CN216336916U - 一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统，包括换热系统、过滤除杂系统和反渗透膜系统；所述换热系统包括第一换热器和第二换热器，过滤除杂系统包括沉淀池和超滤膜过滤装置，反渗透膜系统包括一级反渗透单元和二级反渗透单元；第一换热器的管程进口与原水池相连通，管程出口与沉淀池相连通，沉淀池的出口连通超滤膜过滤装置的进口，超滤膜过滤装置的出口连接调节池，在沉淀池和调节池均连接有药剂添加管道；调节池的出口通过第二换热器依次连接一级反渗透单元和二级反渗透单元，在一级反渗透单元和二级反渗透单元中均设置有高通量反渗透膜。本实用新型使得系统整体脱盐率达到99%以上，使用寿命超过五年，效果显著。
Description
技术领域
本实用新型涉及脱盐水生产技术领域，具体地说是涉及一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统。
背景技术
水资源是社会经济发展的重要基础，也是生态环境系统的重要组成成分。合理配置水资源不仅关系到经济的健康发展，社会的稳定和谐，也关系到生态环境的平衡与稳定，是一个极其重要的战略问题。目前来看，脱盐水市场需求量巨大，水除盐技术或者说脱盐水的制备具有较好的发展前景。
水除盐技术经历了高能耗、高成本、操作复杂、污染环境到低能耗、低成本、易操作、环境友好的发展过程。在除盐水生产的最初阶段，主要采用高能耗、高成本的蒸馏法。随着人工合成树脂技术的发展，开发出以离子交换树脂为核心的化学法制备除盐水技术，可生产接近理论纯水的电导率为0.55μs/cm的高纯水。离子交换法虽然较蒸馏法大幅度降低了能耗和制水成本，但用离子交换法制备除盐水的过程中产生大量的废酸废碱液，对环境存在一定的污染。
随着膜技术应用于工业水除盐，如电渗析(ED)除盐技术、反渗透(RO)除盐技术等，有效解决了离子交换法除盐水生产过程中的废酸碱污染环境问题。但是现有膜技术在制备除盐水的过程中，应用形式仍比较单一，存在除盐率、产水率均比较低，出水水质不稳定，成本高等问题。
实用新型内容
基于上述技术问题，本实用新型提出一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统。
本实用新型所采用的技术解决方案是：
一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统，包括换热系统、过滤除杂系统和反渗透膜系统；所述换热系统包括第一换热器和第二换热器，过滤除杂系统包括沉淀池和超滤膜过滤装置，反渗透膜系统包括一级反渗透单元和二级反渗透单元；
第一换热器的管程进口通过第一输送管道与原水池相连通，第一换热器的管程出口通过第二输送管道与沉淀池相连通，所述沉淀池还连接有第一药剂添加管道，沉淀池的出口通过第三输送管道连接超滤膜过滤装置的进口，超滤膜过滤装置的出口通过第四输送管道连接调节池，所述调节池连接有第二药剂添加管道；
调节池的出口通过第五输送管道连接第二换热器的管程进口，第二换热器的管程出口通过第六输送管道连接一级反渗透单元的进液口，一级反渗透单元的清液出口通过第七输送管道与二级反渗透单元的进液口连接，在一级反渗透单元和二级反渗透单元中均设置有高通量反渗透膜；
二级反渗透单元的清液出口通过第八输送管道连接预脱盐水存放池。
优选的，所述第一换热器和第二换热器的壳层进口均通入有化工厂副产的低品位蒸汽。
优选的，所述二级反渗透单元的浓液出口通过第九输送管道与一级反渗透单元的进液口相连通。
优选的，所述一级反渗透单元的浓液出口连接MVR蒸发系统。
优选的，所述反渗透膜系统还连接有反冲洗装置，所述反冲洗装置包括反冲洗水管道和过滤器，反冲洗水管道包括第一反冲洗水输入管道、第一反冲洗水排放管道、第二反冲洗水输入管道和第二反冲洗水排放管道；
第一反冲洗水输入管道与二级反渗透单元的反渗透进水口相连通，二级反渗透单元的反渗透出水口与第一反冲洗水排放管道的一端连接，第一反冲洗水排放管道的另一端连接过滤器的进水口，过滤器的出水口与第二反冲洗水输入管道的一端连接，第二反冲洗水输入管道的另一端连接一级反渗透单元的反渗透进水口，一级反渗透单元的反渗透出水口连接第二反冲洗水排放管道。
优选的，所述第一反冲洗水输入管道还与次氯酸钠溶液添加管道相连。
优选的，所述第一药剂添加管道连接第一加药箱，在第一加药箱中放置有絮凝剂和/或氧化剂；所述第二药剂添加管道连接第二加药箱，在第二加药箱中放置有还原剂和/或阻垢剂。
优选的，所述调节池还与用于调节pH值的酸溶液添加管道相连接。
优选的，所述超滤膜过滤装置为过滤掉分子量＞500、粒子直径＞10nm颗粒的膜过滤装置。
优选的，所述第八输送管道还与含氨溶液添加管道相连接。
本实用新型的有益技术效果是：
本实用新型采用两级反渗透单元，各反渗透单元均采用高通量反渗透膜，且通过前期的换热升温与过滤等结构设计，使得系统整体脱盐率达到99％以上，使用寿命超过五年，效果显著；预脱盐系统后续可与混床精制等设备配合，提升产水率以及出水水质。而且，本实用新型两级反渗透单元通过与反冲洗装置的配合连接，进一步提升了脱盐率，并通过定期反冲洗清理，确保了高通量反渗透膜的性能保持，按长期运行核算成本较低。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
附图1为本实用新型的结构原理示意图。
具体实施方式
结合附图1，一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统，包括换热系统、过滤除杂系统和反渗透膜系统。所述换热系统包括第一换热器1和第二换热器2，过滤除杂系统包括沉淀池3 和超滤膜过滤装置4，反渗透膜系统包括一级反渗透单元5和二级反渗透单元6。第一换热器 1的管程进口通过第一输送管道7与原水池8相连通，第一换热器的管程出口通过第二输送管道9与沉淀池3相连通。所述沉淀池3还连接有第一药剂添加管道10，沉淀池3的出口通过第三输送管道11连接超滤膜过滤装置4的进口，超滤膜过滤装置4的出口通过第四输送管道12连接调节池13，所述调节池13连接有第二药剂添加管道14。调节池13的出口通过第五输送管道15连接第二换热器2的管程进口，第二换热器2的管程出口通过第六输送管道16连接一级反渗透单元5的进液口，一级反渗透单元的清液出口通过第七输送管道17与二级反渗透单元6的进液口连接，在一级反渗透单元5和二级反渗透单元6中均设置有高通量反渗透膜。二级反渗透单元6的清液出口通过第八输送管道18连接预脱盐水存放池19。
本实用新型采用两级反渗透单元，各反渗透单元均采用高通量反渗透膜，且通过前期的换热升温与过滤等结构设计，使得系统整体脱盐率达到99％以上，使用寿命超过五年，效果显著。
作为对本实用新型的进一步设计，所述第一换热器1和第二换热器2的壳层进口均通入有化工厂副产的低品位蒸汽。利用化工厂副产的低品位蒸汽对原水以及进入反渗透膜系统中的水进行升温至适宜温度，可充分利用余热，防止热量浪费，节能环保。
更进一步的，所述二级反渗透单元6的浓液出口通过第九输送管道20与一级反渗透单元 5的进液口相连通。所述一级反渗透单元的浓液出口连接MVR蒸发系统21。该结构设置方式可将液体进行提浓处理，有效避免大量水资源的浪费。
进一步的，所述反渗透膜系统还连接有反冲洗装置，所述反冲洗装置包括反冲洗水管道和过滤器22，反冲洗水管道包括第一反冲洗水输入管道23、第一反冲洗水排放管道24、第二反冲洗水输入管道25和第二反冲洗水排放管道26。第一反冲洗水输入管道23与二级反渗透单元6的反渗透进水口相连通，二级反渗透单元的反渗透出水口与第一反冲洗水排放管道 24的一端连接，第一反冲洗水排放管道的另一端连接过滤器22的进水口，过滤器的出水口与第二反冲洗水输入管道25的一端连接，第二反冲洗水输入管道的另一端连接一级反渗透单元5的反渗透进水口，一级反渗透单元的反渗透出水口连接第二反冲洗水排放管道26。本实用新型两级反渗透单元通过与反冲洗装置的配合连接，进一步提升了脱盐率，并通过定期反冲洗清理，确保了高通量反渗透膜的性能保持，按长期运行核算成本较低。
更进一步的，所述第一反冲洗水输入管道还与次氯酸钠溶液添加管道相连，可在反冲洗水中添加次氯酸钠溶液，以抑制膜组件内细菌滋生。
上述第一药剂添加管道10连接第一加药箱27，在第一加药箱中放置有絮凝剂和/或氧化剂，通过絮凝剂的加入，可使得水中颗粒聚集，在后期沉淀去除，或更容易被超滤膜过滤装置去除。所述第二药剂添加管道14连接第二加药箱28，在第二加药箱中放置有还原剂和/或阻垢剂。还原剂的添加可防止高通量反渗透膜被进水中的氧化剂氧化。
进一步的，所述调节池还与酸溶液添加管道29相连接，可根据需要添加酸溶液，以用于调整调节池中的pH值。
上述超滤膜过滤装置为过滤掉分子量＞500、粒子直径＞10nm颗粒的膜过滤装置。
更进一步的，所述第八输送管道还与含氨溶液添加管道30相连接，可根据需要加氨，以消除水中的CO2及其他酸性物质。
本实用新型的运行过程大致如下：
原水池中的原水经第一换热器升温后，送入沉淀池中，向沉淀池添加絮凝剂，以使得水中颗粒聚集，在沉淀池中静置沉淀去除，完成初步除杂。在沉淀池中也可根据需要添加氧化剂等。随后再进入超滤膜过滤装置，进行深度过滤除杂，超滤膜过滤装置可过滤掉原水中分子量＞500、粒子直径＞10nm颗粒的杂质。
经超滤膜过滤装置过滤后的原水进入调节池，通过向调节池中添加还原剂、阻垢剂和酸溶液等，可对调节池中的原水成分及pH值等进行调整。如添加还原剂可将前期加入的氧化剂中和，加入的阻垢剂可分散原水中难溶的无机盐，阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能。经调节池调整后的原水再经第二换热器换热升温后，进入反渗透系统。
依次经一级反渗透单元和二级反渗透单元的高通量反渗透膜过滤，获得预脱盐水。预脱盐水进行预脱盐水存放池进行储存。在进入预脱盐水存放池之前还可添加有含氨溶液以消除水中的CO2及其他酸性物质。
另外，反渗透系统还与反冲洗装置配合连接，可在运行一段时间后用纯净水进行反冲洗，以对高通量反渗透膜进行定期清洗，确保其使用性能。在反冲洗过程中，可加入适量还原剂，以防止高通量反渗透膜被进水中的氧化剂氧化。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统，其特征在于：包括换热系统、过滤除杂系统和反渗透膜系统；所述换热系统包括第一换热器和第二换热器，过滤除杂系统包括沉淀池和超滤膜过滤装置，反渗透膜系统包括一级反渗透单元和二级反渗透单元；
第一换热器的管程进口通过第一输送管道与原水池相连通，第一换热器的管程出口通过第二输送管道与沉淀池相连通，所述沉淀池还连接有第一药剂添加管道，沉淀池的出口通过第三输送管道连接超滤膜过滤装置的进口，超滤膜过滤装置的出口通过第四输送管道连接调节池，所述调节池连接有第二药剂添加管道；
调节池的出口通过第五输送管道连接第二换热器的管程进口，第二换热器的管程出口通过第六输送管道连接一级反渗透单元的进液口，一级反渗透单元的清液出口通过第七输送管道与二级反渗透单元的进液口连接，在一级反渗透单元和二级反渗透单元中均设置有高通量反渗透膜；
二级反渗透单元的清液出口通过第八输送管道连接预脱盐水存放池。
2.根据权利要求1所述的一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统，其特征在于：所述第一换热器和第二换热器的壳层进口均通入有化工厂副产的低品位蒸汽。
3.根据权利要求1所述的一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统，其特征在于：所述二级反渗透单元的浓液出口通过第九输送管道与一级反渗透单元的进液口相连通。
4.根据权利要求1所述的一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统，其特征在于：所述一级反渗透单元的浓液出口连接MVR蒸发系统。
5.根据权利要求1所述的一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统，其特征在于：所述反渗透膜系统还连接有反冲洗装置，所述反冲洗装置包括反冲洗水管道和过滤器，反冲洗水管道包括第一反冲洗水输入管道、第一反冲洗水排放管道、第二反冲洗水输入管道和第二反冲洗水排放管道；
第一反冲洗水输入管道与二级反渗透单元的反渗透进水口相连通，二级反渗透单元的反渗透出水口与第一反冲洗水排放管道的一端连接，第一反冲洗水排放管道的另一端连接过滤器的进水口，过滤器的出水口与第二反冲洗水输入管道的一端连接，第二反冲洗水输入管道的另一端连接一级反渗透单元的反渗透进水口，一级反渗透单元的反渗透出水口连接第二反冲洗水排放管道。
6.根据权利要求5所述的一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统，其特征在于：所述第一反冲洗水输入管道还与次氯酸钠溶液添加管道相连。
7.根据权利要求1所述的一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统，其特征在于：所述第一药剂添加管道连接第一加药箱，在第一加药箱中放置有絮凝剂和/或氧化剂；所述第二药剂添加管道连接第二加药箱，在第二加药箱中放置有还原剂和/或阻垢剂。
8.根据权利要求1所述的一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统，其特征在于：所述调节池还与用于调节pH值的酸溶液添加管道相连接。
9.根据权利要求1所述的一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统，其特征在于：所述超滤膜过滤装置为过滤掉分子量＞500、粒子直径＞10nm颗粒的膜过滤装置。
10.根据权利要求1所述的一种基于高通量反渗透膜的预脱盐系统，其特征在于：所述第八输送管道还与含氨溶液添加管道相连接。
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