CN205442869U - 一种提高苦咸水产水回收率的苦咸水淡化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高苦咸水产水回收率的苦咸水淡化系统，其特征在于，该系统包括苦咸水池、高密度沉淀池、多介质过滤器、精密过滤器和反渗透膜过滤器。采用本实用新型的苦咸水淡化系统进行苦咸水淡化，能够将苦咸水进行预处理，从而降低反渗透膜的污染并实现苦咸水的高回收率。

Description

一种提高苦咸水产水回收率的苦咸水淡化系统

技术领域

本实用新型涉及一种提高苦咸水产水回收率的苦咸水淡化系统。

背景技术

新疆盐碱地地下苦咸水中氯化物浓度约为5300mg/L，当水中氯化物浓度超过一定范围(国家标准250mg/L)时，就视为苦咸水。新疆淡水缺乏，制约农业发展，因此把地下苦咸水低成本地经过淡化工艺淡化后回灌土地，即可解决当地淡水资源匮乏的难题。由于氯化物不同于其他物质，不可采用某种滤料将其去除。

目前国际上对苦咸水和海水淡化方法有多种，主要是蒸馏法、电渗析法和反渗透法。蒸馏法需要热源，能量消耗大，运行费用高，设备投资高；电渗析法耗电量和耗水量都很高，且苦咸水回收率和脱盐效果差。综合投资和运行成本来说，反渗透法占有绝对优势。但是，虽然反渗透法常温操作、设备简单、操作方便且能量消耗少，但回收率较低，传统RO膜法苦咸水淡化工程的系统产水回收率一般为40％～60％。

产水回收率是反渗透等膜法系统设计中一个非常关键的参数，决定着进水处理系统(预处理系统和高压泵)的尺寸和排向环境的浓盐水量。提高系统产水回收率意味着能够降低进水处理系统的水量、降低耗电量和化学药品的用量，最终降低成本；同时也大量减少浓盐水排放量，从而降低对环境的污染。但是，系统产水回收率的提高需要较高的操作压力，由此带来较快的膜面无机结垢和频繁的膜元件清洗与更换。因此，研发在不加剧膜污染条件下进一步提高苦咸水淡化系统产水回收率，对于大幅度降低产水成本具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种提高苦咸水产水回收率的苦咸水淡化系统，采用该苦咸水淡化系统进行苦咸水淡化，能够将苦咸水进行预处理，从而降低反渗透膜的污染并实现苦咸水的高产水回收率。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种提高苦咸水产水回收率的苦咸水淡化系统，其中，该系统包括苦咸水池、高密度沉淀池、多介质过滤器、精密过滤器和反渗透膜过滤器；所述苦咸水池设置有苦咸水入口和苦咸水出口，所述高密度沉淀池设置有沉淀池入口和沉淀池出口，所述多介质过滤器设置有多介质过滤器入口和多介质多滤器出口，所述精密过滤器设置有精密过滤器入口和精密过滤器出口，所述反渗透膜过滤器设置有反渗透膜过滤器入水口、反渗透膜过滤器浓水出口和反渗透膜过滤器净水出口；所述苦咸水出口与沉淀池入口连通，所述沉淀池出口与多介质过滤器入口连通，所述多介质过滤器出口与精密过滤器入口连通，所述精密过滤器出口与所述反渗透膜过滤器入水口连通。

优选地，所述反渗透膜过滤器包括一级反渗透膜过滤器和二级反渗透膜过滤器，所述一级反渗透膜过滤器设置有一级水入口、一级浓水出口和一级净水出口，所述二级反渗透膜过滤器设置有二级水入口、二级浓水出口和二级净水出口；所述反渗透膜过滤器入水口为所述一级水入口，所述反渗透膜过滤器浓水出口为所述二级浓水出口，所述反渗透膜过滤器净水出口包括一级净水出口和二级净水出口；所述一级浓水出口与所述二级水入口连通。

优选地，所述高密度沉淀池设置有混合池、反应池和澄清池；所述混合池设置有混合池入口和混合池出口，所述反应池设置有反应池入口和反应池出口，所述澄清池设置有澄清池入口、澄清池污泥出口和澄清池水出口；所述混合池入口为所述沉淀池入口，所述澄清池水出口为所述沉淀池出口，所述反应池入口设置在所述反应池的底部且与所述混合池出口和澄清池污泥出口连通，所述反应池出口与所述澄清池入口连通。

优选地，所述反应池还设置有用于均匀混合来自混合池的混合液和来自澄清池的污泥的搅拌器。

优选地，所述多介质过滤器中设置有石英砂滤料层和/或无烟煤滤料层。

优选地，所述苦咸水淡化系统还设置有反洗水泵，所述多介质过滤器设置有冲洗介质入口，所述反渗透膜过滤器浓水出口通过所述反洗水泵与所述冲洗介质入口连通。

优选地，所述苦咸水淡化系统还设置有鼓风机和反洗气泵，所述鼓风机通过反洗气泵与所述多介质过滤器的冲洗介质入口流体连通。

与现有技术相比，本实用新型的苦咸水淡化系统能耗低，反渗透膜不易结垢，脱盐效果好，苦咸水回收率高。而且本实用新型系统的高密度沉淀池可以将污泥进行回流，从而减少混凝剂等药剂的使用量。另外，本实用新型的系统还设置有将浓水和空气用于反冲洗多介质过滤器的反洗水泵和反洗气泵，能够降低反冲洗淡水的使用量。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型苦咸水淡化系统一种具体实施方式的流程示意图。

图2是本实用新型高密度沉淀池的一种具体实施方式的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型提供一种提高苦咸水产水回收率的苦咸水淡化系统，其中，该系统包括苦咸水池、高密度沉淀池、多介质过滤器、精密过滤器和反渗透膜过滤器；所述苦咸水池设置有苦咸水入口和苦咸水出口，所述高密度沉淀池设置有沉淀池入口和沉淀池出口，所述多介质过滤器设置有多介质过滤器入口和多介质多滤器出口，所述精密过滤器设置有精密过滤器入口和精密过滤器出口，所述反渗透膜过滤器设置有反渗透膜过滤器入水口、反渗透膜过滤器浓水出口和反渗透膜过滤器净水出口；所述苦咸水出口与沉淀池入口连通，所述沉淀池出口与多介质过滤器入口连通，所述多介质过滤器出口与精密过滤器入口连通，所述精密过滤器出口与所述反渗透膜过滤器入水口连通。

如图1所示，所述反渗透膜过滤器可以包括一级反渗透膜过滤器和二级反渗透膜过滤器，所述一级反渗透膜过滤器可以设置有一级水入口、一级浓水出口和一级净水出口，所述二级反渗透膜过滤器可以设置有二级水入口、二级浓水出口和二级净水出口；所述反渗透膜过滤器入水口可以为所述一级水入口，所述反渗透膜过滤器浓水出口可以为所述二级浓水出口，所述反渗透膜过滤器净水出口可以包括一级净水出口和二级净水出口；所述一级浓水出口可以与所述二级水入口连通。

本实用新型苦咸水淡化系统的反渗透膜过滤器的上游设置有过个苦咸水预处理装置，可以降低反渗透膜过滤器的负担，减少反渗透膜结垢，同时增加苦咸水收率。如果反渗透给水中含有过多的浊度和悬浮物质，这些物质将会淤积在反渗透膜表面上，此外还可能水中硬度过高而在反渗透膜和管线上结垢，而使流道堵塞，造成膜组件压差增大、产水量和脱盐率下降，甚至使膜组件报废的严重结果。盐碱地地下苦咸水中全盐量、钙离子、硫酸根、碳酸氢根和氯根一般分别是15000毫升/克、200毫升/克、1100毫升/克、160毫升/克和5300毫升/克左右，而悬浮物很少。现有技术采用一级一段反渗透工艺时，系统产水回收率为50％，因此，面临大量浓盐水外排的严峻环境问题。而让反渗透系统产水回收率的进一步提高会导致膜面浓水侧出现无机结垢，如CaSO₄﹑CaCO₃、SiO₂和BaSO₄等。因此苦咸水要先经过高密度沉淀池、多介质过滤、精密过滤器等预处理，去除水中悬浮物、胶体、钙镁离子等，再进入二级反渗透膜过滤器。

所述高密度沉淀池是指采用石灰、混凝剂、助凝剂、絮凝剂和硫酸等将苦咸水中的有机物和无机物进行沉淀的装置，可以极大减少苦咸水中悬浮固体的含量。一种实施方式，如图2所示，所述高密度沉淀池可以设置有混合池、反应池和澄清池；所述混合池可以设置有混合池入口和混合池出口，所述反应池可以设置有反应池入口和反应池出口，所述澄清池可以设置有澄清池入口、澄清池污泥出口和澄清池水出口；所述混合池入口可以为所述沉淀池入口，所述澄清池水出口可以为所述沉淀池出口，所述反应池入口可以设置在所述反应池的底部且与所述混合池出口和澄清池污泥出口连通，所述反应池出口可以与所述澄清池入口连通。利用前述的高密度沉淀池可以将污泥进行回流，减少混凝剂等药剂的使用量。为了使污泥和来自混合池的混合液混合均匀，所述反应池还可以设置有用于均匀混合来自混合池的混合液和来自澄清池的污泥的搅拌器，搅拌器可以是搅拌叶轮等。

多介质过滤器是利用过滤介质吸附苦咸水中杂质的装置，其中可以设置有石英砂滤料层和/或无烟煤滤料层，可以降低反渗透膜过滤器的过滤压力。

多介质过滤器每隔一段时间一般需要进行反冲洗一次，反冲洗的步骤一般可以包括隔离滤池、空气反洗、空气和水混合反洗以及最终漂洗。前两个步骤是为了膨胀和搅动滤床，去除大块累积的固体物，后两个步骤是为了去除砂床上细小的颗粒物。如图1所示，所述苦咸水淡化系统还可以设置有反洗水泵，所述多介质过滤器可以设置有冲洗介质入口，所述二级反渗透膜过滤器的二级浓水出口可以通过所述反洗水泵与所述冲洗介质入口连通。另外，所述苦咸水淡化系统还可以设置有鼓风机和反洗气泵，所述鼓风机可以通过反洗气泵与所述多介质过滤器的冲洗介质入口流体连通。本实用新型的装置可以实现利用二级过滤的浓水进行反冲洗多介质过滤器，既节约了水资源，也可以将浓水进行合理利用。

下面将通过说明采用本实用新型系统的工艺的具体实施步骤和条件来进一步说明本实用新型的优点，但是本实用新型并不因此而受到任何限制。

采用本实用新型的苦咸水淡化系统的淡化工艺可以包括以下步骤：

如图1所示，苦咸水从苦咸水池的苦咸水出口流出从高密度沉淀池的沉淀池入口进入高密度沉淀池，如图2所示，高密度沉淀池由混合池、反应池和澄清池构成。苦咸水投加石灰、絮凝剂(PAC)、助凝剂(PAM)和硫酸等后在混合池中混合，之后从反应池底部的反应池入口进入反应池与来自澄清区回流的污泥混合后，在快速搅拌叶轮的作用下，污泥、水和药剂被均匀混合，形成密实且均匀的矾花。污泥的注入可增强废水的絮凝效果并作为絮凝的“催化剂”，使得本实用新型高密度沉淀池的药剂消耗量低于其它种类沉淀池。反应池中产生的矾花进入到澄清池，使大量的悬浮固体颗粒在澄清池内均匀沉积，并在澄清池下部汇集成污泥并浓缩后送到反应池的底部入口。

将经过澄清处理的苦咸水从澄清池水出口送出澄清池并从多介质过滤器入口送入多介质过滤器。多介质过滤器是反渗透系统的重要预处理装置。本系统根据苦咸水水质的特点，采用粒径较小的石英砂和无烟煤作为填料，从而增加单台设备处理量，提高处理效果，更好地去除苦咸水中的悬浮物、胶体和细小颗粒等。本系统采用粒径为Φ0.5～Φ1.0mm的石英砂和粒径为Φ0.8～Φ1.2mm的无烟煤，以通过过滤使苦咸水的浊度小于3NTU。

精密过滤器，又叫保安过滤器，滤芯可以为过滤精度为5μmPP大流量滤芯，经过精密过滤的苦咸水COD一般小于100mg/L，硬度一般小于60mg/L，SDI一般小于3。

将经过精密过滤的苦咸水送入进行一级反渗透膜过滤器和二级反渗透膜过滤器进行反渗透脱盐处理，得到脱盐的二级净水，苦咸水的回收率可以达75％，脱盐率可以达95％。

本实用新型工艺与现有工艺中的蒸馏法和电渗析法相比，处理1米³盐碱地地下苦咸水，蒸馏法耗能是本实用新型工艺耗能的4.0-5.1倍，而水回收率却只是采用本实用新型系统的工艺水回收率的1.7-1.1倍左右；电渗析法耗能为本实用新型工艺耗能的1.9倍左右，而水回收率却只占采用本实用新型系统的工艺水回收率的0.5-0.9倍；且采用本实用新型系统的工艺的脱盐率可以达到80-98％，因此，采用本实用新型系统的工艺在耗能低的情况下，能够有效降低水中的盐含量，提高水回收率。

Claims (7)

1.一种提高苦咸水产水回收率的苦咸水淡化系统，其特征在于，该系统包括苦咸水池、高密度沉淀池、多介质过滤器、精密过滤器和反渗透膜过滤器；

所述苦咸水池设置有苦咸水入口和苦咸水出口，所述高密度沉淀池设置有沉淀池入口和沉淀池出口，所述多介质过滤器设置有多介质过滤器入口和多介质多滤器出口，所述精密过滤器设置有精密过滤器入口和精密过滤器出口，所述反渗透膜过滤器设置有反渗透膜过滤器入水口、反渗透膜过滤器浓水出口和反渗透膜过滤器净水出口；

所述苦咸水出口与沉淀池入口连通，所述沉淀池出口与多介质过滤器入口连通，所述多介质过滤器出口与精密过滤器入口连通，所述精密过滤器出口与所述反渗透膜过滤器入水口连通。

2.根据权利要求1所述的苦咸水淡化系统，其特征在于，所述反渗透膜过滤器包括一级反渗透膜过滤器和二级反渗透膜过滤器，所述一级反渗透膜过滤器设置有一级水入口、一级浓水出口和一级净水出口，所述二级反渗透膜过滤器设置有二级水入口、二级浓水出口和二级净水出口；所述反渗透膜过滤器入水口为所述一级水入口，所述反渗透膜过滤器浓水出口为所述二级浓水出口，所述反渗透膜过滤器净水出口包括一级净水出口和二级净水出口；所述一级浓水出口与所述二级水入口连通。

3.根据权利要求1所述的苦咸水淡化系统，其特征在于，所述高密度沉淀池设置有混合池、反应池和澄清池；

所述混合池设置有混合池入口和混合池出口，所述反应池设置有反应池入口和反应池出口，所述澄清池设置有澄清池入口、澄清池污泥出口和澄清池水出口；

所述混合池入口为所述沉淀池入口，所述澄清池水出口为所述沉淀池出口，所述反应池入口设置在所述反应池的底部且与所述混合池出口和澄清池污泥出口连通，所述反应池出口与所述澄清池入口连通。

4.根据权利要求3所述的苦咸水淡化系统，其特征在于，所述反应池还设置有用于均匀混合来自混合池的混合液和来自澄清池的污泥的搅拌器。

5.根据权利要求1所述的苦咸水淡化系统，其特征在于，所述多介质过滤器中设置有石英砂滤料层和/或无烟煤滤料层。

6.根据权利要求1所述的苦咸水淡化系统，其特征在于，所述苦咸水淡化系统还设置有反洗水泵，所述多介质过滤器设置有冲洗介质入口，所述反渗透膜过滤器浓水出口通过所述反洗水泵与所述冲洗介质入口连通。

7.根据权利要求6所述的苦咸水淡化系统，其特征在于，所述苦咸水淡化系统还设置有鼓风机和反洗气泵，所述鼓风机通过反洗气泵与所述多介质过滤器的冲洗介质入口流体连通。