反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統(tǒng)及其運行方式的制作方法
【專利摘要】反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統(tǒng)，其特征在于：包括有依次相連的弱酸陽離子交換器及其再生系統(tǒng)、除碳器、反滲透系統(tǒng)、一級混床和二級混床，一級混床與二級混床始終同時串聯(lián)運行，除碳器與反滲透系統(tǒng)之間設(shè)置有加堿堿化系統(tǒng)。所述的一級混床與二級混床共用一套再生系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點及效果：a．能生產(chǎn)出達(dá)到二級除鹽水質(zhì)的除鹽水；b.能實現(xiàn)反滲透的高效運行方式，即回收率達(dá)85-90%，免除添加阻垢劑；c.能實現(xiàn)兩級混合離子交換器的互為接替，以達(dá)到高效運行的模式。
【專利說明】反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統(tǒng)及其運行方式

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及實現(xiàn)高效運行的反滲透與離子交換器組合的除鹽系統(tǒng)及其運行方式，屬于水處理除鹽領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]弱酸陽離子軟化除鹽處理系統(tǒng)、反滲透膜法除鹽處理系統(tǒng)及混合離子交換器除鹽處理系統(tǒng)都分別廣泛應(yīng)用于水處理除鹽領(lǐng)域中。弱酸陽離子軟化除鹽處理系統(tǒng)能除去水中的鈣鎂硬度等鹽分；反滲透處理系統(tǒng)可以以一定脫鹽率去除水中的陰、陽離子，達(dá)到除鹽作用；混合離子交換器是在一級除鹽處理系統(tǒng)之后設(shè)置，即未除鹽水先經(jīng)過陽離子交換器、除碳器、陰離子交換器除去一定比例的陰、陽離子，此經(jīng)過陽離子交換器及陰離子交換器后除鹽的水為一級除鹽水，為了達(dá)到進(jìn)一步除鹽的目的，一級除鹽處理系統(tǒng)之后的除鹽水，再經(jīng)過混合離子交換器進(jìn)行深度除鹽，使混合離子交換器出水達(dá)到二級除鹽水水質(zhì)的要求。
[0003]常規(guī)的膜法與離子交換器相結(jié)合的處理方式多是一級反滲透+ —級陽離子交換器+ —級陰離子交換器+混合離子交換器的除鹽處理系統(tǒng)。這種除鹽處理系統(tǒng)方式從產(chǎn)水水質(zhì)上是能夠滿足或達(dá)到二級除鹽處理的水質(zhì)要求的，但只能使反滲透系統(tǒng)的回收率在75%左右，且還需要對反滲透系統(tǒng)添加阻垢劑以防止反滲透膜結(jié)垢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統(tǒng)及其運行方式，不僅可以生產(chǎn)出達(dá)到二級除鹽水水質(zhì)要求的除鹽水，而且還可以實現(xiàn)反滲透系統(tǒng)及兩級混合離子交換器的高效運行方式。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案:
反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統(tǒng)，其特征在于:包括有依次相連的弱酸陽離子交換器及其再生系統(tǒng)、除碳器、反滲透系統(tǒng)、一級混床和二級混床，一級混床與二級混床始終同時串聯(lián)運行，除碳器與反滲透系統(tǒng)之間設(shè)置有加堿堿化系統(tǒng)。
[0006]所述的一級混床與二級混床共用一套再生系統(tǒng)。
[0007]反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統(tǒng)的運行方式，包括以下步驟:
未經(jīng)除鹽的水先經(jīng)過弱酸陽離子交換器(I)進(jìn)行離子交換處理，以除去碳酸鹽硬度，然后經(jīng)過除碳器(2)處理將碳酸氫鹽轉(zhuǎn)化成的游離二氧化碳去除，以降低碳酸鹽堿度，之后，水質(zhì)經(jīng)過加堿調(diào)節(jié)PH值處理(3)后(調(diào)節(jié)pH值為10左右)成為反滲透入口水，再經(jīng)過反滲透除鹽處理(4)，使水中的陰、陽離子得到一定的去除率，然后，反滲透產(chǎn)品水進(jìn)入一級混床
(5)進(jìn)行除鹽處理，接著再進(jìn)入二級混床(6)進(jìn)行進(jìn)一步除鹽處理，生產(chǎn)出達(dá)到二級除鹽水水質(zhì)要求的除鹽水。
[0008]本發(fā)明所具有的優(yōu)點及效果:
采用本發(fā)明的除鹽系統(tǒng)能生產(chǎn)出達(dá)到二級除鹽水質(zhì)的除鹽水。能實現(xiàn)反滲透的高效運行方式，即回收率達(dá)85-90%，且不需要對反滲透系統(tǒng)添加阻垢劑以防止反滲透膜結(jié)垢。能實現(xiàn)兩級混合離子交換器的互為接替，以達(dá)到高效運行的模式。而離子交換器采用的是反滲透前設(shè)置弱酸陽離子交換器為其后設(shè)置的反滲透系統(tǒng)提供軟化水，以提高反滲透的回收率及免除反滲透阻垢劑的添加；而反滲透系統(tǒng)之后設(shè)置兩級混合離子交換器的組合，即前級混合離子交換器+后級混合離子交換器的組合方式，可對反滲透的產(chǎn)水進(jìn)一步進(jìn)行深度除鹽而達(dá)到二級除鹽水水質(zhì)指標(biāo)的要求，同時，兩級混合離子交換器可采用互為接替的運行方式，實現(xiàn)各自兩級混合離子交換器的高效運行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖；
圖2為本發(fā)明中兩級混床實現(xiàn)高效運行的示意圖。
[0010]圖中:弱酸陽離子交換器及再生系統(tǒng)1，除碳器2，加堿系統(tǒng)3，反滲透系統(tǒng)4，一級混床5，二級混床及再生系統(tǒng)6，閥門A7，閥門B8，閥門C9，閥門D10，閥門E11，閥門F6。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
如圖1所示，反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統(tǒng)，其特征在于:包括有依次相連的弱酸陽離子交換器及其再生系統(tǒng)、除碳器、反滲透系統(tǒng)、一級混床和二級混床，一級混床與二級混床始終同時串聯(lián)運行，除碳器與反滲透系統(tǒng)之間設(shè)置有加堿堿化系統(tǒng)。
[0012]所述的一級混床與二級混床共用一套再生系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統(tǒng)的運行方式，包括以下步驟:
未經(jīng)除鹽的水先經(jīng)過弱酸陽離子交換器(I)進(jìn)行離子交換處理，以除去碳酸鹽硬度，然后經(jīng)過除碳器(2)處理將碳酸氫鹽轉(zhuǎn)化成的游離二氧化碳去除，以降低碳酸鹽堿度，之后，水質(zhì)經(jīng)過加堿調(diào)節(jié)PH值處理(3)后(調(diào)節(jié)pH值為10左右)成為反滲透入口水，再經(jīng)過反滲透除鹽處理(4)，使水中的陰、陽離子得到一定的去除率，此反滲透是以高效方式運行，即回收率在85-90%左右，無須加阻垢藥劑防垢處理。然后，反滲透產(chǎn)品水進(jìn)入一級混床(5)進(jìn)行除鹽處理，接著再進(jìn)入二級混床(6)進(jìn)行進(jìn)一步除鹽處理，生產(chǎn)出達(dá)到二級除鹽水水質(zhì)要求的除鹽水。
[0014]如圖2所示，兩級混床的連接與運行方式為:
反滲透產(chǎn)品水進(jìn)入閥門A (7)和一級混床(5)，再經(jīng)過閥門D (10)進(jìn)入二級混床(6)，產(chǎn)水經(jīng)過閥門E (11)至二級除鹽水箱。
[0015]反滲透產(chǎn)品水進(jìn)入閥門B (8)和二級混床(6)，再經(jīng)過閥門F (12)進(jìn)入一級混床
(5)，產(chǎn)水進(jìn)過閥門C (9)至二級除鹽水箱。
[0016]本發(fā)明采用如下方式實現(xiàn)反滲透的高效運行方式:
a.通過前置弱酸陽離子交換器及除碳器來實現(xiàn)高效反滲透的防垢目的。弱酸陽離子交換器可以去除水中碳酸鹽硬度；水中碳酸鹽堿度可以通過除碳器去除。通過此兩項工藝，可以免除后續(xù)反滲透添加阻垢劑的防垢目的。
[0017]b.通過提高反滲透入口 pH值(10.5?11.0)來實現(xiàn)水中硅酸鹽的防垢。二氧化硅的溶解度隨pH值的增加而增加，設(shè)計及運行中控制反滲透濃水中硅的極限濃度在相應(yīng)PH值下即可。
[0018]c.生物的污染也是通過提高pH值來避免的。在高pH值運行條件下細(xì)菌、病毒、孢子和內(nèi)毒素被溶解和阜化，有機物被乳化或被阜化，得以免除污染。
[0019]本發(fā)明采用如下方式實現(xiàn)兩級混床的高效運行方式:
a.運行時，反滲透產(chǎn)水先經(jīng)過一級混床，然后再經(jīng)過二級混床進(jìn)行深度除鹽，生產(chǎn)出二級除鹽水?；蚍礉B透產(chǎn)水經(jīng)過二級混床，然后再經(jīng)過一級混床進(jìn)行深度除鹽，生產(chǎn)出二級除鹽水。
[0020]b.一級混床處理的水是反滲透產(chǎn)水，水中離子含量要高于二級混床處理的水，即此一級混床的產(chǎn)水為二級混床處理的水，所以運行中一級混床要先于二級混床失效。此時，系統(tǒng)停止運行，一級混床進(jìn)行再生操作。而二級混床此時則不進(jìn)行再生處理。
[0021]c.待一級混床再生處理合格后，一級混床與二級混床繼續(xù)投運，但此時需要將此兩級混床運行順序做一個顛倒，即將已經(jīng)運行過的二級混床作為前級混床設(shè)置，再生好的一級混床串聯(lián)在原二級混床之后作為后級混床運行，這樣做的目的是為了一方面保證出水水質(zhì)達(dá)到二級除鹽水的要求，新再生好的混床設(shè)在后級是為產(chǎn)水水質(zhì)提供保障；另一方面也是為了使兩級混床的運行與再生操作處于合理周期中。否則，一級混床由于要處理的水質(zhì)要遠(yuǎn)差于二級混床，一級混床往往要幾次失效再生后二級混床才能失效再生一次，則此二級混床由于運行時間長會導(dǎo)致床內(nèi)樹脂結(jié)塊，產(chǎn)生偏流或生物污染等危害。二級混床為了不使之長時間運行，都是不等產(chǎn)水指標(biāo)達(dá)到失效就提前再生，即在同樣酸、堿再生劑量下混床周期制水量減少，致使運行不經(jīng)濟。如果對兩級混床采取互相交替運行的方式，可以使兩級混床的樹脂都處于最大工作交換容量中，周期制水量最大以達(dá)到聞效運行的目的。
[0022]d.兩級混床交替運行方式與閥門開啟、關(guān)閉的對應(yīng)關(guān)系如下:
反滲透產(chǎn)水(4)—閥門A(7)— —級混床(5)—閥門D(1) —二級混床(6)—閥門E(Il) —二級除鹽水
閥門開啟:閥門A (7)、閥門D (10)、閥門E (I I)
閥門關(guān)閉:閥門B⑶、閥門C (9)、閥門F (12)
反滲透產(chǎn)水⑷一閥門B(8) —二級混床(6)—閥門F(12)— —級混床(5)—閥門C (9) —二級除鹽水
閥門開啟:閥門B⑶、閥門F (12)、閥門C (9)
閥門關(guān)閉:閥門A (7)、閥門D (10)、閥門E (11)
一級混床、二級混床始終而且必須是同時串聯(lián)運行。首次運行時一級與二級混床同時串聯(lián)運行。有失效再生操作后，運行過的混床就被安排為前級混床，新再生好的混床被后置為后級混床，排在在前面的為前級(一級)，串聯(lián)在后面的為后級(二級)，前級與后級混床無固定順序。
[0023]e.一級混床A(5)與二級混床B (6)在床體設(shè)計、設(shè)備參數(shù)及樹脂型號、樹脂裝填量、再生參數(shù)、再生系統(tǒng)等方面都是一樣的。一級與二級混床共用一套再生系統(tǒng)。
[0024]根據(jù)原水水質(zhì)分析及需要達(dá)到的產(chǎn)水指標(biāo)等情況，依據(jù)數(shù)學(xué)模型及運行經(jīng)驗等確定弱酸陽離子交換器運行及再生控制參數(shù)、反滲透運行控制參數(shù)(主要包括調(diào)節(jié)入口水PH值的控制值)、一級混床運行失效及再生控制參數(shù)、二級混床再生控制參數(shù)等指標(biāo)。
【權(quán)利要求】
1.反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統(tǒng)，其特征在于:包括有依次相連的弱酸陽離子交換器及其再生系統(tǒng)、除碳器、反滲透系統(tǒng)、一級混床和二級混床，一級混床與二級混床始終同時串聯(lián)運行，除碳器與反滲透系統(tǒng)之間設(shè)置有加堿堿化系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統(tǒng)，其特征在于:所述的一級混床與二級混床共用一套再生系統(tǒng)。
3.反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統(tǒng)的運行方式，其特征在于包括以下步驟: 未經(jīng)除鹽的水先經(jīng)過弱酸陽離子交換器(I)進(jìn)行離子交換處理，以除去碳酸鹽硬度，然后經(jīng)過除碳器(2)處理將碳酸氫鹽轉(zhuǎn)化成的游離二氧化碳去除，以降低碳酸鹽堿度，之后，水質(zhì)經(jīng)過加堿調(diào)節(jié)PH值處理(3)后成為反滲透入口水，再經(jīng)過反滲透除鹽處理(4)，使水中的陰、陽離子得到一定的去除率，然后，反滲透產(chǎn)品水進(jìn)入一級混床(5)進(jìn)行除鹽處理，接著再進(jìn)入二級混床(6)進(jìn)行進(jìn)一步除鹽處理，生產(chǎn)出達(dá)到二級除鹽水水質(zhì)要求的除鹽水。
【文檔編號】C02F9/04GK104445736SQ201410700283
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月12日
【發(fā)明者】武哲, 武慧, 楊少才, 周多, 侯亞波, 苗宇 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院