CN203112553U - 一种反渗透膜闭路循环装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种反渗透膜闭路循环装置，包括由膜元件串联后装入一个压力容器构成的三芯膜壳，每五个三芯膜壳并联后形成一段三芯膜壳组，三芯膜壳组内的膜壳的一端分别与进水管路连接，另一端连接有淡水出水管路和浓水管路，浓水管路回连至进水管路；其中进水管路上设有高压泵和进水压力表以及在线电导仪，浓水管路上设有循环泵和电动三通阀，电动三通阀连接有浓水排水管；电动三通阀通过与其连接的PLC控制器控制转向，进水压力表或在线电导仪与PLC控制器连接。本实用新型相对于常规反渗透工艺处理装置，回收率大大提升，并且比常规反渗透膜工艺处理装置投资成本降低20%，能耗降低35%。

Description

一种反渗透膜闭路循环装置

技术领域

本实用新型涉及海水淡化系统设备领域，具体的说，本实用新型涉及一种用于海水淡化反的渗透膜闭路循环装置。

背景技术

反渗透技术是当今海水淡化、苦咸水除盐的主要工艺。反渗透是利用高压泵将海水或苦咸水注入到反渗透膜的一侧，在压力作用下，海水中的可以水透过反渗透膜，而海水中的盐分不能透过反渗透膜，其结果是盐和水分离。在反渗透膜的高压侧是浓盐水，反渗透膜的低压侧为淡水。

反渗透膜元件是反渗透海水淡化的核心部件，反渗透装置采用6个膜元件串联装入一个压力容器构成一个6芯膜壳，多个6芯膜壳并联作为一段。为了提高产品水的回收率，通常采用两段串联结构。即将第一段出来的浓水接入第二段的进口，使第一段的浓水在第二段内进一步浓缩分离，生产更多的淡水。这叫一级二段组合结构。通常第一段并联的膜壳数量多于第二段并联的膜壳数量。有4：2：1;与3：2:1和2：1等排列。

常规反渗透膜系统的运行模式是连续运行的，即水泵的流量与压力一直不变。其缺点是反渗透能耗高；清水回收率低；膜反渗透膜容易受到污染而导致性能下降

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种反渗透能耗低、清水回收率高、反渗透膜性能较高的反渗透膜闭路循环装置。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供的技术方案是：一种反渗透膜闭路循环装置，包括由膜元件串联后装入一个压力容器构成的三芯膜壳，每五个三芯膜壳并联后形成一段膜壳组，膜壳组内的膜壳的一端分别与进水管路连接，另一端连接有淡水出水管路和浓水管路，浓水管路回连至进水管路；其中进水管路上设有高压泵和进水压力表以及在线电导仪，浓水管路上设有循环泵和电动三通阀，电动三通阀连接有浓水排水管；电动三通阀通过与其连接的PLC控制器控制转向，进水压力表或在线电导仪与PLC控制器连接。

所述的浓水管路上的循环泵和电动三通阀之间还设有一回水压力表，回水压力表与PLC控制器连接。

所述的高压泵和循环泵为变频控制。

所述的芯膜壳内串联的膜元件为三个。

本实用新型的有益效果是：本实用新型相对于常规反渗透工艺处理装置，回收率大大提升，并且相对于常规反渗透膜工艺处理装置投资成本降低20%，能耗降低35%。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，其中：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下参照图对本实用新型的实施例进行说明。

参照附图1，本实用新型一种反渗透膜闭路循环装置，包括由三个膜元件串联后装入一个压力容器构成的三芯膜壳1，每五个三芯膜壳1并联后形成一段膜壳组，膜壳组内的膜壳1的一端分别与进水管11路连接，另一端连接有淡水出水管路5和浓水管路6，浓水管路6回连至进水管路11；其中进水管路11上设有高压泵2和进水压力表8以及在线电导仪9，浓水管路6上设有循环泵3和电动三通阀4，电动三通阀4连接有浓水排水管7；电动三通阀4通过与其连接的PLC控制器控制转向，进水压力表8以及在线电导仪9与PLC控制器连接。浓水管路6上的循环泵3和电动三通阀4之间还设有一回水压力表10，回水压力表10与PLC控制器连接。其中高压泵2和循环泵3为变频控制。

本实用新型的反渗透膜闭路循环装置与常规工艺装置不同的是它的芯膜壳组结构仅用一段，而不是采用多段串联结构。与常规工艺装置不同的还有本实用新型的浓水管路6上设有一个循环泵3，以及一只三通阀4。其次，与常规反渗透工艺装置最大的不同是运行时浓水不是同步连续排放，而是周期性排放。

下面具体介绍本实用新型的工作程序：

海水或苦咸水由进水管路11进入高压泵2，海水经过加压，进入膜壳1内，海水经过反渗透膜分离产生淡水，淡水经过淡水管路5排出。没有透过膜的海水其含盐量更高，成为浓水。浓水由浓水管路6经过循环泵3加压，通过进水管路11重新注入膜壳1的入口，进行闭路循环。

采用浓水闭路循环的目的是：维持反渗透膜浓水流道中的高流速，用高流速浓水冲刷反渗透浓水膜表面沉淀富集的盐和污染物质，减少膜表面的污染，保持膜表面清洁，降低水的跨膜压差。

本实用新型是以恒流量、变压力的方式运行的。刚开始运行时，海水的含盐浓度低，所以其渗透压力低。为保持恒定流量，高压泵2需要施加的反渗透压力相应较低。随着时间的延续，海水不断被浓缩，高压泵2需要施加的反渗透压力也不断增高。当系统内的进水压力表8的读数升高达到设定值，或在线电导仪9的读数升高达到设定值时，或者回水压力表10的读数达到设定值时，给出电信号，PLC控制器打开电动三通阀4，系统内的浓水由浓水管路7快速排出。新鲜的低浓度盐水由高压泵2补充到系统，低压的进水替换浓水，并将浓水推出到系统之外。这时，一个闭路循环周期结束。然后电动三通阀4换向，系统重新进入下一周期的浓水循环。

高压泵2为变频控制，根据系统的渗透压升高情况，适当增加水泵的转速，即增加水泵的扬程，保持淡水流量不变。循环泵3也为变频控制，可以根据反渗透膜的污染情况，调整循环泵3的转速，当污染严重时，增加循环泵的转速，加大回流量，加大反渗透膜表面的冲洗强度。

反渗透系统回收率为进水流量与淡水流量的比值，在常规反渗透系统中，进水的回收率很低，这就意味着大部分进水被浪费。要提高回收率，必须采用多段串联结构，不但结构复杂，膜元件数量多，而且后段的膜元件由于浓水冲刷速度低，很容易产生浓差极化，产水流量减小。采用闭路循环装置，反渗透系统的回收率高，可以通过调整排放浓水的周期的长短来控制回收率。当系统循环的周期长时，浓水被循环浓缩的倍数高，回收率就高。同时高压泵2在高扬程范围内工作的时间就长，装置的能耗就高。当装置的循环周期短，浓水浓缩倍数低，其回收率低，同时能耗也低。可以根据用户的实际需求，任意调整循环周期，以平衡系统的回收率和能耗两个指标。常规反渗透工艺处理苦咸水时的回收率不超过75%。闭路循环工艺的回收率可以达到95%。常规工艺处理海水时的回收率为40%。闭路循环工艺的回收率可以达到65%。

常规反渗透的产水流量等于进水流量减去浓水流量，闭路循环装置为进水流量等于产水流量。

反渗透膜闭路循环装置与常规反渗透工艺比较，其投资成本降低20%。能耗降低35%。

实例

进水氯化钠浓度为2000mg/L，反渗透膜闭路循环装置由5个三芯膜壳1并联，每个三芯膜壳1由三个膜元件串联而成。高压泵2流量为23.1m3/h，循环泵3为38m3/h，高压泵2的工作压力由开始的9.1bar上升到结束时的13.3bar，闭路循环6分钟，浓水排放18秒，排放浓水平均流量为1.2m3/h，系统回收率85%。

如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本实用新型的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种反渗透膜闭路循环装置，包括由膜元件串联后装入一个压力容器构成的三芯膜壳，其特征在于，每五个三芯膜壳并联后形成一段膜壳组，膜壳组内的膜壳的一端分别与进水管路连接，另一端连接有淡水出水管路和浓水管路，浓水管路回连至进水管路；其中进水管路上设有高压泵和进水压力表以及在线电导仪，浓水管路上设有循环泵和电动三通阀，电动三通阀连接有浓水排水管；电动三通阀通过与其连接的PLC控制器控制转向，进水压力表或在线电导仪与PLC控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种反渗透膜闭路循环装置，其特征在于，所述的浓水管路上的循环泵和电动三通阀之间还设有一回水压力表，回水压力表与PLC控制器连接。

3.根据权利要求1所述的一种反渗透膜闭路循环装置，其特征在于，所述的高压泵和循环泵为变频控制。

4.根据权利要求1所述的一种反渗透膜闭路循环装置，其特征在于，所述的芯膜壳内串联的膜元件为三个。

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