CN211734055U - 一种离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统。包括管道混合器、自清洗过滤器和超滤膜单元；源海水单元的出口连接至管道混合器的入口，管道混合器的出口连接至自清洗过滤器的入口，自清洗过滤器的出口连接至超滤膜单元的入口，超滤膜单元的出口连接至淡化反渗透单元的入口；还包括杀菌剂加药单元、混凝剂加药单元、还原剂加药单元和阻垢剂加药单元，杀菌剂加药单元连接至源海水单元与管道混合器之间，混凝剂加药单元连接至管道混合器的侧入口，还原剂加药单元连接至自清洗过滤器与超滤膜单元之间，阻垢剂加药单元连接至超滤膜单元与淡化反渗透单元之间；还包括集装箱，各单元均安装在集装箱内。本实用新型集成化程度高，预处理效果好。

Description

一种离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统

技术领域

本实用新型属于海水淡化设施技术领域，尤其涉及一种离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统。

背景技术

对于部分岛屿，缺水现象严重，而岛屿四周海洋环绕，又有丰富的海水资源，因此，海水淡化成了解决岛屿缺水问题的重要途径。海水淡化的方法主要有蒸馏法和反渗透法。反渗透法占地面积小、投资小、建造周期短，近年来得到了迅速的发展。但是反渗透法海水淡化对反渗透进水水质要求较高，进水浊度小于2NTU(NTU指散射浊度单位，是检测水质的一项重要指标，表明仪器在与入射光成90°角的方向上测量散射光强度)，SDI(淤泥密度指数Silting Density Inde，是水质指标的重要参数之一，代表了水中颗粒、胶体和其他能阻塞各种水净化设备的物体含量)小于3，因此需要对原海水进行一系列预处理。预处理的目的是控制微生物的生长，除去悬浮固体并降低浊度，控制难溶盐的沉积。

反渗透海水淡化预处理技术包括消毒、混凝、沉淀、过滤等传统工艺。沉淀和过滤工艺的目的都旨在去除混凝过程中形成的絮状物。然而所需沉淀池及过滤池等构筑物占地面积大，基础投资高，且一旦建成则难以移动，不利于各种海上、海岸工程的离岸应急使用。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种集成化程度高、对原海水的预处理效果好的离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统，提升离岸应急使用时投放的便利性。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统包括管道混合器、自清洗过滤器和超滤膜单元；源海水单元的出口连接至管道混合器的入口，管道混合器的出口连接至自清洗过滤器的入口，自清洗过滤器的出口连接至超滤膜单元的入口，超滤膜单元的出口连接至淡化反渗透单元的入口；还包括杀菌剂加药单元、混凝剂加药单元、还原剂加药单元和阻垢剂加药单元，杀菌剂加药单元连接至源海水单元与管道混合器之间的管路上，混凝剂加药单元连接至管道混合器的侧入口，还原剂加药单元连接至自清洗过滤器与超滤膜单元之间的管路上，阻垢剂加药单元连接至超滤膜单元与淡化反渗透单元之间的管路上；还包括集装箱，管道混合器、自清洗过滤器和超滤膜单元以及杀菌剂加药单元、混凝剂加药单元、还原剂加药单元和阻垢剂加药单元均安装在集装箱内。

本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统，与现有的预处理系统相比，本实用新型具有集成化程度高、占地面积小、移动操作简便、自动化程度高、运行维护方便等诸多优点，提升了离岸应急使用时投放的便利性。本预处理系统无需采用传统的沉淀池或多介质过滤器，所有设备均体积、质量较小，放置在集装箱内时，便于移动和投放布置。在原水水质波动等突发情况下，可以及时有效地运输至目的地，作为反渗透系统的预处理系统，保障反渗透工艺的正常运行。通过设置杀菌剂加药单元、混凝剂加药单元、自清洗过滤器、还原剂加药单元、超滤膜单元、阻垢剂加药单元和反渗透单元，对原海水提供了多步骤的预处理过程，保证了预处理出水的水质，令海水淡化设备的进水水质得到了保证。

优选地：所述管道混合器采用喷嘴式混合器或涡流式混合器或多孔板式混合器。

优选地：所述杀菌剂加药单元由药剂箱和加药泵构成，药剂箱内设有氧化性杀菌剂或非氧化性杀菌剂。

优选地：所述混凝剂加药单元由药剂箱和加药泵构成，药剂箱内设有铁盐混凝剂或者铝盐混凝剂。

优选地：所述自清洗过滤器采用叠片式自清洗过滤器或筛网式自清洗过滤器或纤维式自清洗过滤器。

优选地：超滤膜单元包括超滤膜组件、超滤水箱、超滤反洗泵和空压机，超滤膜组件的运行压力在0.07-0.15MPa。

优选地：还原剂加药单元由药剂箱和加药泵构成，药剂箱内设有亚硫酸氢钠溶液。

优选地：阻垢剂加药单元由药剂箱和加药泵构成，药剂箱内设有聚磷酸盐溶液或有机膦酸溶液或有机膦酸脂溶液。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构框图。

图中：1、源海水单元；2、杀菌剂加药单元；3、管道混合器；4、混凝剂加药单元；5、自清洗过滤器；6、还原剂加药单元；7、超滤膜单元；8、阻垢剂加药单元；9、淡化反渗透单元。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：

请参见图1，本实用新型的离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统沿海水流动方向依次包括管道混合器3、自清洗过滤器5和超滤膜单元7。源海水单元1的出口连接至管道混合器3的入口，管道混合器3的出口连接至自清洗过滤器5的入口，自清洗过滤器5的出口连接至超滤膜单元7的入口，超滤膜单元7的出口连接至淡化反渗透单元9的入口。

其中，源海水单元1用于抽取和储存海水源水，并为海水沿系统的流动提供足够的动力，结构上应包括取水管道、暂存水箱和水泵。管道混合器3用于提升药剂混合的均匀度。自清洗过滤器5用于对海水进行过滤，滤除杂质，带有自清洗功能。超滤膜单元7用于对海水进行超滤处理，进一步滤除含有的杂质。淡化反渗透单元9位于海水淡化处理设备内，不作为本预处理系统的一部分，本预处理系统用于向淡化反渗透单元9供应预处理后的海水。

本实施例中，管道混合器3采用喷嘴式混合器或涡流式混合器或多孔板式混合器，上述各类型的混合器都是现有市售器件，可以通过采购获取。

本实施例中，自清洗过滤器5采用叠片式自清洗过滤器或筛网式自清洗过滤器或纤维式自清洗过滤器，上述各类型的过滤器都是现有市售器件，可以通过采购获取。

本实施例中，超滤膜单元7包括超滤膜组件、超滤水箱、超滤反洗泵和空压机，超滤膜组件的运行压力在0.07-0.15MPa。超滤膜单元7的过滤模式为死端过滤或错流过滤，其中包含产水模式、反洗模式和化学清洗模式。超滤膜组件下端进水、上端出水。膜丝上端采用树脂固定，膜丝下端可自由摆动或同样采用树脂固定。现有技术中已经有多种形式的超滤膜装置，可以通过采购获取。

淡化反渗透单元9是海水淡化处理设备的一部分，海水淡化处理设备为成型的设备，采用反渗透处理工艺对海水进行反渗透处理，得到淡水水源。海水淡化处理设备的具体组成结构及运行原理在本实用新型专利中不赘述。

还包括杀菌剂加药单元2、混凝剂加药单元4、还原剂加药单元5和阻垢剂加药单元6，分别用于添加杀菌剂、混凝剂、还原剂和阻垢剂。

杀菌剂加药单元2连接至源海水单元1与管道混合器3之间的管路上，混凝剂加药单元4连接至管道混合器3的侧入口，还原剂加药单元6连接至自清洗过滤器5与超滤膜单元7之间的管路上，阻垢剂加药单元8连接至超滤膜单元7与海水淡化处理设备的淡化反渗透单元9之间的管路上。

本实施例中，杀菌剂加药单元2由药剂箱和加药泵构成，药剂箱内设有氧化性杀菌剂或非氧化性杀菌剂。

本实施例中，混凝剂加药单元4由药剂箱和加药泵构成，药剂箱内设有铁盐混凝剂或者铝盐混凝剂。药剂箱内的混凝剂通过加药泵和管路注入管道混合器3内，在管道混合器3的作用下提升混凝剂与海水之间的混合均匀性，促进混凝反应。为了进一步促进混凝反应的进行，在投加混凝剂的同时还可以投加助凝剂，助凝剂是当单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需要投加某种辅助药剂以提高混凝效果的助剂。

与混凝剂加药单元4并列设置助凝剂加药单元，助凝剂加药单元由药剂箱和加药泵构成，药剂箱内设有助凝剂，助凝剂可以选取为磷酸、石灰、氯气等(可调整pH值)；还可以采用聚丙烯酰胺、活化硅酸(或称活性硅土)、骨胶、海藻酸钠等，可使其与混凝剂结合生成较大、较坚固、密实的絮体。

本实施例中，还原剂加药单元6由药剂箱和加药泵构成，药剂箱内设有亚硫酸氢钠溶液，亚硫酸氢钠溶液作为还原剂。需要注意的是，当杀菌剂加药单元2向系统内投入氧化性杀菌剂时，由于淡化反渗透单元9的反渗透膜抗氧化性较差，因此在此情况下，就需要在海水进入反渗透膜前，加入还原剂以降低其中的氧化性氯含量，起到对反渗透膜的保护作用。当杀菌剂加药单元2向系统内投入非氧化性杀菌剂时，可以不向系统内投入还原剂，因此可以在还原剂加药单元6的加药管路上设置阀门，在杀菌剂加药单元2选取氧化性杀菌剂时开启该阀门，在杀菌剂加药单元2选取为非氧化性杀菌剂时，关闭该阀门。

本实施例中，阻垢剂加药单元8由药剂箱和加药泵构成，药剂箱内设有聚磷酸盐溶液或有机膦酸溶液或有机膦酸脂溶液，聚磷酸盐溶液或有机膦酸溶液或有机膦酸脂溶液作为阻垢剂。海水中盐离子浓度较高，为防止难溶盐在反渗透膜内形成沉淀，影响反渗透膜产水性能，在进入反渗透膜系统前，通过向管路中投加阻垢剂以缓解上述情况。

还包括集装箱，管道混合器3、自清洗过滤器5和超滤膜单元7以及杀菌剂加药单元2、混凝剂加药单元4、还原剂加药单元6和阻垢剂加药单元8均安装在集装箱内。构成一个可移动的整体式设备，便于移动和快速投放布置，十分适用于离岸环境下的应急投放使用。整体式进行安装布置后，将源海水单元1的源水管道与管道混合器3的入口对接连接，将超滤膜单元7的出口与淡化反渗透单元9的入口对接连接。

本系统的预处理原理及工作过程：

源海水输送过程中，首先向管路中投加杀菌剂，以防止源海水中微生物、细菌等滋生对后续管路及设备产生不利影响。随后，向管路中投加混凝剂，并利用管道混合器3使混凝剂与源海水充分混合，混凝絮体增大。经混凝处理过的海水进入自清洗过滤器5，拦截其中较大的絮状物，出水澄清。产水进入超滤膜单元7进一步深度过滤处理后，即可满足海水淡化处理设备的淡化反渗透单元9的反渗透进水需求。由于海水中盐离子浓度较高，为防止难溶盐在反渗透膜内形成沉淀，影响反渗透膜产水性能，在海水进入反渗透膜系统前，向管路中投加阻垢剂。由于反渗透膜抗氧化性较差，若采用的杀菌剂为氧化性杀菌剂，因此在此情况下，需要在海水进入反渗透膜前，加入还原剂以降低其中的氧化性氯含量，对反渗透膜产生保护作用。

有益效果：

本离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统由于采用了本技术方案，与现有技术相比，整套系统占地面积小、操作简单、自动化程度高、运行维护方便，无需使用笨重的沉淀池、砂滤罐等设备，而不影响预处理效果。在源水水质波动等突发情况下，可以及时有效地运输至目的地，作为反渗透系统的预处理系统，保障反渗透工艺的正常运行。

Claims (8)

1.一种离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统，其特征是：包括管道混合器(3)、自清洗过滤器(5)和超滤膜单元(7)；源海水单元(1)的出口连接至管道混合器(3)的入口，管道混合器(3)的出口连接至自清洗过滤器(5)的入口，自清洗过滤器(5)的出口连接至超滤膜单元(7)的入口，超滤膜单元(7)的出口连接至淡化反渗透单元(9)的入口；还包括杀菌剂加药单元(2)、混凝剂加药单元(4)、还原剂加药单元(6)和阻垢剂加药单元(8)，杀菌剂加药单元(2)连接至源海水单元(1)与管道混合器(3)之间的管路上，混凝剂加药单元(4)连接至管道混合器(3)的侧入口，还原剂加药单元(6)连接至自清洗过滤器(5)与超滤膜单元(7)之间的管路上，阻垢剂加药单元(8)连接至超滤膜单元(7)与淡化反渗透单元(9)之间的管路上；还包括集装箱，管道混合器(3)、自清洗过滤器(5)和超滤膜单元(7)以及杀菌剂加药单元(2)、混凝剂加药单元(4)、还原剂加药单元(6)和阻垢剂加药单元(8)均安装在集装箱内。

2.如权利要求1所述的离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统，其特征是：所述管道混合器(3)采用喷嘴式混合器或涡流式混合器或多孔板式混合器。

3.如权利要求2所述的离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统，其特征是：所述杀菌剂加药单元(2)由药剂箱和加药泵构成，药剂箱内设有氧化性杀菌剂或非氧化性杀菌剂。

4.如权利要求3所述的离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统，其特征是：所述混凝剂加药单元(4)由药剂箱和加药泵构成，药剂箱内设有铁盐混凝剂或者铝盐混凝剂。

5.如权利要求4所述的离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统，其特征是：所述自清洗过滤器(5)采用叠片式自清洗过滤器或筛网式自清洗过滤器或纤维式自清洗过滤器。

6.如权利要求5所述的离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统，其特征是：超滤膜单元(7)包括超滤膜组件、超滤水箱、超滤反洗泵和空压机，超滤膜组件的运行压力在0.07-0.15MPa。

7.如权利要求6所述的离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统，其特征是：还原剂加药单元(6)由药剂箱和加药泵构成，药剂箱内设有亚硫酸氢钠溶液。

8.如权利要求7所述的离岸应急用反渗透海水淡化预处理系统，其特征是：阻垢剂加药单元(8)由药剂箱和加药泵构成，药剂箱内设有聚磷酸盐溶液或有机膦酸溶液或有机膦酸脂溶液。

Images