CN205925448U - 组合式膜处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种组合式膜处理装置，包括依次连接的第一段膜元件和第二段膜元件，第一段膜元件采用普通反渗透膜元件，第二段膜元件采用海淡膜元件，第一段膜元件的出水口与第二段膜元件的进水口之间的连接管路上设有变频式增压泵系统。该膜处理装置使得第一段膜元件的出水经过变频式增压泵系统进行能量补充后，再进入第二段反渗透膜元件，可以补充进水损失的进水能量，保证进水有足够的能量克服第二段膜元件的渗透压，使第二段的产水通量基本和第一段的相当，由于高脱盐的性能，也可以保证第二段反渗透膜元件的产水的TDS比第一段膜元件产水TDS还低，保证整个装置的产水TDS的含量要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及苦咸水淡化处理设备领域，特别是涉及一种组合式膜处理装置。
背景技术
随着现在淡水水源的紧张，苦咸水淡化处理成为节约水的重要措施。目前处理苦咸水有三种方法:一是蒸馏法；二是电渗析法；三是反渗透法。反渗透法是一种使用具有选择透过性能的“半透膜”从苦咸水中分离盐分，以达到盐水淡化的目的，反渗透方法可以从水中除去90％以上的溶解性盐类和99％以上的胶体、微生物及有机物等，与其他水处理方法相比具有无相态变化、常温操作、设备简单、操作方便、适应范围广的优点。因此根据反渗透法来设计处理苦咸水淡化处理装置是目前主流的研究方向。
现行很多生产企业排放的废水中可溶解性固体物质(TDS)比较高，比如在一些煤化工废水处理中其出水TDS可高达5000-15000mg/L，然而普通的反渗透膜元件在使用时，对TDS有一定的适用范围。很多膜生产厂家要求普通的反渗透膜元件要求的进水TDS＜10000mg/L。面对此类废水回用处理时，传统的反渗透装置在设计时，反渗透膜元件的选择通常有两种选择，一种是选择反渗透专用于苦咸水处理的反渗透膜元件，其优点是苦咸水膜元件单价较低，总体投资较低，能量消耗较低，其缺点是装置脱盐率偏低(尤其是二段反渗透膜元件脱盐率低)、膜元件的抗污染性差、膜元件的选择余地较小、反渗透膜元件使用寿命较短；另一种是选择传统的海水淡化膜元件，其优点是海淡膜可以耐水的进水TDS含量更高、使用寿命更长，现在膜生产厂家对各类海淡膜经过一系列的优化，生产出更多的不同种类的海淡膜，因此根据使用要求可供选择的膜元件种类更多，其缺点是膜元件单价偏高、总体投资偏高、能量消耗比较高。
实用新型内容
基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种组合式膜处理装置，通过优化排列的方式能达到节能、降耗、长期稳定运行、高脱盐率、低投资的目的。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种组合式膜处理装置，包括：该膜处理装置包括经管路依次连接的第一段膜元件和第二段膜元件，所述第一段膜元件采用普通反渗透膜元件，所述第二段膜元件采用海淡膜元件，所述第一段膜元件的出水口与所述第二段膜 元件的进水口之间的连接管路上设有变频式增压泵系统。
本实用新型的有益效果为：该膜处理装置的第一段膜元件采用普通反渗透膜元件，第二段膜元件采用海淡膜元件，并在两段膜元件之间设置变频式增压泵系统，使得第一段膜元件的出水经过变频式增压泵系统进行能量补充后，再进入第二段反渗透膜元件，第二段反渗透膜元件考虑选择高通量，低能耗，高脱盐率的海淡膜元件。这样通过增压泵系统可以补充进水损失的进水能量，保证进水有足够的能量克服第二段膜元件的渗透压，使第二段的产水通量基本和第一段的相当，由于高脱盐的性能，也可以保证第二段反渗透膜元件的产水的TDS比第一段膜元件产水TDS还低，保证整个装置的产水TDS的含量要求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本实用新型实施例提供的组合式膜处理装置的结构示意图；
图中：1-第一段膜元件；11-第一普通反渗透膜元件；12-第二普通反渗透膜元件；13-第三普通反渗透膜元件；2-第二段膜元件；21-第一海淡膜元件；22-第二海淡膜元件；3-变频式增压泵系统；31-增压泵；32-第一压力表；33-第一压力变送器；34-变频器；35-止回阀；36-调节阀门；37-第二压力表；38-第二压力变送器；4-共用进水管；5-进水管；6-冲洗水管；7-清洗液进管；8-产水管；9-清洗液回流管；10-淡水侧清洗回流管；101-浓水排放管；201、205、214-压力表；202、206、215-压力变送器；203、204、216-流量计量表；208、210、213、219、220、221、222-手动阀门；212、213、223-自动阀门；209、211、218-止回阀；207-电导率仪表；217-调节阀门；A-进水口；B-冲洗进口；C-清洗液进口；D-清洗液回流口；E-产水口；F-淡水侧清洗回流口；G-浓水排放口。
具体实施方式
下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型实施例提供一种组合式膜处理装置，包括：该膜处理装置包 括经管路依次连接的第一段膜元件和第二段膜元件，所述第一段膜元件采用普通反渗透膜元件，所述第二段膜元件采用海淡膜元件，所述第一段膜元件的出水口与所述第二段膜元件的进水口之间的连接管路上设有变频式增压泵系统。
上述膜处理装置中，第一段膜元件包括：三个普通反渗透膜元件，三个普通反渗透膜元件的进水口并联连接在共用进水管上，所述共用进水管上分别连接进水管、冲洗水管和清洗液进管，所述进水管上设有压力表和压力变送器，所述冲洗水管上设有自动阀门，所述清洗液进管经手动阀门与所述共用进水管连接；所述三个普通反渗透膜元件中的第一、第二普通反渗透膜元件的产水口均与产水管连接，所述第一、第二普通反渗透膜元件的浓水出口经设有手动阀门的管路与清洗液回流管连接；所述三个普通反渗透膜元件中的第三普通反渗透膜元件的浓水出口经管路和所述变频式增压泵系统与所述第二段膜元件的进水口连接；
所述第二段膜元件包括：两个海淡膜元件，两个海淡膜元件的进水口并联与所述变频式增压泵系统连接，所述清洗液进管经第二手动阀门与所述两个海淡膜元件的进水口连接，所述两个海淡膜元件的产水口经管路与所述产水管连接，所述两个海淡膜元件的浓水出口经设有手动阀门的管路与所述清洗液回流管连接；所述两个海淡膜元件的浓水出口分别与浓水排放管连接。
上述膜处理装置中，变频式增压泵系统包括：
增压泵，与增压泵电气连接的变频器，设在增压泵进水管上的第二压力表和第二压力变送器，在增压泵的出水管上依次设置的止回阀、调节阀门和第三压力表和第三压力变送器。
上述膜处理装置中，产水管的产水口前的管路上朝向产水口方向依次设有压力表、压力变送器、手动阀门、止回阀和电导率仪表；所述产水管上还设有流量计量表。
上述膜处理装置中，产水管的产水口前连接有淡水侧清洗回流管，所述淡水侧清洗回流管上设有手动阀门和止回阀。
上述膜处理装置中，浓水排放管上从前至后依次设有压力表、压力变送器、调节阀门、调节阀门、止回阀和流量计量表。
目前为处理苦咸水淡化处理系统中，现有的反渗透脱盐装置在设计时，一般设计为二段式处理，第一、二段膜元件数量的比例为2:1排列，进水通过高压泵获得能量后进入第一段膜元件，克服反渗透膜元件的渗透压，进水的40％-60％部分透过反渗透膜元件，形成产水，剩余的进水经过大约2倍浓缩进入第二段膜元件，利用进水的剩余压力继续克服第二段膜元件的渗透压，其第二段膜元件进水的30％-50％部分透过二段反渗透膜元件，形成产水，剩余的水经过大约4倍浓缩形成浓水排出，里面含有进水的90％以上的可溶性固体物，100％悬浮物、细菌和微生物。装置进水在高压泵获得足够的压力，进入第一段膜元件，其很容易克服渗透压产水，同时剩下的水中的TDS在第一段膜元件被截留浓缩，其浓度升高2倍，进水经过第一段膜元件TDS经过浓缩，进入第二段膜元件内，导致第二段膜元件长期处于高TDS的环境下运行，不仅使得其产水量大大减少，致使第二段膜元件的产水TDS含量偏高，长期运行导致第一段膜元件的运行通量严重超过设计平均通量，第二段膜元件的通量大大低于设计平均通量。
而本实用新型为防止苦咸水淡化处理系统的反渗透脱盐装置的各段产水不均衡、出水TDS含量一二段相差较大，设计该组合式膜处理装置时，第一段膜元件选择普通的苦咸水反渗透膜元件，在第一段膜元件的出水在经过一个增压泵进行能量补充，再进入第二段反渗透膜元件，第二段反渗透膜元件选择高通量，低能耗，高脱盐率的海淡膜元件。这样通过增压泵可以补充进水损失的进水能量，保证进水有足够的能量克服第二段膜元件的渗透压，使第二段的产水通量基本和第一段的相当，由于高脱盐的性能，也可以保证第二段反渗透膜元件的产水的TDS比第一段膜元件产水TDS还低，保证整个装置的产水TDS的含量要求。
为了合理控制增压泵的运行，在设计时增压泵配置变频器形成变频式增压泵系统，用于调节增压泵的流量和扬程，同时增压泵出口设置止回阀、截止阀，仪表设置压力变送器、压力表和高压保护开关。
本实用新型的组合式膜处理装置进行苦咸水淡化处理时，由于其进水中TDS含量高，反渗透膜运行时会造成膜元件表面无机盐的结垢；进水中含有胶体及颗粒污染物，会被反渗透膜表面截留；进水中还含细菌、藻类、真菌、病毒和其他有微生物，会造成反渗透表面微生物的滋生，为了防止以上污染物的积累，在反渗透脱盐装置正常运行时，每运行一段时间对反渗透进行低流量、低压力的冲洗，低压冲洗进口设置在第一段膜的进口，和进水口相互连通，通过自动阀门进行隔断，同时在浓水端和产水端分别设置排放口，排放口设置自动阀门进行隔断，冲洗反渗透膜表面的废水经过浓水端排放口排放，产水端的废水经过产水端排放口排放。以上冲洗的频率和操作可通过PLC自控程序控制。
本实用新型的组合式膜处理装置处理苦咸水淡化时长期运行，段间压差会升高，产水流量会下降，此时需要对反渗透膜装置进行一定的恢复性药剂清洗，清洗时第一二段膜元件需要分别进行清洗，清洗药剂通过药剂箱配置，药剂通过清洗水泵进行输送，药剂清洗 进口设置在第一段膜进水口出处，与进水口和冲洗进口相连通，用手动阀门截断，一段膜清洗出口设置在增压泵进口处，和增压泵进口相连通，用手动阀门截断，二段膜清洗进口设置在增压泵出口，止回阀和截止阀之后，和增压泵出口连通，用手动阀门截断，二段清洗出口设置在浓水出口处，和浓水出口连通，用手动阀门截断，清洗时产水侧会有部分药剂，其出口设置在产水口处，和产水口连通，用手动阀门截断，其清洗时药剂需要循环使用，药剂从配药箱通过清洗水泵输送到一段(二段)膜元件，由一段(二段)膜出口通过管道回流到配药箱内，产水侧药剂也由管道回流到配药内。
下面结合具体实施例对本实用新型的组合式膜处理装置作进一步说明。
如附图1所示的组合式膜处理装置处理苦咸水淡化时，当苦咸水进水TDS设置约为5000mg/L，进水流量为100m3/h，装置回收率为70％，膜元件设计通量大约为20l/(㎡*s)，进水经由提升水泵，同时在进水中投加阻垢剂，还原剂，杀菌剂和调节酸后进入保安过滤器，再由高压泵提升，获得足够的能量后，开启出口截断阀，调节高压泵变频器，调节出口调节阀，保持其进水压力约为1.5MPa，经反渗透进水口进入第一段普通反渗透膜元件，其产生水量45～50m3/h，浓水流量50～55m3/h，产水TDS大约在60～70mg/L，浓水经过增压泵提升压力，开启增压泵出口截断阀，调节出口调节阀，保持流量和压力稳定，增压泵出水经过第二段低能耗海淡膜元件，其产水流量20-25m3/h，产水TDS约30～40mg/L。最终产水流量约为70m3/h，产水TDS可以达到70mg/L以内，调节浓水截止阀，保持浓水流量约30m3/h，浓水TDS达到17000mg/L以上。
反渗透膜冲洗时，关停进水提升泵、高压泵、增压泵和进出水阀门，开启淡水排放口和浓水排放口的阀门，开启冲洗进口阀门和冲洗水泵，冲洗水经冲洗进口进入一段膜元件和二段膜元件，经由浓水排放口和淡水排放口排出，将沉积在表面的污染物冲刷并随冲洗水排出膜元件外。
反渗透膜恢复性清洗时，先在配药箱内配置好相应的药剂，关闭所有的水泵和阀门，将膜进行一次彻底的冲洗后关闭所有水泵和阀门，手动开启一段清洗进口阀门、一段清洗回流阀门和产水侧清洗回流阀门，开启配药箱出口阀门和清洗水泵进出口阀门，开启水泵，调节回流阀门，控制水泵出口压力，保持清洗水泵输送药液的流量和压力的稳定，循环一定时间，一段清洗完毕后，开启二段清洗进口和回流阀门，对二段进行清洗，污染严重的可以停止水泵，用药液浸泡膜元件，清洗完毕后需要对膜装置进行冲洗，将膜装置内的药液置换完毕，可以重新启动运行。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限 于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种组合式膜处理装置，其特征在于，该膜处理装置包括经管路依次连接的第一段膜元件和第二段膜元件，所述第一段膜元件采用普通反渗透膜元件，所述第二段膜元件采用海淡膜元件，所述第一段膜元件的出水口与所述第二段膜元件的进水口之间的连接管路上设有变频式增压泵系统。
2.根据权利要求1所述的组合式膜处理装置，其特征在于，所述第一段膜元件包括：三个普通反渗透膜元件，三个普通反渗透膜元件的进水口并联连接在共用进水管上，所述共用进水管上分别连接进水管、冲洗水管和清洗液进管，所述进水管上设有压力表和压力变送器，所述冲洗水管上设有自动阀门，所述清洗液进管经手动阀门与所述共用进水管连接；所述三个普通反渗透膜元件中的第一、第二普通反渗透膜元件的产水口均与产水管连接，所述第一、第二普通反渗透膜元件的浓水出口经设有手动阀门的管路与清洗液回流管连接；所述三个普通反渗透膜元件中的第三普通反渗透膜元件的浓水出口经管路和所述变频式增压泵系统与所述第二段膜元件的进水口连接；
所述第二段膜元件包括：两个海淡膜元件，两个海淡膜元件的进水口并联与所述变频式增压泵系统连接，所述清洗液进管经第二手动阀门与所述两个海淡膜元件的进水口连接，所述两个海淡膜元件的产水口经管路与所述产水管连接，所述两个海淡膜元件的浓水出口经设有手动阀门的管路与所述清洗液回流管连接；所述两个海淡膜元件的浓水出口分别与浓水排放管连接。
3.根据权利要求1或2所述的组合式膜处理装置，其特征在于，所述变频式增压泵系统包括：
增压泵，与增压泵电气连接的变频器，设在增压泵进水管上的第二压力表和第二压力变送器，在增压泵的出水管上依次设置的止回阀、调节阀门和第三压力表和第三压力变送器。
4.根据权利要求2所述的组合式膜处理装置，其特征在于，所述产水管的产水口前的管路上朝向产水口方向依次设有压力表、压力变送器、手动阀门、止回阀和电导率仪表；
所述产水管上还设有流量计量表。
5.根据权利要求2所述的组合式膜处理装置，其特征在于，所述产水管的产水口前连接有淡水侧清洗回流管，所述淡水侧清洗回流管上设有手动阀门和止回阀。
6.根据权利要求2所述的组合式膜处理装置，其特征在于，所述浓水排放管上从前至后依次设有压力表、压力变送器、调节阀门、调节阀门、止回阀和流量计量表。
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| CN111362360A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-07-03 | 深圳市为开环保科技有限公司 | 一种膜法内循环浓缩方法 |
| CN116199307A (zh) * | 2023-03-09 | 2023-06-02 | 重庆三峰科技有限公司 | 水压能量回收再利用的矿井水反渗透处理系统及方法 |
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2016
- 2016-07-13 CN CN201620738597.4U patent/CN205925448U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN111362360B (zh) * | 2020-03-24 | 2022-05-24 | 深圳市为开环保科技有限公司 | 一种膜法内循环浓缩方法 |
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