專(zhuān)利名稱(chēng)：超低壓苦咸水淡化膜分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開(kāi)一種超低壓苦咸水淡化膜分離裝置，按國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)表(IPC)劃分屬于苦咸水淡化膜設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于苦咸水淡化的超低壓膜分離系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
淡水資源的獲取是人們面臨的一個(gè)重大環(huán)境和生存課題，各國(guó)很重視對(duì)這方面的技術(shù)研發(fā)和投入?？嘞趟牡夹g(shù)是獲取淡水資源的一個(gè)重要途徑，特別是我國(guó)淡水資源缺乏，但是苦咸水資源分布很廣，因此苦咸水淡化技術(shù)成為我國(guó)獲取水資源一條很現(xiàn)實(shí)很有意義的途徑。目前苦咸水淡化的方法很多，主要是膜分離法、蒸餾法、冷凍法、太陽(yáng)能法、電滲析法、化學(xué)脫鹽法等，其中膜分離法脫鹽淡化效果好，水質(zhì)穩(wěn)定并且大大高于飲用水標(biāo)準(zhǔn)，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，因此發(fā)展很快。目前的膜分離法設(shè)備，因?yàn)樘幚淼目嘞趟}量高，所以設(shè)備必須在高壓下運(yùn)行以克服苦咸水的高滲透壓，同時(shí)接觸苦咸水的部件必須抗腐蝕能力強(qiáng)，這就對(duì)設(shè)備的材料提出了較高的要求，特別是接觸苦咸水的管道、泵等需要耐腐蝕、耐高壓，導(dǎo)致設(shè)備制作原料材質(zhì)要求高，設(shè)備制造要求高，制造成本居高不下。另外現(xiàn)有膜分離法淡化苦咸水工藝流程過(guò)長(zhǎng)，過(guò)于復(fù)雜，同時(shí)需要消耗各種藥劑，淡化核心過(guò)程只用一道反滲透或納濾膜，不能應(yīng)對(duì)變化的水質(zhì)，產(chǎn)水水質(zhì)波動(dòng)較大，必須使用專(zhuān)門(mén)的、性能穩(wěn)定的膜元件。中國(guó)文獻(xiàn)CN 201284253公開(kāi)一種納濾膜苦咸水淡化系統(tǒng)裝置，工作流程如下苦咸水一水箱一水泵一保安過(guò)濾器一超濾組件一水箱一水泵一一級(jí)納濾膜脫鹽器一水箱一水泵二級(jí)納濾膜脫鹽器一水箱一淡水，然而，上述裝置重復(fù)應(yīng)用納濾膜過(guò)濾，而納濾膜截留分子量偏大，只能部分脫除苦咸水中對(duì)人體有毒有害的無(wú)機(jī)離子(如氟、砷等)和低分子量有機(jī)物，產(chǎn)水水質(zhì)不易合格，并且該實(shí)用新型中所宣稱(chēng)的高回收率是不可能實(shí)現(xiàn)的。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種淡化效果好，水質(zhì)穩(wěn)定的超低壓苦咸水淡化膜分離裝置，該膜分離設(shè)備采用兩步脫鹽工藝，從而降低每步膜過(guò)濾的滲透壓，流程簡(jiǎn)潔，設(shè)備運(yùn)行壓力極低，設(shè)備使用材料普遍，設(shè)備加工要求低，膜元件要求低，分離效果良好。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種超低壓苦咸水淡化膜分離裝置，包括精密過(guò)濾器、超濾膜系統(tǒng)、超濾膜透析罐、納濾(或低截留率反滲透)膜系統(tǒng)、納濾(或低截留率反滲透)膜透析罐、反滲透膜系統(tǒng)、 泵及連接各部分的管路；所述的精密過(guò)濾器與苦咸水輸送泵連接，精密過(guò)濾器通過(guò)循環(huán)泵與超濾膜系統(tǒng)連接，超濾膜系統(tǒng)透析液連接到超濾透析罐，超濾透析液通過(guò)增壓泵與納濾 (或低截留率反滲透)膜系統(tǒng)連接，納濾(或低截留率反滲透)膜系統(tǒng)的透析液連接到納濾(或低截留率反滲透膜)透析罐，納濾(或低截留率反滲透)膜透析罐再通過(guò)增壓泵與反滲透膜系統(tǒng)連接。進(jìn)一步，所述的納濾(或低截留率反滲透)膜系統(tǒng)的濃縮液出口連接一能量回收裝置用于提升一部分超濾膜系統(tǒng)透析液的壓力，獲得增壓后的超濾透析液通過(guò)管道進(jìn)入納濾(或低截留率反滲透)膜系統(tǒng)的進(jìn)口。進(jìn)一步，所述的納濾(或低截留率反滲透)膜系統(tǒng)的濃縮液直接排出或返回到超濾膜系統(tǒng)進(jìn)行反沖洗。進(jìn)一步，所述的反滲透膜系統(tǒng)的濃縮液可以通過(guò)管路連接于超濾膜分離系統(tǒng)的透析側(cè)用于反沖或通過(guò)管路返回納濾或低截留率反滲透膜系統(tǒng)中回用。進(jìn)一步，所述的超濾膜分離系統(tǒng)的膜截留孔徑為0.002-0. 05um或截留分子量 2000D-500KD，納濾(或低截留率反滲透)膜系統(tǒng)對(duì)苦咸水鹽分的整體平均截留率在40-95% 之間，反滲透膜系統(tǒng)對(duì)苦咸水鹽分的整體平均截留率>90%。
進(jìn)一步，所述的納濾膜系統(tǒng)可以由低截留率反滲透膜系統(tǒng)替換；所述的納濾膜系統(tǒng)可以由低截留率反滲透膜系統(tǒng)替換。
本實(shí)用新型中，原水(苦咸水)經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器過(guò)濾后，再進(jìn)入超濾膜過(guò)濾，經(jīng)超濾膜過(guò)濾后，超濾透析液進(jìn)入第一級(jí)低截留率納濾(或低截留率反滲透)膜進(jìn)行處理，第一級(jí)的濃縮液或外排或用于反沖超濾膜，或經(jīng)過(guò)能量回收裝置用于提升超濾透析液進(jìn)入第一級(jí)反滲透的壓力，第一級(jí)的納濾(或低截留率反滲透)膜的產(chǎn)水再進(jìn)入第二級(jí)反滲透膜系統(tǒng)；第二級(jí)的透析液為合格的淡水，第二級(jí)的濃縮液或用于反沖超濾膜或外排或回用。本實(shí)用新型具有如下有益效果A.利用超濾膜對(duì)可溶鹽不截留、對(duì)膜污染物截留的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)極低能耗下苦咸水的預(yù)處理凈化，簡(jiǎn)化了預(yù)處理工藝，為后面的膜系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)；B.經(jīng)過(guò)超濾凈化后的苦咸水僅含可溶鹽，在控制回收率的前提下，納濾及反滲透膜系統(tǒng)中的膜表面循環(huán)流量可以很低，與回收率有關(guān)，這就極大的降低了能耗；C.利用納濾(或低截留率反滲透)膜對(duì)鹽分部分截留的特點(diǎn)，可以分?jǐn)偛糠值臐B透壓，降低后面反滲透系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，同時(shí)系統(tǒng)自身運(yùn)行壓力也因此大幅降低。在能耗敏感的場(chǎng)合，濃縮液的勢(shì)能可利用能量回收裝置加以回收，用于提升超濾透析液進(jìn)入納濾(或低截留率反滲透)膜的壓力和流速；也可間歇性的用于超濾系統(tǒng)的反沖洗，維持超濾系統(tǒng)通量穩(wěn)定；D.經(jīng)納濾(或低截留率反滲透)膜去除了較大部分鹽分后的苦咸水，滲透壓大幅降低，而且含鹽量降低，可以使用普通規(guī)格的反滲透進(jìn)行脫鹽工作，可以在極低的操作壓力下就可以實(shí)現(xiàn)除鹽淡化、產(chǎn)水合格的目的。反滲透的濃縮液可外排帶走鹽分，也可用于超濾系統(tǒng)的反沖洗，維持超濾系統(tǒng)通量穩(wěn)定；E.利用兩級(jí)膜除了可以分?jǐn)倽B透壓，降低系統(tǒng)能耗外，也可形成產(chǎn)水水質(zhì)的雙重保障，雙級(jí)膜的截留率細(xì)微波動(dòng)不會(huì)像單級(jí)膜系統(tǒng)那樣敏感，其中一道膜的截留率的少許變化不會(huì)對(duì)產(chǎn)水水質(zhì)造成很大的波動(dòng)；F.最重要的是使用分壓膜分離的方法，除鹽膜系統(tǒng)運(yùn)行壓力極低，大部分管件可以使用價(jià)格低廉的工程塑料替代價(jià)格高昂的耐腐蝕鋼材作耐壓管路和部件，加工方便，制造成本低。
圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為含能量回收裝置示意圖。圖中部件1.輸料泵，2.精密過(guò)濾器，3.循環(huán)泵，4.超濾膜系統(tǒng)，5.超濾透析液罐，6.增壓泵，7.納濾(低截留率反滲透)膜系統(tǒng)，8.納濾或低截留率反滲透膜透析罐，9.增壓泵，10.反滲透膜系統(tǒng)。圖2中部件1.輸料泵，2.精密過(guò)濾器，3.循環(huán)泵，4.超濾膜系統(tǒng)，5.超濾透析液罐，6.增壓泵，7.納濾(或低截留率反滲透)膜系統(tǒng)，8.納濾或低截留率反滲透膜透析罐，9.增壓泵，10.反滲透膜系統(tǒng)，11.能量回收裝置。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例請(qǐng)參閱圖1，一種超低壓苦咸水淡化膜分離裝置，包括精密過(guò)濾器2、超濾膜系統(tǒng)3、超濾膜透析罐5、納濾膜系統(tǒng)7、納濾膜透析罐8、反滲透膜系統(tǒng)10、泵及連接各部分的管路；所述的精密過(guò)濾器2與苦咸水輸送泵1連接，精密過(guò)濾器2通過(guò)循環(huán)泵3與超濾膜系統(tǒng)4連接，超濾膜系統(tǒng)4透析液連接到超濾透析罐5，超濾透析液通過(guò)增壓泵6與納濾膜系統(tǒng)7連接，納濾膜系統(tǒng)的透析液連接到納濾透析罐8，納濾透析罐8再通過(guò)增壓泵9與反滲透膜系統(tǒng)10連接。本實(shí)用新型中，納濾膜系統(tǒng)7的濃縮液出口可以連接一能量回收裝置11 (參見(jiàn)圖 2)用于提升一部分超濾膜系統(tǒng)4透析液的壓力，獲得增壓后的超濾透析液通過(guò)管道進(jìn)入納濾膜系統(tǒng)的進(jìn)口，也可不回收能量。所述的納濾膜系統(tǒng)的濃縮液直接排出或返回到超濾膜系統(tǒng)進(jìn)行反沖洗，如圖1。如圖1，反滲透膜系統(tǒng)10的濃縮液可以通過(guò)管路連接于超濾膜分離系統(tǒng)4的透析側(cè)用于反沖或通過(guò)管路返回納濾膜系統(tǒng)中回用。所述的超濾膜分離系統(tǒng)4的膜截留孔徑為 0. 002-0. 05um或截留分子量2000D-500KD，第一級(jí)納濾膜對(duì)苦咸水鹽分的整體平均截留率在40-95%之間，第二級(jí)反滲透膜系統(tǒng)對(duì)苦咸水鹽分的整體平均截留率>90%。本實(shí)用新型點(diǎn)各部分說(shuō)明A.本實(shí)用新型系統(tǒng)包含了精密過(guò)濾器、超濾膜分離裝置、超濾膜透析罐、納濾(或低截留率反滲透)膜系統(tǒng)、納濾(或低截留率反滲透)膜透析罐、反滲透膜系統(tǒng)、反滲透膜透析罐、泵、能量回收裝置和連接各部分的管路；B.苦咸水輸送泵連接精密過(guò)濾器；精密過(guò)濾器通過(guò)泵與超濾膜系統(tǒng)連接，超濾膜系統(tǒng)透析液連接到超濾透析罐；超濾透析液通過(guò)泵與納濾(或低截留率反滲透)膜系統(tǒng)連接，納濾(或低截留率反滲透)膜系統(tǒng)的透析管連接到納濾(或低截留率反滲透)膜透析罐； 納濾(或低截留率反滲透)透析罐再通過(guò)泵與反滲透系統(tǒng)連接；C.納濾(或低截留率反滲透)膜系統(tǒng)的濃縮液可依據(jù)能耗的要求連接能量回收裝置，用于提升一部分超濾透析液的壓力，獲得增壓后的超濾液通過(guò)管道進(jìn)入納濾(或低截留率反滲透)膜系統(tǒng)。如果濃縮液不回收能量可以通過(guò)管路連接于超濾膜透析側(cè)用于反沖或排放；[0033]D.反滲透膜系統(tǒng)的濃縮液可以通過(guò)管路連接于超濾膜透析側(cè)用于反沖或通過(guò)管路返回納濾(或低截留率反滲透)膜系統(tǒng)中回用；E.超濾膜截留孔徑為0. 002-0. 05um或截留分子量2000D-500KD，第一級(jí)納濾或低
壓反滲透膜對(duì)苦咸水鹽分的整體平均截留率在40-95%之間，第二級(jí)>90% ；F.膜系統(tǒng)操作壓力極低，可使用塑料材質(zhì)的管道。本實(shí)用新型涉及一種苦咸水淡化的膜分離的裝置，該膜分離設(shè)備采用兩步脫鹽工藝，降低每步膜過(guò)濾的滲透壓，流程簡(jiǎn)潔，設(shè)備運(yùn)行壓力極低，設(shè)備使用材料普遍，設(shè)備加工要求低，膜元件要求低，分離效果良好。以上所記載，僅為利用本創(chuàng)作技術(shù)內(nèi)容的實(shí)施例，任何熟悉本項(xiàng)技藝者運(yùn)用本創(chuàng)作所做的修飾、變化，皆屬本創(chuàng)作主張的專(zhuān)利范圍，而不限于實(shí)施例所揭示者。
權(quán)利要求1.一種超低壓苦咸水淡化膜分離裝置，其特征在于包括精密過(guò)濾器、超濾膜系統(tǒng)、超濾膜透析罐、納濾膜系統(tǒng)、納濾膜透析罐、反滲透膜系統(tǒng)、泵及連接各部分的管路；所述的精密過(guò)濾器與苦咸水輸送泵連接，精密過(guò)濾器通過(guò)循環(huán)泵與超濾膜系統(tǒng)連接，超濾膜系統(tǒng)透析液連接到超濾透析罐，超濾透析液通過(guò)增壓泵與納濾膜系統(tǒng)連接，納濾膜系統(tǒng)的透析液連接到納濾膜透析罐，納濾膜透析罐再通過(guò)增壓泵與反滲透膜系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低壓苦咸水淡化膜分離裝置，其特征在于所述的納濾膜系統(tǒng)的濃縮液出口連接一能量回收裝置用于提升一部分超濾膜系統(tǒng)透析液的壓力，獲得增壓后的超濾透析液通過(guò)管道進(jìn)入納濾膜系統(tǒng)的進(jìn)口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低壓苦咸水淡化膜分離裝置，其特征在于所述的納濾或低截留率反滲透膜系統(tǒng)的濃縮液直接排出或返回到超濾膜系統(tǒng)進(jìn)行反沖洗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低壓苦咸水淡化膜分離裝置，其特征在于所述的反滲透膜系統(tǒng)的濃縮液可以通過(guò)管路連接于超濾膜分離系統(tǒng)的透析側(cè)用于反沖或通過(guò)管路返回納濾膜系統(tǒng)中回用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的超低壓苦咸水淡化膜分離裝置，其特征在于所述的超濾膜分離系統(tǒng)的膜截留孔徑為0. 002-0. 05um或截留分子量2000D-500KD，納濾膜系統(tǒng)對(duì)苦咸水鹽分的整體平均截留率在40-95%之間，反滲透膜系統(tǒng)對(duì)苦咸水鹽分的整體平均截留率>90%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的超低壓苦咸水淡化膜分離裝置，其特征在于所述的納濾膜系統(tǒng)可以由低截留率反滲透膜系統(tǒng)替換。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超低壓苦咸水淡化膜分離裝置，其特征在于所述的納濾膜系統(tǒng)可以由低截留率反滲透膜系統(tǒng)替換。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種超低壓苦咸水淡化膜分離裝置，包括精密過(guò)濾器、超濾膜系統(tǒng)、超濾膜透析罐、納濾膜系統(tǒng)、納濾膜透析罐、反滲透膜系統(tǒng)、泵及連接各部分的管路；所述的精密過(guò)濾器與苦咸水輸送泵連接，精密過(guò)濾器通過(guò)循環(huán)泵與超濾膜系統(tǒng)連接，超濾膜系統(tǒng)透析液連接到超濾透析罐，超濾透析液通過(guò)增壓泵與納濾膜系統(tǒng)連接，納濾膜系統(tǒng)的透析液連接到納濾膜透析罐，納濾膜透析罐再通過(guò)增壓泵與反滲透膜系統(tǒng)連接。本裝置具有設(shè)備運(yùn)行壓力極低、苦咸水淡化效果好及設(shè)備運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F103/08GK202279734SQ20112033532
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者吳章鋒 申請(qǐng)人:吳章鋒