一种反渗透系统无动力浓水高效回收装置的制作方法

本实用新型涉及一种反渗透系统无动力浓水高效回收装置，属于冶金行业水处理生产设备技术领域。

背景技术：

反渗透是一种借助于选择透过（半透过）性膜的功能以压力为推动力的膜分离技术，当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后在一端流出水中的杂质，如离子、有机物、细菌、病毒等，被截留在膜的进水侧，然后在浓水出水端流出，从而达到分离净化目的。

与其他传统分离工程相比，反渗透分离过程有其独特的优势：（1）压力是反渗透分离过程的主动力，不经过能量密集交换的相变，能耗低；（2）反渗透不需要大量的沉淀剂和吸附剂，运行成本低；（3）反渗透分离工程设计和操作简单，建设周期短；（4）反渗透净化效率高，环境友好。因此，反渗透技术在生活和工业水处理中已有广泛应用，如海水和苦咸水淡化、医用和工业用水的生产、纯水和超纯水的制备、工业废水处理、食品加工浓缩、气体分离等。

工业废水处理是除脱盐和纯水的制备领域外，反渗透技术应用最多的一个领域。工业废水处理具有降低生产成本，保护环境，实现废水资源化等多重意义。

目前，反渗透技术已经广泛应用于钢铁企业。包括双膜法岗位，一级、二级反渗透系统等。双膜法岗位采用的水源为冶金工业废水回用的中水，有效的降低了吨钢耗新水。

反渗透是以压力差为推动力的，溶剂是通过压力推动下透过膜体。反渗透分离过程中，水分子透过以后，膜界面中含盐量增大，形成较高的浓水层，此层与给水水流的浓度形成很大的浓度梯度，这种现象称为膜的浓差极化（concentration polarization）。由于浓差极化现象增大了膜两侧的渗透压，在同等工作压力作用下，系统的净驱动压减小，与净驱动压成正比的水通量将下降。与此同时，由于浓差极化现象增大了膜两侧的盐浓度差，与盐浓度差成正比的盐通量将上升。因此，浓差极化现象将使反渗透系统的水通量下降及透盐率上升。

在膜处理的过程中，浓差极化会使实际的产水通量和脱盐率低于理论估算值。一级反渗透装置在实际应用中的单套回收率为65%～70%，二级反渗透装置的单套回收率为80%～85%。产水收集进水箱后，进行供给用户或作为下一处理环节的源水，浓水收集后进行外排。

目前，二级反渗透装置中使用的是陶氏BW30LE-440反渗透膜元件，排列方式为8:3，即八只并联的膜壳与三支并联的膜壳串接，每个膜壳内的膜元件均采用常用的陶氏BW30LE-440反渗透膜元件，这种结构的二级反渗透装置，其系统回收率为80%，系统回收率和脱盐率较低。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种反渗透系统无动力浓水高效回收装置，能够提高二级反渗透中的系统回收率和脱盐率低，解决背景技术中存在的问题。

本实用新型的技术方案是：

一种反渗透系统无动力浓水高效回收装置，包含二级反渗透增压泵、加碱泵、碱计量箱、进水管道、一级反渗透产水管和二级反渗透单元，一级反渗透产水管与二级反渗透增压泵的入口连接，二级反渗透增压泵的出口通过进水管道与二级反渗透单元连接，碱计量箱通过加碱泵与进水管道连接，所述二级反渗透单元包含依次串接的一段膜壳、二段膜壳和三段膜壳，所述一段膜壳为七支并联的膜壳，二段膜壳为三支并联的膜壳，三段膜壳为一支膜壳。

所述一段膜壳、二段膜壳和三段膜壳中的每一支膜壳均装有六支膜元件。

所述膜元件为陶氏BW30LE-440膜元件。

采用本实用新型，一级反渗透产水作为二级反渗透的源水，源水经过而二级反渗透增压泵后首先进入二级反渗透单元中的一段并联的七支膜壳内，一段膜壳的浓水作为二段并联的三支膜壳的进水，二段膜壳的浓水作三段一支膜壳的进水，第三段的浓水排放，第一段至第三段的产水全部收集，并通过产水管输送至二级反渗透产水箱中。

本实用新型的有益效果是：二级反渗透中的系统回收率由背景技术的80%提高到92%～95%，并提高了脱盐率至98%，减轻后段膜的浓差极化程度，同时为后续设备混床提供了更优质的脱盐水。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图中：二级反渗透增压泵1、加碱泵2、碱计量箱3、进水管道4、一级反渗透产水管5、一段膜壳10、二段膜壳11、三段膜壳12。

具体实施方式

以下结合附图，通过实例对本实用新型作进一步说明。

参照附图1，一种反渗透系统无动力浓水高效回收装置，包含二级反渗透增压泵1、加碱泵2、碱计量箱3、进水管道4、一级反渗透产水管5和二级反渗透单元，一级反渗透产水管5与二级反渗透增压泵1的入口连接，二级反渗透增压泵1的出口通过进水管道4与二级反渗透单元连接，碱计量箱3通过加碱泵2与进水管道4连接，所述二级反渗透单元包含依次串接的一段膜壳10、二段膜壳11和三段膜壳12，所述一段膜壳10为七支并联的膜壳，二段膜壳11为三支并联的膜壳，三段膜壳12为一支膜壳。

防止浓差极化的方法就是严格控制膜的水通量和控制回收率。过高的水通量设计会使污染程度呈指数变化趋势上升，较高的横向流速设计则可以增加膜系统运行时水的湍流程度，从而减少颗粒在膜表面沉积。反渗透运行是一定要受到污染的，但是良好的反渗透系统在运行过程中能够在正常运行的同时完成良好的自身清洁过程。有效的控制污染速度中，选择适宜的水通量和横向流速很关键。

反渗透系统运行的理想状态就是水通过膜表面而盐被冲刷带走，而实现这个过程的必要条件就是流速。8寸膜的进水流量是11.8～16.5m³/h，对于8英寸卷式膜制造厂家对要求流速不低于0.1m/s。减少浓差极化的另一办法就是增加浓水渠道的紊流，最小浓水流量是3.6～4.1m³/h，根据经验流量不低于4.0m³/h。所以，当浓水流量小于4m³/h时就会产生浓差极化现象。

在本实施例中，一段膜壳10、二段膜壳11和三段膜壳12中的每一支膜壳均装有六支膜元件，膜元件为陶氏BW30LE-440膜元件，共66支膜元件。膜元件的排列为7:3:1，三段排列，则二段的浓水作为三段膜壳进水，三段膜壳的浓水流量为4.36 m³/h，大于4 m³/h不会产生浓差极化。

本实用新型的工作过程如下：

一级反渗透产水通过二级反渗透增压泵加压后，进入二级反渗透单元中的一段并联的七支膜壳内，第一段的浓水作为第二段并联的三支膜壳的进水，第二段的浓水作为第三段一支膜壳的进水，第三段的浓水排放至地沟后统一外排，第一段至第三段的产水全部收集，通过产水管输送至二级反渗透产水箱。

二级反渗透进水需投加液碱。二级反渗透加碱泵在二级反渗透开机冲洗时同时启动，二级反渗透停机冲洗结束，二级反渗透增压泵停运后，二级反渗透加碱泵停止加药，停运。