CN204607741U - 一种高效节能型双膜法水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高效节能型双膜法水处理系统，至少包括原水箱、超滤进水泵、网式过滤器、超滤装置、排污阀、高压泵、反渗透装置、反渗透产水箱、回用水泵；原水箱的出口与超滤进水泵的进水口相连，所述的超滤进水泵的出水口与网式过滤器的进水口相连；所述的网式过滤器的出水口与超滤装置的进水口相连，超滤装置的出水口直接与高压泵的进水口相连，高压泵的出水口与反渗透装置的进水口相连，反渗透装置设有产水口和浓水口，反渗透装置的产水口与反渗透产水箱的进口相连，反渗透产水箱的出口与回用水泵的进口相连。本系统使水处理工艺流程变短，保证系统运行更加可靠、操作更加简单，大幅度地减少了占地面积、工程投资及节约运行成本。

Description

一种高效节能型双膜法水处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种水处理系统，特别是一种高效节能型双膜法水处理系统。

背景技术

随着国家对水污染控制的要求逐步提高，督导各工矿企业节能减排的力度逐渐加大，所以配套的水处理工艺处理规模及其处理深度也在逐渐增加。在实现废水或污水回用的过程中，超滤和反渗透组成的双膜法逐渐成为一种重要的水处理方法，其出水能够达到高级别的回用标准，甚至可以达到生活饮用水标准。近年来，随着煤化工行业等大型煤矿的开采和大型煤化工的建设，配套的煤化工厂水处理工艺、矿井废水处理工艺的规模越来越大，双膜法水处理工艺也越来越多的应用实施。然而双膜法水处理工艺在工艺设置中存在的问题也越发明显。其中，超滤产水箱中细菌繁殖和箱体内壁防腐层脱落或溶出等因素导致超滤水箱的出水水质变差，进入反渗透的水质SDI值、浊度、细菌和胶体等均大幅度升高，从而造成反渗透保安过滤器以及反渗透膜严重污堵。此外，反渗透前保安过滤器泄露甚至滤芯破碎现象也时有发生，同样造成了反渗透膜的严重污堵。另外，超滤产水排入超滤水箱泄压后再经过反渗透增压泵升压也造成较大的能量消耗。

目前现场主要采取以下措施：①保持超滤产水余氯为0.5-1.0mg/L；②增加非氧化性杀菌剂的加药量；③频繁更换保安过滤器滤芯；④频繁进行反渗透膜化学清洗。虽然这些措施起到了一定的效果，但均不能彻底解决问题，而且大大增加了操作维护的工作量和运行成本。

在这种背景下，避免目前工艺中的弊端，对现有工艺进行优化，提供一种更为适用和高效的水处理工艺变得非常重要。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种高效节能型双膜法水处理系统，它去掉常规工艺中超滤水箱、反渗透增压泵及保安过滤器段工艺设备，简化工艺流程及操作管理，使现有的双膜法水处理工艺更为精良和完善，避免现有工艺中带入的污染物造成反渗透膜的频繁污堵，降低膜法水处理系统运行成本，减少不必要的设备配置，减少占地面积和投资成本，同时本系统细节性的控制设计可以更好的保证系统平稳运行，自动化程度更高。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种高效节能型双膜法水处理系统，至少包括原水箱、超滤进水泵、网式过滤器、超滤装置、排污阀、高压泵、反渗透装置、反渗透产水箱、回用水泵；

所述的原水箱的出口与超滤进水泵的进水口相连，所述的超滤进水泵的出水口与网式过滤器的进水口相连；所述的网式过滤器的出水口与超滤装置的进水口相连，所述的超滤装置的出水口直接与高压泵的进水口相连，高压泵的进水口处设置有排污阀；所述的高压泵的出水口与反渗透装置的进水口相连，所述的反渗透装置设有产水口和浓水口，反渗透装置的产水口与反渗透产水箱的进口相连，反渗透装置的浓水直接排放，所述的反渗透产水箱的出口与回用水泵的进口相连。

所述的超滤进水泵上设有第一变频器，第一变频器与设置在高压泵进水口上的第一变送器电连接；所述的高压泵的进水口上还设有第一压力表；所述的高压泵上设有第二变频器，第二变频器与设置在高压泵出水口上的第二变送器电连接，所述的高压泵出水口上还设有第二压力表，高压泵通过进水电动阀与反渗透装置连接。

还包括超滤反洗水箱，所述的超滤反洗水箱的进水管道通过手动蝶阀和气动蝶阀与超滤装置的出水口连接，或所述的超滤反洗水箱的进水管道通过手动蝶阀和气动蝶阀与反渗透装置的浓水口通过三通连接，其中反渗透装置的一部分浓水直接排放；所述的超滤反洗水箱设有反洗水口和排污口，所述的超滤反洗水箱的排污口直接通过管道放空，所述的超滤反洗水箱的反洗水口依次通过超滤反洗泵、管道过滤器与超滤装置的产水的反洗水进口连接。

所述的超滤装置的出水口与高压泵连接的管线上还设有反渗透进水加药单元，该反渗透进水加药单元是由第一加药装置、第二加药装置和第三加药装置组成，第一加药装置、第二加药装置和第三加药装置依次顺序设置在超滤装置与排污阀之间。

所述的管道过滤器与超滤反洗泵之间设置有超滤反洗加药单元，所述的超滤反洗加药单元是由第四加药装置、第五加药装置和第六加药装置组成，第四加药装置、第五加药装置和第六加药装置依次顺序设置在管道过滤器与超滤反洗泵之间。

反渗透进水加药单元或超滤反洗加药单元的加药装置的结构均相同，在各加药装置药液出口均配置Y型过滤器，且在各加药管的末端均设置排污口和手动阀；

所述的超滤装置的进水口上设置有第三变送器和第三压力表。

所述的反渗透装置的进水口还通过反渗透冲洗泵与回用水箱出口相连。

所述的超滤反洗水箱内设有用于检测超滤反洗水箱水位的液位传感器，该液位传感器与气动蝶阀电连接。

所述的超滤装置的套数能采用“M×(N+2)”的模式进行配置，M为单套装置处理水量，N为连续运行装置套数。

本实用新型采用以上技术方案，具有以下优点，工艺流程变短，从而保证系统运行更加可靠，同时操作管理更加简单，大幅度地减少了占地面积、工程投资及节约运行成本；①去掉常规工艺中超滤水箱、反渗透增压泵及保安过滤器段工艺设备，避免了超滤水箱防腐层脱落、保安过滤器滤芯破裂等产生的污染物造成反渗透膜的频繁污堵；②去掉了反渗透增压泵，超滤产水带压通过高压泵增压后直接进入反渗透系统，避免了常规工艺中超滤产水进水超滤水箱泄压，再通过反渗透增压泵提升进入保安过滤器的过程，大大减少了此过程中的能耗，节能效果显著；③大型系统超滤装置采用N+2运行，设置超滤备用装置，大大提高了系统运行的安全性和稳定性；④本系统细节性的控制设计可以更好的保证系统平稳运行，自动化程度更高。

附图说明

图1：本实用新型所述的以超滤产水作为超滤反洗水的高效节能型双膜法水处理系统结构示意图；

图2：本实用新型所述的以反渗透浓水作为超滤反洗水的高效节能型双膜法水处理系统结构示意图。

图中：1.原水箱；2.超滤进水泵；3.网式过滤器；4.超滤装置；5.反渗透进水加药单元；6.排污阀；7.高压泵；8.反渗透装置；9.反渗透产水箱；10.回用水泵；21.第一变频器；22.第一变送器；23.第一压力表；41.第三变送器；42.第三压力表；43.超滤反洗水箱；431.手动蝶阀；432.气动蝶阀；433.液位传感器；44.超滤反洗泵；45.超滤反洗加药单元；451.第四加药装置；452.第五加药装置；453.第六加药装置；46.管道过滤器；51.第一加药装置；52.第二加药装置；53.第三加药装置；71.第二变频器；73.第二变送器；73.第二压力表；74.进水电动阀；81.反渗透冲洗泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

实施例1

一种高效节能型双膜法水处理系统，至少包括原水箱1、超滤进水泵2、网式过滤器3、超滤装置4、排污阀6、高压泵7、反渗透装置8、反渗透产水箱9、回用水泵10；

所述的原水箱1的出口与超滤进水泵2的进水口相连，所述的超滤进水泵2的出水口与网式过滤器3的进水口相连；所述的网式过滤器3的出水口与超滤装置4的进水口相连，所述的超滤装置4的出水口直接与高压泵7的进水口相连，高压泵的进水口处设置有排污阀6；所述的高压泵7的出水口与反渗透装置8的进水口相连，所述的反渗透装置8设有产水口和浓水口，反渗透装置8的产水口与反渗透产水箱9的进口相连，反渗透装置8的浓水直接排放，所述的反渗透产水箱9的出口与回用水泵10的进口相连。

在工作过程中，来水首先进入原水箱1，经过超滤进水泵2提升后进入网式过滤器3中，过滤去除水中的大颗粒物质，防止泥沙等物质进入到超滤装置4划伤超滤膜丝；网式过滤器3出水直接进入超滤装置4中，在超滤装置4内去除原水中悬浮物、胶体颗粒、细菌和大分子有机物等物质，降低产水的SDI值；超滤装置4的产水直接经过高压泵7升压后进入反渗透装置8脱除盐分，脱盐率可达到98％以上，经过反渗透装置8后的反渗透的产水进入反渗透水箱9中，反渗透装置8后的浓水直接排放，反渗透装置8中的反渗透的产水进入反渗透水箱9后，再经过回用水泵10外输使用。

实施例2

在实施例1的基础上，所述的超滤进水泵2上设有第一变频器21，第一变频器21与设置在高压泵7进水口上的第一变送器22电连接；所述的高压泵7的进水口上还设有第一压力表23；所述的高压泵7上设有第二变频器71，第二变频器71与设置在高压泵7出水口上的第二变送器72电连接，所述的高压泵7出水口上还设有第二压力表73，高压泵7通过进水电动阀74与反渗透装置8连接。

所述的超滤装置4的出水口与高压泵7连接的管线上还设有反渗透进水加药单元5，该反渗透进水加药单元5是由第一加药装置51、第二加药装置52和第三加药装置53组成，第一加药装置51、第二加药装置52和第三加药装置53依次顺序设置在超滤装置4与排污阀6之间。第一加药装置51用于还原剂的加入、第二加药装置52用于阻垢剂的加入、第三加药装置53用于非氧化性杀菌剂加药；在工作的过程中，当超滤装置4的产水进入到高压泵7之前，通过反渗透进水加药单元5中的第一加药装置51、第二加药装置52、第三加药装置53为进水添加还原剂、阻垢剂、非氧化性杀菌剂加，防止反渗透装置氧化、结垢及生物污染，排污阀6对超滤产水至高压泵进水之间的管道冲洗产生的污水进行排出。第一加药装置51的还原剂投加量与余氯表或ORP表连锁，保证反渗透进水余氯小于0.1mg/L；所述的排污阀6在高压泵7每次开启提前打开5-10s后再关闭；本实施例中的第一加药装置51、第二加药装置52、第三加药装置53采用本领域常用的水处理加药装置，在这里不一一详述。

反渗透进水加药单元5的加药装置的结构均相同，在各加药装置药液出口均配置Y型过滤器，且在各加药管的末端均设置排污口和手动阀54；

所述的超滤装置4的进水口上设置有第三变送器41和第三压力表42。

所述的反渗透装置8的进水口还通过反渗透冲洗泵81与回用水箱9的出口相连。

实施例3

在实施例2的基础上，如图1还包括超滤反洗水箱43，所述的超滤反洗水箱43的进水管道通过手动蝶阀431和气动蝶阀432与超滤装置4的出水口连接；所述的超滤反洗水箱43设有反洗水口和排污口，所述的超滤反洗水箱43的排污口直接通过管道放空，所述的超滤反洗水箱43的反洗水口依次通过超滤反洗泵44、管道过滤器46与超滤装置4的产水的反洗水进口连接；

所述的管道过滤器46与超滤反洗泵44之间设置有超滤反洗加药单元45，所述的超滤反洗加药单元45是由第四加药装置451、第五加药装置452和第六加药装置453组成，第四加药装置451、第五加药装置452和第六加药装置453依次顺序设置在管道过滤器46与超滤反洗泵44之间；第四加药装置451用于氧化剂的加入，第五加药装置452用于碱的加入，第六加药装置453用于酸的加入，反洗加药单元45的各个加药装置与反渗透进水加药单元5各个加药装置的结构均相同。在各加药装置药液出口均配置Y型过滤器，且在各加药管的末端均设置排污口和手动阀54；

所述的超滤反洗水箱43内设有用于检测超滤反洗水箱43水位的液位传感器433，该液位传感器433与气动蝶阀432电连接。

在工作的过程中，来水首先进入原水箱1，经过超滤进水泵2提升后进入网式过滤器3中，过滤去除水中的大颗粒物质，防止泥沙等物质进入到超滤装置4划伤超滤膜丝；第三压力表42可以检测到超滤装置4进水口的压力；在工作过程中，对高压泵7的进水压力进行设置，一般在0.5-1.5kg/cm²范围内设一个定值，第一变送器22和第一变频器21之间形成负反馈闭环控制，第一变频器21可根据第一变送器22的压力变化调节超滤进水泵2的电机频率，通过调节超滤进水泵2的电机频率使高压泵7的进水口压力保持在设定值；网式过滤器3出水直接进入超滤装置4中，在超滤装置4内去除原水中悬浮物、胶体颗粒、细菌和大分子有机物等物质，降低产水的SDI值；超滤装置4的产水直接经过高压泵7升压后进入反渗透装置8脱除盐分，脱盐率可达到98％以上，在工作的过程中，对反渗透装置8的进水口压力进行设置，一般在10-15kg/cm²范围内设一个定值，第二变送器72和第二变频器71之间形成负反馈闭环控制，第二变频器71根据第二变送器72得到的压力信号变化来调节高压泵7的电机频率，通过调节高压泵7的电机频率使反渗透装置8的进水口压力保持在设定值；经过反渗透装置8后的反渗透的产水进入反渗透水箱9中，反渗透装置8后的浓水直接排放，反渗透装置8中的反渗透的产水进入反渗透水箱9后，再经过回用水泵10外输使用，反渗透冲洗泵81可以把经过反渗透水箱9的水泵入到反渗透装置8中，对反渗透装置8进行冲洗。本系统中的反渗透装置8的进水压力值设定范围为10-15kg/cm²，当反渗透进水的第二变送器72检测的压力高于20kg/cm²时就会报警。

所述的超滤装置4的套数能采用“M×(N+2)”的模式进行配置，M为单套装置处理水量，N为连续运行装置套数。所述的超滤装置4的套数可采用“M×(N+2)”的模式进行配置，保证在超滤反洗和超滤清洗同时进行时双膜法水处理工艺的稳定运行，M为单套装置处理水量，N为连续运行装置套数。经过超滤装置4的出水有少部分通过手动蝶阀431和气动蝶阀432进入到超滤反洗水箱43中，超滤反洗水箱43中的水作为超滤装置4的反洗水使用，通过超滤反洗泵44和管道过滤器46进入到超滤装置4中对超滤装置4进行反洗维护，在反洗水进入到超滤装置4过程中，通过超滤反洗加药系统45中的第四加药装置451、第五加药装置452和第六加药装置453，为反洗水加酸、加碱、加杀菌剂，经过加酸、加碱、加杀菌剂后的反洗水对超滤装置4进行运行维护。所述的液位传感器433对超滤反洗水箱43中的液位进行检测，并把检测到的信号发送给气动蝶阀432，通过设定的液位值对气动蝶阀432的开与关进行控制。

以上可以看出，去掉常规工艺中超滤水箱、反渗透增压泵及保安过滤器段工艺设备，避免了超滤水箱防腐层脱落、保安过滤器滤芯破裂等产生的污染物造成反渗透膜的频繁污堵；去掉了反渗透增压泵，超滤产水带压通过高压泵增压后直接进入反渗透系统，避免了常规工艺中超滤产水进水超滤水箱泄压，再通过反渗透增压泵提升进入保安过滤器的过程，大大减少了此过程中的能耗，节能效果显著；大型系统超滤装置采用N+2运行，设置超滤备用装置，大大提高了系统运行的安全性和稳定性；本系统细节性的控制设计可以更好的保证系统平稳运行，自动化程度更高。

实施例4

实施例4适用于进水水质较好水源。与实施例3基本相同，不同之处如图2所示，所述的超滤反洗水箱43的进水管道通过手动蝶阀431和气动蝶阀432与反渗透装置8的浓水口通过三通连接，其中反渗透装置8的一部分浓水直接排放。将反渗透浓水作为超滤反洗水，可进一步提高系统的回收率。

以上实施例主要是通过以下工艺完成的：

1)来水首先进入原水箱1，经过超滤进水泵2提升后进入网式过滤器3中，过滤去除水中的大颗粒物质，防止泥沙等物质进入到超滤装置4划伤超滤膜丝；

2)网式过滤器3出水直接进入超滤装置4中，在超滤装置4内去除原水中悬浮物、胶体颗粒、细菌和大分子有机物等物质，降低产水的SDI值，通过设置超滤反洗水箱43、超滤反洗水泵44和滤反洗加药系统45中的第四加药装置451、第五加药装置452、第六加药装置453，对超滤装置4进行运行维护；

3)超滤装置4的产水直接经过高压泵7升压后进入反渗透装置8，脱除盐分，脱盐率可达到98％以上，经过反渗透装置8后的反渗透的产水进入反渗透产水箱9中，反渗透装置8后的浓水直接排放，在超滤装置4的产水进入到高压泵7的过程中，通过反渗透进水加药系统5中的第一加药装置51、第二加药装置52、第三加药装置53为进水添加还原剂、阻垢剂、非氧化性杀菌剂加，防止反渗透装置氧化、结垢及生物污染；

4)反渗透装置8中的反渗透的产水进入反渗透水箱9后，再经过回用水泵10外输使用。

运用以上实施中的工艺方法和双膜法水处理系统与现有的区别效果如表1：                  表1

在上述实施例中，超滤装置4采用的是现有技术中的一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，超滤膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过，但能有效阻挡住胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物，从而对水中的大分子物质进行去除，该超滤装置是本技术领域人员的公知技术，在这里不进行详细的描述；反渗透装置8是本技术领域经常用到的利用反渗透膜进行脱盐的技术，反渗透是最精密的膜法液体分离技术，它能阻挡几乎所有的溶解性盐等及分子量大于100的有机物，但允许水分子透过，从而精细脱除水中盐分等杂质，获得纯净的产水，该反渗透装置8的结构为公知技术，在这里不在具体的描述。

常规使用的高压泵电压为380V。在特大项目中，当高压泵功率大于200KW时，应选择更高等级的供电电压。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (10)

1.一种高效节能型双膜法水处理系统，其特征在于，至少包括原水箱(1)、超滤进水泵(2)、网式过滤器(3)、超滤装置(4)、排污阀(6)、高压泵(7)、反渗透装置(8)、反渗透产水箱(9)、回用水泵(10)；

所述的原水箱(1)的出口与超滤进水泵(2)的进水口相连，所述的超滤进水泵(2)的出水口与网式过滤器(3)的进水口相连；所述的网式过滤器(3)的出水口与超滤装置(4)的进水口相连，所述的超滤装置(4)的出水口直接与高压泵(7)的进水口相连，高压泵(7)的进水口处设置有排污阀(6)；所述的高压泵(7)的出水口与反渗透装置(8)的进水口相连，所述的反渗透装置(8)设有产水口和浓水口，反渗透装置(8)的产水口与反渗透产水箱(9)的进口相连，反渗透装置(8)的浓水直接排放，所述的反渗透产水箱(9)的出口与回用水泵(10)的进口相连。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能型双膜法水处理系统，其特征在于，所述的超滤进水泵(2)上设有第一变频器(21)，第一变频器(21)与设置在高压泵(7)进水口上的第一变送器(22)电连接；所述的高压泵(7)的进水口上还设有第一压力表(23)；所述的高压泵(7)上设有第二变频器(71)，第二变频器(71)与设置在高压泵(7)出水口上的第二变送器(72)电连接，所述的高压泵(7)出水口上还设有第二压力表(73)，高压泵(7)通过进水电动阀(74)与反渗透装置(8)连接。

3.根据权利要求1所述的一种高效节能型双膜法水处理系统，其特征在于，还包括超滤反洗水箱(43)，所述的超滤反洗水箱(43)的进水管道通过手动蝶阀(431)和气动蝶阀(432)与超滤装置(4)的出水口连接，或所述的超滤反洗水箱(43)的进水管道通过手动蝶阀(431)和气动蝶阀(432)与反渗透装置(8)的浓水口通过三通连接，其中反渗透装置(8)的一部分浓水直接排放；所述的超滤反洗水箱(43)设有反洗水口和排污口，所述的超滤反洗水箱(43)的排污口直接通过管道放空，所述的超滤反洗水箱(43)的反洗水口依次通过超滤反洗泵(44)、管道过滤器(46)与超滤装置(4)的产水的反洗水进口连接。

4.根据权利要求1所述的一种高效节能型双膜法水处理系统，其特征 在于，所述的超滤装置(4)的出水口与高压泵(7)连接的管线上还设有反渗透进水加药单元(5)，该反渗透进水加药单元(5)是由第一加药装置(51)、第二加药装置(52)和第三加药装置(53)组成，第一加药装置(51)、第二加药装置(52)和第三加药装置(53)依次顺序设置在超滤装置(4)与排污阀(6)之间。

5.根据权利要求3所述的一种高效节能型双膜法水处理系统，其特征在于，所述的管道过滤器(46)与超滤反洗泵(44)之间设置有超滤反洗加药单元(45)，所述的超滤反洗加药单元(45)是由第四加药装置(451)、第五加药装置(452)和第六加药装置(453)组成，第四加药装置(451)、第五加药装置(452)和第六加药装置(453)依次顺序设置在管道过滤器(46)与超滤反洗泵(44)之间。

6.根据权利要求4或5所述的一种高效节能型双膜法水处理系统，其特征在于，反渗透进水加药单元(5)或超滤反洗加药单元(45)的加药装置的结构均相同，在各加药装置药液出口均配置Y型过滤器，且在各加药管的末端均设置排污口和手动阀(54)。

7.根据权利要求1所述的一种高效节能型双膜法水处理系统，其特征在于，所述的超滤装置(4)的进水口上设置有第三变送器(41)和第三压力表(42)。

8.根据权利要求1所述的一种高效节能型双膜法水处理系统，其特征在于，所述的反渗透装置(8)的进水口还通过反渗透冲洗泵(81)与回用水箱(9)的出口相连。

9.根据权利要求3所述的一种高效节能型双膜法水处理系统，其特征在于，所述的超滤反洗水箱(43)内设有用于检测超滤反洗水箱(43)水位的液位传感器(433)，该液位传感器(433)与气动蝶阀(432)电连接。

10.根据权利要求3所述的一种高效节能型双膜法水处理系统，其特征在于，所述的超滤装置(4)的套数能采用“M×(N+2)”的模式进行配置，M为单套装置处理水量，N为连续运行装置套数。