专利名称：浓水循环反渗水处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是ー种浓水循环反渗水处理系统，是以反滲透原理工作的水处理系统，可以把绝大部分浓水回收利用，減少原水消耗量，降低能耗。
背景技术：
目前,反渗水处理系统均由前处理系统、反渗系统、电控系统组成。有些带浓水回馈功能的有浓水回馈系统。但是都没能很好解决“浓水量与产水量之比”与原水消耗量，节水与膜寿命的矛盾。反渗膜的參数
海德能超低压4寸膜参数
I盐情
型号 ESPAl-4040 ΕΞΡΑ2-4040 ESPA4-4040 士-40 _____40 一
产水量 9. 8m3/d 7.2m3/d 9.5m3/d U__.___；___J/<1 _
脱Si率99. 3%99. 6%99. 2%99%
IiS； 蘇 mwr
膜材料芳香聚酰肢芳香聚酰胺芳香聚酰肢聚酰
一胺
■" 77ft
有效膜面枳 85ft2/7. 9m2 85￡t2/T. 9m285ft2/7. 9m2 2/7. 2m
-2
最大运行逐力600psi600psi600psi60 ps
I
最大进孟縛1 浓 O. lmg/LO. lmg/L0. ImgA 。ぷ
最高进水振!度1130C/450C1130C/450C 1130C/450CQ1^oc
最高 PH值范围3-103-10' 3-10' 3-10 .
最大进水度I. ONTUI. ONTU I. ONTU1^nt
最大进水 SDI155.05.0' 5.05.0
最大进水流童3. 6m2/h3. 6m2/h 3. 6m2/hj· /
最小浓水量与产~~^
—水量比值 —5-1 __ ケ1 _…1 _ 1 _
10PSI10PSI10PSI10PSI
_ カ损失 _
注:依据温度差异,产水量偏差在15 左右，每一支膜元件在出厂时均包含ー个浓 水密封圈，一个连接适配器及相应的。型圈■全部膜元件均真空密封在聚乙稀塑料 袋中并添加不大于I. 056浓度的亚硫酸氢納作为保护液,真空保护的膜元件最终贮 存于纸箱中·_反渗膜(后面简称“膜”)有许多工作參数，现在要讨论的两个重要參数1.清除率。2.最小浓水量与产水量之比。(后面简称“浓水比”)I.清除率一般在99% 99. 6%之间。(不同型号的膜是不同的)表述的是膜的清除能力。其意义是假设浓水中有1000个杂质，通过膜的过滤，膜可截留990 996个，产出的净水中只有10 4个杂质。2.最小浓水比不得小于5 I.。表述的是膜的工作条件。其意义是要产出lT/h的浄水，流入的浓水不得少于5T/h。这个指标，是保证膜的浓水侧要有足够的水量和流速，在工作时不断冲刷膜，使其不致很快被堵塞、失效，造成不可逆的损坏。条件允许情况下，浓水比越大越好。现有反渗水处理系统工作流程是，原水通过前级泵加压，经前处理系统滤除大颗粒杂质及软化，再通过反渗泵把原水加压到反渗压力，(一般在O. 8 I. 5Mpa)进入反渗膜，经过膜的反渗，从膜的另ー侧就可得到较纯净的水。其余的被浓缩的水，经调压阀排放棹。膜进水量=产出净水量*5 (浓水比)是膜正常工作必须的条件。膜进水量=原水量。这就是说每产出一份的净水就要有4份的浓水当做废水排棹。产IT排4T。这仅仅还是满足了膜对浓水比的最低要求。如果加大浓水比，浓水排量将更大。大量浓水排放不仅浪费了水，原水被反渗泵加压到很高的反渗压状态，进入膜反 渗产水后，从膜流出时还处于反渗压状态，其携带很多能量。但经调压阀被减压至OMpa排放了。在这个环节中还有相当大的能量浪费。究其原因在干I。现有的反渗水处理系统受限于浓水比这个參数，.为了保证膜的正常工作和使用寿命，必须保证浓水比>5 1，(如果不这样，膜的出水量、清除率都将很快下降，导致膜的失效。)就是产lT/h水要进5T/h水。这5T/h进水主要不是为了保证产水质量的，而是保证膜正常工作的。就为了满足这个条件，4T/h水被排放了。2..没有充分利用膜的清除率。举例现以要求产出净水浓度40ppm，膜的清除率99. 5%，原水浓度300ppm，来分析。实际产出净水浓度=原水浓度* (1_清除率)=300* (1-0. 995) = 1.5ppm。实际净水浓度远低于要求标准。浪费了水、电资源，也没有很好的、有效的利用膜的清除率。减小浓水比，从规定的最小5 1，减至3 1、2 I。这样减少了进水，也减少了排水，还减小了泵的规格，节水了，也降低了成本。但破坏了膜的正常工作条件，使膜在工作时很快堵塞，清除率、出水量很快下降，造成膜的报废。这是以牺牲膜的寿命为代价的，是不可取的。原水用量、浓水排量局限于浓水比不能减小，是造成浪费的关键。如能在保证浓水比前提下，減少排水量，使原水得到足够的浓縮，就可节省水和能。现有浓水回馈反渗水处理系统工作流程是把从膜出口排出的，通过调压阀减压的浓水，或直接、或经浓水中间储罐后回馈至前级泵，或反渗泵的入ロ，经反渗泵加压后再进入膜内反滲。这种浓水回馈系统減少了浓水的排放量，減少了原水消耗量。但是I.这种浓水回馈方式回馈的浓水是经调压阀减压后再回馈的，能量损失很大。这样的回馈流程并没有減少反渗泵(前级泵)的工作流量。为满足浓水比5 1，反渗泵仍要把5T/h水(如产水量是lT/h)升压到O. 8 I. 5Mpa，进入膜产水。这些浓水携带了很多能量。但只有lT/h的水产出，4/5流量的高压水还是经调压阀减压，从高压态降为常压，再进入回馈系统的。这些高压浓水所携帯的能量被浪费了2.采用中间浓水储罐中的浓水回馈系统，不但有能量损失，还因排浓水、进原水是同时进行，会有不少新进的原水随同浓水混在一起排出，造成损失。虽通过精心设计进、排ロ位置和中间水罐内腔水流方式，可減少ー些混排损失，但终不能全部消除这种现象。3.这种浓水回馈方式，浓水回馈量的精确控制较复杂、困难。
发明内容采用ー种浓水循环反渗水处理系统，由前处理系统、反渗系统、浓水循环系统组成，其特征是在反渗膜的进、出口之间，建立ー个浓水循环系统；从反渗膜出口排出的绝大部分浓水，不减压，经循环管路由循环泵直接回馈给反渗膜的入ロ，再反滲、浓缩，如此反复循环。达到I使原水流量与浓水比基本无关。尽量提高浓水比，充分满足膜对浓水比的要求，延长膜的使用寿命。2..把清除率充分有效的利用。在满足产水浓度要求的前提下，充分浓缩原水。 3.浓水回馈利用过程中尽量避免能量损耗。浓水比>5 I实质是要求流过膜表面的水要有一定的流速、流量。保证膜表面积累的杂质被及时、充分的冲刷走，膜才不会被堵住。只要能保证流过膜表面的浓水流量与净水量之比> 5，对膜的冲刷作用就能得到保证，并非是要求原水量与净水量之比> 5。。而这个浓水流量与原水流量应基本无关。在这样的分析考虑下，本实用新型反渗系统流程的特征是在膜出口与膜进ロ之间设计了一个循环系统。由这个循环系统来保证流过膜的浓水量达到浓水比的要求。循环系统包括循环管路、循环泵。整个循环系统工作在反渗压カ之下。浓水在循环系统中循环流动，其流动动カ由循环泵提供。由膜出口排出的绝大部分浓水，与反渗泵送来的一小部分的原水混合后，经循环泵再进入膜入口。大量的循环水在循环管路中高速流动。保证了对膜的充分冲刷，也就是达到了膜对浓水比的要求。一小部分浓水经调压阀减压后排放。调节调压阀就可调节浓水排放量，也调整了产出净水的浓度。现在的最小浓水比并不是通过加大原水流量(反渗泵的流量)来达到了。而是靠大量的循环浓水，或可说循环泵的流量来保证了。浓水比的大小是在设计时选用多大的循环泵流量決定的，因此加大浓水比，并不需要加大原水用量。这就使原水用量彻底摆脱了决定于产水量B*5(浓水比)的关系。现原水量，浓水排放量只需考虑出水量及出水浓度是否合格就可以。解决了浓水比问题，原水流量、浓水排放量的设计、调整就脱离了浓水比大小的制约，可以根据产水量、清除率、浓水的浓缩情况来设定、调节了。在满足产水浓度要求的前提下，也可以充分浓缩原水，把清除率充分、合理的利用。浓水循环反渗水处理系统是以产出净水的标准来设计、调整各点浓度的。还是以原水浓度=300ppm,净水浓度=40ppm,净水流量=I清除率=99. 5%,浓水比=5 : I为例说明。膜进水浓度=产出净水浓度/ (I-清除率)=40/ (1-99. 5) = 40/0. 005 =8000ρρη ο就是说，只要膜进水浓度< 8000ppm,出水质量就能;^ 40ppm。在保证产水标准的条件下，可以把300ppm浓度的原水浓缩到8000ppm并循环使用。产出净水流量=I 进水流量=产出净水流量*5 = 5[0033]膜进水允许浓度总量=膜进水允许进水浓度*进水流量=8000*5 = 40000ppm 膜出水浓度=膜出水浓度总量/膜出水流量=(膜进水浓度总量-产出净水浓度总量)/膜出水流量=(8000*5-40*1)バ5-1) = 9990ppm循环水浓度=膜出水浓度=排水浓度=9990ppm膜进水流量=产出净水流量*5 =循环水流量+原水流量=5膜出水流量=膜进水流量-产出净水流量=5-1 = 4排水流量 原水浓度/膜出水浓度 O. 027 (通过计算、实验得出)循环水流量=膜出水流量-排水流量=4-0. 027 = 3. 973原水流量=产出净水流量+排水流量=1+0. 027 = I. 027原水总浓度=原水浓度*原水流量=300*1. 027 = 308. I循环水浓度总量=循环水浓度*循环水流量==9990*3. 973 = 39690. 3循环过来，再算膜进水浓度=(原水总浓度+循环水总浓度)/膜进水流量=(308. 1+39690. 3)/5 = 7999. 67 ^ 8000ppm反复循环,膜进水浓度稳定在8000ppm,产出净水浓度保持40ppm稳定合格。从下表中可看出，浓水循环反渗水处理系统原水利用率高达97. 4%。耗水、产水比是I. 027。废水排放只有产水量的1/37。节水效果非常显著。
「净水浓净水量~I排废水浓I排废水量原水浓度I消耗原水I消耗产出
__&___g__量_
浓水循 40ppm I9990ppm 0.027 300ppm 1.0271.027:1=1.027~ 环___ , __从节能角度分析因浓水循环是在调压阀之前，没经调压阀减压，所以循环系统整体都处在反渗压カ状态下，浓水直接回馈给了膜进ロ，避免了减压过程的能量损失。在相同产水量，原水浓度ー样的条件下，浓水循环反渗水处理系统系统只排放量很少的废水，耗水少，带走能量少。膜排出大量的浓水一直保持在高压状态循环流动。整个循环系统是ー环状通路，管路简短，除了膜压降O. 05 O. 07Mpaタト，几乎没有什么流动阻力。虽然循环流量较大，但是要求循环泵提供的能量并不大，可选用低压、大流量的循环泵，系统能耗很小。虽然多了一台循环泵，但浓水循环反渗水处理系统系统原水用量只有产出净水量的 1，而不是5倍。所以前处理部分只需处理1/5的水量。前级泵及各个前级部件可縮小到1/5，反渗泵也可以缩小到1/5。这就減少了能源的消耗。同时也減少了制造成本和使用成本。现以杭州特种泵业所产的泵系列为例分析、设计ー下。设计要求是产水30L/min，I. 8T/h，产出净水浓度40ppm。原水浓度300ppm。从下表可以看出本实用新型浓水循环反渗水处理系统设计原水耗水量2T/h，在保证浓水比=5 I的条件下，原水利用率90%。功耗4. 15kw。
权利要求1.一种浓水循环反渗水处理系统，由前处理系统、反渗系统、浓水循环系统组成，其特征是在反渗膜的进、出口之间，建立ー个浓水循环系统；从反渗膜出ロ排出的绝大部分浓水，不减压，经循环管路由循环泵直接回馈给反渗膜的入ロ，再反滲、浓缩，如此反复循环。
专利摘要本实用新型涉及一种浓水循环反渗水处理系统，由前处理系统、反渗系统、浓水循环系统组成，在反渗膜的进、出口之间，建立一个浓水循环系统；从反渗膜出口排出的绝大部分浓水，不减压，经循环管路由循环泵直接回馈给反渗膜的入口，再反渗、浓缩，如此反复循环。本系统使原水流量与浓水比基本无关；尽量提高浓水比，充分满足膜对浓水比的要求，延长膜的使用寿命。
文档编号C02F9/02GK202594873SQ20122003317
公开日2012年12月12日 申请日期2012年2月3日 优先权日2012年2月3日
发明者高芳林 申请人:高芳林