本实用新型涉及除盐水技术领域，尤其是涉及一种新型离子交换树脂和离子交换膜集成除盐水处理系统。
背景技术：
水资源是自然生态环境资源的重要组成部分，作为可持续发展的战略性资源，水资源的供需状况与国家经济稳步发展已紧密相连。工业的快速发展使得人类对水资源的需求量逐步加大，水资源短缺成为制约部分区域经济发展的关键因素。例如，我国中西部地区的微碱水储量庞大，除盐水技术的应用可以产生再生水资源，解决部分区域的水资源短缺和水资源配置不均的问题。
离子交换树脂和离子交换膜耦合技术作为除盐水的主要技术，具有占地面积小、出水水质稳定、技术成熟等优点，在我国水处理行业的发展潜力巨大，优势明显，该技术通过极化作用电离的氢离子和氢氧离子可以再生树脂，避免树脂化学再生时废酸废碱液的产生，节约成本。
但离子交换树脂和离子交换膜耦合技术中，树脂循环地进行吸附-解吸，其体积相应的循环着膨胀-收缩过程，该过程易造成树脂颗粒的破碎，极大降低工作效率。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种离子交换树脂和离子交换膜集成除盐水处理系统，该系统利用离子式树脂的预减荷作用，减缓耦合技术中树脂的频繁再生所造成的颗粒破碎现象，实现离子交换树脂和离子交换膜技术的高效结合。
本实用新型所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
一种离子交换树脂和离子交换膜集成除盐水处理系统，其特征在于，包括原水箱、过滤单元、离子式树脂单元、压力式膜单元、离子交换树脂和离子交换膜耦合单元；其中，所述过滤单元包括活性炭过滤器和保安过滤器，所述离子式树脂单元包括弱酸阳离子交换床和树脂捕捉器，所述离子式树脂单元设置于所述活性炭过滤器和保安过滤器之间，所述原水箱输出的原水依次进入活性炭过滤器、弱酸阳离子交换床、树脂捕捉器、保安过滤器、压力式膜单元及离子交换树脂和离子交换膜耦合单元得到除盐水。所述过滤单元的作用是作为预处理，去除原水中的悬浮物、胶体。
按上述方案，优选地，所述压力式膜单元包括超滤装置、多级反渗透装置和中间水箱，所述超滤装置的进水口与所述保安过滤器的出水口相连通，所述超滤装置的出水口与所述多级反渗透装置的进水口相连通，所述多级反渗透装置的出水口与所述中间水箱的进水口相连通，所述中间水箱的出水口与离子交换树脂和离子交换膜耦合单元的进水口相连通。所述中间水箱可设置于所述多级反渗透装置的下方依靠重力进水，或者在所述中间水箱的进水侧管线可设置压力传感器和控制阀用于控制进水。
按上述方案，优选地，所述离子交换树脂和离子交换膜耦合单元包括连续电除盐处理装置和纯水箱，所述连续电除盐处理装置(EDI处理装置)的进水口与所述中间水箱的出水口相连通，所述连续电除盐处理装置的出水口与所述纯水箱的进水口相连通。所述纯水箱可设置于所述多级反渗透装置的下方依靠重力进水，或者在所述纯水箱的进水侧管线可设置压力传感器和控制阀用于控制进水。
按上述方案，优选地，所述离子交换树脂和离子交换膜集成除盐水处理系统还包括与所述纯水箱出水口相连接的臭氧杀菌单元。更优选地，所述臭氧杀菌单元包括杀菌消毒器和臭氧发生器。
按上述方案，优选地，所述活性炭过滤器、所述弱酸阳离子交换床、所述保安过滤器、所述超滤装置、所述多级反渗透膜装置及所述连续电除盐处理装置的进水侧管线上均分别设置有压力传感器和控制阀。其作用是将污水按照一定的压力泵入上述各处理单元。
按上述方案，优选地，所述活性炭过滤器、所述弱酸阳离子交换床、所述保安过滤器、所述超滤装置和所述多级反渗透膜装置的下端均分别设置有反冲洗装置，所述反冲洗装置通过管道与所述中间水箱相连；所述连续电除盐处理装置的下端设置有反冲洗装置，所述反冲洗装置通过管道与所述纯水箱相连。其作用是对上述各装置进行冲洗，防止各滤网或膜结垢，影响除盐水处理效率。
按上述方案，优选地，所述离子交换树脂和离子交换膜集成除盐水处理系统还包括用于控制所述多级反渗透装置进水水温的水温控制单元。
按上述方案，优选地，所述离子交换树脂和离子交换膜集成除盐水处理系统还包括用于加药至多级反渗透装置的加药装置。更优选地，所述加药装置可采用的药物为反渗透高效阻垢剂、还原剂、非氧化性杀菌剂。
按上述方案，优选地，所述加药装置设置在所述水温控制装置与所述多级反渗透装置之间。
按上述方案，优选地，所述弱酸阳离子交换床采用双流式，其上、下部配水装置及中部出水装置采用石英砂垫层，上部配水装置与中部出水装置之间、下部配水装置与中部出水装置之间均填充大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。弱酸阳离子交换床的作用是有效去除水体中Ca2+、Mg2+离子，降低水体的碳酸盐硬度和碱度，缓蚀阻垢，其预减荷作用主要体现在减缓所述EDI处理装置中树脂频繁再生所造成的破碎现象，同时延长所述保安过滤器的滤芯更换频率，避免所述多级反渗透装置结垢，提高系统整体效益。
按上述方案，优选地，所述的超滤装置采用内压式超滤膜组件，以中空纤维膜为主，辅以管式膜、卷式膜。相比于现有技术，本实用新型的有益效果是：
利用弱酸阳离子交换床的预减荷作用减缓所述EDI处理装置中树脂频繁再生所造成的破碎现象，同时延长所述保安过滤器的滤芯更换频率，避免所述多级反渗透装置结垢，提高系统整体效益。本实用新型实现了离子交换树脂和离子交换膜技术的高效结合，形成一套环境友好、用地少、低能耗、处理效果稳定的除盐水处理系统。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的新型离子交换树脂和离子交换膜集成除盐水处理系统的结构示意图。
图中：1-原水箱，2-活性炭过滤器，3-弱酸阳离子交换床，4-树脂捕捉器，5-保安过滤器，6-超滤装置，7-加药装置，8-多级反渗透膜装置，9-中间水箱，10-EDI处理装置，11-纯水箱，12-臭氧发生器，13-杀菌消毒器，14-压力传感器，15-控制阀，16-反冲洗装置，17-水温控制单元。
具体实施方式
以下结合附图和实施案例对本实用新型作进一步描述，以下实施例不应理解为对本实用新型的限制。
如图1所示，本方案所述的一种新型离子交换树脂和离子交换膜集成除盐水处理系统，主要由原水箱1、过滤单元、离子式树脂单元、压力式膜单元、离子交换树脂和离子交换膜耦合单元、以及臭氧杀菌单元连接组成。
其中，所述过滤单元包括活性炭过滤器2和保安过滤器5；所述离子式树脂单元包括弱酸阳离子交换床3和树脂捕捉器4，所述离子式树脂单元设置于活性炭过滤器2和保安过滤器5之间；所述压力式膜单元包括超滤装置6、多级反渗透装置8和中间水箱9，超滤装置6的进水口与保安过滤器5的出水口相连通，超滤装置6的出水口与多级反渗透装置8的进水口相连通，多级反渗透装置8的出水口与中间水箱9的进水口相连通，中间水箱9设置于多级反渗透装置8的下方依靠重力进水，且中间水箱9的出水口与离子交换树脂和离子交换膜耦合单元的进水口相连通；所述离子交换树脂和离子交换膜耦合单元包括连续电除盐处理装置(以下简称EDI处理装置)10和纯水箱11，EDI处理装置10的进水口与中间水箱9的出水口相连通，EDI处理装置10的出水口与纯水箱11的进水口相连通，纯水箱11设置于EDI处理装置10的下方依靠重力进水。
原水箱1输出的原水依次进入活性炭过滤器2、弱酸阳离子交换床3、树脂捕捉器4、保安过滤器5、超滤装置6、多级反渗透装置8、中间水箱9、EDI处理装置10和纯水箱11，得到除盐水。
上述活性炭过滤器2、弱酸阳离子交换床3、保安过滤器5、超滤装置6、多级反渗透膜装置8及EDI处理装置10的进水侧管线上均分别设置有压力传感器14和控制阀15。
上述活性炭过滤器2、弱酸阳离子交换床3、保安过滤器5、超滤装置6和多级反渗透膜装置8的下端均分别设置有反冲洗装置16，所述反冲洗装置16通过管道与所述中间水箱9相连。
上述EDI处理装置10的下端设置有反冲洗装置16，所述反冲洗装置16通过管道与所述纯水箱11相连。
特别地，上述离子交换树脂和离子交换膜集成除盐水处理系统还包括与所述纯水箱11出水口相连接的臭氧杀菌单元，所述臭氧杀菌单元包括杀菌消毒器13和臭氧发生器12。
特别地，上述离子交换树脂和离子交换膜集成除盐水处理系统还包括用于加药至多级反渗透装置的加药装置7。所述加药装置可用于添加反渗透高效阻垢剂、还原剂、非氧化性杀菌剂等药物。
特别地，上述离子交换树脂和离子交换膜集成除盐水处理系统还包括用于控制所述多级反渗透装置8进水水温的水温控制单元17。
特别地，上述弱酸阳离子交换床3采用双流式，内部填充有大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂，上、下部配水装置及中部出水装置采用石英砂垫层，上部配水装置与中部出水装置之间、下部配水装置与中部出水装置之间均填充大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。
特别地，所述的超滤装置6采用内压式超滤膜组件，以中空纤维膜为主，辅以管式膜、卷式膜。
本实用新型提供的离子交换树脂和离子交换膜集成除盐水处理系统的工作流程如下：
原水箱1中的原水通过压力传感器14和控制阀15控制，进入活性炭过滤器2去除大部分悬浮物、胶体后，经压力传感器14和控制阀15控制进入离子式树脂单元中的弱酸阳离子交换床3。在弱酸阳离子交换床3中，水体中Ca2+、Mg2+离子被有效去除，出水进入树脂捕捉器4，去除从弱酸阳离子交换床3冲刷下来的树脂。
经树脂捕捉器4去除树脂后的出水依次经保安过滤器5、超滤装置6、多级反渗透装置8进一步处理后进入中间水箱9。其中，保安过滤器5用于吸附水体中剩余的悬浮物，特别地，通过压力传感器14和控制阀15将压差控制在0.1MPa，可防止其内部内进外出式的滤芯破裂；超滤装置6用于去除水体中的大分子有机物；多级反渗透装置8用于去除水体中部分盐类，此外，在多级反渗透装置8的进水端的外侧，还设置有水温控制系统17(用于控制进水水温)和加药装置7(用于提供药剂)。
反冲洗装置16以中间水箱9中的水作为水源，对过滤单元、离子式树脂单元和压力式膜单元中的各装置进行冲洗，防止各滤网或膜结垢，影响除盐水处理效率。
EDI处理装置10通过离子交换树脂深度脱盐作用、离子交换膜的透过作用对经压力传感器14和控制阀15泵入的中间水箱9的水进行处理。离子式树脂单元(即弱酸阳离子交换床3和树脂捕捉器4)的预减压作用，极大地解决了EDI处理装置10中离子交换树脂的频繁再生所造成的低效率问题。EDI处理装置10出水储存于纯水箱11。
臭氧杀菌单元中的杀菌消毒器13通过臭氧发生器12提供的臭氧对纯水箱11的出水进行深度处理。
需要说明的是，本领域的普通技术人员应该理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替代，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。