特征在于：所述一段纳滤膜组件(5)为碟管式纳滤膜组件。
7.根据权利要求1或2所述的两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统，其特征在于：所述二段纳滤膜组件(13)为卷式纳滤膜组件。
8.根据权利要求1或2所述的一种两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统，其特征在于：原水进水箱(1)与跌水曝气塔(2)之间的连接管路上设置有曝气塔进水泵(27)，纳滤进水箱(4)与一段纳滤膜组件(5)之间的连接管路上设置有一段纳滤进水泵(28)，纳滤浓水调节箱(12)与二段纳滤膜组件(13)之间的连接管路上设置有二段纳滤进水泵(29)，食盐水箱(14)与离子交换膜电解反应器之间的连接管路上设置有离子交换膜电解进水泵(30)。
9.一种上述权利要求1所述两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统的使用方法，其特征在于：包括产水过程、浓水处理过程及组件清洗过程，其中，
所述产水过程为：原水由原水进水箱(1)依次经过跌水曝气塔(2)、自驱动生态膜超滤(3)、一纳滤进水箱(4)、一段纳滤膜组件(5)后，得到纳滤产水及纳滤浓水，其中纳滤产水进入纳滤产水箱(6)，纳滤浓水进入浓水处理过程；
所述浓水处理过程为：
步骤一、离子交换膜电解反应器启动：一段纳滤膜组件(5)产生的纳滤浓水输入到离子交换膜电解反应器的阴极室(7)，离子交换膜电解反应器的阳极室(8)注入食盐启动液，通电运行；
步骤二、阴极室(7)软化浓水、去除有机物：水电解产生碱性环境，钙镁在碱性环境下形成颗粒物沉淀，形成的颗粒物吸附有机物，产生的碱性混合物进入陶瓷膜组件(9)；
步骤三、阳极室(8)食盐启动液排放：离子交换膜电解反应器的阳极室(8)食盐启动液在电解后呈酸性，排放至酸液储备箱(11)储存；
步骤四、陶瓷膜分离阴极室(7)碱性混合物：电解后的阴极室(7)碱性混合物进入陶瓷膜组件(9)，陶瓷膜组件(9)将颗粒物截留，清澈的碱液流入离子交换膜电解反应器的阳极室(8)；
步骤五、阴极室(7)注入新浓水：电解后的阴极室(7)碱性混合物流入陶瓷膜组件(9)的同时，向阴极室(7)注入新产生的浓水，重复步骤二；
步骤六、阳极室(8)氧化浓水调节pH：清澈的碱液在阳极室(8)电解后，通过氧化作用去除一部分有机物，将pH调节回中性后排入纳滤浓水调节箱(12)；
步骤七、二段纳滤膜组件(13)产水：纳滤浓水调节箱(12)中预处理后的浓水进入二段纳滤膜组件(13)，产水进入纳滤产水箱(6)提升系统回收率；
启动后，步骤二、步骤四至步骤七重复实施；
所述组件清洗过程包括纳滤膜组件清洗及陶瓷膜组件(9)清洗：
所述纳滤膜组件清洗包括如下步骤：
步骤一、清洗液发生：食盐水箱(14)中的水流入离子交换膜电解反应器阴极室(7)及阳极室(8)，电解后产生酸碱液分别排入酸液储备箱(11)和碱液储备箱(10)；
步骤二、低流量清洗：用清洗加压泵(17)以低清洗液压力置换原水；
步骤三、循环：清洗液从原水进水口进入纳滤膜组件，从浓水接口出水，此时一段纳滤膜组件(5)与纳滤进水箱(4)之间的连接管路上的阀门以及二段纳滤膜组件(13)与纳滤浓水调节箱(12)之间的连接管路上的阀门均处于关闭状态，清洗液循环回对应酸液储备箱(11)及碱液储备箱(10)并保证清洗液温度恒定；
步骤四、浸泡：停止清洗加压泵(17)，让膜元件完全浸泡在清洗液中；
步骤五、高流量清洗：采用高流量循环冲洗液，污染物被清洗液冲刷带走；
步骤六、冲洗：采用预处理的合格产水冲洗纳滤系统内残余的清洗液；
步骤七、重新启动系统：清洗完成后重新启动系统；
所述陶瓷膜组件(9)清洗包括如下步骤：
离子交换膜电解反应器的阳极室(8)产生的酸液，经反冲洗泵(20)加压后进入陶瓷膜组件(9)产水端，陶瓷膜组件(9)的反冲洗水经反冲洗水排放管(21)排放。
10.一种上述权利要求2所述两段式浓水处理的少药自调控式纳滤耦合系统的使用方法，其特征在于：包括产水过程、浓水处理过程及组件清洗过程，其中，
所述产水过程为：原水由原水进水箱(1)依次经过跌水曝气塔(2)、自驱动生态膜超滤(3)、一纳滤进水箱(4)、一段纳滤膜组件(5)后，得到纳滤产水及纳滤浓水，其中纳滤产水进入纳滤产水箱(6)，纳滤浓水进入浓水处理过程；
所述浓水处理过程为：
步骤一、离子交换膜电解反应器启动：一段纳滤膜组件(5)产生的纳滤浓水输入到离子交换膜电解反应器的阴极室(7)，离子交换膜电解反应器的阳极室(8)注入食盐启动液，通电运行；
步骤二、阴极室(7)软化浓水、去除有机物：水电解产生碱性环境，钙镁在碱性环境下形成颗粒物沉淀，形成的颗粒物吸附有机物，产生的碱性混合物进入陶瓷膜组件(9)；
步骤三、阳极室(8)食盐启动液排放：离子交换膜电解反应器的阳极室(8)食盐启动液在电解后呈酸性，排放至酸液储备箱(11)储存；
步骤四、陶瓷膜分离阴极室(7)碱性混合物：电解后的阴极室(7)碱性混合物进入陶瓷膜组件(9)，陶瓷膜组件(9)将颗粒物截留，清澈的碱液流入离子交换膜电解反应器的阳极室(8)；
步骤五、阴极室(7)注入新浓水：电解后的阴极室(7)碱性混合物流入陶瓷膜组件(9)的同时，向阴极室(7)注入新产生的浓水，重复步骤二；
步骤六、阳极室(8)氧化浓水调节pH：清澈的碱液在阳极室(8)电解后，通过氧化作用去除一部分有机物，将pH调节回中性后排入纳滤浓水调节箱(12)；
步骤七、二段纳滤膜组件(13)产水：纳滤浓水调节箱(12)中预处理后的浓水进入二段纳滤膜组件(13)，产水进入纳滤产水箱(6)提升系统回收率；
启动后，步骤二、步骤四至步骤七重复实施；
所述组件清洗过程包括如下步骤：
步骤一、清洗液发生：食盐水箱(14)中的水流入离子交换膜电解反应器阴极室(7)及阳极室(8)，电解后产生酸碱液分别排入酸液储备箱(11)和碱液储备箱(10)；
步骤二、低流量清洗：用清洗加压泵(17)以低清洗液压力置换原水；
步骤三、循环：对于纳滤膜组件，清洗液从原水进水口进入，从浓水接口出水，对于陶瓷膜组件(9)，清洗液从产水端进入，从进水端出水，此时一段纳滤膜组件(5)与纳滤进水箱(4)之间的连接管路上的阀门、二段纳滤膜组件(13)与纳滤浓水调节箱(12)之间的连接管路上的阀门、陶瓷膜组件(9)与阴极室(7)之间的连接管路上的阀门以及陶瓷膜组件(9)与阳极室(8)之间的连接管路上的阀门均处于关闭状态，清洗液循环回对应酸液储备箱(11)及碱液储备箱(10)并保证清洗液温度恒定；
步骤四、浸泡：停止清洗加压泵(17)，让膜元件完全浸泡在清洗液中；
步骤五、高流量清洗：采用高流量循环冲洗液，污染物被清洗液冲刷带走；
步骤六、冲洗：采用预处理的合格产水冲洗纳滤系统内残余的清洗液；
步骤七、重新启动系统：清洗完成后重新启动系统。
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2023
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