申请日2016.09.27
公开(公告)日2016.12.07
IPC分类号C02F9/10; C02F1/44; B01D61/08; B01D63/16; C02F103/06
摘要
本发明公开了一种RO浓水零排放的地下水处理系统，饮用水净化处理技术领域，该系统包括依次通过管道连接的调节池、多介质过滤器、第一平衡罐、螺旋式反渗透膜处理装置和第二平衡罐;所述第二平衡罐还通过管道连接纳滤膜处理装置，纳滤膜处理装置内设有纳滤膜，纳滤膜处理装置的浓水管连接蒸发池，洁净水管连接水箱，所述纳滤膜处理装置设置在振动平台上，振动平台上设有使振动平台在水平方向上振动的激振器，振动平台带动纳滤膜处理装置的振动。采用振动膜分离装置(纳滤膜)可以对RO浓水进行再次回收利用，回收率可以达到98%，然后对高浓度的废水进行蒸发处理，蒸发后回收沉淀杂质。
权利要求书
1.一种RO浓水零排放的地下水处理系统，包括依次通过管道连接的调节池、多介质过滤器、第一平衡罐、螺旋式反渗透膜处理装置和第二平衡罐;
所述调节池连接地下水管，用于存储、曝气氧化地下水;
所述多介质过滤器用于吸附、过滤除去水中不溶性铁锰化合物;所述调节池和所述多介质过滤器之间设有增压泵;
所述第一平衡罐用于调节地下水的pH值、温度，调节水量并沉淀部分悬浮颗粒;
所述螺旋式反渗透膜处理装置用于过滤地下水，排出的RO浓水进入第二平衡罐，洁净水进入水箱;
所述第二平衡罐用于调节RO浓水的温度、水量和水压;
其特征在于：所述第二平衡罐还通过管道连接纳滤膜处理装置，纳滤膜处理装置内设有纳滤膜，纳滤膜处理装置的浓水管连接蒸发池，洁净水管连接水箱，所述纳滤膜处理装置设置在振动平台(2)上，振动平台(2)上设有使振动平台(2)在水平方向上振动的激振器(3)，振动平台(2)带动纳滤膜处理装置的振动。
2.根据权利要求1所述的RO浓水零排放的地下水处理系统，其特征在于：所述激振器(3)由电机和偏心轮组成，偏心轮由电机转轴带动转动，偏心轮设置在振动平台(2)上带动振动平台振动。
3.根据权利要求2所述的RO浓水零排放的地下水处理系统，其特征在于：每个所述纳滤膜装置包括若干组膜组件和桶体(1)，膜组件设置在桶体(1)内，桶体(1)上设有废液进水口、净液出水口和浓缩废水出口，每组所述膜组件包括一个底盘(6)，底盘(6)的外边缘与桶体固定，底盘(6)上的上下表面设有导流片(10)，导流片(10)上覆盖有过滤膜(5)，所述底盘(6)、导流片(10)和过滤膜(5)上均设有一个净水孔(7)、废水孔(8)和浓缩水孔(4)，所述膜组件之间在竖直方向上间隔设置，净水孔(7)、废水孔(8)和浓缩水孔(4)分别位于同一竖直方向上，相邻膜组件之间设有一个密封圈(11)，净水孔(7)位于密封圈(11)中，每个密封圈(11)在相邻的膜组件之间形成密封的净液通道，过滤膜(5)的外边缘处与底盘密封，所述净液出水口与净液通道连接，所述废液进水口位于桶体上方且与废水孔(8)连接，所述浓缩废水出口位于桶体下方且与废水孔(7)连接。
4.根据权利要求3所述的RO浓水零排放的地下水处理系统，其特征在于：所述密封圈(11)内壁设有间隔设置的齿牙(13)，所述净液通道内设有定位轴(12)，定位轴(12)与密封圈(11)的齿牙(13)相抵。
5.根据权利要求4所述的RO浓水零排放的地下水处理系统，其特征在于：所述底盘(6)由碳纤维材料制成。
6.使用权利要求5所述的RO浓水零排放的地下水处理系统制备饮用水的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)利用水泵将地下水注入调节池进行曝气氧化，将地下水中铁离子和锰离子由低价氧化成高价;
(2)将调节池曝气氧化后的地下水通入多介质过滤器，将曝气后水中的二价铁和二价锰氧化生成不溶性三价铁和四价锰，并与曝气后水中的沉淀物一起被吸附过滤而去除;
(3)将经过多介质过滤器过滤的液体通入第一平衡罐，调节pH值和温度，调节水量，使其适应螺旋式反渗透膜环境，同时沉淀部分悬浮颗粒;
(4)将第一平衡罐中液体通入螺旋式反渗透膜处理装置进行过滤，过滤后的洁净水通入水箱，RO浓水通入第二平衡罐;
(5)调节第二平衡罐的温度、水量和水压，然后将液体通入振动膜分离装置，振动分离装置采用纳滤膜，纳滤膜对RO浓水进行过滤，过滤后的洁净水通入水箱，高浓度废水通入蒸发池进行蒸发，回收蒸发后的杂质。
说明书
RO浓水零排放的地下水处理系统及方法
技术领域
本发明涉及饮用水净化处理技术，具体涉及一种将地下水通过反渗透过滤净化为饮用水的系统。
背景技术
沿海地下水是存在于底层中的水体资源，地下水中含悬浮物(如泥沙、原生动物、细菌等)，胶体，溶解物三类物质，其中分布最广的是钾、钠、镁、钙、氯、硫酸根和碳酸氢根7种离子，铁锰含量较高。传统地下水处理工艺为：先沉淀池自然氧化除铁锰，多介质过滤介质(滤料：石英砂/锰砂/SS滤料)，活性炭过滤(滤料：椰壳碳/果壳碳/煤质碳)，根据处理需求可另辅设精细过滤器(如纤维球过滤器，金属烧结管过滤器，陶瓷烧结过滤器)，经臭氧氧化除氨后水质可达到生活饮用水标准。
采用RO膜工艺，会产生1/4的RO浓水，浓水中多含有危害人类健康和生态环境的难生物降解有机物质，其浓度排放超过排放标准。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的地下水处理工艺中，采用反渗透膜处理时，产生大量RO浓水的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：一种RO浓水零排放的地下水处理系统，包括依次通过管道连接的调节池、多介质过滤器、第一平衡罐、螺旋式反渗透膜处理装置和第二平衡罐;
所述调节池连接地下水管，用于存储、曝气氧化地下水;
所述多介质过滤器用于吸附、过滤除去水中不溶性铁锰化合物;所述调节池和所述多介质过滤器之间设有增压泵;
所述第一平衡罐用于调节地下水的pH值、温度，调节水量并沉淀部分悬浮颗粒;
所述螺旋式反渗透膜处理装置用于过滤地下水，排出的RO浓水进入第二平衡罐，洁净水进入水箱;
所述第二平衡罐用于调节RO浓水的温度、水量和水压;
所述第二平衡罐还通过管道连接纳滤膜处理装置，纳滤膜处理装置内设有纳滤膜，纳滤膜处理装置的浓水管连接蒸发池，洁净水管连接水箱，所述纳滤膜处理装置设置在振动平台上，振动平台上设有使振动平台在水平方向上振动的激振器，振动平台带动纳滤膜处理装置的振动。
作为本发明的优选，所述激振器由电机和偏心轮组成，偏心轮由电机转轴带动转动，偏心轮设置在振动平台上带动振动平台振动。
作为纳滤膜处理装置的改进，每个所述纳滤膜处理装置包括若干组膜组件和桶体，膜组件设置在桶体内，桶体上设有废液进水口、净液出水口和浓缩废水出口，每组所述膜组件包括一个底盘，底盘的外边缘与桶体固定，底盘上的上下表面设有导流片，导流片上覆盖有过滤膜，所述底盘、导流片和过滤膜上均设有一个净水孔、废水孔和浓缩水孔，所述膜组件之间在竖直方向上间隔设置，净水孔、废水孔和浓缩水孔分别位于同一竖直方向上，相邻膜组件之间设有一个密封圈，净水孔位于密封圈中，每个密封圈在相邻的膜组件之间形成密封的净液通道，过滤膜的外边缘处与底盘密封，所述净液出水口与净液通道连接，所述废液进水口位于桶体上方且与废水孔连接，所述浓缩废水出口位于桶体下方且与废水孔连接。
进一步的，所述密封圈内壁设有间隔设置的齿牙，所述净液通道内设有定位轴，定位轴与密封圈的齿牙相抵。
进一步，所述底盘由碳纤维材料制成。
本发明还公开了一种RO浓水零排放的地下水处理方法，包括以下步骤：(1)利用水泵将地下水注入调节池进行曝气氧化，将地下水中铁离子和锰离子由低价氧化成高价;
(2)将调节池曝气氧化后的地下水通入多介质过滤器，将曝气后水中的二价铁和二价锰氧化生成不溶性三价铁和四价锰，并与曝气后水中的沉淀物一起被吸附过滤而去除;
(3)将经过多介质过滤器过滤的液体通入第一平衡罐，调节pH值和温度，调节水量，使其适应螺旋式反渗透膜环境，同时沉淀部分悬浮颗粒;
(4)将第一平衡罐中液体通入螺旋式反渗透膜处理装置进行过滤，过滤后的洁净水通入水箱，RO浓水通入第二平衡罐;
(5)调节第二平衡罐的温度、水量和水压，然后将液体通入振动膜分离装置，振动分离装置采用纳滤膜，纳滤膜对RO浓水进行过滤，过滤后的洁净水通入水箱，高浓度废水通入蒸发池进行蒸发，回收蒸发后的杂质。
从上述技术方案可以看出本发明具有以下优点：激振器产生的振动为扭角振动，膜组件以相同的频率、扭角与托盘共同振动，产生强大的剪切力，能把料液中的固体和膜污染物从膜表面浮起，并与膜组件中流动的大分子聚合物汇集起来，避免了膜孔堵塞，滤速比错流式过滤增大3-10倍，且剪切力是集中由膜片产生，与进料液流速不相关，能耗相对较少，过滤效率较高，采用振动膜分离装置(纳滤膜)可以对RO浓水进行再次回收利用，回收率可以达到98%，然后对高浓度的废水进行蒸发处理，蒸发后回收沉淀杂质。