CN108341527B - 高回收率脱盐水装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高回收率脱盐水装置，涉及脱盐水处理技术领域，用于解决现有技术中存在的脱盐水回收率低的技术难题。本发明的一种高回收率脱盐水装置，包括脱盐装置，脱盐装置包括依次相连的第一反渗透单元、第二反渗透单元和第三反渗透单元；第二反渗透单元将第一反渗透单元中输出的浓水分为氯化钠盐水和硫酸钠浓水，其中，硫酸钠浓水在第二反渗透单元中循环从而使硫酸钠浓水进行浓缩，而氯化钠盐水则在第三反渗透单元中循环，经过第三反渗透单元预浓缩的一价盐水再经电渗析进一步深浓缩减量处理，使废水排放量进一步减少，因此通过采用将一价盐和二价盐进行分离，并分别进行循环的方案，从而达到提高脱盐水装置的回收率的目的。

Description

高回收率脱盐水装置
技术领域
本发明涉及脱盐水处理技术领域，特别地涉及一种高回收率脱盐水装置。
背景技术
随着我工、农业的迅速发展，水资源的需求量日益剧增，工业用水的过程中伴随着水污染问题的滋生，水资源短缺问题日渐突出。在海水淡化、污水循环利用领域，膜技术已经成为常规分离技术，其中，将预脱盐装置作为除盐水生产的反渗透技术，已得到广泛的应用，但反渗透技术应用于淡水的回收率约75％，因此，约有25％的水作为浓水被排放，水的利用率较低。在淡水资源日益缺乏的情况下，提高水的利用率，尽最大可能节约淡水资源，充分利用可再生能源是当前发展的必然趋势。
发明内容
本发明提供一种高回收率脱盐水装置，用于解决现有技术中存在的脱盐水回收率低的技术难题。
本发明提供一种高回收率脱盐水装置，包括无废水软化装置和脱盐装置，所述无废水软化装置具有一个与原水相连的输入端和软水输出端；所述脱盐装置与所述无废水软化装置的软水输出端相连，所述脱盐装置包括依次相连的第一反渗透单元和第二反渗透单元，所述第二反渗透单元用于将第一反渗透单元输出的浓水分为氯化钠盐水和硫酸钠浓水，其中，硫酸钠浓水在所述第二反渗透单元中循环进行浓缩分离，氯化钠盐水在所述第三反渗透单元中循环进行浓缩分离。
在一个实施方式中，所述第一反渗透单元的第一端为输入端，第二端和第三端为输出端，其中，第二端输出脱盐水，第三端与所述第二反渗透单元的第一端相连；
所述第二反渗透单元的第一端为输入端，第二端和第三端为输出端，其中，第二端输出氯化钠盐水，第三端输出硫酸钠浓水。
在一个实施方式中，所述第一反渗透单元的第三端以及所述第二反渗透单元的第一端之间依次串联有第二中间水箱和第二高压泵；
所述第二反渗透单元的第三端与第二中间水箱的输入端相连。
在一个实施方式中，所述脱盐装置还包括第三反渗透单元，所述第二反渗透单元的第二端与所述第三反渗透单元的第一端相连；
所述第三反渗透单元的第二端用于输出淡化水，第三端输出氯化钠盐水。
在一个实施方式中，所述第一反渗透单元的第一端与所述无废水软化装置之间依次串联有第一中间水箱和第一高压泵，所述第三反渗透单元的第二端与所述第一中间水箱的输入端相连。
在一个实施方式中，所述第二反渗透单元的第二端与所述第三反渗透单元的第一端之间依次串联有第三中间水箱和第三高压泵，所述第三反渗透单元的第二端与所述第三中间水箱的输入端相连。
在一个实施方式中，所述第三中间水箱的输出端和输入端分别与电渗析浓缩装置的输入端和第一输出端相连，所述电渗析浓缩装置的第二输出端与浓盐水箱相连。
在一个实施方式中，所述无废水软化装置的输入端还设置有预处理装置。
与现有技术相比，本发明的优点在于：第二反渗透单元将第一反渗透单元中输出的浓水分为氯化钠盐水和硫酸钠浓水，其中，硫酸钠浓水在第二反渗透单元中循环从而使硫酸钠浓水进行浓缩，而氯化钠盐水则在所述第三反渗透单元中循环，因此通过采用将一价盐和二价盐进行分离，并分别进行循环浓缩的方案，从而达到提高脱盐水装置的回收率的目的。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明的一种高回收率脱盐水装置的结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
附图标记：
1-无废水软化装置； 2-脱盐装置； 3-第一中间水箱；
4-第一高压泵； 5-第二中间水箱； 6-第二高压泵；
7-第三中间水箱； 8-第三高压泵； 9-浓盐水箱；
21-第一反渗透单元； 22-第二反渗透单元； 23-第三反渗透单元；
24-脱盐水箱。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提供一种高回收率脱盐水装置，包括无废水软化装置1和脱盐装置2，其中，无废水软化装置1具有一个与原水相连的输入端和软水输出端；脱盐装置2与无废水软化装置1的软水输出端相连。无废水软化装置1能够除去原水中的钙、镁离子，使其析出外排，避免了在后续的反渗透处理中与硫酸根离子以及碳酸根离子结合而产生垢沉淀，并进一步的避免了产生的垢物质阻碍反渗透能力的情况。
在本发明的一个实施例中，无废水软化装置1为软水器，通过利用钠型阳离子交换树脂去除水中钙镁离子，以降低原水硬度，以达到软化硬水的目的并避免膜产生结垢现象。
在本发明的一个实施例中，无废水软化装置1的输入端还设置有预处理装置以除去水中的悬浮物、胶体等物质，其中预处理装置可以是微滤装置、超滤装置和保安过滤器中的一种或几种。
具体地，脱盐装置2包括依次相连的第一反渗透单元21、第二反渗透单元22和第三反渗透单元23，第二反渗透单元22用于将第一反渗透单元21输出的浓水分为氯化钠盐水和硫酸钠浓水，其中，硫酸钠浓水在第二反渗透单元22中循环进行浓缩分离，氯化钠盐水在第三反渗透单元23中循环进行浓缩分离。
由于第二反渗透单元22中输出的硫酸钠浓水在第二反渗透单元22中反复循环，因此可以使硫酸钠的浓度达到8-10％以上，而氯化钠盐水在第三反渗透单元23中反复循环可以使氯化钠的浓度达到1％以上，第三反渗透单元23产出淡化水回到软水箱3，则可使脱盐水装置的回收率高达95％以上(在原水电导率≦1000us/cm时)。
如图1所示，第一反渗透单元21的第一端为输入端，第二端和第三端为输出端，其中，第二端输出脱盐水，第三端与第二反渗透单元22的第一端相连；第二反渗透单元22的第一端为输入端，第二端和第三端为输出端，其中，第二端输出氯化钠盐水，第三端输出硫酸钠浓水。
具体来说，第一反渗透单元21包括复合膜元件、玻璃钢压力容器、碳钢滑架和仪表控制柜组成，并配备就地控制盘，控制盘上安装各种就地仪表和控制按钮。此外，第一反渗透单元21中还设有自动控制阀，可对反渗透进行停机保护和***高、低压保护。
第一反渗透单元21利用膜分离技术除去水中绝大部分离子、SiO2等，能够大幅降低TDS(Total dissolved solids，溶解性固体总量)。第一反渗透单元21是将盐水中的一部分沿与膜垂直的方向通过膜，水中的盐类和其它有害物质将在膜表面浓缩，剩余一部分盐水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走，在运行过程中自清洗。
复合膜元件的水通量越大，回收率越高则其膜表面浓缩的程度越高，由于浓缩作用，膜表面处的物质溶度与主体水流中物质浓度不同，产生浓差极化现象。浓差极化会使膜表面盐的浓度高，增大膜的渗透压，引起盐透过率增大，为提高给水的压力而需要多消耗能量，可采用清洗的方法进行恢复。
在第一反渗透单元21中，经过浓缩后的浓水则从其第三端输出至第二反渗透单元22中。
进一步地，第一反渗透单元21的第三端以及第二反渗透单元22的第一端之间依次串联有第二中间水箱5和第二高压泵6；且第二反渗透单元22的第三端与第二中间水箱5的输入端相连。
其中，第二中间水箱5为浓水箱，第二水箱5起到缓冲的作用，防止第一反渗透单元21的运行变动对第二反渗透单元22产生影响。而第二反渗透单元22使浓水中一价离子(例如Na+，Cl-)和二价离子(例如SO4 2-)进行分离，因此第二反渗透单元22的第二端输出氯化钠盐水，第三端输出硫酸钠浓水，并且第三端输出的硫酸钠浓水再次返回至第二中间水箱5中进行循环，这是本装置中的第一个循环。
另外，脱盐装置2还包括第三反渗透单元23，第二反渗透单元22的第二端与第三反渗透单元23的第一端相连；第三反渗透单元23的第二端用于输出淡化水，第三端输出氯化钠盐水。
第一反渗透单元21的第一端与无废水软化装置1之间依次串联有第一中间水箱3和第一高压泵4，第三反渗透单元23的第二端与第一中间水箱3的输入端相连。其中，第三反渗透单元23中输出的淡水的电导率与无废水软化装置1中输出的软水的电导率基本一致，因此可以再次返回至第一反渗透单元21中进行循环，这是本装置的第二个循环。
进一步地，第二反渗透单元22的第二端与第三反渗透单元23的第一端之间依次串联有第三中间水箱7和第三高压泵8，第三反渗透单元23的第二端与第三中间水箱7的输入端相连。第三反渗透单元23中输出的氯化钠盐水则再次返回至第三中间水箱进行循环，这是本装置的第三个循环。
在本发明的一个实施例中，第三中间水箱7的输出端和输入端分别与电渗析(ED)离子膜浓缩装置8的输入端和第一输出端相连，电渗析浓缩装置8的第二输出端与浓盐水箱9相连。通过设置电渗析浓缩装置8，使经过第三反渗透单元被预浓缩的一价氯化钠盐水再进行电渗析处理，即进一步地深浓缩减量处理，从而进一步减少废水排放。
如图1所示，电渗析浓缩装置8包括左侧(淡水侧)输入端和右侧(浓水侧)输入端，第三中间水箱7的输出端输出的氯化钠盐水由高压泵进行加压，然后分为两路输送至电渗析浓缩装置8；其中，一路输送至电渗析浓缩装置8的左侧输入端，另一路输送至其右侧输入端，并且输送至左侧输入端的流量远大于输送至右侧输入端的流量，以达到浓缩的效果。另外，每条管路上都设置有调节阀，通过调节阀可以调整浓缩比例。
即第三中间水箱7中的氯化钠盐水进入电渗析浓缩装置8进行进一步浓缩减量处理，浓缩处理获得的浓盐水则储存在浓盐水箱9中；而经过电渗析浓缩装置8处理的淡化水则再次返回至第三中间水箱7中，并再次进入第三反渗透单元23中进行浓缩减量处理，这是本装置的第四个循环。通过电渗析浓缩装置8的浓缩减量处理，能够使浓盐水箱9中氯化钠的含量达到15％以上，并且通过以上的循环处理，能够使脱盐水装置的回收率达99％以上(在原水电导率≦1000us/cm时)。
在本发明的一个实施例中，第二反渗透单元22为纳滤浓缩分离装置，第三反渗透单元23为低压RO膜装置。虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (2)

1.一种高回收率脱盐水装置，其特征在于，包括无废水软化装置(1)和脱盐装置(2)，所述无废水软化装置(1)具有一个与原水相连的输入端和软水输出端；所述脱盐装置(2)与所述无废水软化装置(1)的软水输出端相连，所述脱盐装置(2)包括依次相连的第一反渗透单元(21)、第二反渗透单元(22)和第三反渗透单元(23)，所述第二反渗透单元(22)用于将第一反渗透单元(21)输出的浓水分为氯化钠盐水和硫酸钠浓水，其中，硫酸钠浓水在所述第二反渗透单元(22)中循环进行浓缩分离，氯化钠盐水在所述第三反渗透单元(23)中循环进行浓缩分离；无废水软化装置(1)为软水器，通过利用钠型阳离子交换树脂去除水中钙镁离子；
所述第一反渗透单元(21)的第一端为输入端，第二端和第三端为输出端，其中，第二端输出脱盐水，所述第一反渗透单元(21)的第三端以及所述第二反渗透单元(22)的第一端之间依次串联有第二中间水箱(5)和第二高压泵(6)；所述第二反渗透单元(22)的第一端为输入端，所述第二反渗透单元(22)的第三端与第二中间水箱(5)的输入端相连；第二反渗透单元(22)的第二端输出氯化钠盐水，第三端输出硫酸钠浓水，并且第三端输出的硫酸钠浓水再次返回至第二中间水箱(5)中进行循环；
所述第二反渗透单元(22)的第二端与所述第三反渗透单元(23)的第一端之间依次串联有第三中间水箱(7)和第三高压泵(8)，所述第三反渗透单元(23)的第三端与所述第三中间水箱(7)的输入端相连；所述第三中间水箱(7)的输出端和输入端分别与电渗析浓缩装置(8)的输入端和第一输出端相连，所述电渗析浓缩装置(8)的第二输出端与浓盐水箱(9)相连；
所述第一反渗透单元(21)的第一端与所述无废水软化装置(1)之间依次串联有第一中间水箱(3)和第一高压泵(4)，
所述第二反渗透单元(22)的第二端与所述第三反渗透单元(23)的第一端相连；所述第三反渗透单元(23)的第二端用于输出淡化水，第三端输出氯化钠盐水，所述第三反渗透单元(23)的第二端输出的淡化水的电导率与所述无废水软化装置(1)中输出的软水的电导率一致，所述第三反渗透单元(23)的第二端与所述第一中间水箱(3)的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的高回收率脱盐水装置，其特征在于，所述无废水软化装置(1)的输入端还设置有预处理装置。
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