CN207002478U - 一种改良后的新型除盐水系统 - Google Patents

Abstract

一种改良后的新型除盐水系统，包括处理原水箱、原水泵、盘式过滤器装置、换热装置、超滤装置、反渗透装置以及电去离子装置；所述原水泵及盘式过滤器装置间连接有絮凝剂、杀菌剂加药装置；所述超滤装置与反渗透装置间连接有反渗透进水泵、阻垢剂、还原剂加药装置、保安过滤器；所述二级反渗透装置与电去离子装置之间连接有增压泵、保安过滤器；所述超滤装置及反渗透装置还连接有化学清洗装置。改除盐水处理系统满足锅炉补给水水质要求，具有高脱盐率、自动化程度高、环保等优点，且系统内设备损耗小，使用年限得以延长。

Description

一种改良后的新型除盐水系统

技术领域

本实用新型涉及水处理领域，尤其涉及纯水中锅炉补给水的制备。

背景技术

长期的生产运行经验使大家认识到，热力系统中水的品质，是影响发电厂热力设备（蒸汽炉、汽轮机等）安全、经济运行的重要因素之一。没有经过净化处理的天然水含有许多杂质，这种水如进入水汽循环系统，将会造成各种危害。为了保证热力系统中有良好的水质，必须对天然水进行适当的净化处理，并严格地进行汽水质量监督。

UF+RO+电去离子组合工艺作为除盐水的制备方式，受到了业界越来越广泛的重视与欢迎。但是，现有技术存在长期运行则污堵严重、使用寿命短等缺点，无法满足设备长期良好运行的要求。

实用新型内容

本实用新型针对现有除盐水制备系统的不足，提供了一种改良的新型除盐水处理系统。该除盐水系统包含前期预处理及膜深度脱盐系两部分处理系统，对原水处理后的脱盐率高，且对设备损耗少，减少药剂损耗，有利于延长系统使用寿命。

为实现本实用新型目的，提供了以下技术方案：一种改良后的新型除盐水系统，包括原水箱、盘式过滤器、换热装置、超滤系统、反渗透系统以及电去离子系统，原水箱通过第一管道连接盘式过滤器，第一管道上设置有原水泵，杀菌剂、絮凝剂投加装置均与第一管道连接，超滤系统包括超滤装置和超滤水箱；反渗透系统包括一级反渗透装置、一级反渗透产水箱、二级反渗透装置、二级反渗透出水箱；电去离子系统包括电去离子装置以及除盐水箱；盘式过滤器通过第二管道连接换热装置，换热装置通过第三管道连接超滤装置、超滤装置通过第四管道连接超滤水箱，超滤水箱通过第五管道连接一级反渗透装置，一级反渗透装置通过第六管道连接一级反渗透产水箱，一级反渗透产水箱通过第七管道连接二级反渗透装置，二级反渗透装置通过第八管道连接二级反渗透出水箱，二级反渗透出水箱通过第九管道连接电去离子装置，电去离子装置通过第十管道连接除盐水箱，其特征在于第五管道上顺次设置有RO增压泵、第一保安过滤器、高压泵，第七管道上顺次设置有碱投加装置、二级高压泵，第十管道上顺次设置有电去离子增压泵、第二保安过滤器。

作为优选，超滤装置的超滤膜为外压式的中空纤维膜，采用的材质为PVDF，膜孔径为0.02或0.04微米。具有超强的物理化学耐受性。其表面活化层致密，支撑层为海绵状网络结构，具有耐压、抗污染、使用寿命长以及能长期保证产水水质，对胶体、悬浮颗粒及高分子物质具有良好的分离能力。

作为优选，换热装置为板式换热器或管壳式换热器。

作为优选，第四管道上另设一管道连接二级反渗透出水箱，该管道上设置有酸、碱、次氯酸钠加药装置以及高压泵。

作为优选，超滤装置包括超滤膜、与超滤膜底端连接进液管、与超滤膜顶端连接的产水管、超滤膜顶端的浓水排放管，超滤膜底端另加设有一浓水快速排放管，浓水快速排放管上设置有阀门。

作为优选，一级、二级反渗透装置的高压泵、二级高压泵上均并联一回流管路，回流管路上安装有阀门。

为实现本实用新型目的，提供一种改良后的新型除盐水系统处理方法，其特征在于包括以下步骤：1）原水来水首先加入絮凝剂、杀菌剂，消除水中藻类和菌类的危害，以及通过絮凝作用将水中杂质进行聚集，后进入盘式过滤器，去除来水中的大颗粒物质，保护超滤膜；

2）盘式过滤器出水进入换热器与高温蒸汽进行换热，将原水温度提高到20~25℃，以使后续膜系统可达到最佳运行状态；

3）经换热器升温后的水进入超滤装置，利用超滤装置截留来水中的大分子颗粒物质；

4）由超滤装置处理后的水经第一保安过滤器进行5μm的精密过滤，进入一级反渗透装置，利用反渗透装置去除水中大部分溶解盐类，同时去除一些大分子和前阶段未去除的小颗粒等；

5)一级反渗透装置的出水再经第二保安过滤器进行5μm的精密过滤，进入二级反渗透装置，进一步去除离子，出水利用加碱提高pH值，以提高二级反渗透装置的脱盐率；

6）二级反渗透装置出水进入电去离子装置，将反渗透产水中留存的离子进一步去除，确保达到锅炉补给水需要的水质要求，并输出到除盐水箱中外输供用水点利用；

在所述步骤1）前所述原水在进入盘式过滤器前絮凝剂、杀菌剂加药装置加入的聚丙烯酰胺、次氯酸钠混合后进入盘式过滤器，再进入换热器中进行换热升温，提高后续膜系统处理的产水率；

在所述步骤4）、5）中反渗透装置设置两级二段，每一级反渗透装置均会对前段产生的浓水进行进一步处理，提高反渗透的回收率；

所述步骤6）反渗透产水在进入离子交换装置之前经过加碱将其pH升高，减轻后续离子交换单元负荷，降低出水电导率。

本实用新型有益效果：采用石油炼化的除盐水处理装置，处理后的产水水质电导率小于0.2μs/cm，SiO₂小于20μg/L，满足锅炉补给水水质要求，具有高脱盐率、自动化程度高、环保等优点，同时本实用新型除盐水处理采用了浓水超滤和浓水反渗透工艺，将水的利用率从70%提高到87%，有效节约了水资源。本实用新型简单可行，适宜产业化应用。膜装置前端的保安过滤器及加药装置可保证膜系统正常运行，进一步保证后续出水的水质水量稳定性；超滤膜组件设置的浓水排放管路可降低超滤装置的运行负荷，提高出水效率；反渗透高压泵设计回路，避免高压泵打开瞬间对管路的冲击，有利于反渗透装置稳定运行，减少设备损耗。

附图说明

图1为本实用新型系统示意图。

图2为超滤装置示意图。

具体实施方式

实施例1：一种改良后的新型除盐水系统，包括原水箱1、盘式过滤器2、换热装置3、超滤系统、反渗透系统以及电去离子系统，原水箱1通过第一管道a连接盘式过滤器2，第一管道a上设置有原水泵4，杀菌剂、絮凝剂投加装置(5、6)均与第一管道a连接，超滤系统包括超滤装置7.1和超滤水箱7.2；反渗透系统包括一级反渗透装置8.1、一级反渗透产水箱8.2、二级反渗透装置8.3、二级反渗透出水箱8.4；电去离子系统包括电去离子装置9.1以及除盐水箱9.2；盘式过滤器2通过第二管道b连接换热装置3，换热装置3通过第三管道c连接超滤装置7.1、超滤装置7.1通过第四管道d连接超滤水箱7.2，超滤水箱7.2通过第五管道e连接一级反渗透装置8.1，一级反渗透装置8.1通过第六管道f连接一级反渗透产水箱8.2，一级反渗透产水箱8.2通过第七管道g连接二级反渗透装置8.3，二级反渗透装置8.3通过第八管道h连接二级反渗透出水箱8.4，二级反渗透出水箱8.4通过第九管道i连接电去离子装置9.1，电去离子装置9.1通过第十管道j连接除盐水箱9.2，第五管道e上顺次设置有RO增压泵10、第一保安过滤器11、高压泵12、阻垢剂、还原剂加药装置（21、22），第七管道g上顺次设置有碱投加装置13、二级高压泵14、第三保安过滤器23，第十管道j上顺次设置有电去离子增压泵15、第二保安过滤器16。超滤装置7.1的超滤膜为外压式的中空纤维膜，采用的材质为PVDF，膜孔径为0.02或0.04微米。换热装置3为板式换热器或管壳式换热器。第四管道d上另设一管道连接二级反渗透出水箱8.4，该管道上设置有酸、碱、次氯酸钠加药装置(17、18、19）以及高压泵12。超滤装置7.1包括超滤膜7.1.1、与超滤膜7.1.1底端连接进液管7.1.2、与超滤膜7.1.1顶端连接的产水管7.1.3、超滤膜7.1.1顶端的浓水排放管7.1.4，超滤膜7.1.1底端另加设有一浓水快速排放管7.1.5，浓水快速排放管7.1.5上设置有阀门。一级、二级反渗透装置8.1的高压泵12、二级高压泵14上均并联一回流管路20，回流管路20上安装有阀门。

实施例2：一种改良后的新型除盐水系统处理方法，包括以下步骤：1）原水来水首先加入絮凝剂、杀菌剂，消除水中藻类和菌类的危害，以及通过絮凝作用将水中杂质进行聚集，后进入盘式过滤器，去除来水中的大颗粒物质，保护超滤膜；

2）盘式过滤器出水进入换热器与高温蒸汽进行换热，将原水温度提高到20~25℃，以使后续膜系统可达到最佳运行状态；

3）经换热器升温后的水进入超滤装置，利用超滤装置截留来水中的大分子颗粒物质；

4）由超滤装置处理后的水经第一保安过滤器进行5μm的精密过滤，进入一级反渗透装置，利用反渗透装置去除水中大部分溶解盐类，同时去除一些大分子和前阶段未去除的小颗粒等；

5)一级反渗透装置的出水再经第二保安过滤器进行5μm的精密过滤，进入二级反渗透装置，进一步去除离子，出水利用加碱提高pH值，以提高二级反渗透装置的脱盐率；

6）二级反渗透装置出水进入电去离子装置，将反渗透产水中留存的离子进一步去除，确保达到锅炉补给水需要的水质要求，并输出到除盐水箱中外输供用水点利用；

在所述步骤1）前所述原水在进入盘式过滤器前絮凝剂、杀菌剂加药装置加入的聚丙烯酰胺、次氯酸钠混合后进入盘式过滤器，再进入换热器中进行换热升温，提高后续膜系统处理的产水率；

在所述步骤4）、5）中反渗透装置设置两级二段，每一级反渗透装置均会对前段产生的浓水进行进一步处理，提高反渗透的回收率；

所述步骤6）反渗透产水在进入离子交换装置之前经过加碱将其pH升高，减轻后续离子交换单元负荷，降低出水电导率。

一级反渗透装置和二级反渗透装置主要用于去除水中的溶解盐类，同时去除一些有机大分子，前阶段未去除的小颗粒等。反渗透装置能有效地去除水中的带电离子、无机物、胶体微粒、细菌及有机物质等。是高纯水制备、苦咸水脱盐和废水处理工艺中的最佳设备。超滤装置、一级反渗透装置和二级反渗透装置的结构和原理均为膜分离技术，为以压力为推动力的膜分离过程。

为了进一步保证系统高效稳定的运行及确保产水水质达标，本实用新型中更具体的工艺过程如下：

1、盘式过滤器装置为孔径为100μm的内源反洗的过滤器，该过滤器在滤盘两面设计了不同结构的棱，这些棱叠加在一起构成拦截面，其中曲线棱主要起到拦截并贮存悬浮物的作用，采用外侧略大的敞口设计可以保证反冲洗时无需松开滤盘，在水压较低时也能达到彻底的反冲洗效果；环状棱边确定过滤精度，构成水的通道。此过滤器能去除进水中的较大颗粒，以保证超滤膜不被损坏。

2、板式换热器/管壳式换热器升温换热，原水与高温蒸汽进行换热，提高原水水温，可以将原水温度由5℃提高到20~25℃，为后续膜系统处理提供最佳运行状态。由于该处盐水系统利用于锅炉用水中，厂区一般有多余蒸汽可供利用，故利用蒸汽-水换热器对原水进行升温，经济可行。

3、通过盘式过滤器的水进入中空纤维超滤膜装置中，大颗粒物被超滤膜截留，水及分子颗粒透过膜即为超滤产水，产水进入超滤水箱，超滤浓水排入厂区排水系统。当系统运行达到一定时间时，运行停止，超滤水箱中的水经反洗泵升压后进入超滤装置进行反洗，将截留在超滤膜表面的颗粒物冲出超滤膜，使其恢复正常的工作能力。反洗达到一定次数，在反洗时需投加适量的化学清洗药品，保证超滤装置长期稳定运行。超滤装置过滤出水污染指数SDI值< 3，出水满足反渗透进水的要求。原水进入超滤装置前已由杀菌剂加药装置加入次氯酸钠(NaClO)，以防止在超滤膜及反渗透膜表面滋生细菌微生物，并对有机物也有一定的去除作用。

4、从超滤装5出来的水经RO增压泵增压、保安过滤器及一级高压泵进入两级反渗透装置11、15中脱盐，在反渗透装置中主要是去除水中的溶解盐类，同时去除一些有机大分子，前阶段未去除的小颗粒等。

并在一级反渗透装置RO增压泵与第一保安过滤器之间由阻垢剂、还原剂加药装置投加还原剂和阻垢剂，其中阻垢剂是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂，能防止铁、锰等金属离子在膜管上形成污垢，加药量少，节省加药成本，能够获得最经济的阻垢控制。阻垢能力强，适用于各种水质，效果良好，能够减少对膜的清洗，延长膜使用寿命。还原剂能在短时间迅速与残留氯反应，有效去除氧化性隐患，用于还原水中的余氯。

保安过滤器用以去除5μm以上的悬浮物，以保护反渗透膜不被堵塞，因此又被称为精密过滤器，是原水进入反渗透膜前的最后一道处理工序。由于反渗透膜是在高压泵的压力驱动下工作的，压力通常为1.5MPa左右，如果有机械杂质进入反渗透膜后，则在高压泵的驱动下，机械杂质将直接进入反渗透装置，轻则造成污堵，重则划破反渗透膜，导致反渗透膜的产水率下降和反渗透膜的破坏。

由于通常从超滤装置的出水管到一级反渗透装置的进水管、从一级反渗透装置的出水管到而级反渗透装置的进水管之间有一定距离且连接有管道(管道焊渣等)、增压泵、高压泵、反渗透出水箱等，容易受到污染而产生的部分固体微粒进入反渗透膜中，使反渗透膜发生污堵或划伤，因此设置有保安过滤器对这些杂质进行截留。除了颗粒杂质以外，保安过滤器对浊度、铁以及硅等胶体物质都有良好的去除效果。保安过滤器内装缠绕式或喷熔聚丙烯滤芯(过滤等级5微米)，进出口设压力指示表，当压差达到设定值时应及时更换滤芯。通过反渗透膜的分离，使水中约99%的盐分被分离出来，随浓水排出。二级反渗透装置脱盐后的产水进入电去离子装置。浓水进入反渗透浓水收集水箱进行其他用途。在反渗透组件长期运行后，会受到某些难以冲洗掉的污染物污染。如长期的微量盐份结垢和有机物的累积，而造成膜组件性能下降，所以必须用化学药品进行清洗，以恢复其正常的除盐能力。两级反渗透膜组设置一套共用的清洗系统。化学清洗周期3~4次/年。当反渗透装置停机时，因膜内部的水已经处于浓缩状态，在静止状态下，容易造成膜组件的污染，因此还需用淡水冲洗膜表面，以防止污染物沉积在反渗透膜表面，影响膜的性能。因此系统设置冲洗水泵进行停机后的低压冲洗。

5、离子交换反应将由二级反渗透装置的产水进入二级反反渗透出产水箱，经电去离子增压泵提升进入电去离子装置。

原水经二级反渗透除盐后，水中还有少量溶解离子存在，为满足除盐水的水质要求，设计采用电去离子装置（填充床电渗析又称电脱离子法Electrodeionization）进行深度除盐处理，相当于离子交换二级混床除盐工艺。电去离子装置利用电渗析过程中的极化现象对离子交换填充床进行电化学再生，集中了电渗析和离子交换法的优点，克服了两者的弊端。进入电去离子装置前需经过保安过滤器精密过滤，过滤精度为0.45μm，使进水满足电去离子处理要求。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种改良后的新型除盐水系统，包括原水箱、盘式过滤器、换热装置、超滤系统、反渗透系统以及电去离子系统，原水箱通过第一管道连接盘式过滤器，第一管道上设置有原水泵，杀菌剂、絮凝剂投加装置均与第一管道连接，超滤系统包括超滤装置和超滤水箱；反渗透系统包括一级反渗透装置、一级反渗透产水箱、二级反渗透装置、二级反渗透出水箱；电去离子系统包括电去离子装置以及除盐水箱；盘式过滤器通过第二管道连接换热装置，换热装置通过第三管道连接超滤装置、超滤装置通过第四管道连接超滤水箱，超滤水箱通过第五管道连接一级反渗透装置，一级反渗透装置通过第六管道连接一级反渗透产水箱，一级反渗透产水箱通过第七管道连接二级反渗透装置，二级反渗透装置通过第八管道连接二级反渗透出水箱，二级反渗透出水箱通过第九管道连接电去离子装置，电去离子装置通过第十管道连接除盐水箱，其特征在于第五管道上顺次设置有RO增压泵、第一保安过滤器、高压泵，第七管道上顺次设置有碱投加装置、二级高压泵，第十管道上顺次设置有电去离子增压泵、第二保安过滤器。

2.根据权利要求1所述的一种改良后的新型除盐水系统，其特征在于超滤装置的超滤膜为外压式的中空纤维膜，采用的材质为PVDF，膜孔径为0.02或0.04微米。

3.根据权利要求1所述的一种改良后的新型除盐水系统，其特征在于换热装置为板式换热器或管壳式换热器。

4.根据权利要求1所述的一种改良后的新型除盐水系统，其特征在于第四管道上另设一管道连接二级反渗透出水箱，该管道上设置有酸、碱、次氯酸钠加药装置以及高压泵。

5.根据权利要求1所述的一种改良后的新型除盐水系统，其特征在于超滤装置包括超滤膜、与超滤膜底端连接进液管、与超滤膜顶端连接的产水管、超滤膜顶端的浓水排放管，超滤膜底端另加设有一浓水快速排放管，浓水快速排放管上设置有阀门。

6.根据权利要求1所述的一种改良后的新型除盐水系统，其特征在于一级、二级反渗透装置的高压泵、二级高压泵上均并联一回流管路，回流管路上安装有阀门。