CN220116367U - 节能型水处理装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种节能型水处理装置，包括水气混合水箱、原水水箱、软水水箱、清洗水箱、RO成品水箱、预处理单元、反渗透处理单元和UV除碳器，所述反渗透处理单元包括第一段、第二段和第三段反渗透膜元件，所述第三段反渗透膜元件为低压反渗透膜元件，所述原水水箱中的水通过预处理单元处理后进入软水水箱，所述软水水箱中的水经过第一段、第二段反渗透膜元件处理后得到RO水和浓缩水，所述RO水经过所述UV除碳器处理，所述浓缩水进入第三段反渗透膜元件处理后得到回收水和废水，所述回收水进入所述软水水箱被回收利用。通过本装置处理得到的水质更优、水资源利用率高，而且实现了节能减耗的目的。

Description

节能型水处理装置

技术领域

本申请涉及水处理装置，具体涉及一种节能型水处理装置。

背景技术

反渗透技术是一种通过压力驱动膜分离物质的技术，根据反渗透膜只能透过水分子而截留离子物质或者小分子物质的选择透过性，以膜两侧压差为推动力，而达到对混合物分离的效果。目前反渗透膜水处理装置在处理RO水的过程中会产生大量的浓缩水，因此水利用率较低，造成了资源的浪费。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本申请提供一种节能型水处理装置，该处理装置中设有低压反渗透膜元件能够对高压反渗透膜元件产生的浓缩水直接回收利用，因此提高了优质水资源的利用率，降低了浓缩水回收成本。

本申请为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种节能型水处理装置，包括水气混合水箱、原水水箱、软水水箱、清洗水箱、RO成品水箱、预处理单元、反渗透处理单元和UV除碳器，所述反渗透处理单元包括第一段反渗透膜元件、第二段反渗透膜元件和第三段反渗透膜元件，所述第三段反渗透膜元件为低压反渗透膜元件，水源在水气混合水箱中混入二氧化碳后进入原水水箱，所述原水水箱中的水通过预处理单元处理后进入软水水箱，所述软水水箱中的水经过第一段反渗透膜元件和第二段反渗透膜元件处理后得到RO水和浓缩水，所述RO水经过所述UV除碳器处理后进入所述RO成品水箱备用，所述浓缩水进入第三段反渗透膜元件处理后得到回收水和废水，所述回收水进入所述软水水箱被回收利用，所述废水进入所述清洗水箱备用。

可选地，所述水气混合水箱上设有液位开关安装口和水射器，所述水射器上设有进水管和进气管，所述液位开关安装口上安装浮球开关。

可选地，所述第一段反渗透膜元件和第二段反渗透膜元件为高压反渗透膜元件，所述第一段反渗透膜元件和第二段反渗透膜元件的工作压力为2-10MPa，所述第三段反渗透膜元件的工作压力为0.8-1MPa。

可选地，所述预处理单元包括依次连接的多介质过滤塔、活性炭过滤塔和软化塔，所述多介质过滤塔连接于所述原水水箱，所述软化塔连接于所述软水水箱。

可选地，所述多介质过滤塔内装有鹅暖石、石英砂和无烟煤用于降低水的浊度，所述多介质过滤塔的塔体采用不锈钢材质制成，且所述多介质过滤塔内装有空气擦洗装置。

可选地，所述活性炭过滤塔内装有椰壳活性炭，所述活性炭过滤塔的水流速度为8-12m/h，所述活性炭过滤塔内安装蒸汽杀菌装置用于活性炭的杀菌。

可选地，所述软化塔内填装树脂以降低水的硬度，所述软化塔的出水处设有树脂捕捉器，所述树脂捕捉器的壳体采用SUS304材质，所述树脂捕捉器内相邻过滤网之间的间隙为0.2-0.25mm。

可选地，所述UV除碳器中采用185nm的紫外线。

本申请的有益效果是：

1)本申请中通过水气混合来模拟自然界水循环系统，通过二氧化碳气体溶于水中形成的碳酸，与水中碱性物质发生酸碱中和反应，达到改善原水的pH及水质的目的。即针对某些地区偏碱性的水质，添加二氧化碳改善水质及风味，以满足食品加工的需求。

2)本申请对反渗透处理单元进行了重新设计，所述反渗透处理单元包括三段反渗透膜元件，其中第一段和第二段反渗透膜元件为常用的高压膜元件，两者串联用于软水的反渗透处理，第一、第二段反渗透膜元件处理得到的浓缩水直接进入第三段反渗透膜元件，第三段反渗透膜元件工作压力在0.8-1MPa，而从第一、第二段反渗透膜元件得到的浓缩水压力在0.8-1MPa，因此浓缩水的出水压力刚好满足第三段反渗透膜元件的进水压力要求，从而降低了浓缩水处理的能源消耗；经过第三段反渗透膜元件处理水的回收率达到75％以上，剩余的25％左右的废水刚好用于工厂的清洁及绿化等，可基本上做到废水的零排放。本反渗透处理单元解决了饮料生产工厂水利用率低，造成优质水资源大量浪费的情况。

3)饮用水中有机物成分对产品有一定的影响，UV光量子有较强能量，通过打断分子键实现对物质的降解。185nm紫外线是一种波长较短、能量较高的超紫外线，本申请通过利用185nm UV除碳装置降低水中有机碳的含量，以提升饮用水的品质。

4)本申请中首先通过水气混合来改善水的pH值及水质，再依次通过多介质过滤塔、活性炭过滤塔和软化塔进行过滤、吸附和软化后得到软化水，软化水再通过第一段、第二段反渗透膜元件处理得到RO水，最后RO水在通过UV除碳器进行除碳，最终得到了品质优异的食用加工用水，且实现了节能减耗的目的，

附图说明

图1为本申请中水处理装置的结构示意图；

图2为本申请中水气混合水箱的结构示意图；

图中：10-水气混合水箱，11-液位开关安装口，12-水射器，13-进水管，14-进气管，20-原水水箱，21-软水水箱，22-清洗水箱，23-RO成品水箱，30-预处理单元，31-多介质过滤塔，32-活性炭过滤塔，33-软化塔，34-树脂捕捉器，40-反渗透处理单元，41-第一段反渗透膜元件，42-第二段反渗透膜元件，43-第三段反渗透膜元件，50-UV除碳器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及下述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

实施例：如图1-2所示，一种节能型水处理装置，包括水气混合水箱10、原水水箱20、软水水箱21、清洗水箱22、RO成品水箱23、预处理单元30、反渗透处理单元40和UV除碳器50，所述反渗透处理单元40包括第一段反渗透膜元件41、第二段反渗透膜元件42和第三段反渗透膜元件43，所述第三段反渗透膜元件43为低压反渗透膜元件，水源在水气混合水箱10中混入二氧化碳后进入原水水箱20，所述原水水箱20中的水通过预处理单元30处理后进入软水水箱21，所述软水水箱21中的水经过第一段反渗透膜元件41和第二段反渗透膜元件处理后得到RO水和浓缩水，所述RO水经过所述UV除碳器50处理后进入所述RO成品水箱23备用，所述浓缩水进入第三段反渗透膜元件43处理后得到回收水和废水，所述回收水进入所述软水水箱21被回收利用，所述废水进入所述清洗水箱22备用。本申请通过在水源中添加二氧化碳以改善调节水质及风味，然后再通过预处理单元进行过滤、吸附和除硬度处理后得到软水，软水经过第一段反渗透膜元件和第二段反渗透膜元件处理后得到RO水和浓缩水，RO水经过UV除碳器除碳后备用，浓缩水直接进入第三段反渗透膜元件处理后进行回收利用。因此，通过本装置处理得到的水质更优、水资源利用率高，而且实现了节能减耗的目的。

如图2所示，所述水气混合水箱10上设有液位开关安装口11和水射器12，所述水射器12上设有进水管13和进气管14，所述液位开关安装口11上安装浮球开关。水源通过水射器12的进水管13喷入水气混合水箱10，二氧化碳通过进气管14混入水源中，通过水射器12使二氧化碳气体与水充分混合，在水箱内通过分水器释放后进一步反应，在液位开关安装口11上安装浮球开关，当液位高于此位置时停止进气，低于此位置时开始进气。本申请中通过水气混合来模拟自然界水循环系统，通过二氧化碳气体溶于水中形成的碳酸，与水中碱性物质发生酸碱中和反应，达到改善原水的pH及水质的目的。即针对某些地区偏碱性的水质，添加二氧化碳改善水质及风味，以满足食品加工的需求。

所述第一段反渗透膜元件41和第二段反渗透膜元件42为高压反渗透膜元件，所述第一段反渗透膜元件41和第二段反渗透膜元件42的工作压力为2-10MPa，所述第三段反渗透膜元件43的工作压力为0.8-1MPa。反渗透设备浓缩水量一般在25％左右，因为浓缩水的电导率高，主要用于清洗用水，因此水利用率较低；为了提高水的利用率，目前行业内通过新增加独立再处理反渗透设备对浓缩水再处理后利用，因此投入大、能耗高，经济效率低。本申请对反渗透处理单元进行了重新设计，所述反渗透处理单元包括三段反渗透膜元件，其中第一段和第二段反渗透膜元件为常用的高压膜元件，两者串联用于软水的反渗透处理，第一、第二段反渗透膜元件处理得到的浓缩水直接进入第三段反渗透膜元件，第三段反渗透膜元件工作压力在0.8-1MPa，而从第一、第二段反渗透膜元件得到的浓缩水压力在0.8-1MPa，因此浓缩水的出水压力刚好满足第三段反渗透膜元件的进水压力要求，从而降低了浓缩水处理的能源消耗；经过第三段反渗透膜元件处理水的回收率达到75％以上，剩余的25％左右的废水刚好用于工厂的清洁及绿化等，可基本上做到废水的零排放。本反渗透处理单元解决了饮料生产工厂水利用率低，造成优质水资源大量浪费的情况。

如图1所示，所述预处理单元30包括依次连接的多介质过滤塔31、活性炭过滤塔32和软化塔33，所述多介质过滤塔31连接于所述原水水箱20，所述软化塔33连接于所述软水水箱21。

所述多介质过滤塔31内装有鹅暖石、石英砂和无烟煤用于降低水的浊度，所述多介质过滤塔31的塔体采用不锈钢材质制成，且所述多介质过滤塔31内装有空气擦洗装置。多介质过滤塔31的底部设有SUS304弯板式排水口，当原水通过多介质过滤塔31后能够除去水中大颗粒悬浮物质，降低水的浊度，利用空气擦洗装置来提升塔内鹅暖石、石英砂和无烟煤等过滤介质的重生效果。

所述活性炭过滤塔32内装有椰壳活性炭，所述活性炭过滤塔32的水流速度为8-12m/h，所述活性炭过滤塔32内安装蒸汽杀菌装置用于活性炭的杀菌。活性炭过滤塔32内装有优质的椰壳活性炭用于去除水中的余氯，改善用水风味，设计流速在8-12m/h以提升吸附效果，活性炭过滤塔中集散水装置采用支撑板结合排水帽结构，排水帽材质为SUS316L，活性炭过滤塔32的底部装调细石以防止活性炭漏出；在活性炭过滤塔32上、下位置各设置一个温度计测温插孔，并在活性炭过滤塔32上安装蒸汽杀菌装置用于活性炭的杀菌重生。

所述软化塔33内填装树脂以降低水的硬度，所述软化塔33的出水处设有树脂捕捉器34，所述树脂捕捉器34的壳体采用SUS304材质，所述树脂捕捉器34内相邻过滤网之间的间隙为0.2-0.25mm。软化塔33的壳体采用不锈钢316L材质支撑，软化塔中集散水装置采用支撑板结合排水帽结构，排水帽材质为SUS316L，为了防止破碎的树脂漏出，在塔出水处设置树脂捕捉器34，软化塔设置再生药剂排放分散器，材质采用SUS316L。在软化塔顶部采用吊篮式入口分散器，吊篮采用缠绕丝过滤网。

所述UV除碳器50中采用185nm的紫外线。饮用水中有机物成分对产品有一定的影响，UV光量子有较强能量，通过打断分子键实现对物质的降解。185nm紫外线是一种波长较短、能量较高的超紫外线，本申请通过利用UV除碳装置中185nm紫外线降低水中有机碳的含量，以提升饮用水的品质，利用185nm紫外线杀菌后的水质比利用其他波段杀菌后的水质具有更好的口感。本水处理装置通过PLC自动控制，PLC通过压力、温度、流量、pH、电导率、ORP等传感器的配置，提升整个水处理系统的监控及稳定运行。

本节能型水处理装置的操作方法如下：

步骤1：水源通过水射器12的进水管13喷入水气混合水箱10，二氧化碳通过进气管14混入水源中，通过在水源中添加二氧化碳以改善水质及风味；

步骤2：水气混合水箱10中的水通过水泵泵入原水水箱20备用，原水水箱20中的水依次通过多介质过滤塔31、活性炭过滤塔32和软化塔33进行过滤、吸附和软化后得到软化水进入软水水箱21；

步骤3：软水水箱21中的水通过第一段反渗透膜元件41和第二段反渗透膜元件42处理后得到RO水和浓缩水，所述RO水通过UV除碳器50除碳后进入RO成品水箱23备用；

步骤4：浓缩水直接进入第三段反渗透膜元件43处理得到回收水和废水，所述回收水进入软水水箱21后再次通过第一段反渗透膜元件41和第二段反渗透膜元件42处理，废水进入清洗水箱22用于清洗或绿化等。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种节能型水处理装置，其特征在于：包括水气混合水箱(10)、原水水箱(20)、软水水箱(21)、清洗水箱(22)、RO成品水箱(23)、预处理单元(30)、反渗透处理单元(40)和UV除碳器(50)，所述反渗透处理单元(40)包括第一段反渗透膜元件(41)、第二段反渗透膜元件(42)和第三段反渗透膜元件(43)，所述第三段反渗透膜元件(43)为低压反渗透膜元件，水源在水气混合水箱(10)中混入二氧化碳后进入原水水箱(20)，所述原水水箱(20)中的水通过预处理单元(30)处理后进入软水水箱(21)，所述软水水箱(21)中的水经过第一段反渗透膜元件(41)和第二段反渗透膜元件处理后得到RO水和浓缩水，所述RO水经过所述UV除碳器(50)处理后进入所述RO成品水箱(23)备用，所述浓缩水进入第三段反渗透膜元件(43)处理后得到回收水和废水，所述回收水进入所述软水水箱(21)被回收利用，所述废水进入所述清洗水箱(22)备用。

2.根据权利要求1所述的节能型水处理装置，其特征在于：所述水气混合水箱(10)上设有液位开关安装口(11)和水射器(12)，所述水射器(12)上设有进水管(13)和进气管(14)，所述液位开关安装口(11)上安装浮球开关。

3.根据权利要求1所述的节能型水处理装置，其特征在于：所述第一段反渗透膜元件(41)和第二段反渗透膜元件(42)为高压反渗透膜元件，所述第一段反渗透膜元件(41)和第二段反渗透膜元件(42)的工作压力为2-10MPa，所述第三段反渗透膜元件(43)的工作压力为0.8-1MPa。

4.根据权利要求1所述的节能型水处理装置，其特征在于：所述预处理单元(30)包括依次连接的多介质过滤塔(31)、活性炭过滤塔(32)和软化塔(33)，所述多介质过滤塔(31)连接于所述原水水箱(20)，所述软化塔(33)连接于所述软水水箱(21)。

5.根据权利要求4所述的节能型水处理装置，其特征在于：所述多介质过滤塔(31)内装有鹅暖石、石英砂和无烟煤用于降低水的浊度，所述多介质过滤塔(31)的塔体采用不锈钢材质制成，且所述多介质过滤塔(31)内装有空气擦洗装置。

6.根据权利要求4所述的节能型水处理装置，其特征在于：所述活性炭过滤塔(32)内装有椰壳活性炭，所述活性炭过滤塔(32)的水流速度为8-12m/h，所述活性炭过滤塔(32)内安装蒸汽杀菌装置用于活性炭的杀菌。

7.根据权利要求4所述的节能型水处理装置，其特征在于：所述软化塔(33)内填装树脂以降低水的硬度，所述软化塔(33)的出水处设有树脂捕捉器(34)，所述树脂捕捉器(34)的壳体采用SUS304材质，所述树脂捕捉器(34)内相邻过滤网之间的间隙为0.2-0.25mm。

8.根据权利要求1所述的节能型水处理装置，其特征在于：所述UV除碳器(50)中采用185nm的紫外线。