一种超滤膜前处理装置及使用该装置的脱盐水制备设备的制作方法

本实用新型属于脱盐水技术领域，具体涉及一种超滤膜前处理装置及使用该装置的脱盐水制备设备。

背景技术：

脱硫需用的工艺水一般用以吸收塔及设备的冲洗、除雾器喷淋、事故喷淋等场合，为了防止阴阳离子对脱硫塔塔体与精密设备的水垢污染和腐蚀伤害，常常需要用到脱盐水，但是在脱盐水制备工艺过程中，反渗透膜和超滤装置在使用过程中会受到各种因素的影响而引发结垢现象，不同程度地堵塞超滤膜和渗透膜，造成脱盐水效果大大下降。堵塞因素主要有：

(1)超滤膜能够有效拦截大部分微生物、大体积的铁锈、胶体、泥沙和大分子物质等等，经过换热器换热后原进水水温上升，微生物更适宜生长。而微生物是造成超滤膜堵塞的主要原因之一，目前处理微生物主要使用的方法是次氯酸钠溶液投入法，但是需要比较高的计量，据相关数据得出，计量在15ppm以下的次氯酸钠溶液效果并不明显，增加至20-30ppm时可以达到清理效果，但仍然无法达到彻底清洗；

(2)反洗效果不明显。反洗过程中需要加次氯酸钠等药物增加反洗效果，但次氯酸钠产生的副产物如三卤甲烷、四氯化碳、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三氯甲烷、二氯乙酸等等会造成反洗效果大打折扣；

(3)影响超滤膜堵塞最直接的问题是进水水质。不同的进水会有不同成分的胶体、微生物和各类有机物，在未对进水水质进行分析就进行过滤，久而久之会造成堵塞。

当前脱硫系统脱盐水处理技术中，亟待解决的是超滤膜堵塞问题，当前解决堵塞问题的方案和方案相关问题如下：

(1)超声波处理超滤膜表面来解决膜污染问题。国内外相关学者研究表明，超声波引入超滤膜过程可以短暂提升膜表面的传导效率，但是有很大的局限性。当前仍无法确认超声波清洗超滤膜是否损害超滤膜，且需要严格控制超声波的频率以保护超滤膜。单独采用超声波处理膜污染较为严重的超滤膜时，通量恢复幅度非常小，且无法彻底恢复，清洗时还需配合化学方式才能提高清洗效率。

(2)混凝剂处理原进水增加膜通量。有关实验表明，絮凝剂能有效降低原进水中的疏水性有机物，而疏水性有机物会严重影响膜通量。投入絮凝剂后超滤膜主要过滤清水性有机物，这类有机物相对分子质量较小，在压力的驱动下会吸附在膜表面和膜孔中，随着使用时间的延长，仍然会影响膜通量，造成污染。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种灭菌效率高、耗能低的超滤膜前处理装置及使用该装置的脱盐水制备设备。

本实用新型采用的技术方案是：一种超滤膜前处理装置，包括沿水流方向依次连接第一管道、第二管道、第三管道和第四管道，所述第一管道入口设有压力水泵，所述第二管道和第四管道均为二氧化钛纳米管，所述第二管道和第四管道内均设有多个氙灯灯管，所述第二管道上设有压力检测装置，所述第三管道内设有流量计，所述第四管道的出口设有汞灯灯管。

进一步地，所述多个氙灯灯管沿圆周均匀安装在第二管道和第四管道内壁上，氙灯灯管为直线型结构，氙灯灯管沿第二管道和第四管道的轴向布置。

进一步地，所述汞灯灯管安装在第四管道出口的内壁上，汞灯灯管为环状结构。

进一步地，所述第四管道为一端直径大、另一端直径小的变径管道，所述氙灯灯管设置在第四管道直径大的一端内壁上，所述汞灯灯管设置在第四管道直径小的一端内壁上。

进一步地，所述第一管道与第二管道一体化连接。

更进一步地，所述第三管道两端分别通过法兰与第二管道和第四管道连接。

一种脱盐水制备设备，包括依次通过管道连接的原水水箱、换热器、防超滤膜堵塞设备、超滤设备、RO保安过滤器、反渗透设备、混床设备和除盐水箱，所述防超滤膜堵塞设备为上述的超滤膜前处理装置。

本实用新型的有益效果是：

(1)、本装置的管道采用二氧化钛纳米管，并配合氙灯灯管，处理微生物时灭菌通过紫外线灭菌方式和二氧化钛纳米管综合灭菌法，解决了消毒副产物的问题。

(2)、二氧化钛纳米管解决了工艺上的复杂问题，节约了后期成本。

(3)安装便捷，操作简单，仅需短期内维护便可长期运行，能耗仅来源于低压汞灯灯管、氙灯灯管和低压水泵，节约能源。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-第一管道；2-第二管道；3-第三管道；4-第四管道；4.1；4.2；5-压力水泵；6-氙灯灯管；7-汞灯灯管；8-压力检测装置；9-流量计；10-法兰；11-原水水箱；12-换热器；13-超滤膜设备；14-超滤设备；15-RO保安过滤器；16-反渗透设备；17-混床设备；18-除盐水箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明，便于清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

如图1所示，本实用新型一种超滤膜前处理装置，包括沿水流方向依次连接第一管道1、第二管道2、第三管道3和第四管道4，所述第一管道12与第二管道一体化连接，第三管道3两端分别通过法兰10与第二管道2和第四管道4连接。所述第一管道1入口设有压力水泵5，压力水泵5用于调节管道内的压力；所述第二管道2和第四管道4均为二氧化钛纳米管，所述第二管道2和第四管道内4均设有多个氙灯灯管6，所述第二管道2上设有压力检测装置8，压力检测装置8用于检测管道内的压力，所述第三管道3内设有流量计9，所述第四管道4的出口设有汞灯灯7管。

上述方案中，多个氙灯灯管6沿圆周均匀安装在第二管道2和第四管道4内壁上，氙灯灯管6为直线型结构，氙灯灯管6沿第二管道24和第四管道的轴向布置。汞灯灯管7安装在第四管道4出口的内壁上，汞灯灯管7为环状结构。第四管道4为一端4.1直径大、另一端4.2直径小的变径管道，第二管道2直径与第四管道4直径大的一端4.1的直径相同，安装氙灯灯管6的管道直径较大，能保证二氧化钛纳米管与原水有充足的接触时间。所述氙灯灯管6设置在第四管道4直径大的一端4.1内壁上，所述汞灯灯管7设置在第四管道4直径小的一端4.2内壁上。二氧化钛纳米管为二氧化钛结制备形成的管道结构，其为常规的结构形式，氙灯灯管采用Ci5000型水冷式12KW氙灯，汞灯灯管采用CEL-LUV型低压汞灯，主射线波长253.7nm，常用功率30W。

本实用新型的超滤膜前处理装置的管道采用二氧化钛纳米管，并配合氙灯灯管，处理微生物时灭菌通过紫外线灭菌方式和二氧化钛纳米管综合灭菌法，解决了消毒副产物的问题。二氧化钛纳米管解决了工艺上的复杂问题，节约了后期成本；安装便捷，操作简单，仅需短期内维护便可长期运行，能耗仅来源于低压汞灯灯管、氙灯灯管和低压水泵，节约能源。

本实用新型还提供一种脱盐水制备设备，包括依次通过管道连接的原水水箱、换热器、防超滤膜堵塞设备、超滤设备、RO保安过滤器、反渗透设备、混床设备和除盐水箱，所述防超滤膜堵塞设备为上述的超滤膜前处理装置，所示原水水箱、换热器、超滤设备、RO保安过滤器、反渗透设备、混床设备和除盐水箱均为现有脱盐水制备工艺中的常用设备。

本实用新型脱盐水制备设备中设置超滤膜前处理装置后，在超滤膜前，原水经过二氧化钛纳米管(TiO2nanotubes，TNTs)管道，管道内布置氙灯灯管，氙灯照射时能有效地氧化细菌体内地辅酶A，破坏微生物细胞的细胞膜、细胞壁，打破内外渗透压的平衡，外来物质进入微生物体内破坏DNA染色体序列，丧失基本生理能力而导致空化死亡，通过该处理装置能在原水到达超滤膜前有效去除原水中的微生物、有机污染物，在保证不污染原水的情况下保护超滤膜不被污染。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。