CN217173476U - 具有原海水电化学预处理装置的进水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海水淡化领域，提出具有原海水电化学预处理装置的进水系统，包括初级过滤器、进水管道、高压泵、过滤部及产水管道，所述高压泵与所述过滤部连通，所述进水管道与所述高压泵连通，所述产水管道与所述过滤部连通；所述过滤部包括一级过滤部及二级过滤部，所述一级过滤部的进水端与所述进水管道连通、出水端与所述产水管道连通；所述一级过滤部上还连通有一级过滤管道，所述二级过滤部的进水端与所述一级过滤管道连通、出水端与所述产水管道连通；所述进水管道及所述一级过滤管道上均设置有原海水电化学预处理试验装置；本实用新型提高了产水量，降低了运行压力，降低了化学清洗频率，降低了生产和设备的运行及维护成本。

Description

具有原海水电化学预处理装置的进水系统

技术领域

本实用新型涉及海水淡化领域，提出具有原海水电化学预处理装置的进水系统。

背景技术

超滤膜分离技术是近几十年迅速发展的新兴、高效分离技术，超滤膜组作为反渗透膜组的预处理工艺，其产品水水质和产水水量对反渗透工艺起到至关重要的作用，但超滤膜在夏季时受微生物、胶体增多等的影响，运行压力及清洗频次明显增多，为解决超滤膜的抗污染性，国内外许多专家和学者为减少乃至消除浓差极化和膜污染的影响，采取了控制原海水预处理方法，例如絮凝沉淀法、磁混凝沉淀法，砂滤等。近年来国内外专家将电化学引入原海水预处理，电场在附加电场膜分离过程中发挥着重要作用，但目前国内外对电化学应用于原海水预处理的报道很少；

长期以来在水处理领域中的杀菌方法分为化学法和物理法两类，其中化学法指向待处理水溶液中加入化学剂，如C12、NaClO、O2、H2O2等来杀灭细菌，成本低，效果理想，但对环境不友好，物理法则通过紫外线，超声波等技术手段来杀菌，环保但是不能持续杀菌。而作为兼顾环保和杀菌的电化学杀菌法正迅速发展，目前电化学杀菌的两种主要方法是通电杀菌和高压电脉冲杀菌，其作用机理也分两种，直接杀菌和间接杀菌。直接杀菌：通过电场作用直接导致细菌细胞膜分解或发生电穿孔现象从而使细菌死亡。间接杀菌：通过电解产生的强氧化性中间产物来杀灭细菌。但在实际操作过程中，电化学法杀菌还是存在缺陷的，比如能耗高，成本高，杀菌效果与传统化学杀菌相比还是较低。特别是通过高压电脉冲法使细菌细胞膜发生电穿孔现象从而导致细菌死亡的过程中，部分发生穿孔的细胞膜能够复原，这种现象导致杀菌效率的降低。

实用新型内容

本实用新型提出具有原海水电化学预处理装置的进水系统，利用电场的作用，电能产生的机械压缩作用能够使细胞膜发生不可逆形变，使细胞膜分解，细胞质部分或全部流出，造成细菌最终死亡；同时在电场的作用下产生电穿孔，电穿孔是在电场的作用下，使细菌的细胞膜的磷脂双分子层及蛋白质失稳，使得小分子的物质能够自由透过细胞膜进入细胞内，从而引起细胞膜的膨胀破裂，以此来控制微生物的生长；同时在电场的产生高电位，在高电位的作用下，细菌和微生物与水分子之间的表面张力发生变化，无法继续附着在管壁和膜的表面，从而慢慢脱落，直至清除；通过上述过程，有效提高了产水量，降低了运行压力，降低了化学清洗频率，降低了生产和设备的运行及维护成本。

为了实现上述目的，本实用新型提出了具有原海水电化学预处理装置的进水系统，包括：初级过滤器、高压泵、进水管道、过滤部及产水管道，所述高压泵与所述过滤部连通，所述进水管道与所述高压泵连通，所述产水管道与所述过滤部连通；

所述过滤部包括一级过滤部及二级过滤部，所述一级过滤部的进水端与所述进水管道连通、出水端与所述产水管道连通；

所述一级过滤部上还连通有一级过滤管道，所述二级过滤部的进水端与所述一级过滤管道连通、出水端与所述产水管道连通；

所述进水管道及所述一级过滤管道上均设置有原海水电化学预处理试验装置。

进一步，所述原海水电化学预处理试验装置包括高效电源控制器及电极棒，所述电极棒与所述高效电源控制器连接，所述电极棒设置于所述进水管道或者一级过滤管道内、且与所述进水管道或所述一级过滤管道平行。

进一步，所述电极棒为美国太空科技用精密陶瓷电极棒。

进一步，所述一级过滤部设置有一套或多套。

进一步，所述一级过滤部与所述二级过滤部结构相同。

更进一步，所述一级过滤部及所述二级过滤部均为反渗透过滤装置或者超滤系统中的一种。

本实用新型通过在反渗透或者超滤系统中设置原海水电化学预处理试验装置，利用电场的作用，电能产生的机械压缩作用能够使细胞膜发生不可逆形变，使细胞膜分解，细胞质部分或全部流出，造成细菌最终死亡；同时在电场的作用下产生电穿孔，电穿孔是在电场的作用下，使细菌的细胞膜的磷脂双分子层及蛋白质失稳，使得小分子的物质能够自由透过细胞膜进入细胞内，从而引起细胞膜的膨胀破裂，以此来控制微生物的生长；同时在电场的产生高电位，在高电位的作用下，细菌和微生物与水分子之间的表面张力发生变化，无法继续附着在管壁和膜的表面，从而慢慢脱落，直至清除；通过上述过程，有效提高了产水量，降低了运行压力，降低了化学清洗频率，降低了生产和设备的运行及维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本实用新型具体实施例中的具有原海水电化学预处理装置的进水系统的整体结构示意图；

图2为图1所示的具有原海水电化学预处理装置的进水系统的原海水电化学预处理试验装置的结构示意图；

图3为图1、图2所示的具有原海水电化学预处理装置的进水系统的基本技术参数图表；

图4为图1、图2所示的具有原海水电化学预处理装置的进水系统的胶体分子间排斥力有无电化学装置对比的原理图示解释图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的具体实施例中，见图1-图4，具有原海水电化学预处理装置的进水系统，包括：初级过滤器1、高压泵2、进水管道3、过滤部4及产水管道5，所述高压泵2与所述初级过滤器1连通，所述进水管道3与所述高压泵2 连通，所述产水管道5与所述过滤部4连通；

还包括原海水电化学预处理试验装置6，原海水电化学预处理试验装置6用于处理原海水中的杂质；

其结构组成为，所述原海水电化学预处理试验装置6包括高效电源控制器 61及电极棒62，所述电极棒62与所述高效电源控制器61连接。

在本实用新型的具体实施例中，见图1-图2，原海水电化学预处理试验装置的具体设置位置为，首先在进水管道3上设置有第一套原海水电化学预处理试验装置，第一套原海水电化学预处理试验装置的电极棒设置在进水管道3内、且与进水管道3平行，第一套原海水电化学预处理试验装置对原海水进行初步电解，电解后水中仍然有部分结垢和胶凝结块，需要进行过滤；

此时在进水管道3的端部连接一级过滤部41，一级过滤部41对电解后的原海水进行过滤，没有杂质的水流通过产水管道5流出，含有杂质的水流继续进行电解和过滤；

因此，在所述一级过滤部41上还连通有一级过滤管道411，一级过滤管道 411上设置有第二套原海水电化学预处理试验装置，第二套原海水电化学预处理试验装置的电极棒设置于一级过滤管道411内、且与一级过滤管道411平行，过滤后的含有少量结垢和胶凝结块的海水被此处的原海水电化学预处理试验装置再次进行电解，电解后的海水中几乎不存在结垢和胶凝结块，但仍然需要进行过滤；

因此，在一级过滤管道411端部连接二级过滤部42，二级过滤部42再次对电解后的海水进行过滤，过滤后的没有杂质的海水通过产水管道5流出，有残渣的水按照污水排出；

一级过滤部41与二级过滤部42共同组成过滤部4；

通过二次电解，效果更好；

工作原理为，通过高效电源控制器，将220V的交流电转化成35KV的直流电，利用高效放电原理，让电极棒与金属管(进水管道与一级过滤管道均为金属管) 之间产生电容效应，以此提升系统内胶体离子的表面电荷，维持高界的电位状态，使水中的相关离子，皆具有明显的电性，利用同性电荷相斥的现象，使其稳定悬浮于水中，以防止粒子结合或者黏附在一级过滤部与二级过滤部中的过滤膜的表面，因此不会产生结垢和胶凝结块，同时可以在一级过滤部与二级过滤部内的过滤膜上形成生物膜保护层；

上述过程中，通过脉冲电磁场的原理实现了杀菌功能，防止微生物在膜表面及生产线管道中滋生，保证了后续的处理效果，有效提高了产水量，同时降低了运行压力，降低了化学清洗频率，降低了生产和设备的运行和维护成本，真正实现了节能环保。

在本实用新型的具体实施例中，见图1-图2，所述电极棒为美国太空科技用精密陶瓷电极棒。

在本实用新型的具体实施例中，见图1-图2，所述一级过滤部41设置有一套或多套，根据水量的大小设置相应的套数，保证反应效果达到使用需求。

在本实用新型的具体实施例中，见图1-图2，所述一级过滤部41与所述二级过滤部42结构相同。

在本实用新型的具体实施例中，见图1-图2，所述一级过滤部41及所述二级过滤部42均为反渗透过滤装置或者超滤系统中的一种，即本申请中的原海水电化学预处理试验装置可以用在反渗透过滤系统中，也可以用在超滤系统中。

在本实用新型的具体实施例中，见图1-图2，本申请中的原海水电化学预处理试验装置利用电场的作用，电能产生的机械压缩作用能够使细胞膜发生不可逆形变，使细胞膜分解，细胞质部分或全部流出，造成细菌最终死亡；同时在电场的作用下产生电穿孔，电穿孔是在电场的作用下，使细菌的细胞膜的磷脂双分子层及蛋白质失稳，使得小分子的物质能够自由透过细胞膜进入细胞内，从而引起细胞膜的膨胀破裂，以此来控制微生物的生长；同时在电场的产生高电位，在高电位的作用下，细菌和微生物与水分子之间的表面张力发生变化，无法继续附着在管壁和膜的表面，从而慢慢脱落，直至清除；通过上述过程，有效提高了产水量，降低了运行压力，降低了化学清洗频率，降低了生产和设备的运行及维护成本。

在本实用新型的具体实施例中，将本装置应用到循环水系统和冷水机系统中，产生了以下效果，第一是节水量达到30％-50％，具体为，在原海水电化学预处理试验装置中药剂在水中的分散性提高5倍以上，杀菌和阻垢效果明显增强，从而浓缩倍数提高30％-50％，减少了废水的排放；第二是水体中的细菌和微生物得到抑制，管道和换热管功率提高5％-10％，也就是可以节约电耗5％-10％。

在本实用新型的具体实施例中，通过把本申请中的原海水电化学预处理试验装置安装到现场反渗透实验测试装置中，测试反渗透膜元件被水体中的胶体、COD、硬度污染和结垢情形和没有加装该装置前的运行情况进行对比，以及细菌微生物的滋生速率的对比，以验证电化学装置的效用，试验参数见附图3中的表格，及附图4中的胶体分子之间有无本申请中的原海水电化学预处理试验装置时的排斥力对比图示；

在反渗透试验测试装置中产生的效果为：

第一，降低了膜组件的污堵，抑制了细菌滋生，反渗透膜的寿命延长了一年以上；

第二，通过对旧的反渗透系统进行改造后，产水率提升了10％-20％左右；

第三，减少了化学药剂的投放，节省了化学药剂30％-50％左右；

第四，胶体和细菌污染消除，清洗周期延长了一倍以上。

实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.具有原海水电化学预处理装置的进水系统，包括：初级过滤器、进水管道、高压泵、过滤部及产水管道，所述高压泵与所述过滤部连通，所述进水管道与所述高压泵连通，所述产水管道与所述过滤部连通；

其特征在于：所述过滤部包括一级过滤部及二级过滤部，所述一级过滤部的进水端与所述进水管道连通、出水端与所述产水管道连通；

所述一级过滤部上还连通有一级过滤管道，所述二级过滤部的进水端与所述一级过滤管道连通、出水端与所述产水管道连通；

所述进水管道及所述一级过滤管道上均设置有原海水电化学预处理试验装置。

2.如权利要求1所述的具有原海水电化学预处理装置的进水系统，其特征在于：所述原海水电化学预处理试验装置包括高效电源控制器及电极棒，所述电极棒与所述高效电源控制器连接，所述电极棒设置于所述进水管道或者一级过滤管道内、且与所述进水管道或所述一级过滤管道平行。

3.如权利要求2所述的具有原海水电化学预处理装置的进水系统，其特征在于：所述电极棒为美国太空科技用精密陶瓷电极棒。

4.如权利要求1所述的具有原海水电化学预处理装置的进水系统，其特征在于：所述一级过滤部设置有一套或多套。

5.如权利要求1所述的具有原海水电化学预处理装置的进水系统，其特征在于：所述一级过滤部与所述二级过滤部结构相同。

6.如权利要求1所述的具有原海水电化学预处理装置的进水系统，其特征在于：所述一级过滤部及所述二级过滤部均为反渗透过滤装置或者超滤系统中的一种。

Images