一种纯化水制备系统及处理方法与流程

1.本发明涉及纯化水制备的领域，具体涉及一种纯化水制备系统及处理方法。


背景技术：

2.在现有纯化水的制备系统中，一般都需要使用反渗透(ro单元)来进行切向过滤。一级ro的进料泵将处理水送入ro膜，在压力的作用下成品水径向流出(称为产水侧)，浓水通过轴向排出(称为浓水侧)。
3.反渗透膜可将自来水中的大分子化合物、细菌、病毒、等杂质去除(在浓水侧排出)，但如果浓水侧的流速过低，就会有在此形成生物膜的风险。为此，在陶氏ro的设计软件中对可进行热消毒的反渗透膜有一个警戒线：
4.当膜壳为8寸膜壳时，单只膜壳的浓水侧流速不可低于5.68m3/h；
5.当膜壳为4寸膜壳时，单只膜壳的浓水侧流速不可低于1.36m3/h。
6.一旦设计流速低于这个限度系统将出现报警，但当达到这个流量的时候，ro膜的浓水流量较大。如果不对该浓水进行回流，将影响纯化水制备的成品收率。若将该浓水回流，从收率计算上是能够达到72％了。然而将经过预处理后拆分成干净的水和脏的浓水又重新混合在一起，等于做了部分无用功，而且会缩短ro膜的再生(药洗)周期和使用寿命。


技术实现要素：

7.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种既无生物膜形成的风险，又能提高反渗透装置段整体制水收率的纯化水制备系统。
8.本发明采取的技术方案是：
9.一种纯化水制备系统，包括中压紫外装置和反渗透单元；
10.所述中压紫外装置设置于所述反渗透单元前，待处理水先流经所述中压紫外装置再流入所述反渗透单元；所述中压紫外装置为中压紫外灯，其照射剂量大于300mj/cm2；所述反渗透单元分为一级反渗透和二级反渗透，所述一级反渗透设置于所述二级反渗透前；所述一级反渗透末端无回流管道，经过一级反渗透末端的浓水直接排放。
11.进一步地，所述一级反渗透包括依次通过连接管路连接的一级反渗透泵及一级反渗透装置；所述二级反渗透包括依次通过连接管路连接的二级反渗透泵及二级反渗透装置；所述一级反渗透装置和二级反渗透装置，各自独立地分为1-3段。
12.进一步地，所述纯化水制备系统还包括软化器、换热器、中间储罐、分配泵、高压泵、电除盐装置及纯化水储罐；所述中间储罐、所述高压泵、所述换热器、所述软化器、所述中压紫外装置、所述一级反渗透、所述二级反渗透、所述电除盐装置、所述纯化水储罐及所述分配泵依次连接；所述一级反渗透装置处理后的产水可经过所述二级反渗透泵进入所述二级反渗透装置；所述二级反渗透装置处理后的产水可进入所述电除盐装置。
13.进一步地，所述一级反渗透装置和所述二级反渗透装置均为反渗透膜。
14.进一步地，所述反渗透膜浓水侧的流速可低于：
15.当膜壳为8寸膜壳时，单只膜壳的浓水侧流速可低于2.75m3/h；
16.当膜壳为4寸膜壳时，单只膜壳的浓水侧流速可低于0.6m3/h。
17.进一步地，所述二级反渗透末端还通过连接管路与所述中间储罐相连，将二级反渗透排出的浓水回流至所述中间储罐；所述纯化水储罐上方设有一连接管路，在所述纯化水储罐满水时将纯化水回流至所述中间储罐。
18.进一步地，所述纯化水制备系统还包括预处理装置，所述预处理装置设置于所述软化器之前，采用超滤工艺或活性炭工艺。
19.一种纯化水处理方法，其特征在于，采用如上所述的纯化水制备系统：所述中间储罐通过所述高压泵，将水通过所述换热器送入所述软化器，所述软化器的出水流经所述中压紫外装置消毒杀菌及除余氯后，通过所述一级反渗透泵送入所述一级反渗透，所述一级反渗透末端的浓水直接排放，不回流，所述一级反渗透各段的产水汇集后，通过所述二级反渗透泵送入所述二级反渗透，所述二级反渗透各段的产水汇集后，靠所述二级反渗透泵的余压进入所述电除盐装置，所述电除盐装置的出水即为成品纯化水，纯化水储存于所述纯化水储罐中，通过所述分配泵循环输送至各使用点。
20.本发明的有益效果是：
21.本发明提供的纯化水制备系统降低了一级ro浓水侧的流速，因此，在一级ro浓水直接排放(不回流)的情况下，整个反渗透单元纯化水制备的成品率仍然能够达到72％，且由于一级ro处理后的浓水不再回流，从而延长了反渗透装置的再生周期和使用寿命，并可以相对的降低能源能耗。
22.以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
23.图1是纯化水制备系统的意图。
24.附图说明：1、软化器，2、中压紫外装置，31、一级反渗透泵，321、一级反渗透装置1段，322、一级反渗透装置2段，41、二级反渗透泵，421、二级反渗透装置1段，422、二级反渗透装置2段，5、电除盐装置，6、纯化水储罐，7、分配泵，8、中间储罐，9、高压泵，10、换热器。
具体实施方式
25.为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本发明。但本发明不仅限于以下实施的案例。
26.须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
27.实施例1一种纯化水制备系统
28.如图1所示，该纯化水制备系统包括软化器1、中压紫外装置2、反渗透单元、换热器10、中间储罐8、分配泵7、高压泵9、电除盐装置5及纯化水储罐6。中压紫外装置2为中压紫外
灯，其照射剂量大于300mj/cm2。
29.反渗透单元分为一级反渗透和二级反渗透。一级反渗透包括依次通过连接管路连接的一级反渗透泵31、一级反渗透装置1段321、一级反渗透装置2段322；二级反渗透包括依次通过连接管路连接的二级反渗透泵41、二级反渗透装置1段421、二级反渗透装置2段422。一级反渗透装置1段321与一级反渗透装置2段322处理后的产水都可经过二级反渗透泵41进入二级反渗透装置1段421；二级反渗透装置1段421与二级反渗透装置2段422处理后的产水都可进入电除盐装置5。
30.一级反渗透装置1段321、一级反渗透装置2段322、二级反渗透装置1段421、二级反渗透装置2段422均为反渗透膜；反渗透膜浓水侧的流速可低于：
31.当膜壳为8寸膜壳时，单只膜壳的浓水侧流速可低于2.75m3/h；
32.当膜壳为4寸膜壳时，单只膜壳的浓水侧流速可低于0.6m3/h。
33.中间储罐8通过连接管路依次与高压泵9、换热器10、软化器1、中压紫外装置2、一级反渗透、二级反渗透、电除盐装置5、纯化水储罐6及分配泵7相连。一级反渗透装置包括一级反渗透装置1段321、一级反渗透装置2段322，各段处理后的产水都可经过二级反渗透泵41进入二级反渗透装置1段421；二级反渗透装置包括二级反渗透装置1段421、二级反渗透装置2段422，各段处理后的产水都可进入电除盐装置5。经过一级反渗透的浓水可直接排放，延长了反渗透膜的药洗周期和使用寿命，同时也节省了能源消耗，并且仍然能够保障反渗透单元的产水收率达到72％。中压紫外装置2为中压紫外灯。中压紫外灯设置在一级反渗透泵31之前，这样可以使得中压紫外灯免受过高的压力。
34.二级反渗透末端还通过连接管路与中间储罐8相连，将二级反渗透排出的浓水回流至中间储罐8；纯化水储罐6上方设有一连接管路，在纯化水储罐6满水时将纯化水回流至中间储罐8。
35.在一些实施例中，纯化水制备系统还包括预处理装置，预处理装置设置于软化器之前，采用超滤工艺或活性炭工艺。
36.使用上述纯化水制备系统的工艺流程为：超滤器预处理后的出水储存于中间储罐8，中间储罐8中的水通过高压泵9，将水通过换热器10送入软化器1，经软化器1去除钙镁离子后到达中压紫外装置2进行在线消毒杀菌及除氯，再由一级反渗透泵31送入一级反渗透装置。中压紫外装置2的消毒杀菌功能降低了进入一级反渗透装置水中活性微生物的负荷，由此可以在降低一级反渗透装置浓水侧流速的同时，保证形成生物膜的低可能性，此外中压紫外装置2还可去除水中余氯。
37.进入一级反渗透装置的水依次进入一级反渗透装置1段321及一级反渗透装置2段322后，分离出的浓水全部被直接排放，各段处理后的产水经由二级反渗透泵41送入二级反渗透装置。进入二级反渗透装置的水依次进入二级反渗透装置1段421及二级反渗透装置2段422后，分离出的浓水被送入中间储罐8，再经由高压泵9及换热器10进入软化器1，形成回流，重新处理；各段处理后的产水被送入电除盐装置5进行进一步的脱盐处理以获得符合中国药典、美国药典和欧洲药典要求的纯化水。在中压紫外装置2处被杀灭的革兰氏阴性菌释放出来的内毒素，也被一级及二级反渗透装置和电除盐装置5去除，从而保证了成品水的质量更加可靠。
38.在本实施例中，一级反渗透装置末端的浓水不需回流至中间储罐8，减少了对一级
反渗透装置的污染程度。从而能够延长一级反渗透装置的再生周期(药洗的周期)，也延长了其使用寿命。
39.实施例2本发明提供的纯化水制备系统与现有纯化水制备系统对比
40.1.软件计算值：
41.使用陶氏的rosa软件(软件版本8.0.3)，该软件现更新为杜邦的wave软件(软件版本1.82.824)，进行相关数据的预测计算，计算结果见表1。
42.软件计算基准输入条件如下：温度：22℃；二级反渗透产水流量：5.95m3/h，表1：实施例1提供的纯化水制备系统与现有纯化水制备系统对比(计算值)
[0043][0044][0045]
注：
[0046]
现有传统技术中一级反渗透末端的浓水需要回流至中间储罐8。如果一级反渗透末端的浓水不回流，那么ro段的制水收率将小于62％，详细的数据对比见表-1所示。
[0047]
2.实际运行值：
[0048]
实施例1提供的纯化水制备系统的实际运行数据如下：
[0049]
运行温度：24.5℃；二级ro产水流量：5.9m3/h；
[0050]
一级ro浓水侧流量：2.72m3/h；反渗透膜型号：hsro-390-ff；
[0051]
膜已使用的时间：接近5年(期间未做过化学清洗和更换)。
[0052]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。