CN202898158U - 一种高回收率膜法水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高回收率膜法水处理设备，该设备包括加药设备、过滤设备以及回收设备，其特征在于：加药设备包括相互连接的调节箱和反应箱；过滤设备包括沉淀箱，在沉淀箱中设有依次相接的与反应箱相连接的循环泵、磁水处理器以及微滤膜组件；回收设备为与微滤膜组件相连接的回用水箱。本实用新型可以使反渗透系统的回收率大于90%以上；一次性投资费用低，设备使用年限长；使膜清洗周期变长，从而运行成本降低。过滤精度高，出水效果稳定，占地面积小；能有效解决高盐分反渗透浓水排放难的问题。

Description

一种高回收率膜法水处理设备

技术领域

本实用新型涉及一种水处理设备，具体地说是反渗透浓水处理设备。

背景技术

目前反渗透RO浓水的处理方式主要如下：

（1）回收后用作工艺前段过滤反洗用水。由于RO浓水中无悬浮物，含阻垢剂且有压力，可用作过滤装置的反冲洗水、除尘水、冲灰冲渣水、冷却水；或经过简单处理后混入原水回收。如果浓水中含环境优先控制污染物，则需慎重使用。

 (2)蒸发、蒸馏浓缩。浓水的蒸发塘法适用于气候炎热、蒸发率高、年降雨量低、土地广袤、地价低廉的地区 ”，要做好防渗工作，保护地下含水层。

(3) 排入地表水或海水。该法是处理浓水最常用的方法，高效价廉。将RO浓水排放口设在远离海岸的地方，会减小其对海岸及海洋环境的影响 。若利用潮汐周期规律排放浓水，稀释扩散效果更好。

 (4) 深井注入地下。将RO浓水混凝、沉淀、过滤处理后一部分排入沙漠深井，另一部分回流，继续处理。

（5）利用传统的加药沉淀过滤工艺，处理反渗透浓水。

上述处理方式主要有以下问题：

（1）对于RO浓水回用作过滤反洗用水，只能是简单的反洗冲刷，其反洗水还是要排放或更进一步处理，不经济。

（2）对于蒸发、蒸馏浓缩，蒸发受地域限制，且要做好防渗工作，以免污染地下含水层。蒸馏代价也很大，需要的一次性投资高，设备使用寿命短。

（3）对于排入地表水或海水。RO浓水中的有害物质及离子会影响到受纳水体的水生环境或对水源产生污染。

（4）对于RO浓水注入地下深井，注入管的防腐要求高，浓水注入土地的场所受限制，还需在线监测周围的土壤，成本高。

（5）传统的加药沉淀过滤工艺，设备体积大，投资高，效果不稳定。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种可以有效回收利用RO浓水且成本较低的高回收率膜法水处理设备。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为一种高回收率膜法水处理设备，包括加药设备、过滤设备以及回收设备，其特征在于：加药设备包括相互连接的调节箱和反应箱；过滤设备包括沉淀箱，在沉淀箱中设有依次相接的与反应箱相连接的循环泵、磁水处理器以及微滤膜组件；回收设备为与微滤膜组件相连接的回用水箱。

产品工作过程或原理：

（一）加药原理

（1）对于重金属离子：

    CuSO4+Ca(OH)2→Cu(OH)2+CaSO4

（2）对于氟离子、硫酸根离子、磷酸根离子、碳酸根离子，加石灰则形成沉淀。

（3）对于Ca、Mg的去除：

    Ca(HCO3)2+Ca(OH)2 → 2CaCO3+2H2O

    CaSO4+Na2CO3 → CaCO3+Na2SO4

    Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2 → Mg(OH)2+2CaCO3+2H2O

    MgSO4+Ca(OH)2 →Mg(OH)2+CaSO4

    CaSO4+Na2CO3 → CaCO3+Na2SO4

对于以上（1）（2）（3）步原理使废水中盐分沉淀，形成固液分离。

（二）强磁水处理原理：

（1）防垢：在不改变水原有的化学成分的前提下，使水中矿物质的物理结构发生变化。中性水本来是由许多缔合成链状的大分子团所组成，但在通过强磁场并切割磁力线时，由于受磁极作用而导致水分子偶极矩增大并发生偏转，使大分子团断裂成大量细碎的单个水分子。它们强烈吸引并包围了易在水中与酸根离子结成针状结晶硬垢的Ca2+和Mg2+,使它们无法靠近受热的管壁或容器壁，转而以粒状结晶体随排污大流排出系统之外。从而达到陶瓷膜防垢的目的。

（2）杀菌、灭藻：流体切割磁力线与固体不同，在流体内部能产生电流，导致其中部分水电解而产生单原子氧（H2O=2H++O2-）。单原子氧具有强烈的杀菌作用，从而达到杀菌的目的。而单原子氧又是不稳定的，破坏了藻类的生存环境，达到灭藻的目的。而膜系统最怕的就是细菌等有机物污染。

（三）陶瓷微滤膜净化原理与清洗原理：

A、净化原理

陶瓷膜是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而成的非对称膜，呈管状或多通道状，管壁密布微孔。微滤膜的分离范围为0.1～10um，用于最粗级别的分离，将菌丝体、颗粒物、胶体等较

大颗粒的物质截留。

陶瓷微滤膜性能指标：

支撑体结构：19通道多孔氧化铝陶瓷支撑体，氧化铝含量大于99%

几何尺寸：膜管外径：φ30mm     通道内径：φ6mm，

              管长：1016mm         膜面积：0.13m2

膜材质：氧化锆                  膜孔径：0.1μm、0.2μm 、0.8μm、1.2μm

爆破压力：60MP                 最大工作压力：小于1MPa

pH适用范围：0~14               膜管烧结温度：大于1600℃

抗氧化剂性能：优                抗溶剂性能：优

在压力作用下，原水在膜管内或膜外侧流动，水分子（或产品水）透过膜，水体中的污染物等杂质被截留去除，从而实现水质净化的目的。

无机陶瓷微滤膜作为一种新型的膜材料，具有化学稳定性好、机械强度大、抗微生物腐蚀能力强、孔径分布窄、分离效率高、使用寿命长、结构稳定和易再生等优点。在RO浓水处理领域有以下优点：

（1）对浊度的去除率很高并且去除效果稳定，原水浊度的变化对出水水质没有明显影响，因此应用陶瓷膜达到浊度去除的目的是完全可行的。

（2）采用陶瓷膜技术，可以极大的减少占地面积。同时，陶瓷膜操控性能好，安全、操作简单、使用方便，维护方便，可大大减少人员和维护费用。

（3）与有机膜相比，陶瓷超滤膜具备不断丝、无泄漏、耐高温，出水水质有保证的优良特点。

B、清洗原理

膜污染是指在膜过滤过程中，水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。 

无机膜具有优异的化学稳定性和高的机械强度，可采用更广泛的清洗方法进行清洗。无机膜化学清洗的一般规律为：无机强酸使污染物中一部分不溶性物质变为可溶性物质；有机酸主要清除无机盐的沉积；螯合物可与污染物中的无机离子络合生成溶解度大的物质，减少膜表面和孔内沉积的盐和吸附的无机污染物，表面活性剂主要清除有机物污染物；强氧化剂和强碱是清除油脂和蛋白、藻类等生物物质的污染；而对于细胞碎片等污染体系，多采用酶清洗剂。对于污染非常严重的膜，通常采用强酸、强碱交替清洗，并加入次氯酸钠等氧化剂与表面活性剂。在这些清洗过程中，常采用高速低压的操作条件，有时配以反冲，最大程度地恢复膜通量。化学清洗结束后用清水漂洗至中性。

有益效果：本实用新型的有益效果如下：

（1）目前反渗透（RO）回收率一般为75%左右，本技术可以使回收率大于90%以上。

（2）用陶瓷微滤膜降低RO浓水中的盐分，可以循环重复利用，排放量小。相比于把RO浓水蒸馏浓缩等技术，一次性投资费用低，设备使用年限长。

（3）采用强磁技术，大大减轻了高浓度含盐量废水中膜结垢的倾向，使膜清洗周期变长，从而运行成本降低。

（4）利用陶瓷膜过滤，过滤精度高，出水效果稳定，占地面积小。陶瓷膜坚固耐冲刷和耐酸碱的特点，是本技术选用其作为过滤系统的原因之一。

（5）相比于目前一些企业直接排放RO浓水造成二次污染，本技术采用直接处理反渗透（RO）浓水，加药和调节PH使其离子沉淀，再用强磁技术杀菌除垢，最后通过陶瓷膜过滤产出澄清的可以重复利用的水，能有效解决高盐度RO浓水排放难的问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

如图1所示，一种高回收率膜法水处理设备，包括依次相接的加药设备8、过滤设备9以及回收设备10。

加药设备8包括相互连接的调节箱1和反应箱2；

过滤设备9包括沉淀箱3，在沉淀箱3中设有依次相接的与反应箱2相连接的循环泵4、磁水处理器5以及微滤膜组件6；

回收设备10为与微滤膜组件6相连接的回用水箱7。

本实用新型采用磁水处理器，主要是利用其防垢与杀菌、灭藻的功能，尽量缓减微滤膜的结垢倾向，延长清洗周期。其清洗耗水量小，效果优良。

通过以上“加药+磁水处理+微滤膜过滤”等三部分原理的组合、串联， RO浓水经过调节池、反应池、沉淀池进行加药反应沉淀后，形成固液分离。来自浓缩池的水被泵经磁水处理器提升到微滤膜组件。利用微滤错流过滤技术，沉淀池中的污泥被高速提升到微滤膜系统，错流经过膜表面回到沉淀池。渗透水透过膜后进到最终回用水箱，最终达到去除反渗透浓水中的盐分而循环利用的目的。每通过膜一次，污泥就浓缩一点。通过对25%的RO系统的浓水的直接处理形成的清洁水，可以与原反渗透系统的75%产水混合回用，也可以进一步净化处理后回用，从而使原来整个反渗透系统的回收率由75%提高到90%以上。

产水流量连续监测。如果观察到流量低到预定值时，则膜进行化学清洗。

本实用新型针对目前反渗透（RO）回收率不高的现状，处理反渗透浓水并回收利用；利用陶瓷膜代替普通的过滤器过滤，过滤精度高，效果稳定，占地面积小。陶瓷膜坚固耐冲刷和耐酸碱的特点，是本技术选用其作为过滤系统的原因之一；采用强磁技术，大大减轻了膜结垢的倾向，使膜清洗周期变长，从而运行成本降低；相比于蒸发、蒸馏结晶反渗透浓水，本技术所采用的设备要求低，压力小，使用寿命长，投资成本大大降低；反渗透（RO）浓水中含盐量高，直接排放会造成污染，本技术采用直接处理反渗透（RO）浓水，加药和调节PH使其离子沉淀，再用强磁技术杀菌除垢，最后通过陶瓷膜过滤产出澄清的可以重复利用的水，能有效解决高盐度RO浓水排放难的问题。

Claims (1)

1.一种高回收率膜法水处理设备，包括加药设备（8）、过滤设备（9）以及回收设备（10），其特征在于：加药设备（8）包括相互连接的调节箱（1）和反应箱（2）；过滤设备（9）包括沉淀箱（3），在沉淀箱（3）中设有依次相接的与反应箱（2）相连接的循环泵（4）、磁水处理器（5）以及微滤膜组件（6）；回收设备（10）为与微滤膜组件（6）相连接的回用水箱（7）。

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