申请日2014.05.14
公开(公告)日2014.08.13
IPC分类号C02F1/44; C02F103/08; B01D61/08
摘要
本发明涉及一种气体加速原水冲击压反渗透水处理方法，包括：提供水处理装置;以及进行水处理，其中，水处理装置包括循环风机、原水泵、冲击压反渗透装置及调节阀。所述冲击压反渗透装置包括原水雾化腔、原水加速腔、反渗透膜组件和防水透气膜组件。所述原水雾化腔内设置雾化喷嘴，喷出的液滴在高速气流作用下二次雾化、加速，撞击在反渗透膜组件上形成高压，实现原水净化;防水透气膜组件过滤气体夹带净水，实现气体、净水分离。本发明采用常规泵取代高压泵并减少能量回收环节、引入气体加速降低粘性损失、循环利用高速气体减小能耗，可简化水处理工艺、降低成本、提高能量利用率，适用于海水、苦咸水淡化、废水处理以及提纯、浓缩、分离等领域。
权利要求书
1.一种气体加速原水冲击压反渗透水处理方法，包括：
提供水处理装置;以及
使用所述水处理装置进行水处理，其中，
所述水处理装置包括：
原水泵(1);
循环风机(14);
冲击压反渗透装置(16)，所述冲击压反渗透装置(16)包括：
原水雾化腔(11)，所述原水雾化腔(11)内部设置雾化喷 嘴(12)，原水经由所述雾化喷嘴(12)变成小液滴进入所 述原水雾化腔(11)，气体经所述循环风机(14)加速后经 由设置于所述原水雾化腔(11)上的气体入口(13)进入其 内部，与小液滴接触实现二次雾化并进行初始加速;
原水加速腔(10)，所述原水加速腔(10)安装于所述原水 雾化腔(11)下游，小液滴在高速气体作用下加速，所述原 水加速腔底部设置浓水出口(2);
反渗透膜组件(9)，高速液滴撞击于所述反渗透膜组件(9) 上，形成滞止高压驱动反渗透过程，反渗透截留海水经由所 述浓水出口(2)排出所述冲击压反渗透装置(16)，净水和 气体进入气液分离腔(8)，所述气液分离腔(8)底部设置 净水出口(4);
防水透气膜组件(7)，通过所述反渗透膜组件(9)的气体 夹带净水在所述防水透气膜组件(7)的过滤作用下，净水 被截留并经由所述净水出口(4)排出所述冲击压反渗透装 置(16)，气体经由气体收集腔(6)收集并通过气体出口(5) 排出，之后通过所述循环风机(14)循环利用;
气体调节阀(15)，所述气体调节阀(15)设置于新鲜空气 进口管路中，用于补充新鲜空气;
浓水调节阀(3)，所述浓水调节阀(3)设置于浓水排放管 路中，用于根据操作需求调节进口原水和浓水比例。
2.根据权利要求1所述的气体加速原水冲击压反渗透水处理方 法，其特征在于，所述冲击压反渗透装置(16)能够水平放置，也能 够倾斜放置，与水平方向的角度为锐角。
3.根据权利要求1所述的气体加速原水冲击压反渗透水处理方 法，其特征在于，所述原水雾化腔(11)为截面积渐缩喷管或等径管， 其截面能够是圆形、矩形、环形等各种形状;所述雾化喷嘴(12)由 1个或以上的雾化喷头组成，置于所述原水雾化腔(11)喉部上游。
4.根据权利要求1所述的气体加速原水冲击压反渗透水处理方 法，其特征在于，所述原水加速腔(10)能够是等径管、渐缩管或轴 线逐渐降低的阶梯管，其截面能够是圆形、矩形、环形等各种形状; 所述浓水出口(3)位于所述原水加速腔(10)的下方。
5.根据权利要求1所述的气体加速原水冲击压反渗透水处理方 法，其特征在于，所述反渗透膜组件(9)与所述原水加速腔(10) 垂直安装;所述反渗透膜组件(9)为平板网状支架结构，所述支架 内嵌入反渗透膜，其截面形式与所述原水加速腔(10)相同;所述反 渗透膜一侧为高压原水，另一侧为渗透净水。
6.根据权利要求1所述的气体加速原水冲击压反渗透水处理方 法，其特征在于，所述防水透气膜组件(7)为平板网状支架结构， 所述支架内嵌入防水透气膜，其截面形式与所述气液分离腔(8)相 同;所述防水透气膜一侧为夹带净水的气体，另一侧为透过气体;所 述净水出口(4)设置于所述气液分离腔(8)下方。
7.根据权利要求1所述的气体加速原水冲击压反渗透水处理方 法，其特征在于，高速气体的循环利用通过设置所述循环风机(14) 实现。
说明书
一种气体加速原水冲击压反渗透水处理方法
技术领域
本发明涉及海水、苦咸水的淡化，水的软化处理，废水处理以及 食品、医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等领域。具体地说， 本发明涉及一种气体加速原水冲击压反渗透水处理方法。
背景技术
反渗透水处理技术是海水、苦咸水淡化的常用技术之一，并且在 食品、医药的浓缩、净化、水软化、水再生和废液回收等领域也有广 泛的应用。高压泵和能量回收装置是反渗透水处理工艺流程中的关键 组件，而目前工业反渗透水处理过程中的高压泵以及能量回收装置多 靠进口，价格十分昂贵，增加了水处理设施的基建和运营成本，且浓 水能量回收的有效程度直接影响系统的能耗。
为有效回收反渗透浓水的压力能，国家专利CN103230745A设计 了一种基于反渗透系统的差压增压式能量回收装置，利用回收的能量 直接将低压原料水的压力提升到反渗透系统的进水压力，实现稳定的 压力能量交换并减少设备投资和设备选型难度;国家专利CN 201320522852通过在浓水管后连接一个高位浓水箱，将压力能转化为 势能储存实现能量回收;以上专利提及方法中，高压原料水仍需使用 高压泵才能获得。国家专利CN101200319A所提出的深海水压和真 空双动力反渗透海水淡化真空装置安装在深海地面上，利用水泵在输 水过程中自然获得真空能量和利用真空能量释放出的海水压力两种 能力为动力，实施真空反渗透海水淡化工艺的真空装置，虽然避免了 高压泵的使用，但是该装置必须安装于深度大于200米的海底，安装、 操作及维护困难，实施困难。
利用高速流动的原水冲击在反渗透膜上能够将动能转化为滞止 压能，提供反渗透过程中所需的驱动高压。但是受原水密度的影响， 获得高速流动的原水需要较大能耗，且单相原水的高速流动引起的粘 性损失也很大，不利于节能。因此，在获得高速流动原水的过程中若 能降低原水自身密度和粘性的影响则一方面能够利用滞止压实现反 渗透、避免高压泵的使用、简化反渗透工艺过程和设备，另一方面可 有效降低能耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气体加速原水冲击压反渗透水处理 方法，利用高速气体加速原水液滴、高速液滴冲击产生滞止高压实现 原水反渗透净化，采用常规泵取代高压泵并减少能量回收环节、引入 气体加速降低粘性损失、循环利用高速气体减小能耗，可简化水处理 工艺、降低成本、提高能量利用率，适用于海水、苦咸水的淡化、废 水处理以及提纯、浓缩、分离等领域。
为了实现本发明的目的，本发明提供一种气体加速原水冲击压反 渗透水处理方法，包括：提供水处理装置;以及使用所述水处理装置 进行水处理，其中，所述水处理装置包括：
原水泵;
循环风机;
冲击压反渗透装置，所述冲击压反渗透装置包括：
原水雾化腔，所述原水雾化腔内部设置雾化喷嘴，原水经由 所述雾化喷嘴变成小液滴进入所述原水雾化腔，气体经所述 循环风机加速后经由设置于所述原水雾化腔上的气体入口 进入其内部，与小液滴接触实现二次雾化并进行初始加速; 原水加速腔，所述原水加速腔安装于所述原水雾化腔下游， 小液滴在高速气体作用下加速，所述原水加速腔底部设置浓 水出口;
反渗透膜组件，高速液滴撞击于所述反渗透膜组件上，形成 滞止高压驱动反渗透过程，反渗透截留海水经由所述浓水出 口排出所述冲击压反渗透装置，净水和气体进入气液分离 腔，所述气液分离腔底部设置净水出口;
防水透气膜组件，通过所述反渗透膜组件的气体夹带净水在 所述防水透气膜组件的过滤作用下，净水被截留并经由所述 净水出口排出所述冲击压反渗透装置，气体经由气体收集腔 收集并通过气体出口排出，之后通过所述循环风机循环利 用;
气体调节阀，所述气体调节阀设置于新鲜空气进口管路中， 用于补充新鲜空气;
浓水调节阀，所述浓水调节阀设置于浓水排放管路中，用于 根据操作需求调节进口原水和浓水比例。
优选地，所述冲击压反渗透装置能够水平放置，也能够倾斜放置， 与水平方向的角度为锐角。
优选地，所述原水雾化腔为截面积渐缩喷管或等径管，其截面能 够是圆形、矩形、环形等各种形状;所述雾化雾化喷嘴由1个或以上 的雾化喷头组成，置于所述原水雾化腔喉部上游。
优选地，所述原水加速腔能够是等径管、渐缩管或轴线逐渐降低 的阶梯管，其截面能够是圆形、矩形、环形等各种形状;所述浓水出 口位于所述原水加速腔的下方。
优选地，所述反渗透膜组件与所述原水加速腔垂直安装;所述反 渗透膜组件为平板网状支架结构，所述支架内嵌入反渗透膜，其截面 形式与所述原水加速腔相同;所述反渗透膜一侧为高压原水，另一侧 为渗透净水。
优选地，所述防水透气膜组件为平板网状支架结构，所述支架内 嵌入防水透气膜，其截面形式与所述气液分离腔相同;所述防水透气 膜一侧为夹带净水的气体，另一侧为透过气体;所述净水出口设置于 所述气液分离腔下方。
优选地，高速气体的循环利用通过设置所述循环风机实现。
在运行时，原水在冲击压反渗透装置中实现雾化并与高速气体混 合，高速气体加速原水液滴达到指定速度，撞击在反渗透膜组件上产 生滞止高压驱动反渗透过程;气体和净水透过反渗透膜，而浓水经由 设置于原水加速腔底部的浓水出口排出装置;在防水透气膜组件的过 滤作用下，气体和净水实现分离，气体经由气体出口排出装置并在循 环风机的作用下实现循环利用，净水经由净水出口排出装置，最终实 现冲击压反渗透装置对气体、浓水和净水的分离。本发明提供的气体 加速原水冲击压反渗透水处理方法，利用高速气体加速原水液滴、高 速液滴冲击产生滞止高压实现原水反渗透净化，采用常规泵取代高压 泵并减少能量回收环节、引入气体加速降低粘性损失、循环利用高速 气体减小能耗，可简化水处理工艺、降低成本、提高能量利用率，适 用于海水、苦咸水的淡化、废水处理以及提纯、浓缩、分离等领域。