CN111718043A - 一种苦咸水回用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种苦咸水回用装置，包括通过管道依次连接的取水***、缓冲罐一、初级过滤***、缓冲罐二、光催化反应器、超声处理***、膜分离单元、灭菌***和储水池，本发明利用独特的结构设计，不仅能保障出水达标排放，同时可以降低能耗；在苦咸水的处理过程中，通过充分的预处理可以在很大程度上减轻处理膜的污染问题，提高处理膜的处理效果和使用寿命，另外本发明的苦咸水回用装置将多种工艺进行巧妙地联合，可以针对不同水质的苦咸水进行处理，也可以满足不同的苦咸水淡化要求，实现不同需求的苦咸水回用。
Description
技术领域
本发明涉及苦咸水处理技术领域，尤其涉及一种苦咸水回用装置。
背景技术
在多数盐碱地地区的地下水和地表水中的水质指标多低于《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水的指标，表现为苦咸水特质，对当地的农业及居民生活产生较大的影响。目前的苦咸水淡化方法主要有蒸馏法和膜分离法，蒸馏法由于其能耗较高，效率低正在逐步被淘汰；膜分离法包括电渗析、反渗透、纳滤、超滤等，单一的膜分离方法在苦咸水淡化中应用的已较为成熟，但是也存在预处理效果不佳而导致的处理膜污染问题，影响处理膜的使用寿命和处理效果；且现有的苦咸水淡化的工艺往往偏重于单一技术或者典型工艺的联合，这些技术对所处理的苦咸水具有针对性，很难适应不同水质的不同处理要求。
发明内容
为解决上述技术问题，提供一种多种技术综合利用协同作用的苦咸水回用的集成化装置，本发明公开了一种苦咸水回用装置，包括通过管道依次连接的取水***、缓冲罐一、初级过滤***、缓冲罐二、光催化反应器、超声处理***、膜分离单元、灭菌***和储水池；所述取水***包括取水泵和取水管道，所述取水管道伸入地表以下，所述取水泵将取得的地下苦咸水注入所述缓冲罐一中，所述初级过滤***包括依次连接的PP棉纤维滤仓、活性炭过滤仓和高密度碳膜柱，所述缓冲罐一中的待处理苦咸水经过所述初级过滤***过滤后进入所述缓冲罐二，所述缓冲罐二的顶部还设置有阻垢剂添加装置，所述缓冲罐二的出水口连接所述光催化反应器，所述光催化反应器内设置有高强紫外灯，所述光催化反应器内还设有若干多孔石英小球，所述多孔石英小球外镀有TiO2膜，经过所述光催化反应器处理后的水经由所述超声处理***进入所述膜分离单元，所述膜分离单元包括并排设置的超滤***和纳滤***，经过所述超滤***或所述纳滤***过滤后经过所述灭菌***进行灭菌，灭菌处理后的净水进入所述储水池备用。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述缓冲罐一中设置有高液位传感器。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述高强紫外灯为环形状灯。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述超声处理***包括超声波发生器一和超声波发生器二，所述超声波发生器一与所述超生波发生器二在所述超声处理***中呈上下布列，所述超声波发生器一与所述超声波发生器二的超声波输出方向为平行设置；所述超声波发生器一的超声频率为20kHz～30kHz，所述超声波发生器二的超声频率为35kHz～42kHz。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述超滤***由多组超滤膜组成，多组所述超滤膜为中空纤维膜；所述纳滤***由多组纳滤膜组成，多组所述纳滤膜的过滤精度为2nm～10nm。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述初级过滤***和所述缓冲罐二之间还设置有反清洗装置，所述反清洗装置包括清洗泵和清液罐，所述清洗泵设置在所述初级过滤***与所述缓冲罐二之间的管道上，所述清洗泵还通过管道与所述清液罐连接。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述清洗泵为双向泵。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述超声处理***与所述膜分离单元之间的管道上设置有高压泵，所述高压泵与所述超声处理***之间的管道上设置有通向所述缓冲罐一的支管。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述高压泵为双向泵。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述灭菌***内设置有紫外线灭菌灯。
本发明的有益效果是：
本发明利用独特的结构设计，不仅能保障出水达标排放，同时可以降低能耗；在苦咸水的处理过程中，通过充分的预处理可以在很大程度上减轻处理膜的污染问题，提高处理膜的处理效果和使用寿命，另外本发明的苦咸水回用装置将多种工艺进行巧妙地联合，可以针对不同水质的苦咸水进行处理，也可以满足不同的苦咸水淡化要求，实现不同需求的苦咸水回用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
附图标记：
10-取水***；11-取水泵；12-取水管道；20-缓冲罐一；21-高液位传感器；30-初级过滤***；31-PP棉纤维滤仓；32-活性炭过滤仓；33-高密度碳膜柱；34-反清洗装置；341-清洗泵；342-清液罐；40-缓冲罐二；41-阻垢剂添加装置；50-光催化反应器；51-高强紫外灯；52-多孔石英小球；60-超声处理***；61-超声发生器一；62-超声发生器二；70-膜分离单元；71-超滤***；72-纳滤***；73-高压泵；74-支管；80-灭菌***；90-储水池。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒体相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
如图1所示，本发明公开了一种苦咸水回用装置，包括通过管道依次连接的取水***10、缓冲罐一20、初级过滤***30、缓冲罐二40、光催化反应器50、超声处理***60、膜分离单元70、灭菌***80和储水池90；本实施例中苦咸水的回用包括以下步骤：
(1)取水***10包括取水泵11和取水管道12，取水管道12伸入地表以下，通过取水泵11抽取苦咸水，在实际使用时可根据不同的取水需求更换不同的取水管道；
(2)取水泵11取得的地下苦咸水流速较大，需要注入缓冲罐一20中进行缓冲以及初步的沉淀。
(3)初步预处理，初级过滤***30包括依次连接的PP棉纤维滤仓31、活性炭过滤仓32和高密度碳膜柱33，原水经过初步过滤***后能够有效地过滤掉原水中的泥沙、大部分有机物、胶体团等杂物，同时能够有效地去除原水中的杂味。
(4)经过初步过滤的苦咸水进入缓冲罐二40，缓冲罐二40的顶部还设置有阻垢剂添加装置41，阻垢剂的添加可有效地分散原水中难溶性的无机盐。
(5)光催化反应，光催化反应器50内设置有高强紫外灯51，光催化反应器50内还设有若干多孔石英小球52，多孔石英小球52外镀有TiO2膜，在高强紫外灯51的照射下进行光催化反应，优选的，高强紫外灯51为环形状等，可在一定程度上提高光催化反应的效率。
(6)经过光催化反应器50处理后的水经由所述超声处理***60，超声处理***60包括超声波发生器一61和超声波发生器二62，超声波发生器一61与超生波发生器二62在超声处理***中呈上下布列，超声波发生器一61与超声波发生器二62的超声波输出方向为平行设置；且超声波发生器一61的超声频率为20kHz～30kHz，超声波发生器二62的超声频率为35kHz～42kHz。超声波的空化作用对有机物有很强的降解能力，且降解速度很快，超声波空化泡的崩溃所产生的高能量足以断裂化学键，空化泡崩溃产生氢氧基(OH)和氢基(H)，同有机物发生氧化反应，能将水体中有害有机物转变成CO2、H2O、无机离子或比原有机物毒性小易降解的有机物。
(7)膜分离单元70，所述膜分离单元包括并排设置的超滤***71和纳滤***72，在苦咸水处理之前可根据苦咸水水质情况以及对苦咸水处理的需求设定需要进行超滤过滤还是需要进行纳滤过滤；超滤***71由多组超滤膜组成，超滤膜为中空纤维膜，纳滤***72由纳滤膜组成，单个纳滤膜的过滤精度为2nm～10nm。
(8)经过超滤***71或纳滤***72过滤后经过灭菌***80进行灭菌，灭菌***内设置有紫外线灭菌灯。灭菌处理后的净水进入所述储水池备用。
优选的，初级过滤***30和缓冲罐二40之间还设置有反清洗装置34，反清洗装置34包括清洗泵341和清液罐342，清洗泵341为双向泵，清洗泵341设置在初级过滤***30与缓冲罐二40之间的管道上，清洗泵341还通过管道与清液罐342连接，清液罐342中盛有清液，当需要对初级过滤***进行清洗时，反转清洗泵341，清液罐342中的清液通过管道流向初级过滤***30进行清洗，得到的清洗废液再次流入缓冲罐一20中。
优选的，超声处理***60与膜分离单元70之间的管道上设置有高压泵73，高压泵73与超声处理***60之间的管道上设置有通向缓冲罐一20的支管74，高压泵73为双向泵，当高压泵73正转时，可以满足膜分离单元70对水压力的需求，当高压泵73反转时，关闭高压泵73与超声处理***之间的阀门，开启支管74上的阀门，此时灭菌***80中的净水反向流入膜分离单元70对超滤***71和/或纳滤***72进行清洗，清洗得到的废液再次回到缓冲罐一20中。
当对初级过滤***30或者膜分离单元70进行清洗后，缓冲罐一20中含有较多的含盐量较高的废液，此时可以根据实际情况进行再次过滤，后者排出到其余的例如蒸发类的设备中进行处理。
需要说明的是，本发明的苦咸水回用装置的管道中涉及到多个阀门，本领域技术人员在了解到本发明的原理后可以对各阀门的种类选取及位置关系进行确定，因此本申请文件中未对涉及的阀门进行多余的叙述。
优选的，所述缓冲罐一20中设置有高液位传感器21，当液位低于设定值时，可以开启取水泵11进行取水。
另外，本发明可以根据需求外加控制***，例如PLC控制***，PLC控制***可以接收例如高液位传感器21或者其他反馈信号后进行正向反馈，控制阀门或者泵等进行动作以实现设备的全自动化或者半自动化，工作原理是本领域技术人员可以掌握的，因此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种苦咸水回用装置，其特征在于，包括通过管道依次连接的取水***、缓冲罐一、初级过滤***、缓冲罐二、光催化反应器、超声处理***、膜分离单元、灭菌***和储水池；所述取水***包括取水泵和取水管道，所述取水管道伸入地表以下，所述取水泵将取得的地下苦咸水注入所述缓冲罐一中，所述初级过滤***包括依次连接的PP棉纤维滤仓、活性炭过滤仓和高密度碳膜柱，所述缓冲罐一中的待处理苦咸水经过所述初级过滤***过滤后进入所述缓冲罐二，所述缓冲罐二的顶部还设置有阻垢剂添加装置，所述缓冲罐二的出水口连接所述光催化反应器，所述光催化反应器内设置有高强紫外灯，所述光催化反应器内还设有若干多孔石英小球，所述多孔石英小球外镀有TiO2膜，经过所述光催化反应器处理后的水经由所述超声处理***进入所述膜分离单元，所述膜分离单元包括并排设置的超滤***和纳滤***，经过所述超滤***或所述纳滤***过滤后经过所述灭菌***进行灭菌，灭菌处理后的净水进入所述储水池备用。
2.根据权利要求1所述的苦咸水回用装置，其特征在于，所述缓冲罐一中设置有高液位传感器。
3.根据权利要求1所述的苦咸水回用装置，其特征在于：所述高强紫外灯为环形状灯。
4.根据权利要求1所述的苦咸水回用装置，其特征在于：所述超声处理***包括超声波发生器一和超声波发生器二，所述超声波发生器一与所述超生波发生器二在所述超声处理***中呈上下布列，所述超声波发生器一与所述超声波发生器二的超声波输出方向为平行设置；所述超声波发生器一的超声频率为20kHz～30kHz，所述超声波发生器二的超声频率为35kHz～42kHz。
5.根据权利要求1所述的苦咸水回用装置，其特征在于，所述超滤***由多组超滤膜组成，多组所述超滤膜为中空纤维膜；所述纳滤***由多组纳滤膜组成，多组所述纳滤膜的过滤精度为2nm～10nm。
6.根据权利要求1所述的苦咸水回用装置，其特征在于，所述初级过滤***和所述缓冲罐二之间还设置有反清洗装置，所述反清洗装置包括清洗泵和清液罐，所述清洗泵设置在所述初级过滤***与所述缓冲罐二之间的管道上，所述清洗泵还通过管道与所述清液罐连接。
7.根据权利要求1所述的苦咸水回用装置，其特征在于，所述清洗泵为双向泵。
8.根据权利要求1所述的苦咸水回用装置，其特征在于，所述超声处理***与所述膜分离单元之间的管道上设置有高压泵，所述高压泵与所述超声处理***之间的管道上设置有通向所述缓冲罐一的支管。
9.根据权利要求8所述的苦咸水回用装置，其特征在于，所述高压泵为双向泵。
10.根据权利要求1所述的苦咸水回用装置，其特征在于，所述灭菌***内设置有紫外线灭菌灯。
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|---|---|---|---|
| CN202010601401.8A CN111718043A (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 一种苦咸水回用装置 |
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| CN202010601401.8A CN111718043A (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 一种苦咸水回用装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113003751A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-06-22 | 中国建筑设计研究院有限公司 | 一种地下水净化方法及*** |
| CN115196801A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-18 | 河海大学 | 一种针对有机微污染苦咸水截留降解与淡化一体化装置 |
-
2020
- 2020-06-28 CN CN202010601401.8A patent/CN111718043A/zh not_active Withdrawn
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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| CN115196801A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-18 | 河海大学 | 一种针对有机微污染苦咸水截留降解与淡化一体化装置 |
| CN115196801B (zh) * | 2022-07-25 | 2023-07-11 | 河海大学 | 一种针对有机微污染苦咸水截留降解与淡化一体化装置 |
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