CN205740556U - 一种利用浓水进行反冲洗的苦咸水淡化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用浓水进行反冲洗的苦咸水淡化系统，其特征在于，该系统包括多介质过滤器、反渗透膜过滤器和反洗水泵；所述多介质过滤器设置有多介质过滤器入口、多介质过滤器出口和冲洗介质入口，所述反渗透膜过滤器设置有反渗透膜过滤器入口、净水出口和浓水出口；所述多介质过滤器出口与所述反渗透膜过滤器入口连通，所述反渗透膜过滤器的浓水出口通过反洗水泵与所述多介质过滤器的冲洗介质入口连通。采用本实用新型的系统进行苦咸水淡化，不仅能够有效利用浓水，而且还能节约反冲洗淡水。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种利用浓水进行反冲洗的苦咸水淡化系统。
背景技术
在新疆苦咸水淡化工艺流程中，将苦咸水经高密度沉淀池和多介质过滤器等装置预处理后进入一级二段苦咸水反渗透膜，系统产水回收率约为75％，产生的浓水约为25％。多介质过滤器包括一层或多层的过滤介质或称为滤料，其原理是在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的由粒状或非粒滤料，从而有效地除去悬浮杂质使水澄清，出水浊度可达3度以下。多介质过滤器是苦咸水淡化工艺反渗透系统的重要预处理装置，能够有效地去除苦咸水中反渗透系统敏感的胶体、悬浮物等，满足反渗透膜对污染指数SDI的要求。
然而，当多介质过滤器运行一段时间后，滤料被苦咸水中的悬浮物、胶体等堵塞，影响过滤效果，必须进行反冲洗。一般来说，用作反冲洗水的淡水量占需淡化的苦咸水总量的3％-5％，为了节省新疆地区的淡水资源，研究一种可以替代淡水作为反冲洗水的方法就极为重要。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种利用浓水进行反冲洗的苦咸水淡化系统，采用本实用新型的系统进行苦咸水淡化，不仅能够有效利用浓水，而且还能节约反冲洗淡水。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种利用浓水进行反冲洗的苦咸水淡化系统，其中，该系统包括多介质过滤器、反渗透膜过滤器和反洗水泵；所述多介质过滤器设置有多介质过滤器入口、多介质过滤器出口和冲洗介质入口，所述反渗透膜过滤器设置有反渗透膜过滤器入口、净水出口和浓水出口；所述多介质过滤器出口与所述反渗透膜过滤器入口连通，所述反渗透膜过滤器的浓水出口通过反洗水泵与所述多介质过滤器的冲洗介质入口连通。
优选地，所述系统还包括混凝沉淀池，所述混凝沉淀池的出水口与所述多介质过滤器入口连通。
优选地，所述系统还包括浓水池，所述反渗透膜过滤器的浓水出口与所述浓水池的入水口连通，所述浓水池的出水口通过所述反洗水泵与所述多介质过滤器的冲洗介质入口连通。
优选地，所述苦咸水淡化系统还包括反洗气泵和鼓风机；所述鼓风机设置有进气口和出气口，所述反洗气泵设置有气泵入口与气泵出口；所述鼓风机的出气口与所述反洗气泵的气泵入口连通，所述反洗气泵的气泵出口与所述多介质过滤器的冲洗介质入口连通。
优选地，所述苦咸水淡化系统还包括储存苦咸水的苦咸水池和储存净水的净水池，所述苦咸水池的出水口与混凝沉淀池的入水口连通，所述净水池的入水口与所述反渗透膜过滤器的净水出口连通。
优选地，所述多介质过滤器内壁衬有橡胶层。
优选地，所述多介质过滤器内设置有滤料层，所述滤料层为选自石英砂层、无烟煤层和锰砂层中的至少一层。
与现有技术相比，本实用新型的苦咸水淡化系统不仅运行安全，反冲洗的速率和效率高，用于反冲洗的浓水不会在反渗透膜上结垢，而且还可以有效利用浓水，节约反冲洗淡水。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型苦咸水淡化系统一种具体实施方式的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
如图1所示，本实用新型提供一种利用浓水进行反冲洗的苦咸水淡化系统，其中，该系统包括多介质过滤器、反渗透膜过滤器和反洗水泵；所述多介质过滤器设置有多介质过滤器入口、多介质过滤器出口和冲洗介质入口，所述反渗透膜过滤器设置有反渗透膜过滤器入口、净水出口和浓水出口；所述多介质过滤器出口与所述反渗透膜过滤器入口连通，所述反渗透膜过滤器的浓水出口通过反洗水泵与所述多介质过滤器的冲洗介质入口连通；所述系统还可以包括混凝沉淀池，所述混凝沉淀池的出水口可以与所述多介质过滤器入口连通；所述系统还可以包括浓水池，所述反渗透膜过滤器的浓水出口可以与所述浓水池的入水口连通，所述浓水池的出水口可以通过所述反洗水泵与所述多介质过滤器的冲洗介质入口连通；所述苦咸水淡化系统还可以包括储存苦咸水的苦咸水池和储存净水的净水池，所述苦咸水池的出水口可以与混凝沉淀池的入水口连通，所述净水池的入水口可以与所述反渗透膜过滤器的净水出口连通。
本实用新型中的混凝沉淀池也可以称为高密度沉淀池或高密度软化澄清池，是指采用混凝剂、絮凝剂、助凝剂或杀菌剂等将苦咸水中的固体有机物和固体无机物沉淀下来，减少反渗透膜过滤器的压力；反渗透膜过滤器利用反渗透膜在高于溶液渗透压的压力的作用下，依据其他物质不能透过反渗透膜的原理而将这些物质和水分离开来，主要用于除去苦咸水中的大部分盐分。
多介质过滤器一种压力式的过滤装置，其原理是当苦咸水自上而下通过滤料时，水中悬浮物由于吸附和机械阻流作用被滤层表面截留下来。当水流进滤层中间时，由于滤层中的滤料排列的更为紧密，使得水中微粒有更多的机会与滤料碰撞，从而使水中凝絮物、悬浮物和滤料表面相互粘附，水中杂质截留在滤料层中，得到澄清的水质。苦咸水淡化工艺中，根据苦咸水水质的特点，所述多介质过滤器内的滤料层可以为选自石英砂层、无烟煤层和锰砂层中的至少一层，从而增加单台设备处理量，更好地去除苦咸水中的悬浮物、胶体和细小颗粒等。
一种实施方式，多介质过滤器的材质可以为外涂一层底漆两层面漆的碳钢，内壁可以衬有天然橡胶层，从而可以隔离水和碳钢内壁的接触，保证多介质过滤器不受水的腐蚀，安全运行10年以上。
一种具体实施方式，本实用新型的多介质多滤器采用粒径为φ0.5～φ1.0毫米的石英砂和粒径为φ0.8～φ1.2毫米的无烟煤作为滤料，并选用较低的运行流速，以适应更差的水质，单个过滤器的流量可以达到73米3/小时左右。
反冲洗设计的目的是去除深层滤床上紧密附着的过滤颗粒物体，为完成这一步骤，反冲洗的冲洗速率一般比正常过滤速度快得多。反冲洗一般可以包括隔离滤池、空气反洗、空气和水混合反洗以及最终漂洗等步骤。前两个步骤是为了膨胀和搅动滤床，去除大块累积的固体物，后两个步骤是为了去除砂床上细小的颗粒物。因此如图1所示，所述苦咸水淡化系统还可以包括反洗气泵和鼓风机；所述鼓风机可以设置有进气口和出气口，所述反洗气泵可以设置有气泵入口与气泵出口；所述鼓风机的出气口可以与所述反洗气泵的气泵入口连通，所述反洗气泵的气泵出口可以与所述多介质过滤器的冲洗介质入口连通。反洗水泵和反洗气泵的作用是为多介质过滤器的反冲洗提供充足的水量和气量，以实现反冲洗的步骤。
下面将提供本实用新型系统的具体操作方法和条件，从而说明本实用新型的苦咸水淡化系统的优势，并有利于本领域技术人员理解和实施本实用新型。
以无烟煤为滤料时，以进入多介质过滤器的苦咸水流量为436米3/小时为例，反洗强度可以达到10升/米2·秒左右，以石英砂为滤料时，反洗强度可以达到15升/米2·秒左右，以多介质为滤料时，反洗强度可以为12升/米2·秒左右，采用反洗强度乘以过滤器的过滤面积就可以得到反洗流量。反洗水头一般大于15米水，如果综合考虑管阻压损等因素，可以选择25米的扬程，单个反洗水泵流量可以为290米3/小时左右，每次反洗时间可以为30分钟左右，反洗周期可以为8小时左右，单个多介质过滤器需水量约为435米3/天。
由于反冲洗水量很大，本实用新型的装置采用反渗透浓水作为反冲洗水。根据苦咸水水质，为防止苦咸水中的无机盐在反渗透膜、管道和设备上结垢，在进入反渗透膜之前一般要加阻垢剂。因此，经过反渗透膜的浓水含有一定浓度的阻垢剂，无机盐不会在反冲洗水泵和管道上结垢，因此相对于一般含盐量较高的水，浓水更适合反冲洗。
因浓水是苦咸水经淡化工艺产生的水，其中无机盐物质的总量没有太大的变化，只是浓度增大，只要考虑浊度是否满足工艺要求。多介质过滤器对反冲洗水质的要求为浊度小于3NTU，而浓水因为经过了多次过滤和反渗透，其浊度经实验室检测一般为0NTU左右，能够满足反冲洗水的要求。
苦咸水经过淡化系统，产水回收率以75％计算，即相当于苦咸水，浓水中各离子均被浓缩了4倍左右。盐碱地苦咸水中全盐量一般为9800毫克/升左右，钙离子浓度一般为425毫克/升左右，硫酸根浓度一般为1573毫克/升左右，碳酸氢根一般为189毫克/升左右和总硬度一般为2219毫克/升左右，而浓水中全盐量一般为40000毫克/升左右，钙离子浓度一般为1300毫克/升左右，硫酸根浓度一般为6000毫克/升左右，碳酸氢根一般为445毫克/升左右和总硬度一般为9000毫克/升左右。
多介质过滤器若采用石英砂和无烟煤作为滤料，而滤料在碱性水样中溶解固形物的增加量最大，但如果不超过20毫克/升，且耗氧量不超过10毫克/升，二氧化硅的增加量不超过10毫克/升，就可以认为滤料在水样中是稳定的。取石英砂和无烟煤各2000克，分别浸泡在50升的浓水中，浸泡10天，测定其中的全盐量、钙离子、硫酸根、碳酸氢根和总硬度，结果发现，这五个参数基本没发生变化，而且溶解固形物的增加量小于20毫克/升，耗氧量小于10毫克/升，二氧化硅的增加量小于10毫克/升。因此，浓水作为反冲洗水在滤料化学稳定性方面是可行的，从前面的计算可知，单台多介质过滤器反冲洗用消耗浓水量约为435米3/天，大大节省了淡水资源。
Claims (6)
1.一种利用浓水进行反冲洗的苦咸水淡化系统，其特征在于，该系统包括多介质过滤器、反渗透膜过滤器和反洗水泵；
所述多介质过滤器设置有多介质过滤器入口、多介质过滤器出口和冲洗介质入口，所述反渗透膜过滤器设置有反渗透膜过滤器入口、净水出口和浓水出口；
所述多介质过滤器出口与所述反渗透膜过滤器入口连通，所述反渗透膜过滤器的浓水出口通过反洗水泵与所述多介质过滤器的冲洗介质入口连通；所述系统还包括混凝沉淀池，所述混凝沉淀池的出水口与所述多介质过滤器入口连通。
2.根据权利要求1所述的苦咸水淡化系统，其特征在于，所述系统还包括浓水池，所述反渗透膜过滤器的浓水出口与所述浓水池的入水口连通，所述浓水池的出水口通过所述反洗水泵与所述多介质过滤器的冲洗介质入口连通。
3.根据权利要求1所述的苦咸水淡化系统，其特征在于，所述苦咸水淡化系统还包括反洗气泵和鼓风机；
所述鼓风机设置有进气口和出气口，所述反洗气泵设置有气泵入口与气泵出口；
所述鼓风机的出气口与所述反洗气泵的气泵入口连通，所述反洗气泵的气泵出口与所述多介质过滤器的冲洗介质入口连通。
4.根据权利要求1所述的苦咸水淡化系统，其特征在于，所述苦咸水淡化系统还包括储存苦咸水的苦咸水池和储存净水的净水池，所述苦咸水池的出水口与混凝沉淀池的入水口连通，所述净水池的入水口与所述反渗透膜 过滤器的净水出口连通。
5.根据权利要求1所述的苦咸水淡化系统，其特征在于，所述多介质过滤器内壁衬有橡胶层。
6.根据权利要求1所述的苦咸水淡化系统，其特征在于，所述多介质过滤器内设置有滤料层，所述滤料层为选自石英砂层、无烟煤层和锰砂层中的至少一层。
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|---|---|---|---|---|
| CN108147575A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-06-12 | 天津丽彩数字技术有限公司 | 一种反渗透淡化设备 |
| CN112429900A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-03-02 | 内蒙古晶泰环境科技有限责任公司 | 一种膜浓缩超滤错流浓水走向的优化方法 |
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