申请日2018.06.04
公开(公告)日2018.08.17
IPC分类号B01D61/08; B01D61/58; C02F1/44
摘要
本发明涉及一种碟管式反渗透高盐水处理系统，其特征在于，由安装在集装箱内的进水管路、产水管路、浓水管路、一段膜单元、二段膜单元、三段膜单元和能量回收系统，以及加压泵和循环泵等组成。本发明的优点是使用了能量回收系统，能量回收系统用于为三段膜单元提升进水的压力并对流量进行补充，提高整个系统的处理能力和节约系统的能源消耗，使得本系统在针对高盐水的处理具有更好的处理能力;同时在进水管路上使用了高压泵，高压泵可提供系统的运行压力。将碟管式反渗透系统安装在集装箱中，解决了现有的处理系统占地大，不便于移动的问题。
权利要求书
1.一种碟管式反渗透高盐水处理系统，其特征在于，包括进水管路、产水管路、预处理单元、一段膜单元、二段膜单元、三段膜单元和能量回收系统;所述的进水管路上由进水口端沿进水方向依次设置预处理单元、一号三通、二号三通、三号三通、四通、四号三通和五号三通;进水管连通预处理单元后连通一段膜单元，一段膜单元的进水口接通一号三通，一段膜单元的浓水口接通二号三通，一段膜单元的产水口接通产水管路;二段膜单元的进水口接通三号三通，二段膜单元的浓水口接通四通，二段膜单元的产水口接通产水管路;三段膜单元的进水口接通四号三通，三段膜单元的浓水口接通五号三通，三段膜单元的产水口接通产水管路;所述的能量回收系统的低压进口接通四通，能量回收系统的高压进口先接通六号三通后接通五号三通，能量回收系统的高压出口后安装第十阀门再接通到三段膜单元的进水口到三段循环泵出口的管路上，能量回收系统的低压出口连接第七阀门;在进水管路上，安装一号三通前安装高压泵，高压泵位于一号三通和预处理单元之间，在一号三通和二号三通之间的进水管路上安装第九阀门和一段循环泵，在二段膜单元进水口和三号三通之间安装二段循环泵，在三段膜单元进水口和四号三通之间安装三段循环泵。
2.根据权利要求1所述的碟管式反渗透高盐水处理系统，其特征在于，所述的碟管式反渗透高盐水处理系统安装在集装箱内，并在集装箱内设置与碟管式反渗透高盐水处理系统连接的监控系统。
3.根据权利要求1或者2所述的碟管式反渗透高盐水处理系统，其特征在于，所述的三号三通和四通之间的进水管路上安装第八阀门，在四通和四号三通之间安装第一阀门，在四号三通和五号三通之间的进水管路上安装第二阀门，在能量回收系统的低压进口和四通之间的管路上安装第三阀门，在能量回收系统的高压进口和六号三通之间的管路上安装第四阀门，六号三通还安装一个浓水管路，在浓水管路上安装第五阀门，能量回收系统的低压出口先连接第七阀门后接通浓水管路。
4.根据权利要求3所述的碟管式反渗透高盐水处理系统，其特征在于，所述的能量回收系统的高压出口接通到三段循环泵和三段膜单元的进水口之间的管路上设置的七号三通。
5.根据权利要求2所述的碟管式反渗透高盐水处理系统，其特征在于，所述的集装箱的底部设置有隔板，所述的一段膜单元、二段膜单元、三段膜单元形成的膜单元组安装在集装箱内的两侧且位于隔板上，高压泵、一段循环泵、二段循环泵、能量回收系统和三段循环泵安装在集装箱的中部且放置在隔板与集装箱的底板之间的隔层内，所述的监控系统安装在集装箱内部的一端;在集装箱内部的底板上铺设铺垫层;所述的铺垫层为钢筋混凝土层或者橡胶垫。
6.一种应用权利要求1所述的碟管式反渗透高盐水处理系统的处理工艺，其特征在于，将高盐水通过预处理单元后形成预处理液，作为进水送入碟管式反渗透高盐水处理系统做深度处理;所述的深度处理为，将预处理液经过高压泵注入到进水管路后，预处理液经一段膜单元进水口进入一段膜单元后，经处理形成一段产水和一段浓水，一段产水经产水口进入到产水管路，一段浓水由一段膜单元浓水口排出后，一部分一段浓水由一段循环泵送入一段膜单元再处理，另一部分一段浓水进入到二段膜单元进行处理;二段膜单元处理后形成二段产水和二段浓水，二段产水经产水口进入到产水管路，二段浓水由二段膜单元浓水口排出后，一部分二段浓水由二段循环泵加压后送入二段膜单元再处理，一部分二段浓水经三段循环泵进入到三段膜单元进行处理，一部分二段浓水经低压进口进入能量回收系统，并经能量回收系统加压后由高压出口送入经过三段循环泵加压后的管路上，再由三段膜单元进行处理;三段膜单元处理后形成三段产水和三段浓水，三段产水进入到产水管路，三段浓水的一部分由三段循环泵加压后送入到三段膜单元再处理，一部分三段浓水进入到浓水管路，一部分三段浓水进入到能量回收系统，为二段浓水进入到能量回收系统的部分进行加压处理。
7.一种应用权利要求1所述的碟管式反渗透高盐水处理系统的处理工艺，其特征在于，关闭第三阀门、第十阀门、第四阀门和第七阀门;将高盐水通过预处理单元后形成预处理液，预处理液送入碟管式反渗透高盐水处理系统做深度处理;所述的深度处理为，将预处理液经过高压泵注入到进水管路后，预处理液经一段膜单元进水口进入一段膜单元后，经处理形成一段产水和一段浓水，一段产水经产水口进入到产水管路，一段浓水由一段膜单元浓水口排出后，一部分一段浓水由一段循环泵送入一段膜单元再处理，一部分一段浓水进入到二段膜单元;二段膜单元进行处理形成二段产水和二段浓水，二段产水经产水口进入到产水管路，二段浓水由二段膜单元浓水口排出后，一部分二段浓水由二段循环泵送二段膜单元再处理，一部分二段浓水进入到三段膜单元;三段膜单元进行处理形成三段产水和三段浓水，三段产水经产水口进入到产水管路，三段浓水一部分由三段循环泵送入到三段膜单元再处理，一部分浓水进入到浓水管路。
8.一种应用权利要求1所述的碟管式反渗透高盐水处理系统的处理工艺，其特征在于，关闭第一阀门和第五阀门，将高盐水通过预处理单元后形成预处理液，预处理液送入碟管式反渗透高盐水处理系统做深度处理;所述的深度处理为，将预处理液经过高压泵注入到进水管路后，预处理液经一段膜单元进水口进入一段膜单元后，经处理形成一段产水和一段浓水，一段产水进入到产水管路，一段浓水由一段膜单元浓水口排出后，一部分一段浓水由一段循环泵送入一段膜单元再处理，一部分一段浓水进入到二段膜单元进行处理;二段膜单元处理后形成二段产水和二段浓水，二段产水进入到产水管路，二段浓水由二段膜单元浓水口排出后，一部分二段浓水由二段循环泵加压后送入二段膜单元再处理，一部分二段浓水经低压进口进入能量回收系统经能量回收系统加压后经高压出口送入经过三段循环泵加压后的管路上并进入三段膜单元;三段膜单元进行处理形成三段产水和三段浓水，三段产水进入到产水管路，三段浓水中的一部分由三段循环泵加压后送入到三段膜单元再处理，一部分三段浓水进入到能量回收系统为二段浓水进入到能量回收系统的部分进行加压处理后进入浓水管路。
9.根据权利要求6、7或者8所述的处理工艺，其特征在于，所述的预处理为将高盐水中的悬浮物、COD、硬度及pH进行调控。
说明书
一种碟管式反渗透高盐水处理系统及其应用
技术领域
本发明涉及一种碟管式反渗透高盐水处理系统及应用该系统的处理工艺，属于反渗透膜处理技术领域。
背景技术
碟管式反渗透系统多用于高盐水、垃圾渗滤液以及各类工业污水的处理;普通碟管式反渗透系统多采用分散式安装在厂房内，集成度不高，处理量小，多集中在几十吨每天或一二百吨每天，且普通碟管式反渗透系统大多为一级、二级系统或一段、二段系统，很难实现超过二级或二段能够稳定运行的设备;同时由于传统碟管式反渗透系统处理量小，全部采用出水量稳定的容积泵，如柱塞泵作为高压泵;随着处理量的增大，容积泵远不能够满足系统供水需求，离心泵可满足各种不同需求的供水量，然而，其供水能力与供水压力的特殊关系，直接导致了碟管式反渗透系统运行的不稳定性。而且，反渗透系统的浓水蕴含高压能量，直接排掉会浪费能源。
发明内容
本发明针对现有的处理系统高压浓水存在能量浪费，运行能耗高、系统占地面积大、对基建要求高、移动不便、机动性差的问题，提供一种碟管式反渗透高盐水处理系统并提供相应的使用该系统的处理工艺。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种碟管式反渗透高盐水处理系统，其特殊之处在于，包括进水管路、产水管路、预处理单元、一段膜单元、二段膜单元、三段膜单元和能量回收系统;所述的进水管路上由进水口端沿进水方向依次设置预处理单元、一号三通、二号三通、三号三通、四通、四号三通和五号三通;进水管连通预处理单元后连通一段膜单元，一段膜单元的进水口接通一号三通，一段膜单元的浓水口接通二号三通，一段膜单元的产水口接通产水管路;二段膜单元的进水口接通三号三通，二段膜单元的浓水口接通四通，二段膜单元的产水口接通产水管路;三段膜单元的进水口接通四号三通，三段膜单元的浓水口接通五号三通，三段膜单元的产水口接通产水管路;所述的能量回收系统的低压进口接通四通，能量回收系统的高压进口先接通六号三通后接通五号三通，能量回收系统的高压出口后安装第十阀门再接通到三段膜单元的进水口到三段循环泵出口的管路上，能量回收系统的低压出口连接第七阀门;在进水管路上，安装一号三通前安装高压泵，高压泵位于一号三通和预处理单元之间，在一号三通和二号三通之间的进水管路上安装第九阀门和一段循环泵，在二段膜单元进水口和三号三通之间安装二段循环泵，在三段膜单元进水口和四号三通之间安装三段循环泵。
在上述技术方案的基础上，本发明为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：
进一步，所述的碟管式反渗透高盐水处理系统安装在集装箱内，并在集装箱内设置与碟管式反渗透高盐水处理系统连接的监控系统。
进一步，所述的三号三通和四通之间的进水管路上安装第八阀门，在四通和四号三通之间安装第一阀门，在四号三通和五号三通之间的进水管路上安装第二阀门，在能量回收系统的低压进口和四通之间的管路上安装第三阀门，在能量回收系统的高压进口和六号三通之间的管路上安装第四阀门，六号三通还安装一个浓水管路，在浓水管路上安装第五阀门，能量回收系统的低压出口先连接第七阀门后接通浓水管路。
进一步，所述的能量回收系统的高压出口接通到三段循环泵和三段膜单元的进水口之间的管路上设置的七号三通。
进一步，所述的集装箱的底部设置有隔板，所述的一段膜单元、二段膜单元、三段膜单元形成的膜单元组安装在集装箱内的两侧且位于隔板上，高压泵、一段循环泵、二段循环泵、能量回收系统和三段循环泵安装在集装箱的中部且放置在隔板与集装箱的底板之间的隔层内，所述的监控系统安装在集装箱内部的一端;在集装箱内部的底板上铺设铺垫层;所述的铺垫层为钢筋混凝土层或者橡胶垫。
同时本申请中还提供了使用该系统处理高盐水的处理方法：
一种应用该碟管式反渗透高盐水处理系统的处理工艺，其特殊之处在于，将高盐水通过预处理单元后形成预处理液，作为进水送入碟管式反渗透高盐水处理系统做深度处理;所述的深度处理为，将预处理液经过高压泵注入到进水管路后，预处理液经一段膜单元进水口进入一段膜单元后，经处理形成一段产水和一段浓水，一段产水经产水口进入到产水管路，一段浓水由一段膜单元浓水口排出后，一部分一段浓水由一段循环泵送入一段膜单元再处理，另一部分一段浓水进入到二段膜单元进行处理;二段膜单元处理后形成二段产水和二段浓水，二段产水经产水口进入到产水管路，二段浓水由二段膜单元浓水口排出后，一部分二段浓水由二段循环泵加压后送入二段膜单元再处理，一部分二段浓水经三段循环泵进入到三段膜单元进行处理，一部分二段浓水经低压进口进入能量回收系统，并经能量回收系统加压后由高压出口送入经过三段循环泵加压后的管路上，再由三段膜单元进行处理;三段膜单元处理后形成三段产水和三段浓水，三段产水进入到产水管路，三段浓水的一部分由三段循环泵加压后送入到三段膜单元再处理，一部分三段浓水进入到浓水管路，一部分三段浓水进入到能量回收系统，为二段浓水进入到能量回收系统的部分进行加压处理。。
一种应用该碟管式反渗透高盐水处理系统的处理工艺，其特殊之处在于，关闭第三阀门、第十阀门、第四阀门和第七阀门;将高盐水通过预处理单元后形成预处理液，预处理液送入碟管式反渗透高盐水处理系统做深度处理;所述的深度处理为，将预处理液经过高压泵注入到进水管路后，预处理液经一段膜单元进水口进入一段膜单元后，经处理形成一段产水和一段浓水，一段产水经产水口进入到产水管路，一段浓水由一段膜单元浓水口排出后，一部分一段浓水由一段循环泵送入一段膜单元再处理，一部分一段浓水进入到二段膜单元;二段膜单元进行处理形成二段产水和二段浓水，二段产水经产水口进入到产水管路，二段浓水由二段膜单元浓水口排出后，一部分二段浓水由二段循环泵送二段膜单元再处理，一部分二段浓水进入到三段膜单元;三段膜单元进行处理形成三段产水和三段浓水，三段产水经产水口进入到产水管路，三段浓水一部分由三段循环泵送入到三段膜单元再处理，一部分浓水进入到浓水管路。
一种应用该碟管式反渗透高盐水处理系统的处理工艺，其特殊之处在于，关闭第一阀门和第五阀门，将高盐水通过预处理单元后形成预处理液，预处理液送入碟管式反渗透高盐水处理系统做深度处理;所述的深度处理为，将预处理液经过高压泵注入到进水管路后，预处理液经一段膜单元进水口进入一段膜单元后，经处理形成一段产水和一段浓水，一段产水进入到产水管路，一段浓水由一段膜单元浓水口排出后，一部分一段浓水由一段循环泵送入一段膜单元再处理，一部分一段浓水进入到二段膜单元进行处理;二段膜单元处理后形成二段产水和二段浓水，二段产水进入到产水管路，二段浓水由二段膜单元浓水口排出后，一部分二段浓水由二段循环泵加压后送入二段膜单元再处理，一部分二段浓水经低压进口进入能量回收系统经能量回收系统加压后经高压出口送入经过三段循环泵加压后的管路上并进入三段膜单元;三段膜单元进行处理形成三段产水和三段浓水，三段产水进入到产水管路，三段浓水中的一部分由三段循环泵加压后送入到三段膜单元再处理，一部分三段浓水进入到能量回收系统为二段浓水进入到能量回收系统的部分进行加压处理后进入浓水管路。
所述的预处理为将高盐水中的悬浮物、COD、硬度及pH进行调控。
本发明的优点在于：本申请的设计方案中，包括监控系统、泵系统、膜单元、能量回收系统以及各种管路。各系统高度集成在一个集装箱内，设计紧凑，布局合理，占地面积小，机动灵活，对基建要求低;高压泵和各段循环泵全部采用多级离心泵设计，在稳定运行压力的同时具有较高的供水能力，系统能够在较宽处理量范围内稳定运行，处理能力高达500-1200m3/d，并且可实现处理过程中各工艺参数的检测和控制;采用多段式带能量回收装置的设计，可将三段浓水的高压回收利用，使系统能耗大大降低，从而节约运行成本。本处理系统可以高效低耗的处理垃圾渗滤液、高含盐量高盐水以及各类工业高盐水，具有处理能力大、回收率高、占地面积小、能耗较低、产水水质好等特点。本发明在设计三段系统的同时，利用了能量回收装置，对三段浓水的高压能量进行回收，从而避免了能量浪费，节省了运行能耗。