CN204365146U - 节能型高盐反渗透装置 - Google Patents

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齐永红
王林
杨楠
党平
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Abstract

本实用新型涉及一种节能型高盐反渗透装置，由通过管道连接的给水箱、给水泵、保安过滤器、高压泵、增压泵、压力交换式能量回收器、RO产水箱、浓水箱和两段反渗透膜组成，给水箱出水经过滤器后分为两路，一路至能量回收器的低压进水端，另一路送至I段反渗透膜的输入端，I段反渗透膜的RO产水端和RO浓水端分别输接至RO产水箱的进口端和Ⅱ段反渗透膜的输入端，Ⅱ段反渗透膜的RO产水端和RO浓水端分别输接至RO产水箱的进水口端和能量回收器的高压进水端，能量回收器的高压出水端和低压出水端分别接至I段反渗透膜的输入端和浓水箱的进水口端。本实用新型产品主要应用于化工企业的废水零排放系统中，可大大节省零排放系统的一次性投资。

Description

节能型高盐反渗透装置
技术领域
本实用新型属于水处理设备技术领域，涉及一种用于内陆石化企业废水零排放工艺的节能型高盐反渗透装置。
背景技术
随着国家对环境保护的要求越来越高，内陆石化企业迫切需要实施废水零排放。在废水零排放工艺中，反渗透膜浓缩是必须的工艺阶段。石化企业零排放工艺的来水一般接收的是中水回用的反渗透浓水或污水处理后的合格产水，由于水中一般含盐量在10000mg/L以上，所以我们将处理进水含盐量在10000mg/L以上的反渗透装置叫做浓水反渗透装置。工作时，浓水反渗透装置将前端中水回用的反渗透浓水进行倍量的浓缩，为后续蒸发结晶单元提供经济条件。目前，本领域公知的进水含盐量超过10000mg/L的浓水反渗透装置基本不配备能量回收设施，由于现有浓水反渗透装置的进水压力一般在2MPa以上，运行压力高，所以其Ⅱ段反渗透膜的浓水压力就高，以往将Ⅱ段反渗透膜的2MPa以上的高压浓水直接输送到下段工艺单元，造成能量的大量浪费。现有技术中虽也有少量的反渗透装置配备透平式能量回收器，但此类装置的能量回收效率也只有60％左右。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种结构合理、操作方便、节能效果显著的节能型高盐反渗透装置。
为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的节能型高盐反渗透装置由通过管道连接的给水箱、变频给水泵、保安过滤器(即过滤精度为5μm的过滤器)、高压泵、I段反渗透膜、Ⅱ段反渗透膜、段间变频增压泵、压力交换式能量回收器、RO产水箱、浓水箱组成，给水箱的出水经变频给水泵和保安过滤器后分为两路，一路由能量回收器低压进水管送至压力交换式能量回收器的低压进水端，另一路送至I段反渗透膜的输入端，I段反渗透膜的RO产水端输接至RO产水箱的进口端，I段反渗透膜的RO浓水端经段间变频增压泵后送至Ⅱ段反渗透膜的输入端，Ⅱ段反渗透膜的RO产水端接至RO产水箱的进水口端，Ⅱ段反渗透膜的RO浓水端由能量回收器高压进水管送至压力交换式能量回收器的高压进水端，压力交换式能量回收器的高压出水端和低压出水端分别通过能量回收器高压出水管和能量回收器低压出水管输接至I段反渗透膜的输入端和浓水箱的进水口端。
本实用新型的技术解决方案还包括：在变频增压泵至Ⅱ段反渗透膜间的管路上装有第一排气阀，在能量回收器高压出水管的管路和能量回收器低压出水管的管路上分别装有一个调节阀，在能量回收器低压出水管的管路还分支旁引出一端外通至地沟的排水管，在排水管上装有排水阀。
本实用新型的技术解决方案还包括：在能量回收器高压出水管的管路上装有与调节阀连锁控制的流量计，在能量回收器低压进水管的管路上装有与能量回收器低压出水管上调节阀连锁控制的流量计。
本实用新型的技术解决方案还包括：压力交换式能量回收器采用型号为PX220的能量回收器。
本实用新型的技术解决方案还包括：I段反渗透膜和Ⅱ段反渗透膜分别采用型号为SW30HRLE-400i和SW30ULE-400i的反渗透膜。
本实用新型所述高盐反渗透装置的实施应用使得高盐废水的反渗透再回收利用成为可能，同时也使得零排放工艺末端的多效蒸发器的规模减少，从而减少了零排放的一次性投资。使用普通的反渗透浓缩，会使多效的进水含盐量达到15000～20000mg/L，水量也大；而使用了本实用新型所述的高盐的反渗透装置，可以将水的含盐量再浓缩一倍，即30000～40000mg/L，甚至可以达到50000mg/L，水量也小了，这样就大大减少了多效蒸发系统的规模。另外，本实用新型也为反渗透装置的应用开拓了新的领域，由于目前的海水淡化的反渗透装置基本是一段式的，水回收率为45％～50％，本实用新型所述高盐反渗透装置进水含盐量类似与海水，所以可以应用于海水淡化中，提高海水淡化的水回收率10～20个百分点。本实用新型所述高盐反渗透装置的能量回收效率达到95％以上，产品主要将应用于化工企业的废水零排放系统中，可大大节省零排放系统的一次性投资。
附图说明
附图1为本实用新型一个具体实施例结构的工作原理示意图。
图中各标号名称分别是：1－给水箱，2－变频给水泵，3－保安过滤器，4－高压泵，5－I段反渗透膜，6－段间增压泵，7－Ⅱ段反渗透膜，8－压力交换式能量回收器，9－RO产水箱，10－浓水箱，11－能量回收器低压进水管，12－能量回收器高压出水管，13－能量回收器高压进水管，14－能量回收器低压出水管，15－(能量回收器低压进水)流量计，16－(能量回收器高压进水)流量计，17－(能量回收器低压出水)调节阀，18－(能量回收器高压出水)调节阀，19－第一排气阀，20－(能量回收器低压出水)排水阀，21－第二排气阀。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型内容做进一步说明，但本实用新型的实际应用形式并不仅限于图示的实施例。
参见附图，本实用新型所述的节能型高盐反渗透装置主要由通给水箱1、变频给水泵2、保安过滤器3、高压泵4、I段反渗透膜5、段间变频增压泵6、Ⅱ段反渗透膜7、压力交换式能量回收器8、RO产水箱9、浓水箱10等组成，其中的保安过滤器3为内装有5μm过滤精度聚丙烯滤芯的过滤精度为5μm的过滤器。给水箱1的出水(废水原水)依次经变频给水泵2和保安过滤器3后分为两路，一路由能量回收器低压进水管11送至压力交换式能量回收器8的低压进水端，另一路送至I段反渗透膜5的输入端。I段反渗透膜5的RO产水端输接至RO产水箱9的进口端，I段反渗透膜5的RO浓水端经段间变 频增压泵6后送至Ⅱ段反渗透膜7的输入端，其中在变频增压泵6至Ⅱ段反渗透膜7间的管路上装有第一排气阀19和流量计。Ⅱ段反渗透膜7的RO产水端也接至RO产水箱9的进水口端，Ⅱ段反渗透膜7的RO浓水端则由能量回收器高压进水管13送至压力交换式能量回收器8的高压进水端，在能量回收器高压进水管13上装有第二排气阀21和流量计。压力交换式能量回收器8的高压出水端和低压出水端分别通过能量回收器高压出水管12和能量回收器低压出水管14输接至I段反渗透膜5的输入端和浓水箱10的进水口端。在能量回收器高压出水管12的管路上装有调节阀18和与该调节阀18连锁控制的流量计16，另外在能量回收器低压进水管11的管路上装有与能量回收器低压出水管14上调节阀17连锁控制的流量计15。
本实施例中设置的压力交换式能量回收器8采用的美国ERI公司出品的型号为PX220(32-50m3/h)的能量回收器，PX220装置可以将来自RO膜堆的高压浓水端的压力传递给低压的原水端，这两股水流在转子的内通道中直接接触，从而完成压力交换。PX220装置中的转子装在一个间隙尺寸精确的陶瓷套中，该陶瓷套位于两个陶瓷端盖之间，当高压浓盐水由高压端注入时，可形成一个几乎无摩擦的水力轴承。在水力轴承旋转的转子是PX装置中唯一的运动部件，在任意时刻，转子内通道的一半处于高压水流中，而另一半则处于低压水流中。转子转动时，通道会通过一个将高压和低压隔离的密封区，这些含有高压水的通道与相邻的含有低压水的通道被转子通道间的隔断和陶瓷端盖形成的密封区隔离。
本实施例中设置的I段反渗透膜5和Ⅱ段反渗透膜7分别采用型号为SW30HRLE-400i和SW30ULE-400i的反渗透膜。 
本实用新型的运行步骤为：
一、依次打开第一排气阀19、第二排气阀21和PX220装置的低压浓水排水阀20，将PX220装置高压侧出水调节阀18和PX220装置低压侧出水调节阀17均调到30％开度，便于控制经过PX220装置的流量不超过50m3/h，将调节阀17与流量计15连锁控制，调节阀18与流量计16连锁控制；
二、启动变频给水泵2，设定频率在20Hz，此时原水通过能量回收器低压进水管11至压力交换式能量回收器8，由能量回收器低压出水管14输出，进而通过排水阀20使之排至地沟；
三、使步骤二稳定运行3min左右，当调节阀18自动调节PX220装置高压侧出水流量计16读数为35.5m3/h，调节阀17自动调节PX220装置低压侧进水流量计15读数为35.5m3/h,稳定流量达到要求时，启动段间增压泵6至设定频率35Hz，继续进行系统排气，排气约5min；
四、关闭系统的第一排气阀19和第二排气阀21，并关闭PX220装置的低压浓水排水阀20，启动高压泵4至设定频率30Hz，这时PX220装置开始在高压水流的推动下进行转动，B点的低压的原水与J点的高压的反渗透浓水进行能量交换，低压水获得能量从K点出，汇至高压泵出口管道，J点的高压反渗透浓水损失能量降压后由M点排出；
五、反渗透装置开始正常制水。
本实用新型所述的节能型高盐反渗透装置目前已在陕西省靖边 县沙生湿地项目进行了废水零排放的浓水反渗透实验应用，使用PX220能量回收器的苦咸水反渗透装置，反渗透进水量90m3/h，产水量54m3/h，浓水量36m3/h，水回收率60％，进水含盐量13500mg/cm，温度20℃。其与现行反渗透装置对比的相关数据指标如下表：

Claims (4)

1.一种节能型高盐反渗透装置，其特征在于：由通过管道连接的给水箱(1)、变频给水泵(2)、保安过滤器(3)、高压泵(4)、I段反渗透膜(5)、Ⅱ段反渗透膜(7)、段间变频增压泵(6)、压力交换式能量回收器(8)、RO产水箱(9)、浓水箱(10)组成，给水箱(1)的出水经变频给水泵(2)和保安过滤器(3)后分为两路，一路由能量回收器低压进水管(11)送至压力交换式能量回收器(8)的低压进水端，另一路送至I段反渗透膜(5)的输入端，I段反渗透膜(5)的RO产水端输接至RO产水箱(9)的进口端，I段反渗透膜(5)的RO浓水端经段间变频增压泵(6)后送至Ⅱ段反渗透膜(7)的输入端，Ⅱ段反渗透膜(7)的RO产水端接至RO产水箱(9)的进水口端，Ⅱ段反渗透膜(7)的RO浓水端由能量回收器高压进水管(13)送至压力交换式能量回收器(8)的高压进水端，压力交换式能量回收器(8)的高压出水端和低压出水端分别通过能量回收器高压出水管(12)和能量回收器低压出水管(14)输接至I段反渗透膜(5)的输入端和浓水箱(10)的进水口端。
2.根据权利要求1所述的节能型高盐反渗透装置，其特征在于：在变频增压泵(6)至Ⅱ段反渗透膜(7)间的管路上排气阀(19)，在能量回收器高压出水管(12)的管路和能量回收器低压出水管(14)的管路上分别装有一个调节阀(18、17)，在能量回收器低压出水管(14)的管路还分支旁引出一端外通至地沟的排水管，在排水管上装有排水阀(20)。
3.根据权利要求2所述的节能型高盐反渗透装置，其特征在于：在能量回收器高压出水管(12)的管路上装有与调节阀(18)连锁控制的流量计(16)，在能量回收器低压出水管(14)的管路上装有与调节阀(17)连锁控制的流量计(15)。
4.根据权利要求1所述的节能型高盐反渗透装置，其特征在于：所述的压力交换式能量回收器(8)采用型号为PX220的能量回收器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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