CN1552643A - 一种高回收率的海水（苦咸水）淡化工艺 - Google Patents

一种高回收率的海水（苦咸水）淡化工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高回收率的海水(苦咸水)淡化工艺，主要包括沉淀处理、杀菌处理、过滤处理、超滤处理、增压处理、原水反渗透淡化处理、能量回收及段间增压处理、浓水反渗透淡化处理、一级二段浓水排放、产品水杀菌处理和净水排出等步骤。由一级一段反渗透膜组对增压后的原水进行反渗透淡化处理，一级二段反渗透膜组对增压后一级一段反渗透膜组的浓水进行反渗透淡化处理。由能量回收装置回收一级二段反渗透膜组浓水的能量，为一级一段反渗透膜组浓水提供段间增压能量。本发明用于海水淡化时，反渗透装置使用海水膜，用于苦咸水淡化时，反渗透装置使用苦咸水膜。系统淡水回收率达到60％以上，一级二段浓缩出水含盐量达到8％以上，便于晒盐等综合利用。

Description

一种高回收率的海水(苦咸水)淡化工艺
                                技术领域
本发明涉及一种高回收率海水苦咸水淡化工艺，尤其是一种包括超滤和反渗透工艺的海水及苦咸水淡化工艺，既可用于海水淡化领域，也可用于苦咸水淡化领域。
                                背景技术
海水与苦咸水淡化方法已经出现了数十种，主要包括蒸馏法、膜法、电渗析法和冷冻法等。在诸多方法中，工业上采用的主要有以下几种，即多级闪蒸(MSF)、反渗透(RO)、多效蒸馏(ME或MED)和压汽蒸镏(VC.)，此外便是电渗析(ED)。
几种主要的淡化方法中以反渗透法发展速度最快，淡化成本下降也最快。现在普遍采用的反渗透海水淡化方法为“多介质过滤+活性炭过滤+保安过滤器+反渗透膜”，并且反渗透普遍为一级反渗透膜，系统回收率仅为30％-40％，反渗透膜的使用寿命也很短。
                                发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，一种淡水回收率高、反渗透膜使用寿命长的高回收率海水苦咸水淡化工艺。
为实现上述目的，本发明的高回收率海水苦咸水淡化工艺包括以下步骤：
(1)沉淀处理：在沉淀池内进行沉淀处理，去除原水中的沙粒等杂质；
(2)杀菌处理：应用臭氧对原水进杀菌；
(3)过滤处理：自动冲洗过滤器将原水中的悬浮颗粒物等杂质去除，过滤精度5um，反冲洗时，颗粒杂质从排污口排出；
(4)超滤处理：由连续超滤装置进行超滤处理，去除原水中的胶体，处理后的海水SDI＜2，浊度＜0.05NTU，去除率达到99％以上，细菌和大肠杆菌等的去除率达到99％以上，CODMn的去除率为60％，BOD5的截留率为22％，出水色度稳定在5度，氨氮含量一般低于0.5mg/L；
(5)增压处理：上述经预处理的原水，经高压泵增压后进入一级一段反渗透膜组；
(6)原水反渗透淡化处理：由一级一段反渗透膜组对上述增压后的原水进行反渗透淡化处理，其产品水经杀菌处理后成为净水，由产品水输送管道排出供使用，其浓水进能量回收装置；
(7)段间增压处理：由能量回收装置对一级一段反渗透膜组的浓水，进行段间增压；
(8)浓水反渗透淡化处理：由一级二段反渗透膜组对上述经段间增压的浓水进行反渗透淡化处理，其产品水经杀菌处理后成为净水，由产品水输送管道排出供使用，其浓水进能量回收装置回收能量；
(9)能量回收处理：由能量回收装置回收一级二段反渗透膜组浓水能量，为一级一段反渗透膜组浓水提供段间增压能量，回收能量后的一级二段反渗透膜组浓水，由浓水输出管道排出。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)工艺简单，海水只需经过简单的沉沙处理即可以满足工艺的进水水质要求；(2)自动清洗过滤器及连续超滤装置作为反渗透膜组的预处理装置，保证了反渗透膜的进水水质要求，与比一般工艺相比，反渗透膜的使用寿命可以延长1-2年；(3)反渗透主体采用一级二段反渗透膜组，使系统回收率提高到60％以上，提高了产品水产量；(4)浓缩水含盐量达到8％以上，便于浓缩出水的综合利用；(5)反渗透主体间采用段间增压技术，能量回收装置回收浓缩水能量，可降低吨水能耗。
                                附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
图1是本发明的工艺流程图。
图2是实现本发明工艺的主体设备图。
附图标记：
1预处理后海水         2输送管道           3取水泵               4自动清洗过滤器
5超滤送水泵           6超滤装置           7高压泵               8管道
9一级一段反渗透膜组   10产品水输送管道    11一级一段浓水管道    12能量回收装置
13一级二段反渗透膜组  14一级二段浓水管道  15一级二段产品水管道  16浓水排放管道
                              具体实施方式
图1所示的海水苦咸水淡化工艺的工艺流程图中，本发明高回收率海水苦咸水淡化工艺的主要包括沉淀处理、杀菌处理、过滤处理、超滤处理、增压处理、原水反渗透淡化处理、能量回收及段间增压处理、浓水反渗透淡化处理、一级二段浓水排放、产品水杀菌处理和净水排出等步骤。
图2所示的实现高回收率海水苦咸水淡化工艺的主体设备，主要由输送管道2、取水泵3、自动清洗过滤器4、超滤送水泵5、超滤膜组6、高压泵7、管道8、一级一段反渗透膜组9、产品水输送管道10、一级一段浓水管道11、能量回收12、一级二段反渗透膜组13、一级二段浓水管道14、一级二段产品水管道15、浓水排放管道16组成。
上述工艺中，原水在沉淀池内进行沉淀处理，去除原水中的沙粒等杂质。杀菌处理是应用臭氧对原水进杀菌。原水经上述预处理后进入自动冲洗过滤器4进行过滤处理，自动冲洗过滤器4利用系统介质的自身压力进行滤芯反冲洗，无需停机，过滤、反冲洗同时进行。反冲洗时水压力基本保持不变，可以在最小的压差下进行反冲洗，不会出现滤速减慢及处理水量降低的现象。过滤速度可以达到290m/h以上。它可以将海水中悬浮颗粒物等颗粒杂质去除。反冲洗时，颗粒杂质从排污口排出。过滤精度可达到5um。自动冲洗过滤器降低了前处理流程的操作难度，提高了预处理效果。
经过自动冲洗过滤器4处理后的海水进入超滤装置6，进行超滤处理。连续超滤作为反渗透的预处理可保证进入反渗透的海水SDI＜2(实测数值SDI＜1)；浊度＜0.05NTU(实测数值SDI＜1)，去除率接近为100％；细菌和大肠杆菌等的去除率达到99％以上；能有效去除胶体和防止硬垢；CODMn的去除率为60％；BOD5的截留率为22％；出水色度稳定在5度；氨氮含量一般低于0.5mg/L。采用连续超滤可以延长反渗透膜的使用寿命1-2年。连续超滤装置具有反冲洗备用膜，以保证超滤膜间段反冲洗时的出水水量。增压处理由高压泵7实现。
反渗透膜组采用一级二段及段间增压技术，超滤出水经过高压泵7增压后，进入反渗透膜组，由一级一段反渗透膜组9对上述增压后的原水进行反渗透淡化处理，其产品水经杀菌处理后成为净水，由产品水输送管道10排出供使用，其浓水进能量回收装置12进行段间增压。
浓水反渗透淡化处理由一级二段反渗透膜13组实现，经段间增压的浓水进行反渗透淡化处理后，其产品水经杀菌处理后成为净水，由产品水输送管道10排出供使用，其浓水进能量回收装置12。由能量回收装置12回收一级二段反渗透膜组浓水能量，为一级一段反渗透膜组浓水提供段间增压能量，回收能量后的一级二段反渗透膜组浓水，由浓水输出管道16排出。
由于能量回收装置12为反渗透膜组一级一段浓缩水增压的能量，来源于一级二段浓缩出水，降低了产品水吨水能耗。一级一段和一级二段产品水(渗透出水)量为反渗透膜组总产水量，系统淡水回收率达到60％以上；一级二段浓缩出水含盐量达到8％以上，便于晒盐等综合利用。
图2所示的实现一级二段高回收率海水苦咸水淡化工艺的主体设备，其工作过程为，经过预处理设备处理过的预处理水1通过输送管道2进入取水泵3的进口，连接于自动清洗过滤器4和超滤送水泵5，超滤送水泵5的出口连接于超滤装置6，高压泵7和一级一段反渗透膜组9通过管道8连接，管道8上安装有止回阀、球阀、压力表PI和压力开关PS，一级一段反渗透膜组9和能量回收装置12通过一级一段浓水管道11连接，一级一段浓水管道11上安装有止回阀、球阀、压力表PI和压力开关PS，经能量回收装置12回收能量、段间增压后的一级一段反渗透浓水进入一级二段反渗透膜组13，一级二段反渗透膜组13的浓水出口通过一级二段浓水管道14和能量回收装置12连接，通过能量回收装置12回收一级二段反渗透膜组13的浓水能量，回收能量后的一级二段反渗透浓水通过浓水排放管道16外排，一级二段反渗透膜组13的产品水通过一级二段产品水管道15与一级一段产品水输送管道10连接，一级一段产品水输送管道10上安装有电导率表Cl、球阀和流量表FI。产品水经杀菌处理后成为净水，由产品水输送管道10排出供使用。
本发明的高回收率海水苦咸水淡化工艺在用于海水淡化时，反渗透装置使用海水膜；在用于苦咸水淡化时，反渗透装置使用苦咸水膜。

Claims (1)

1.一种高回收率的海水苦咸水淡化工艺，其特征是，包括以下步骤：
(1)沉淀处理：在沉淀池内进行沉淀处理，去除原水中的沙粒等杂质；
(2)杀菌处理：应用臭氧对原水进杀菌；
(3)过滤处理：自动冲洗过滤器将原水中的悬浮颗粒物等杂质去除，过滤精度5um，反冲洗时，颗粒杂质从排污口排出；
(4)超滤处理：由连续超滤装置进行超滤处理，去除原水中的胶体，处理后的海水SDI＜2，浊度＜0.05NTU，去除率达到99％以上，细菌和大肠杆菌等的去除率达到99％以上，CODMn的去除率为60％，BOD5的截留率为22％，出水色度稳定在5度，氨氮含量一般低于0.5mg/L；
(5)增压处理：上述经预处理的原水，经高压泵增压后进入一级一段反渗透膜组；
(6)原水反渗透淡化处理：由一级一段反渗透膜组对上述增压后的原水进行反渗透淡化处理，其产品水经杀菌处理后成为净水，由产品水输送管道排出供使用，其浓水进能量回收装置；
(7)段间增压处理：由能量回收装置对一级一段反渗透膜组的浓水，进行段间增压；
(8)浓水反渗透淡化处理：由一级二段反渗透膜组对上述经段间增压的浓水进行反渗透淡化处理，其产品水经杀菌处理后成为净水，由产品水输送管道排出供使用，其浓水进能量回收装置回收能量；
(9)能量回收处理：由能量回收装置回收一级二段反渗透膜组浓水能量，为一级一段反渗透膜组浓水提供段间增压能量，回收能量后的一级二段反渗透膜组浓水，由浓水输出管道排出。
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