節(jié)能型高鹽反滲透裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種節(jié)能型高鹽反滲透裝置，由通過管道連接的給水箱、給水泵、保安過濾器、高壓泵、增壓泵、壓力交換式能量回收器、RO產水箱、濃水箱和兩段反滲透膜組成，給水箱出水經過濾器后分為兩路，一路至能量回收器的低壓進水端，另一路送至I段反滲透膜的輸入端，I段反滲透膜的RO產水端和RO濃水端分別輸接至RO產水箱的進口端和Ⅱ段反滲透膜的輸入端，Ⅱ段反滲透膜的RO產水端和RO濃水端分別輸接至RO產水箱的進水口端和能量回收器的高壓進水端，能量回收器的高壓出水端和低壓出水端分別接至I段反滲透膜的輸入端和濃水箱的進水口端。本發(fā)明產品主要應用于化工企業(yè)的廢水零排放系統(tǒng)中，可大大節(jié)省零排放系統(tǒng)的一次性投資。
【專利說明】節(jié)能型高鹽反滲透裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于水處理設備【技術領域】，涉及一種用于內陸石化企業(yè)廢水零排放工藝的 節(jié)能型高鹽反滲透裝置。

【背景技術】
[0002] 隨著國家對環(huán)境保護的要求越來越高，內陸石化企業(yè)迫切需要實施廢水零排 放。在廢水零排放工藝中，反滲透膜濃縮是必須的工藝階段。石化企業(yè)零排放工藝的來水 一般接收的是中水回用的反滲透濃水或污水處理后的合格產水，由于水中一般含鹽量在 10000mg/L以上，所以我們將處理進水含鹽量在10000mg/L以上的反滲透裝置叫做濃水反 滲透裝置。工作時，濃水反滲透裝置將前端中水回用的反滲透濃水進行倍量的濃縮，為后續(xù) 蒸發(fā)結晶單元提供經濟條件。目前，本領域公知的進水含鹽量超過l〇〇〇〇mg/L的濃水反滲 透裝置基本不配備能量回收設施，由于現有濃水反滲透裝置的進水壓力一般在2MPa以上， 運行壓力高，所以其II段反滲透膜的濃水壓力就高，以往將II段反滲透膜的2MPa以上的高 壓濃水直接輸送到下段工藝單元，造成能量的大量浪費。現有技術中雖也有少量的反滲透 裝置配備透平式能量回收器，但此類裝置的能量回收效率也只有60%左右。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種結構合理、操作方便、 節(jié)能效果顯著的節(jié)能型高鹽反滲透裝置。
[0004] 為實現上述發(fā)明目的而采用的技術解決方案是這樣的：所提供的節(jié)能型高鹽反 滲透裝置由通過管道連接的給水箱、變頻給水泵、保安過濾器（即過濾精度為5ym的過濾 器）、高壓泵、I段反滲透膜、II段反滲透膜、段間變頻增壓泵、壓力交換式能量回收器、R0產 水箱、濃水箱組成，給水箱的出水經變頻給水泵和保安過濾器后分為兩路，一路由能量回收 器低壓進水管送至壓力交換式能量回收器的低壓進水端，另一路送至I段反滲透膜的輸入 端，I段反滲透膜的R0產水端輸接至R0產水箱的進口端，I段反滲透膜的R0濃水端經段間 變頻增壓泵后送至II段反滲透膜的輸入端，II段反滲透膜的R0產水端接至R0產水箱的進 水口端，II段反滲透膜的R0濃水端由能量回收器高壓進水管送至壓力交換式能量回收器 的高壓進水端，壓力交換式能量回收器的高壓出水端和低壓出水端分別通過能量回收器高 壓出水管和能量回收器低壓出水管輸接至I段反滲透膜的輸入端和濃水箱的進水口端。
[0005] 本發(fā)明的技術解決方案還包括：在變頻增壓泵至II段反滲透膜間的管路上裝有第 一排氣閥，在能量回收器高壓出水管的管路和能量回收器低壓出水管的管路上分別裝有一 個調節(jié)閥，在能量回收器低壓出水管的管路還分支旁引出一端外通至地溝的排水管，在排 水管上裝有排水閥。
[0006] 本發(fā)明的技術解決方案還包括：在能量回收器高壓出水管的管路上裝有與調節(jié)閥 連鎖控制的流量計，在能量回收器低壓進水管的管路上裝有與能量回收器低壓出水管上調 節(jié)閥連鎖控制的流量計。
[0007] 本發(fā)明的技術解決方案還包括：壓力交換式能量回收器采用型號為PX220的能量 回收器。
[0008] 本發(fā)明的技術解決方案還包括：1段反滲透膜和II段反滲透膜分別采用型號為 SW30HRLE-400i和SW30ULE-400i的反滲透膜。
[0009] 本發(fā)明所述高鹽反滲透裝置的實施應用使得高鹽廢水的反滲透再回收利用成為 可能，同時也使得零排放工藝末端的多效蒸發(fā)器的規(guī)模減少，從而減少了零排放的一次性 投資。使用普通的反滲透濃縮，會使多效的進水含鹽量達到15000?20000mg/L，水量也 大；而使用了本發(fā)明所述的高鹽的反滲透裝置，可以將水的含鹽量再濃縮一倍，即30000? 40000mg/L，甚至可以達到50000mg/L，水量也小了，這樣就大大減少了多效蒸發(fā)系統(tǒng)的規(guī) 模。另外，本發(fā)明也為反滲透裝置的應用開拓了新的領域，由于目前的海水淡化的反滲透裝 置基本是一段式的，水回收率為45%?50%，本發(fā)明所述高鹽反滲透裝置進水含鹽量類似 與海水，所以可以應用于海水淡化中，提高海水淡化的水回收率10?20個百分點。本發(fā)明 所述高鹽反滲透裝置的能量回收效率達到95%以上，產品主要將應用于化工企業(yè)的廢水零 排放系統(tǒng)中，可大大節(jié)省零排放系統(tǒng)的一次性投資。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 附圖為本發(fā)明一個具體實施例結構的工作原理示意圖。
[0011] 圖中各標號名稱分別是：1一給水箱，2-變頻給水泵，3-保安過濾器，4一高壓 泵，5 -I段反滲透膜，6-段間增壓泵，7-II段反滲透膜，8-壓力交換式能量回收器，9一 R0產水箱，10-濃水箱，11一能量回收器低壓進水管，12-能量回收器高壓出水管，13-能 量回收器高壓進水管，14一能量回收器低壓出水管，15-（能量回收器低壓進水）流量計， 16-（能量回收器高壓進水）流量計，17-（能量回收器低壓出水）調節(jié)閥，18-（能量 回收器高壓出水）調節(jié)閥，19一第一排氣閥，20-（能量回收器低壓出水）排水閥，21-第 二排氣閥。

【具體實施方式】
[0012] 以下將結合附圖對本
【發(fā)明內容】
做進一步說明，但本發(fā)明的實際應用形式并不僅限 于圖示的實施例。
[0013] 參見附圖，本發(fā)明所述的節(jié)能型高鹽反滲透裝置主要由通給水箱1、變頻給水泵 2、保安過濾器3、高壓泵4、I段反滲透膜5、段間變頻增壓泵6、II段反滲透膜7、壓力交換式 能量回收器8、R0產水箱9、濃水箱10等組成，其中的保安過濾器3為內裝有5ym過濾精度 聚丙烯濾芯的過濾精度為5ym的過濾器。給水箱1的出水（廢水原水）依次經變頻給水 泵2和保安過濾器3后分為兩路，一路由能量回收器低壓進水管11送至壓力交換式能量回 收器8的低壓進水端，另一路送至I段反滲透膜5的輸入端。I段反滲透膜5的R0產水端 輸接至R0產水箱9的進口端，I段反滲透膜5的R0濃水端經段間變頻增壓泵6后送至II 段反滲透膜7的輸入端，其中在變頻增壓泵6至II段反滲透膜7間的管路上裝有第一排氣 閥19和流量計。II段反滲透膜7的R0產水端也接至R0產水箱9的進水口端，II段反滲透 膜7的R0濃水端則由能量回收器高壓進水管13送至壓力交換式能量回收器8的高壓進水 端，在能量回收器高壓進水管13上裝有第二排氣閥21和流量計。壓力交換式能量回收器8 的高壓出水端和低壓出水端分別通過能量回收器高壓出水管12和能量回收器低壓出水管 14輸接至I段反滲透膜5的輸入端和濃水箱10的進水口端。在能量回收器高壓出水管12 的管路上裝有調節(jié)閥18和與該調節(jié)閥18連鎖控制的流量計16,另外在能量回收器低壓進 水管11的管路上裝有與能量回收器低壓出水管14上調節(jié)閥17連鎖控制的流量計15。
[0014] 本實施例中設置的壓力交換式能量回收器8采用的美國ERI公司出品的型號為 PX220(32-50m3/h)的能量回收器，PX220裝置可以將來自R0膜堆的高壓濃水端的壓力傳遞 給低壓的原水端，這兩股水流在轉子的內通道中直接接觸，從而完成壓力交換。PX220裝置 中的轉子裝在一個間隙尺寸精確的陶瓷套中，該陶瓷套位于兩個陶瓷端蓋之間，當高壓濃 鹽水由高壓端注入時，可形成一個幾乎無摩擦的水力軸承。在水力軸承旋轉的轉子是PX裝 置中唯一的運動部件，在任意時刻，轉子內通道的一半處于高壓水流中，而另一半則處于低 壓水流中。轉子轉動時，通道會通過一個將高壓和低壓隔離的密封區(qū)，這些含有高壓水的通 道與相鄰的含有低壓水的通道被轉子通道間的隔斷和陶瓷端蓋形成的密封區(qū)隔離。
[0015] 本實施例中設置的I段反滲透膜5和II段反滲透膜7分別采用型號為 SW30HRLE-400i和SW30ULE-400i的反滲透膜。
[0016] 本發(fā)明的運行步驟為：
[0017] 一、依次打開第一排氣閥19、第二排氣閥21和PX220裝置的低壓濃水排水閥20， 將PX220裝置高壓側出水調節(jié)閥18和PX220裝置低壓側出水調節(jié)閥17均調到30%開度， 便于控制經過PX220裝置的流量不超過50m3/h，將調節(jié)閥17與流量計15連鎖控制，調節(jié)閥 18與流量計16連鎖控制；
[0018] 二、啟動變頻給水泵2,設定頻率在20Hz，此時原水通過能量回收器低壓進水管11 至壓力交換式能量回收器8,由能量回收器低壓出水管14輸出，進而通過排水閥20使之排 至地溝；
[0019] 三、使步驟二穩(wěn)定運行3min左右，當調節(jié)閥18自動調節(jié)PX220裝置高壓側出水 流量計16讀數為35. 5m3/h，調節(jié)閥17自動調節(jié)PX220裝置低壓側進水流量計15讀數為 35. 5m3/h，穩(wěn)定流量達到要求時，啟動段間增壓泵6至設定頻率35Hz，繼續(xù)進行系統(tǒng)排氣， 排氣約5min;
[0020] 四、關閉系統(tǒng)的第一排氣閥19和第二排氣閥21，并關閉PX220裝置的低壓濃水排 水閥20,啟動高壓泵4至設定頻率30Hz，這時PX220裝置開始在高壓水流的推動下進行轉 動，B點的低壓的原水與J點的高壓的反滲透濃水進行能量交換，低壓水獲得能量從K點出， 匯至高壓泵出口管道，J點的高壓反滲透濃水損失能量降壓后由M點排出；
[0021] 五、反滲透裝置開始正常制水。
[0022] 本發(fā)明所述的節(jié)能型高鹽反滲透裝置目前已在陜西省靖邊縣沙生濕地項目進行 了廢水零排放的濃水反滲透實驗應用，使用PX220能量回收器的苦咸水反滲透裝置，反滲 透進水量90m3/h，產水量54m3/h，濃水量36m3/h，水回收率60 %，進水含鹽量13500mg/cm，溫 度20°C。其與現行反滲透裝置對比的相關數據指標如下表：
[0023]

【權利要求】
1. 一種節(jié)能型高鹽反滲透裝置，其特征在于：由通過管道連接的給水箱（1)、變頻給水 泵（2)、保安過濾器（3)、高壓泵（4)、1段反滲透膜（5)、II段反滲透膜（7)、段間變頻增壓泵 (6)、壓力交換式能量回收器（8)、R0產水箱（9)、濃水箱（10)組成，給水箱（1)的出水經變 頻給水泵（2)和保安過濾器（3)后分為兩路，一路由能量回收器低壓進水管（11)送至壓力 交換式能量回收器（8)的低壓進水端，另一路送至I段反滲透膜（5)的輸入端，I段反滲透 膜（5)的RO產水端輸接至RO產水箱（9)的進口端，I段反滲透膜（5)的RO濃水端經段間 變頻增壓泵（6)后送至II段反滲透膜（7)的輸入端，II段反滲透膜（7)的RO產水端接至RO 產水箱（9)的進水口端，II段反滲透膜（7)的RO濃水端由能量回收器高壓進水管（13)送 至壓力交換式能量回收器（8)的高壓進水端，壓力交換式能量回收器（8)的高壓出水端和 低壓出水端分別通過能量回收器高壓出水管（12)和能量回收器低壓出水管（14)輸接至I 段反滲透膜（5)的輸入端和濃水箱（10)的進水口端。
2. 根據權利要求1所述的節(jié)能型高鹽反滲透裝置，其特征在于：在變頻增壓泵（6)至 II段反滲透膜（7)間的管路上排氣閥（19)，在能量回收器高壓出水管（12)的管路和能量 回收器低壓出水管（14)的管路上分別裝有一個調節(jié)閥（18、17)，在能量回收器低壓出水管 (14)的管路還分支旁引出一端外通至地溝的排水管，在排水管上裝有排水閥（20)。
3. 根據權利要求2所述的節(jié)能型高鹽反滲透裝置，其特征在于：在能量回收器高壓出 水管（12)的管路上裝有與調節(jié)閥（18)連鎖控制的流量計（16)，在能量回收器低壓出水管 (14)的管路上裝有與調節(jié)閥（17)連鎖控制的流量計（15)。
4. 根據權利要求1所述的節(jié)能型高鹽反滲透裝置，其特征在于：所述的壓力交換式能 量回收器（8)采用型號為PX220的能量回收器。
【文檔編號】B01D61/08GK104386782SQ201410682074
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權日:2014年11月21日
【發(fā)明者】齊永紅, 王林, 楊楠, 黨平 申請人:陜西省石油化工研究設計院