一种反渗透装置的制作方法

1.本实用新型涉及废水处理技术领域，更具体的说是涉及一种反渗透装置。


背景技术：

2.渗透是当流体在跨越半透膜屏障时的一种自然过程。如果将一箱纯水用一张半透膜垂直分为两部分，纯水与理想半透膜的两面以相同的温度和压力接触，在这样的条件下没有跨越半透膜的水的流动产生，因为在膜两侧的化学势完全相等。如果在其中一侧加入溶解性盐，盐溶液一边的化学势降低了，纯水便会向盐溶液一侧渗透，从而产生一个渗透流，直到化学势的平衡重新建立为止。
3.反渗透(reverse osmosis，缩写为ro)又称逆渗透，是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。由于ro膜的膜孔径非常小，能有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。因此，反渗透技术得到了广泛的关注和运用。ro反渗透系统是当今世界上最先进、最有效、最节能的膜分离技术，主要去除水中溶解盐类，同时去除一些有机大分子等。
4.但是由于ro膜本身非常致密，膜孔径在1nm以下，ro膜污染不可避免。并且，随着运行时间的延长，各种污染物很容易堵塞膜孔，在膜面形成污染层，影响膜通量和脱盐率。为提高清洗效果、减少ro膜的更换频率，降低运行成本，找到一种提高ro膜利用率的反渗透装置是十分重要的。
5.因此，如何提供一种可节约成本且减少膜面污染的反渗透装置是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种反渗透装置，采用错流过滤模式减小了膜面浓度极化层的厚度，可以有效降低膜污染；以达到溶解在水中的溶质，通过半透膜实现了溶剂和溶质的分离，得到纯水；采用阻力配管实现在整体上以低压力增加透过水的流量，进而降低成本；通过设置预处理装置，改善供水条件，使之达到反渗透系统的进水要求，从而保护反渗透器，并延长膜的使用寿命。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
8.一种反渗透装置，包括反渗透器，所述反渗透器设置有若干个高压容器，所述高压容器内设置有多个反渗透膜元件；
9.所述反渗透膜元件包括进水隔网、反渗透膜和纯水导流布，所述进水隔网、反渗透膜和纯水导流布设置有多层；
10.所述高压容器内还设置有集水配管，所述反渗透膜元件粘接于所述集水配管上，所述多个反渗透膜元件通过所述集水配管串联连接，所述反渗透膜为抗污染型膜；
11.所述集水配管靠近进水段一侧设置有膜堵头，所述高压容器进水端设置有膜堵头
座，所述膜堵头包括螺杆部，所述螺杆部与所述膜堵头座螺纹连接，所述螺杆部套设有一调节螺母，所述膜堵头设置有密封圈。
12.采用上述技术方案的技术效果是：采用膜的错流过滤以制取纯水的工艺，使得被处理料液以一定的速度流过膜面，透过液从垂直方向透过膜，同时大部分截留物被浓缩液夹带出膜组件，错流过滤模式减小了膜面浓度极化层的厚度，可以有效降低膜污染；以达到溶解在水中的溶质(盐分)，通过半透膜实现了溶剂和溶质的分离，得到纯水，使得水体中的表面活性剂等的残留成分得以去除，并使得水体软化。
13.所述抗污染型膜采用美国陶氏公司的抗污染型bwfr
‑
365型反渗透膜，单支膜脱盐率可大于99.6％；所述抗污染型膜还可采用日本海德能公司的抗污染膜，单根膜脱盐率可大于99.6％。
14.高压容器的进水、产水和浓水管道上都装有一系列的控制阀门，监控仪表及程控操作系统，保证设备能长期保质、保量的系统化运行。ro膜元件(反透膜元件)的设计通量不大于膜元件制造厂商《导则》规定的推荐值，并以低值选取。选择合理的排列组合，保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。反渗透装置的给水加药种类及加药点，化学清洗液的选择根据给水水质和所选用反渗透装置膜组件的特性确定。
15.进一步地，所述反渗透器的两侧分别设置有进水口和出水口，所述出水口设置有两个，且分别为纯水出水口和浓液出水口；
16.所述集水配管与所述纯水出水口连接，所述纯水出水口连接有纯水出水管道，所述进水口连接有进水管道；所述浓液出水口连接有浓液出水总管道，并分支成浓液回收管道与浓液排出管道，所述浓液回收管道与所述高压泵通过管道相连。
17.采用上述技术方案的技术效果是：反渗透器的浓液回收管道可以通过高压泵，重新进行反渗透处理，实现循环废水处理过程。
18.进一步地，所述进水口管道安装有进水流量计和压力表，所述纯水出水管道安装有出水流量计和电导率仪，所述浓液回收管道和所述浓液排出管道均安装有稳流阀和流量表。
19.采用上述技术方案的技术效果是：压力表通过对管道压力检测实现对进水泵及高压泵的反馈控制，稳流阀和流量表检测以控制水的回收率，进水流量计和出水流量计控制水的流入和产出的水量，电导率仪检测水质的电导率值。
20.反渗透器各段给水及浓水进出水总管上设有足够连接清洗液进出的管道及阀门，反渗透器的管道上装均设置了防爆膜，还设置有进口、原装的逆止阀。
21.进一步地，所述集水配管还设置有阻力配管，所述阻力配管设在所述集水配管内且靠近所述进水口的一侧；所述阻力配管的侧面上的开口部的开口率，比设在所述集水配管的侧面上的供透过所述反渗透膜的透过水流动的通孔的开口率小。进一步的，阻力配管能够使集水配管的内径变窄。
22.采用上述技术方案的技术效果是：采用开口率较小的阻力配管能够使汇集到集水配管的透过水的量降低，能够减少被处理水透过供给水侧的反渗透的量，通过减少供给水侧的透过水的量，进而增加浓缩水侧的被处理水量、降低盐浓度，最终能够增加最终级的透过水的流量。通过增加装置整体的透过水的量，能够使反渗透膜元件的透过水量更均匀，实现在整体上以低压力增加透过水的流量，进而降低成本。
23.进一步地，所述高压容器设置有取样阀和取样管，所述取样阀为cpvc材质，所述取样管为pe软管。每套反渗透器的每根高压容器产品水管设取样点，取样阀集中布置于取样排水槽上方。
24.进一步地，所述反渗透器还设置有程序启停装置和组合架，所述高压容器和所述程序启停装置均安装在所述组合架上。
25.采用上述技术方案的技术效果是：设有程序启停装置，停用后能延时自动冲洗；组合架上配备全部管道及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件，管道、法兰、阀门均采用耐腐蚀的不锈钢材质或其他性能相似的材质，部分采用耐压等级相当的软管，组合架的设计满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。
26.进一步地，所述反渗透器串联设置两个以上，所述反渗透器之间依次设置有阀门、中间水箱、高压泵和压力表。
27.采用上述技术方案的技术效果是：通过设置多个串联的反渗透器，能够提供废水处理效率，缩短工艺时间。
28.进一步地，还包括预处理装置、增压泵、保安过滤器、高压泵和清洗系统，所述预处理装置依次与所述增压泵、所述保安过滤器、所述高压泵、所述反渗透器和所述清洗系统通过管道连接。
29.进一步地，所述预处理装置包括原水箱、原水泵、介质过滤器、活性炭过滤器、盐箱和软化器，所述原水箱依次与所述原水泵、所述介质过滤器、所述活性炭过滤器和所述软化器通过管道连接，所述软化器与所述增压泵通过管道连接，所述盐箱与所述软化器通过管道连接。
30.采用上述技术方案的技术效果是：通过介质过滤器滤除直径大于10um的悬浮颗粒，通过活性碳过滤器去除水中的异味、余氯、重金属离子、有机致癌物等，通过软化器大大减少系统中钙、镁等结垢物质形成垢，改善供水条件，使之达到反渗透系统的进水要求，从而保护反渗透器，并延长膜的使用寿命。
31.进一步地，所述原水泵与所述介质过滤器之间的管道上安装有阀门和压力表。
32.进一步地，还包括纯水箱、传输泵、紫外线杀菌器和精密过滤器，所述反渗透器依次与所述纯水箱、所述传输泵、所述紫外线杀菌器和所述精密过滤器通过管道连接。
33.采用上述技术方案的技术效果是：通过对纯水的杀菌过滤等后处理，是产水可直接回收使用。
34.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开了一种反渗透装置，具有以下技术效果：
35.(1)本实用新型提供的反渗透装置，采用错流过滤模式减小了膜面浓度极化层的厚度，可以有效降低膜污染；以达到溶解在水中的溶质(盐分)，通过半透膜实现了溶剂和溶质的分离，得到纯水，使得水体中的表面活性剂等的残留成分得以去除，并使得水体软化。
36.(2)本实用新型提供的反渗透装置，采用开口率较小的阻力配管能够使汇集到集水配管的透过水的量降低，能够减少被处理水透过供给水侧的反渗透的量，通过减少供给水侧的透过水的量，进而增加浓缩水侧的被处理水量、降低盐浓度，最终能够增加最终级的透过水的流量。通过增加装置整体的透过水的量，能够使反渗透膜元件的透过水量更均匀，实现在整体上以低压力增加透过水的流量，进而降低成本。
37.(3)本实用新型提供的反渗透装置，压力表通过对管道压力检测实现对进水泵及高压泵的反馈控制，稳流阀和流量表检测以控制水的回收率，进水流量计和出水流量计控制水的流入和产出的水量，电导率仪检测水质的电导率值。
38.(4)本实用新型提供的反渗透装置，设置预处理装置，通过介质过滤器滤除直径大于10um的悬浮颗粒，通过活性碳过滤器去除水中的异味、余氯、重金属离子、有机致癌物等，通过软化器大大减少系统中钙、镁等结垢物质形成垢，改善供水条件，使之达到反渗透系统的进水要求，从而保护反渗透器，并延长膜的使用寿命。
附图说明
39.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
40.图1附图为本实用新型实施例的整体结构示意图。
41.图2附图为反渗透器的整体结构示意图。
42.图3附图为高压容器的内部结构示意图。
43.其中，图1中；
44.1为预处理装置，2为保安过滤器，3为一级高压泵，4为一级反渗透器，5为中间水箱，6为二级高压泵，7为二级反渗透器，8为纯水箱，9为传输泵，10为紫外线杀菌器，11为原水箱，12为原水泵，13为介质过滤器，14为活性炭过滤器，15为软化器，16为盐箱，17为增压泵，18为精密过滤器。
45.图2中；
46.40为组合架，41为高压容器，42为进水口，43为进水管道，44为压力表，45为浓液出水口，46为浓液出水总管道，47为流量表，48为纯水出水口，49为纯水出水管道。
47.图3中；
48.411为反渗透膜元件，412为反渗透膜，413为阻力配管，414为集水配管，415为膜堵头，416为螺杆部，417为膜堵头座，418为调节螺母，419为密封圈。
具体实施方式
49.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
50.实施例1
51.本实施例提供一种反渗透装置，如图1所示，包括预处理装置1、增压泵17、保安过滤器2、一级高压泵3、反渗透器和清洗系统，预处理装置1依次与增压泵17、保安过滤器2、一级高压泵3、反渗透器和清洗系统通过管道连接。
52.其中，反渗透器串联设置两个，一级反渗透器4和二级反渗透器7，一级反渗透器4和二级反渗透器7之间依次设置有阀门、中间水箱5、二级高压泵6和压力表。一级反渗透器4
和二级反渗透器7还设置有反渗透过滤器进水泵，清洗系统设置有清洗泵。
53.预处理装置1包括原水箱11、原水泵12、介质过滤器13、活性炭过滤器14、盐箱16和软化器15，原水箱11依次与原水泵12、介质过滤器13、活性炭过滤器14和软化器15通过管道连接，软化器15与增压泵通过管道连接，盐箱16与软化器15通过管道连接。原水泵12与介质过滤器13之间的管道上安装有阀门和压力表。
54.反渗透装置还包括纯水箱8、传输泵9、紫外线杀菌器10和精密过滤器18，二级反渗透器7依次与纯水箱8、传输泵9、紫外线杀菌器10和精密过滤器18通过管道连接。
55.如图2所示，每个反渗透器设置有三个高压容器，反渗透器的两侧分别设置有进水口42和出水口，出水口设置有两个，且分别为纯水出水口48和浓液出水口45；纯水出水口48连接有纯水出水管道49，进水口42连接有进水管道43；浓液出水口45连接有浓液出水总管道46，并分支成浓液回收管道与浓液排出管道，浓液回收管道与高压泵3通过管道相连。进水管道43安装有进水流量计和压力表，纯水出水管道48安装有出水流量计和电导率仪，浓液回收管道和浓液排出管道均安装有稳流阀和流量表。
56.如图3所示，高压容器41内设置有六个反渗透膜元件411，所述反渗透膜元件411包括进水隔网、反渗透膜和纯水导流布，进水隔网、反渗透膜和纯水导流布设置有多层，进水隔网和/或纯水导流布为多支撑点结构，能够有效增加反渗透膜元件的承压接触点，提高反渗透膜元件的抗压能力，同时增加了进水或者纯水的流道面积，能够有效提高膜元件的产水通量。
57.高压容器内还设置有集水配管414，反渗透膜元件411粘接于集水配管414上，多个反渗透膜元件411通过集水配管414串联连接，反渗透膜412为抗污染型膜，具体为美国陶氏公司的抗污染型bwfr
‑
365型反渗透膜，集水配管414与纯水出水口48连接。集水配管414靠近进水段一侧设置有膜堵头415，高压容器41进水端设置有膜堵头座417，膜堵头415包括螺杆部416，螺杆部416与膜堵头座417螺纹连接，螺杆部416套设有一调节螺母418，膜堵头415设置有密封圈419，本实用新型具有安装和拆卸时简单易行的优点，从而大大减少了劳动强度和时间。
58.集水配管414还设置有阻力配管413，阻力配管413设在集水配管414内且靠近进水口42的一侧；阻力配管413的侧面上的开口部的开口率，比设在集水配管414的侧面上的供透过反渗透膜412的透过水流动的通孔的开口率小。
59.高压容器41设置有取样阀和取样管，取样阀为cpvc材质，取样管为pe软管。一级反渗透器4和二级反渗透器7还设置有程序启停装置和组合架40，高压容器41安装在组合架40上。
60.根据本实施例提供的反渗透装置使用方法如下：
61.原水来源可以为生活污水、工业废水、盾构泥浆水，也可以是上述污水经过初级沉淀、过滤后除去重金属离子、悬浮物等的处理水，该原水可需去除水离子及盐分，使得水体达标。
62.原水由原水箱11经过原水泵12，将原水泵入介质过滤器13，通过介质过滤器滤13除直径大于10um的悬浮颗粒，再进入活性碳过滤器14，通过活性炭过滤器14去除水中的异味、余氯、重金属离子、有机致癌物等，再进入软化器15，通过软化器15大大减少系统中钙、镁等结垢物质形成垢，其中软化器15还连接用于盛放盐类物质的盐箱。经过软化器15后的
原水通过增压泵17，泵入保安过滤器2，再经过一级高压泵2，将原水泵入一级反渗透器4中，经过反渗透元件411中的反渗透膜412的脱盐处理，得到一级纯水，一级纯水通过中间水箱5和二级高压泵6，泵入二级反渗透器7中进行二次脱盐处理，得到二级纯水。一级反渗透器4和二级反渗透器7中，浓液经过浓液回收管道可再次通过高压泵3，重新进入一级反渗透器4中进行再次脱盐。
63.若原水为处理水，可直接通过增压泵17，泵入保安过滤塔2。
64.其中一级反渗透器4和二级反渗透器7的运行参数为：
65.(1)设计温度：25℃；
66.(2)设计产水量：300m3/d；
67.(3)反渗透回收率：≥90％；
68.(4)反渗透脱盐率90％
‑
99％；
69.(5)组件清洗周期：3～6个月/次。
70.(6)设备电力控制：
71.设备名称总功率(kw)额定电压(v)设备相序反渗透高压泵15380三相反渗透过滤器进水泵3380三相清洗泵1.8380三相
72.本实用新型中一级反渗透器4和二级反渗透器7中的高压容器41，通过设定六个反渗透膜元件411、反渗透膜412、集水配管414、阻力配管413，采用开口率较小的阻力配管413能够使汇集到集水配管414的透过水的量降低，能够减少被处理水透过供给水侧的反渗透的量，通过减少供给水侧的透过水的量，进而增加浓缩水侧的被处理水量、降低盐浓度，最终能够增加最终级的透过水的流量。通过增加装置整体的透过水的量，能够使反渗透膜元件的透过水量更均匀，实现在整体上以低压力增加透过水的流量，进而降低成本。
73.通过二级反渗透器7处理后的二级纯水还可通过纯水箱8，经传输泵9，泵入紫外线杀菌器10中，经过紫外杀菌器10处理后，再经精密过滤器18过滤后，最终得到回收利用的生活用水。
74.本实用新型设置有反渗透过滤器进水泵、反渗透高压泵及压力表，原水通过反渗透过滤器进水泵及反渗透高压泵及相关过滤膜工艺处理，实现循环回用。压力表通过对管道压力检测实现对进水泵及高压泵的反馈控制。
75.本实用新型是通过最先进、最有效、最节能的膜分离技术，主要去除水中溶解盐类，同时去除一些有机大分子等。膜的错流过滤以制取纯水的工艺，使得被处理料液以一定的速度流过膜面，透过液从垂直方向透过膜，同时大部分截留物被浓缩液夹带出膜组件。错流过滤模式减小了膜面浓度极化层的厚度，可以有效降低膜污染；以达到溶解在水中的溶质(盐分)，通过半透膜实现了溶剂和溶质的分离，得到纯水。使得水体中的表面活性剂等的残留成分得以去除，并使得水体软化。反渗透膜是一种采用错流过滤以制取纯水的工艺，被处理料液以一定的速度流过膜面，透过液从垂直方向透过膜，同时大部分截留物被浓缩液夹带出膜组件，错流过滤模式减小了膜面浓度极化层的厚度，可以有效降低膜污染。
76.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置
而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
77.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。