专利名称：三级工业废水深度处理的反渗透过滤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水处理过滤装置，尤其涉及对三级工业废水进行深度处理的反渗透过滤装置。
背景技术：
成熟、先进、高效的水处理技术不仅包含稳定、达标的出水质量，还包括尽量高的设备使用寿命和尽量低的运行成本。针对不同水质的具体特点通常需要设计不同的水处理净化工艺、选取与净化工艺和输出水质标准相适应的过滤装置，其中，对工业废水进行深度处理的最为关键的工艺为反渗透(RO)薄膜分离过程。由于反渗透薄膜分离技术虽具有出水质量高等优点，但也有诸如进水为三级工业废水时，反渗透膜元件容易结垢或污堵，从而引起水流通量下降，化学清洗频繁等缺点，因此，保证反渗透过滤的连续正常运行就至关重要，也非常困难。尤其是对于某些特定的输入水质，前述缺点更为突出。
比如对于电镀或线路板生产中的废水，一般需要依次经过格栅、调节池进行均化处理后，再注入反应池和沉淀池，在反应池中填加适量的絮凝剂和助凝剂，并进行pH调整，进入沉淀池，所得上清液，可以达到国家和地方一级排放的标准COD≤90mg/L、悬浮物≤60mg/L、pH6～9。上述这种出水或处理液，即三级工业废水并不能满足回用的要求，因此对水资源的消耗或浪费现象仍旧没有解决，一般还需要进行深度处理或净化，才可以将前述工业废水进一步处理为可重复利用的工业用水。
由于电镀或线路板废水的处理液在絮凝沉淀过程中会产生大量的胶体物质，含有较多的溶解性的金属离子以及高分子化合物，在使用反渗透薄膜分离技术进行深度处理时，特别容易导致反渗透膜元件的污堵，严重时整个水处理系统通量大幅度降低，因此需要对反渗透系统进行及时的自动清洗才能保证反渗透过滤装置长时间、连续地正常达标运行；此外，现有的反渗透系统，一般都采用两段串联安装方式，其中一段过滤容器的浓水进二段过滤容器再行过滤，以尽量提高回收率，而各段过滤容器中的过滤用的膜元件一般都是串联连接的。这种结构的反渗透过滤装置中，一段过滤容器的进水可以由高压泵来保证足够的过滤压力，而对于二段或三段过滤容器来说，由于整个水处理系统通量大幅度降低，从而导致二段或三段过滤容器的末端膜元件压力降低，流量减少，其中的过滤用的膜元件特别容易被污堵、难以有效地稳定运行，由此也增加了化学清洗频率以及过滤耗材的更换频率和深度处理的运行成本。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是旨在提供一种自身具有清洗功能的反渗透过滤装置。
本发明进一步的目的是旨在提供一种能够有效防止末段过滤容器中的末端膜元件被污堵的反渗透过滤装置。
为解决上述技术问题，本发明提出一种三级工业废水深度处理的反渗透过滤装置，至少包括一段过滤容器和二段过滤容器；经预处理的中间水从所述一段过滤容器的进水口输入，其浓水出口与所述二段过滤容器的输入口相通；所述二段过滤容器的浓水经浓水出口输出；所述两段过滤容器的产水出口通过第一阀门输出产品水，其特征在于所述一段过滤容器的浓水出口与所述二段过滤容器的入口的连通管路中设置有第二阀门；所述一段过滤容器的产水出口还通过第三阀门与所述二段过滤容器的进水口相通；所述一段过滤容器的浓水出口还可经第四阀门输出浓水。
为了弥补二段或末段运行压力不足的缺陷，防止其中的膜元件被污堵，可在上述结构基础上，可在一段的产水出口与第一阀门之间还设置一个可以控制一段过滤容器产水流量的憋压阀门。这种设计特别适合运用在三段安装方式的反渗透装置中。
采用上述串联结构后，在正常运行时，一段过滤容器的浓水成为二段过滤容器的进水，再行过滤，以提高系统回收率；而在需要对过滤容器中的膜元件进行反清洗时，系统装置不再产水，此时，可以通过各个阀门的控制开合，实现1.利用一段过滤容器所得产品水清洗置换二段过滤容器中的浓缩水；2.一段过滤容器中的浓缩水可以利用经预处理的中间水直接加以清洗置换。这样，就使得反渗透过滤装置在停机时，保证了过滤容器中各膜元件里的水是没有经过浓缩的清洁水，从而，把膜元件结垢和污堵的风险降到最低点。
特别设置的一段过滤容器的产水憋压阀门可以通过控制、调节一段过滤容器的产水通量，增大二段及末段过滤容器的输入压力和流量，确保二段及末段过滤容器中的膜元件、尤其是位于末端的膜元件避免结垢和污堵，藉此可显著提高本发明所述装置的运行稳定性、延长装置的使用寿命，有效降低深度处理的成本。
图1是使用本发明所述的反渗透装置的安装结构示意图。
具体实施例方式
本发明主要是针对三级工业废水在进行深度处理时使用的反渗透薄膜过滤装置的构成加以改进的，反渗透薄膜分离技术具有过滤效果好、出水质量高等优点，但特别容易出现反渗透过滤容器中的膜元件膜面结垢和污堵的现象，为确保反渗透工艺的顺利进行，一般要对输入反渗透过滤容器的废水进行高效、稳定、可靠的预处理，然后才可进行反渗透薄膜分离过滤。
在进行反渗透薄膜过滤时，本发明采用的反渗透过滤装置的一种实施方案可参照附图1，以二段RO系统为例，包括一段过滤容器1和二段过滤容器2；在每一段过滤容器中均依通常方式，设置了一个以上、并联的过滤容器，如图1所示，实践中，采用两段式反渗透过滤方式时，一般在一段中，设置四个并联的过滤容器，在二段中设置两个过滤容器，即四、二式结构；而在采用三段式反渗透过滤时，过滤容器的设置一般是三、二、一式结构，即二段过滤容器的浓水输出给三段再次过滤，三段过滤容器的产水并入回用水池3，其浓水回收进行化学处理或排出。
上述一段过滤容器1的进水一般由高压泵5经进水口11向内输入经过预处理的合格水(通常所述的中间水)，即本发明的入水从一段过滤容器的进水口11输入，一段过滤容器的浓水出口12与二段过滤容器的进水口21相通，以使一段过滤容器1所得浓水经二段过滤容器2再行过滤，二段过滤容器的浓水出口22经第五阀门55将浓水输出或交给三段过滤容器进一步过滤，一、二两段过滤容器的产水通过第一阀门51并入回用水箱，前述两段或三段式过滤的目的是尽量提高回收率。不难看出，这里的第一阀门51可以同时控制一、二两段过滤容器的产水输出，显然，使用双阀门和双管道分别单独控制一、二两段过滤容器的产水与本发明的结构、目的和功能实质上无异，应当在本发明的保护范围之内。
为了能够在本发明所述装置停机时，利用装置内部自产的净水或中间水源实现反渗透过滤容器中膜元件的适时自动清洗，尽量降低化学清洗的频次，本发明特别在上述一段过滤容器的浓水出口12与二段过滤容器的进水口21的连通管路中设置有第二阀门52；一段过滤容器的产水出口13还通过第三阀门53与二段过滤容器的进水口21实现相通；一段过滤容器的浓水出口12还可以经第四阀门54直接输出。
上述结构的反渗透薄膜过滤装置正常工作时，第一阀门51、第二阀门52以及第五阀门55打开，第三阀门53、第四阀门54则关闭，三级工业废水经过预处理从中间水箱由高压泵加压输入到一段过滤容器的进水口11，过滤所得的一段产水直接从一段过滤容器的产水出口13输出回用，一段所得浓水从一段过滤容器的浓水出口12经第二阀门52输出到二段过滤容器的输入口21再行过滤，过滤所得二段产水直接输出回用，二段所得浓水经第五阀门55输出后，回收进行化学处理或排出到生化系统的调节池4。
在停机自动清洗时的工作原理是首先，第一阀门51关闭，系统不再产出净水；第二阀门52关闭；第三阀门53、第四阀门54和第五阀门55打开；此时，二段过滤容器2不再处于过滤状态，而是处于清洗状态，即一段过滤容器1进行正常过滤，过滤所得的一段产水经第三阀门53输入到二段过滤容器2内，同时一段所得浓水不再输入到二段过滤容器内，据此可以迅速将二段过滤容器的膜元件内的浓水加以置换，可能污堵二段过滤容器中的膜元件膜面的胶体等物质将被有效清洗；待二段过滤容器2清洗完成后，可以继续进行一段过滤容器的膜元件的清洗再将第三阀门53也关闭，一段过滤容器1不再进行正常过滤，而是利用高压泵输入的预处理合格水迅速置换一段过滤容器中的膜元件内的浓缩水，将可能污堵一段过滤容器中的膜元件的胶体等物质清洗置换掉。
这里所述的清洗顺序主要是考虑到反渗透薄膜过滤装置一般情况下，不适合长时间停机待用，但实践中，也不能一味要求用户长时间连续运转，短暂的停机应当被允许，此时应当尽量保证处于待用状态的过滤容器中的膜元件内浓水已被有效置换，上述的清洗顺序就是为了有效避免在清洗一段过滤容器中的膜元件时，重新污染二段过滤容器中的膜元件的现象出现。
正常运行时，对一、二段过滤容器中的膜元件清洗的具体停机时机，可以选择在储存已经预处理的中间水的水箱6中的水位下降到低水位时进行清洗，此时可由预先设置在中间水箱中的水位控制浮球开关或类似的能够监测水位的水位传感器61输出指令，引导本发明所述的反渗透过滤装置的控制装置进入停机自动清洗程序，从而实现上述的清洗动作的自动化运行，目的是保证高压泵5有足够的水源输入到一段过滤容器1中。
为了实现本发明装置停机清洗过程的自动化程度，可以将上述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门均选用电动阀门，各个电动阀门均分别受控于反渗透过滤装置的控制装置，所述的控制装置可接收来自中间水箱的水位传感器61的信号，确定是否进入停机清洗状态。
采用一、二段串联安装的反渗透系统的优点前面已经阐述，实践中，往往是末段(即二段或三段)过滤容器中，串接的各个膜元件中的末端膜元件最容易被污堵，原因就在于所述末段的末端反渗透膜元件流量小、压力低、流速慢，携带能力降低，也就是说，位于末段过滤容器中的末端反渗透膜元件在长期运行后将首先，也是最有可能被污堵；为此，本发明做了进一步地设计改进在一段过滤容器中的产水出口13与第一阀门51之间还设置有可以控制产水流量的一段产水憋压阀门56，目的是在正常过滤时，适当控制、限制一段过滤容器中的产水流量，调节或提高进入二段过滤容器2内的进水流量和压力，以避免二段过滤容器中膜元件过早地被污堵；而对于三段式反渗透过滤装置来说，前述的一段产水憋压阀门56的设置作用会更为显著，可以大大延长本发明所述装置的使用寿命和运行的稳定性。
在三段式反渗透过滤装置中，二段过滤容器的浓水出口则输入到三段过滤容器的进水口，进行进一步的过滤，以提高产水率(回收率)，清洗时也可借助一段或二段的产水置换三段过滤容器中的膜元件内的浓水，具体的清洗顺序最好也选择先三段，再二段，后一段，其道理是一样的。
本发明主要是利用反渗透过滤装置自身具有的优良特性，大幅度提高经初步处理后所得的仅仅符合国家和地方一级排放标准的三级工业废水的再过滤质量，同时保证设备本身能稳定、高效并长期运行，降低水处理的成本，经济效益相当明显。
实践证明，经过上述反渗透系统处理的电镀或线路板废水，其产水水质优于城市供水标准，能够满足工业用水的要求和指标。
需要说明的是，上述方案虽然主要是针对电镀或线路板废水经三级处理后，再进行深度处理时而提出的改进的反渗透系统，显然实际运用远不止这一个领域，在其他废水处理领域中也一样适用，应当认为也在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种三级工业废水深度处理的反渗透过滤装置，至少包括一段过滤容器和二段过滤容器；经预处理的中间水从所述一段过滤容器的进水口输入，其浓水出口与所述二段过滤容器的输入口相通；所述二段过滤容器的浓水可经浓水出口输出；所述两段过滤容器的产水出口通过第一阀门输出产品水，其特征在于所述一段过滤容器的浓水出口与所述二段过滤容器的入口的连通管路中设置有第二阀门；所述一段过滤容器的产水出口还通过第三阀门与所述二段过滤容器的进水口相通；所述一段过滤容器的浓水出口还可经第四阀门输出浓水。
2.如权利要求1所述的三级工业废水深度处理的反渗透过滤装置，其特征在于所述一段过滤容器的净水出口与第一阀门之间还设置有可以控制产水流量的产水憋压阀门。
3.如权利要求1或2所述的三级工业废水深度处理的反渗透过滤装置，其特征在于所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门均为电动控制阀门；还包括可以控制所述的第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门开合的控制装置，以及可以监测中间水量的水位传感器，所述的控制装置可接收所述水位传感器的信号，确定是否进入停机清洗状态。
4.如权利要求3所述的三级工业废水深度处理的反渗透过滤装置，其特征在于还包括三段过滤容器，所述三段过滤容器的进水口与二段过滤容器的浓水出口相通。
全文摘要
本发明公开了一种三级工业废水深度处理的反渗透过滤装置，主要包括一、二两段过滤容器；经预处理的中间水从一段过滤容器的进水口输入，其浓水输入二段过滤容器再行过滤；在一段过滤容器的浓水出口与二段过滤容器的入口之间设置有第二阀门；一段过滤容器的产水出口还通过第三阀门与二段过滤容器的进水口相通；一段过滤容器的浓水出口还可经第四阀门输出浓水，此外还可在一段过滤容器的净水输出管道中设置可控制产水流量的产水憋压阀门。本发明可使过滤容器中各过滤用的膜元件里的水在停机时是没有经过浓缩的清洁水，同时确保位于末段过滤容器中的末端膜元件的输入压力和流量，有效避免膜元件的结垢和污堵，提高装置的使用寿命。
文档编号C02F1/44GK1803648SQ20051012082
公开日2006年7月19日 申请日期2005年12月13日 优先权日2005年12月13日
发明者廖志民, 郭景奎, 黄玉和, 邹静, 陈志强, 戴睿智, 史文彦, 熊建中, 计海鹰, 厦晓春, 赵敏慧, 郭大勇, 邹霞, 吴吉军, 周启微 申请人:深圳市金达莱环保有限公司, 江西金达莱环保实业有限公司