[發明專利]反滲透制水設備以及制水方法和清洗、維護反滲透制水設備的方法

有效

• 申請號: 200810154027.0
• 申請日: 2008-12-12
• 公開（公告）號: CN101481182A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 張凱;曹大正;張賢瑞;張偉;劉波;周潮洪;何雅麗;汪紹盛
• 申請（專利權）人: 天津市水利科學研究所
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;C02F1/44;C02F1/42;C02F1/28
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司
• 代理人: 王義為

1.一種反滲透制水設備，其特征是由預處理系統(21)、反滲透過濾系統(22)、勾兌系統(23)、清洗系統(24)、浸泡維護系統(25)和成品蓄積系統(26)組成，預處理系統(21)是由引水泵(33)、預處理進水管路(50)、反沖洗管路(48)、預處理出水管路(51)和預處理過濾設施(27)組成；引水泵(33)的輸入口與原水水體相連接，由引水泵(33)引入原水水體，引水泵(33)的輸出口與預處理進水管路(50)和反沖洗管路(48)相連接；引水泵(33)引入的原水水體直接用于過濾制水或者用于反沖洗預處理過濾設施(27)，在預處理進水管路(50)、預處理出水管路(51)和反沖洗管路(48)上串聯設置預處理過濾設施(27)，預處理過濾設施(27)包括介質過濾器(56)、活性碳過濾器(57)及離子交換樹脂罐(53)，介質過濾器(56)至少并聯設置2個；預處理進水管路(50)上設置球閥BV-1、球閥BV-3、球閥BV-39和球閥BV-40，反沖洗管路(48)上設置球閥BV-2、球閥BV-36、球閥BV-30、球閥BV-4和預處理排空管路(61)，預處理排空管路(61)上設置球閥BV-5；介質過濾器(56)上部入水口與設置球閥BV-29的管路相連接，設置球閥BV-29的管路與預處理進水管路(50)相連接，介質過濾器(56)下部出水口與設置球閥BV-33的管路相連接，設置球閥BV-33的管路與反沖洗管路(48)相連接，構成介質過濾管路；活性碳過濾器(57)的上部入水口與設置球閥BV-31的管路和設置球閥BV-35的管路相連接，設置球閥BV-31的管路與預處理進水管路(50)相連接，設置球閥BV-35的管路與反沖洗管路(48)相連接，活性碳過濾器(57)的下部出水口與設置球閥BV-37的管路相連接，設置球閥BV-37的管路與反沖洗管路(48)相連接，構成活性碳過濾管路；離子交換樹脂罐(53)的上部入水口與設置球閥BV-32的管路和設置球閥BV-38的管路相連接，設置球閥BV-32管路與預處理進水管路(50)相連接，設置球閥BV-38的管路與反沖洗管路(48)相連接，離子交換樹脂罐(53)的下部出水口與設置球閥BV-34的管路相連接，設置球閥BV-34的管路與反沖洗管路(48)相連接，構成離子交換樹脂過濾管路；關閉球閥BV-4和球閥BV-5，打開球閥BV-3、球閥BV-36、球閥BV-30、球閥BV-39和球閥BV-40，通過組合球閥BV-1、球閥BV-2、球閥BV-36、球閥BV-30、球閥BV-39、球閥BV-40、球閥BV-35和球閥BV-38的開啟與關閉狀態構成反沖洗管路(48)，用原水依次反沖洗介質過濾器(56)、活性碳過濾器(57)及離子交換樹脂罐(53)，反沖洗的水體從球閥BV-3排出管路外；關閉球閥BV-2、球閥BV-3、球閥BV-5、球閥BV-36、球閥BV-30、球閥BV-31、球閥BV-32、球閥BV-39和球閥BV-40構成預處理出水管路(51)過濾處理原水水體，關閉球閥BV-4，打開預處理排空管路(61)上的球閥BV-5排空預處理過濾設施(27)中的水體；氧化劑儲罐(55)與預處理進水管路(50)相連接，氧化劑儲罐(55)上設置計量泵，通過計量泵按比例向預處理進水管路(50)中投放氧化劑，氧化水體中有害的還原性離子，氧化劑用來氧化水中的亞鐵離子Fe²⁺、2價錳離子Mn²⁺或硫化物，使它們生成不溶于水的懸浮物并能夠被介質過濾器濾除；介質過濾器(56)的進水口通過設置球閥BV-29的管路與預處理進水管路(50)相連接，預處理進水管路(50)中的水體進入介質過濾器(56)濾除水體中不溶性的雜質，介質過濾器(56)的出水口通過設置球閥BV-33的管路與預處理出水管路(51)相連接，把過濾后的水體送入預處理出水管路(51)，介質過濾器(56-1)的進水口通過設置球閥BV-29′的管路與預處理進水管路(50)相連接，預處理進水管路(50)中的水體進入介質過濾器(56-1)濾除水體中的雜質，介質過濾器(56-1)的出水口通過設置球閥BV-33′的管路與預處理出水管路(51)相連接，把過濾后的水體送入預處理出水管路(51)；活性碳過濾器(57)的進水口通過設置球閥BV-31的管路和設置球閥BV-35的管路分別與預處理進水管路(50)和預處理出水管路(51)相連接，把預處理出水管路(51)中經過介質過濾器(56)過濾的水體通過設置球閥BV-35的管路進入活性碳過濾器(57)內，濾除水體中的余氯和異味，活性碳過濾器(57)的出水口通過設置球閥BV-37的管路與預處理出水管路(51)相連接，把過濾后的水體送入預處理出水管路(51)；還原劑儲罐(19)與預處理出水管路(51)相連接，還原劑儲罐(19)上設置計量泵，通過計量泵按比例向預處理出水管路(51)中投放還原劑以去除水體中的余氯；離子交換樹脂罐(53)的進水口通過設置球閥BV-32的管路和設置球閥BV-38的管路分別與預處理進水管路(50)和預處理出水管路(51)相連接，把預處理出水管路(51)中經活性碳過濾器(57)過濾后的水體通過設置球閥BV-38的管路進入離子交換樹脂罐(53)內降低水體的硬度，離子交換樹脂罐(53)的出水口通過設置球閥BV-34的管路與預處理出水管路(51)相連接，把過濾后的水體送入預處理出水管路(51)；再生劑儲罐(20)與預處理循環泵(60)的輸入口相連接，預處理循環泵(60)的輸出口通過設置球閥BV-34的管路與離子交換樹脂罐(53)的出水口相連接，離子交換樹脂罐(53)的樹脂交換能力過期時，關閉球閥BV-4、球閥BV-5、球閥BV-30、球閥BV-38和球閥BV-40，通過預處理循環泵(60)把再生劑儲罐(20)的再生藥劑送入離子交換樹脂罐(53)內再生處理；阻垢劑儲罐(47)與預處理出水管路(51)相連接，阻垢劑儲罐(47)上設置計量泵，通過計量泵按比例向預處理出水管路(51)中添加阻垢劑，防止水體硬度過高導致在反滲透膜表面形成不溶的水垢；分配轉換管路(45)的一端部與預處理出水管路(51)的球閥BV-4相連接，分配轉換管路(45)的另一端部分別與反滲透過濾系統(22)、勾兌系統(23)、清洗系統(24)和浸泡維護系統(25)相連接，分配轉換管路(45)的另一端部與反滲透過濾系統(22)的高壓水泵(34)相連接，分配轉換管路(45)上設置球閥BV-18、保安過濾器C-1、球閥BV-6和單向閥CV-1、球閥BV-14和球閥BV-15，在保安過濾器C-1前設置球閥BV-18分為兩路，一路由設置球閥BV-18的管路與清洗勾兌系統(23)的緩沖蓄水罐(30)的緩沖蓄水罐入水口(8)相聯接，并通過設置單向閥CV-5和球閥BV-19的管路與清洗系統(24)的管路相連接，另一路由設置保安過濾器C-1、球閥BV-6和單向閥CV-1的管路分別與清洗系統(24)、浸泡維護系統(25)和反滲透過濾系統(22)相連接；通過設置球閥BV-14的管路與清洗系統(24)的清洗管路(42)相連接，通過設置球閥BV-15的管路與浸泡維護系統(25)的浸泡維護管路(43)相連接，通過管路與反滲透過濾系統(22)的高壓水泵(34)相連接構成預處理后的水體單流向進入反滲透過濾系統(22)，在高壓水泵(34)的進水口前和出水口后分別設置低壓保護開關(12)和高壓保護開關(17)；反滲透過濾系統(22)包括高壓水泵(34)、入水過濾管路(58)、反滲透膜過濾器(49)、產水管路(40)和排泄管路(39)，高壓水泵(34)的輸出端與設置針閥NV-1的入水過濾管路(58)相連接，入水過濾管路(58)與反滲透膜過濾器(49)的反滲透入水口(63)相連接，反滲透膜過濾器(49)的反滲透產水口(64)與產水管路(40)的一端部相連接，反滲透膜過濾器(49)的反滲透排水口(65)與排泄管路(39)相連接，產水管路(40)的另一端部與成品蓄積系統(26)的成品水存儲罐(31)的進水口相連接；入水過濾管路(58)上設置低壓保護開關(12)、高壓水泵(34)、高壓保護開關(17)、針閥NV-1、反滲透膜過濾器(49)，反滲透膜過濾器(49)系中空密封壓力容器，壓力容器內至少2個RO膜串聯連接的卷式反滲透膜(62)，水體從反滲透入水口(63)進入反滲透膜過濾器(49)內通過卷式反滲透膜(62)過濾把水體分為產水和廢水，產水和廢水各自分別從反滲透產水口(64)和反滲透排水口(65)流經產水管路(40)和排泄管路(39)排出；產水管路(40)上設置電導率控制器(59)、pH值控制器(37)、排氣閥RV-1、浮子流量計F-01、球閥BV-8、單向閥CV-6和球閥BV-9，產水管路(40)的另一端部與成品蓄積系統(26)的成品水存儲罐(31)的進水口相連接，在產水管路(40)和排泄管路(39)上至少設置一個反滲透膜過濾器(49)，預處理后的水體經高壓水泵(34)的增壓后進入反滲透膜過濾器(49)過濾，增壓的水體流經反滲透膜過濾器(49)后，部分水在壓力作用下透過卷式反滲透膜(62)成為成品產水經產水管路(40)流入成品蓄積系統(26)的成品水存儲罐(31)，另一部分水體和離子被卷式反滲透膜(62)截留，從反滲透排水口(65)通過排泄管路(39)排放；反滲透膜過濾器(49)與排泄管路(39)相連接，排泄管路(39)上設置針閥NV-2、浮子流量計F-02和球閥BV-7，針閥NV-2與電動閥MV-1并聯構成緩沖減壓管路(44)，在高壓泵(34)啟動之后調節電動閥MV-1緩慢關閉確保反滲透膜過濾器(49)承受的壓力不會在瞬間突增，調節針閥NV-1和針閥NV-2是對反滲透膜過濾器(49)內的工作壓力和流量調整到所需值；產水管路(40)和排泄管路(39)之間連接設置球閥BV-26的管路，連通產水管路(40)和排泄管路(39)，打開球閥BV-26從排泄管路(39)排出沖洗產水管路(40)的沖洗廢液；勾兌系統(23)包括緩沖蓄水罐(30)、勾兌循環泵(36)和勾兌管路(41)，勾兌系統(23)的緩沖蓄水罐(30)的入水口(8)與分配轉換管路(45)的球閥BV-18相連接，預處理后的水體分流進入緩沖蓄水罐(30)內，緩沖蓄水罐(30)整體為密閉中空桶狀，上部設置緩沖蓄水罐入水口(8)，緩沖蓄水罐入水口(8)與球閥BV-18相連接，下部設置緩沖蓄水罐出水口(9)和緩沖蓄水罐排水口(10)，緩沖蓄水罐出水口(9)通過球閥BV-20與勾兌循環泵(36)輸入端相連接，緩沖蓄水罐(30)的側面設置緩沖蓄水罐液位控制器(11)，緩沖蓄水罐液位控制器(11)在緩沖蓄水罐(30)內設置上限水位開關和下限水位開關，監控緩沖蓄水罐(30)內的上限水位和下限水位，緩沖蓄水罐液位控制器(11)控制球閥BV-18的開啟關閉；勾兌循環泵(36)輸出端與勾兌管路(41)相連接，勾兌管路(41)的另一端與設置浮子流量計F-01、球閥BV-8和球閥BV-9的產水管路(40)相連接，勾兌管路(41)上設置球閥BV-21、保安過濾器C-3、膜過濾器(32)、球閥BV-23、球閥BV-25、紫外線消毒器(52)、球閥BV-24、浮子流量計F-03和單向閥CV-4構成水體單流向的勾兌管路(41)，膜過濾器(32)采用微濾膜或超濾膜或微濾膜/超濾膜，膜過濾器(32)自身帶有反沖洗管路和排污管路，球閥BV-25的一端部與紫外線消毒器(52)的一端部和球閥BV-23的一端部相連接，球閥BV-25的另一端部構成勾兌管路(41)的排污口，勾兌管路(41)中的勾兌水按比例進入產水管路(40)，在產水管路(40)中與反滲透純水混合勾兌，混合勾兌后的勾兌成品水通過球閥BV-9進入成品蓄積系統(26)的成品水存儲罐(31)內；緩沖蓄水罐(30)的緩沖蓄水罐入水口(8)通過管道與清洗管路(42)相連接，管道上設置單向閥CV-5和球閥BV-19構成清洗液單流向進入緩沖蓄水罐(30)；清洗系統(24)包括清洗罐(28)、清洗管路(42)和循環泵(35)，清洗罐(28)整體呈密閉中空桶狀，清洗罐(28)上部罐壁上設置清洗罐出水口(1)、清洗罐回水口(2)、清洗罐藥液回水口(3)、清洗罐入水口(4)、清洗罐排水口(5)和清洗罐液位控制器(6)，清洗罐入水口(4)通過設置球閥BV-10的管路與產水管路(40)相連接，產水管路(40)的成品水進入清洗罐(28)，清洗罐藥液回水口(3)通過設置球閥BV-11和球閥BV-17的管路與排泄管路(39)和浸泡維護罐(29)的浸泡維護罐入水口(14)相連接，清洗罐回水口(2)通過設置球閥BV-12的管路與清洗管路(42)相連接，清洗罐(28)的頂端部設置投藥室(7)，投藥室(7)內放置清洗藥劑或浸泡維護藥劑，清洗罐(28)的下部設置清洗罐出水口(1)和清洗罐排水口(5)，清洗罐出水口(1)與循環泵(35)的輸入端相連接，清洗罐(28)的側面設置清洗罐液位控制器(6)，清洗罐液位控制器(6)控制清洗罐(28)內的液位；啟動循環泵(35)將清洗罐(28)內添加藥劑的水體經清洗罐出水口(1)和清洗罐回水口(2)循環，溶解、混合藥劑；循環泵(35)的輸出端與清洗管路(42)相連接，清洗管路(42)的一端與設置球閥BV-14的分配轉換管路(45)相連接，清洗管路(42)上設置保安過濾器C-2、浮子流量計F-04、單向閥CV-3和球閥BV-13；浸泡維護系統(25)包括浸泡維護罐(29)、浸泡保維管路(43)和壓差檢測管路(46)，浸泡維護罐(29)整體呈密閉中空桶狀，浸泡維護罐(29)上部設置浸泡維護罐入水口(14)、浸泡維護罐液位開關(18)和排氣閥RV-2，浸泡維護罐入水口(14)通過設置球閥BV-17的管路與排泄管路(39)相連接，并與清洗罐(28)的清洗罐藥液回水口(3)連通，浸泡維護罐(29)的下部設置浸泡維護罐出水口(13)和浸泡維護罐排水口(15)，浸泡維護罐出水口(13)通過設置球閥BV-16的管路與浸泡維護管路(43)相連接，浸泡維護罐(29)的一側設置浸泡維護罐液位管(16)，浸泡維護罐液位管(16)監控浸泡維護罐(29)內的維護藥液的液位；設置單向閥CV-2和針閥NV-3的浸泡維護管路(43)的兩端部分別與設置球閥BV-15的分配轉換管路(45)的球閥BV-15和產水管路(40)相連接，浸泡維護管路(43)上設置針閥NV-3和單向閥CV-2，浸泡維護罐(29)內的維護藥液從浸泡維護罐出水口(13)通過設置球閥BV-16的管路流經單向閥CV-2的浸泡維護管路(43)，經設置球閥BV-15的管路進入入水過濾管路(58)中從反滲透膜過濾器(49)的入水端浸泡維護卷式反滲透膜(62)的外表面，浸泡維護罐(29)內的維護藥液從浸泡維護罐出水口(13)通過設置球閥BV-16的管路流經針閥NV-3的浸泡維護管路(43)進入產水管路(40)中，從反滲透膜過濾器(49)的產水段浸泡維護卷式反滲透膜(62)的內表面；在浸泡維護管路(43)并聯設置壓差檢測管路(46)，壓差檢測管路(46)上設置壓差控制器(38)構成壓差檢測管路(46)，壓差檢測管路(46)的一端部與設置單向閥CV-2的浸泡維護管路(43)相連接，壓差檢測管路(46)的另一端部與設置針閥NV-3的浸泡維護管路(43)相連接，壓差檢測管路(46)監測產水管路(40)上的反滲透膜過濾器(49)內卷式反滲透膜(62)內外表面的壓力差；勾兌系統(23)的緩沖蓄水罐(30)、清洗系統(24)的清洗罐(28)以及浸泡維護系統(25)浸泡維護罐(29)依照實際需求設計罐體容積，緩沖蓄水罐(30)的罐體容積大于清洗罐(28)的罐體容積，清洗罐(28)的罐體容積大于浸泡維護罐(29)的罐體容積；成品蓄積系統(26)是由成品水存儲罐(31)和臭氧反應器(54)組成，成品水存儲罐(31)上部設置入水口，成品水存儲罐(31)的入水口與產水管路(40)球閥BV-9相連接，臭氧反應器(54)與成品水存儲罐(31)的下部相連接，臭氧反應器(54)向成品水存儲罐(31)內的成品水排放臭氧，臭氧與成品水充分反應殺菌，成品水存儲罐(31)的下部成品出水口與球閥BV-27相連接，成品水存儲罐(31)的下部排污口與球閥BV-28相連接。