專利名稱：三級(jí)工業(yè)廢水深度處理的反滲透過濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理過濾裝置，尤其涉及對(duì)三級(jí)工業(yè)廢水進(jìn)行深度處理的反滲透過濾裝置。
背景技術(shù)：
成熟、先進(jìn)、高效的水處理技術(shù)不僅包含穩(wěn)定、達(dá)標(biāo)的出水質(zhì)量，還包括盡量高的設(shè)備使用壽命和盡量低的運(yùn)行成本。針對(duì)不同水質(zhì)的具體特點(diǎn)通常需要設(shè)計(jì)不同的水處理凈化工藝、選取與凈化工藝和輸出水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)的過濾裝置，其中，對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行深度處理的最為關(guān)鍵的工藝為反滲透(RO)薄膜分離過程。由于反滲透薄膜分離技術(shù)雖具有出水質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，但也有諸如進(jìn)水為三級(jí)工業(yè)廢水時(shí)，反滲透膜元件容易結(jié)垢或污堵，從而引起水流通量下降，化學(xué)清洗頻繁等缺點(diǎn)，因此，保證反滲透過濾的連續(xù)正常運(yùn)行就至關(guān)重要，也非常困難。尤其是對(duì)于某些特定的輸入水質(zhì)，前述缺點(diǎn)更為突出。
比如對(duì)于電鍍或線路板生產(chǎn)中的廢水，一般需要依次經(jīng)過格柵、調(diào)節(jié)池進(jìn)行均化處理后，再注入反應(yīng)池和沉淀池，在反應(yīng)池中填加適量的絮凝劑和助凝劑，并進(jìn)行pH調(diào)整，進(jìn)入沉淀池，所得上清液，可以達(dá)到國家和地方一級(jí)排放的標(biāo)準(zhǔn)COD≤90mg/L、懸浮物≤60mg/L、pH6～9。上述這種出水或處理液，即三級(jí)工業(yè)廢水并不能滿足回用的要求，因此對(duì)水資源的消耗或浪費(fèi)現(xiàn)象仍舊沒有解決，一般還需要進(jìn)行深度處理或凈化，才可以將前述工業(yè)廢水進(jìn)一步處理為可重復(fù)利用的工業(yè)用水。
由于電鍍或線路板廢水的處理液在絮凝沉淀過程中會(huì)產(chǎn)生大量的膠體物質(zhì)，含有較多的溶解性的金屬離子以及高分子化合物，在使用反滲透薄膜分離技術(shù)進(jìn)行深度處理時(shí)，特別容易導(dǎo)致反滲透膜元件的污堵，嚴(yán)重時(shí)整個(gè)水處理系統(tǒng)通量大幅度降低，因此需要對(duì)反滲透系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的自動(dòng)清洗才能保證反滲透過濾裝置長(zhǎng)時(shí)間、連續(xù)地正常達(dá)標(biāo)運(yùn)行；此外，現(xiàn)有的反滲透系統(tǒng)，一般都采用兩段串聯(lián)安裝方式，其中一段過濾容器的濃水進(jìn)二段過濾容器再行過濾，以盡量提高回收率，而各段過濾容器中的過濾用的膜元件一般都是串聯(lián)連接的。這種結(jié)構(gòu)的反滲透過濾裝置中，一段過濾容器的進(jìn)水可以由高壓泵來保證足夠的過濾壓力，而對(duì)于二段或三段過濾容器來說，由于整個(gè)水處理系統(tǒng)通量大幅度降低，從而導(dǎo)致二段或三段過濾容器的末端膜元件壓力降低，流量減少，其中的過濾用的膜元件特別容易被污堵、難以有效地穩(wěn)定運(yùn)行，由此也增加了化學(xué)清洗頻率以及過濾耗材的更換頻率和深度處理的運(yùn)行成本。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是旨在提供一種自身具有清洗功能的反滲透過濾裝置。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是旨在提供一種能夠有效防止末段過濾容器中的末端膜元件被污堵的反滲透過濾裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種三級(jí)工業(yè)廢水深度處理的反滲透過濾裝置，至少包括一段過濾容器和二段過濾容器；經(jīng)預(yù)處理的中間水從所述一段過濾容器的進(jìn)水口輸入，其濃水出口與所述二段過濾容器的輸入口相通；所述二段過濾容器的濃水經(jīng)濃水出口輸出；所述兩段過濾容器的產(chǎn)水出口通過第一閥門輸出產(chǎn)品水，其特征在于所述一段過濾容器的濃水出口與所述二段過濾容器的入口的連通管路中設(shè)置有第二閥門；所述一段過濾容器的產(chǎn)水出口還通過第三閥門與所述二段過濾容器的進(jìn)水口相通；所述一段過濾容器的濃水出口還可經(jīng)第四閥門輸出濃水。
為了彌補(bǔ)二段或末段運(yùn)行壓力不足的缺陷，防止其中的膜元件被污堵，可在上述結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，可在一段的產(chǎn)水出口與第一閥門之間還設(shè)置一個(gè)可以控制一段過濾容器產(chǎn)水流量的憋壓閥門。這種設(shè)計(jì)特別適合運(yùn)用在三段安裝方式的反滲透裝置中。
采用上述串聯(lián)結(jié)構(gòu)后，在正常運(yùn)行時(shí)，一段過濾容器的濃水成為二段過濾容器的進(jìn)水，再行過濾，以提高系統(tǒng)回收率；而在需要對(duì)過濾容器中的膜元件進(jìn)行反清洗時(shí)，系統(tǒng)裝置不再產(chǎn)水，此時(shí)，可以通過各個(gè)閥門的控制開合，實(shí)現(xiàn)1.利用一段過濾容器所得產(chǎn)品水清洗置換二段過濾容器中的濃縮水；2.一段過濾容器中的濃縮水可以利用經(jīng)預(yù)處理的中間水直接加以清洗置換。這樣，就使得反滲透過濾裝置在停機(jī)時(shí)，保證了過濾容器中各膜元件里的水是沒有經(jīng)過濃縮的清潔水，從而，把膜元件結(jié)垢和污堵的風(fēng)險(xiǎn)降到最低點(diǎn)。
特別設(shè)置的一段過濾容器的產(chǎn)水憋壓閥門可以通過控制、調(diào)節(jié)一段過濾容器的產(chǎn)水通量，增大二段及末段過濾容器的輸入壓力和流量，確保二段及末段過濾容器中的膜元件、尤其是位于末端的膜元件避免結(jié)垢和污堵，藉此可顯著提高本發(fā)明所述裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性、延長(zhǎng)裝置的使用壽命，有效降低深度處理的成本。


圖1是使用本發(fā)明所述的反滲透裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明主要是針對(duì)三級(jí)工業(yè)廢水在進(jìn)行深度處理時(shí)使用的反滲透薄膜過濾裝置的構(gòu)成加以改進(jìn)的，反滲透薄膜分離技術(shù)具有過濾效果好、出水質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，但特別容易出現(xiàn)反滲透過濾容器中的膜元件膜面結(jié)垢和污堵的現(xiàn)象，為確保反滲透工藝的順利進(jìn)行，一般要對(duì)輸入反滲透過濾容器的廢水進(jìn)行高效、穩(wěn)定、可靠的預(yù)處理，然后才可進(jìn)行反滲透薄膜分離過濾。
在進(jìn)行反滲透薄膜過濾時(shí)，本發(fā)明采用的反滲透過濾裝置的一種實(shí)施方案可參照附圖1，以二段RO系統(tǒng)為例，包括一段過濾容器1和二段過濾容器2；在每一段過濾容器中均依通常方式，設(shè)置了一個(gè)以上、并聯(lián)的過濾容器，如圖1所示，實(shí)踐中，采用兩段式反滲透過濾方式時(shí)，一般在一段中，設(shè)置四個(gè)并聯(lián)的過濾容器，在二段中設(shè)置兩個(gè)過濾容器，即四、二式結(jié)構(gòu)；而在采用三段式反滲透過濾時(shí)，過濾容器的設(shè)置一般是三、二、一式結(jié)構(gòu)，即二段過濾容器的濃水輸出給三段再次過濾，三段過濾容器的產(chǎn)水并入回用水池3，其濃水回收進(jìn)行化學(xué)處理或排出。
上述一段過濾容器1的進(jìn)水一般由高壓泵5經(jīng)進(jìn)水口11向內(nèi)輸入經(jīng)過預(yù)處理的合格水(通常所述的中間水)，即本發(fā)明的入水從一段過濾容器的進(jìn)水口11輸入，一段過濾容器的濃水出口12與二段過濾容器的進(jìn)水口21相通，以使一段過濾容器1所得濃水經(jīng)二段過濾容器2再行過濾，二段過濾容器的濃水出口22經(jīng)第五閥門55將濃水輸出或交給三段過濾容器進(jìn)一步過濾，一、二兩段過濾容器的產(chǎn)水通過第一閥門51并入回用水箱，前述兩段或三段式過濾的目的是盡量提高回收率。不難看出，這里的第一閥門51可以同時(shí)控制一、二兩段過濾容器的產(chǎn)水輸出，顯然，使用雙閥門和雙管道分別單獨(dú)控制一、二兩段過濾容器的產(chǎn)水與本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、目的和功能實(shí)質(zhì)上無異，應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
為了能夠在本發(fā)明所述裝置停機(jī)時(shí)，利用裝置內(nèi)部自產(chǎn)的凈水或中間水源實(shí)現(xiàn)反滲透過濾容器中膜元件的適時(shí)自動(dòng)清洗，盡量降低化學(xué)清洗的頻次，本發(fā)明特別在上述一段過濾容器的濃水出口12與二段過濾容器的進(jìn)水口21的連通管路中設(shè)置有第二閥門52；一段過濾容器的產(chǎn)水出口13還通過第三閥門53與二段過濾容器的進(jìn)水口21實(shí)現(xiàn)相通；一段過濾容器的濃水出口12還可以經(jīng)第四閥門54直接輸出。
上述結(jié)構(gòu)的反滲透薄膜過濾裝置正常工作時(shí)，第一閥門51、第二閥門52以及第五閥門55打開，第三閥門53、第四閥門54則關(guān)閉，三級(jí)工業(yè)廢水經(jīng)過預(yù)處理從中間水箱由高壓泵加壓輸入到一段過濾容器的進(jìn)水口11，過濾所得的一段產(chǎn)水直接從一段過濾容器的產(chǎn)水出口13輸出回用，一段所得濃水從一段過濾容器的濃水出口12經(jīng)第二閥門52輸出到二段過濾容器的輸入口21再行過濾，過濾所得二段產(chǎn)水直接輸出回用，二段所得濃水經(jīng)第五閥門55輸出后，回收進(jìn)行化學(xué)處理或排出到生化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池4。
在停機(jī)自動(dòng)清洗時(shí)的工作原理是首先，第一閥門51關(guān)閉，系統(tǒng)不再產(chǎn)出凈水；第二閥門52關(guān)閉；第三閥門53、第四閥門54和第五閥門55打開；此時(shí)，二段過濾容器2不再處于過濾狀態(tài)，而是處于清洗狀態(tài)，即一段過濾容器1進(jìn)行正常過濾，過濾所得的一段產(chǎn)水經(jīng)第三閥門53輸入到二段過濾容器2內(nèi)，同時(shí)一段所得濃水不再輸入到二段過濾容器內(nèi)，據(jù)此可以迅速將二段過濾容器的膜元件內(nèi)的濃水加以置換，可能污堵二段過濾容器中的膜元件膜面的膠體等物質(zhì)將被有效清洗；待二段過濾容器2清洗完成后，可以繼續(xù)進(jìn)行一段過濾容器的膜元件的清洗再將第三閥門53也關(guān)閉，一段過濾容器1不再進(jìn)行正常過濾，而是利用高壓泵輸入的預(yù)處理合格水迅速置換一段過濾容器中的膜元件內(nèi)的濃縮水，將可能污堵一段過濾容器中的膜元件的膠體等物質(zhì)清洗置換掉。
這里所述的清洗順序主要是考慮到反滲透薄膜過濾裝置一般情況下，不適合長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)待用，但實(shí)踐中，也不能一味要求用戶長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，短暫的停機(jī)應(yīng)當(dāng)被允許，此時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量保證處于待用狀態(tài)的過濾容器中的膜元件內(nèi)濃水已被有效置換，上述的清洗順序就是為了有效避免在清洗一段過濾容器中的膜元件時(shí)，重新污染二段過濾容器中的膜元件的現(xiàn)象出現(xiàn)。
正常運(yùn)行時(shí)，對(duì)一、二段過濾容器中的膜元件清洗的具體停機(jī)時(shí)機(jī)，可以選擇在儲(chǔ)存已經(jīng)預(yù)處理的中間水的水箱6中的水位下降到低水位時(shí)進(jìn)行清洗，此時(shí)可由預(yù)先設(shè)置在中間水箱中的水位控制浮球開關(guān)或類似的能夠監(jiān)測(cè)水位的水位傳感器61輸出指令，引導(dǎo)本發(fā)明所述的反滲透過濾裝置的控制裝置進(jìn)入停機(jī)自動(dòng)清洗程序，從而實(shí)現(xiàn)上述的清洗動(dòng)作的自動(dòng)化運(yùn)行，目的是保證高壓泵5有足夠的水源輸入到一段過濾容器1中。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明裝置停機(jī)清洗過程的自動(dòng)化程度，可以將上述第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門和第五閥門均選用電動(dòng)閥門，各個(gè)電動(dòng)閥門均分別受控于反滲透過濾裝置的控制裝置，所述的控制裝置可接收來自中間水箱的水位傳感器61的信號(hào)，確定是否進(jìn)入停機(jī)清洗狀態(tài)。
采用一、二段串聯(lián)安裝的反滲透系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)前面已經(jīng)闡述，實(shí)踐中，往往是末段(即二段或三段)過濾容器中，串接的各個(gè)膜元件中的末端膜元件最容易被污堵，原因就在于所述末段的末端反滲透膜元件流量小、壓力低、流速慢，攜帶能力降低，也就是說，位于末段過濾容器中的末端反滲透膜元件在長(zhǎng)期運(yùn)行后將首先，也是最有可能被污堵；為此，本發(fā)明做了進(jìn)一步地設(shè)計(jì)改進(jìn)在一段過濾容器中的產(chǎn)水出口13與第一閥門51之間還設(shè)置有可以控制產(chǎn)水流量的一段產(chǎn)水憋壓閥門56，目的是在正常過濾時(shí)，適當(dāng)控制、限制一段過濾容器中的產(chǎn)水流量，調(diào)節(jié)或提高進(jìn)入二段過濾容器2內(nèi)的進(jìn)水流量和壓力，以避免二段過濾容器中膜元件過早地被污堵；而對(duì)于三段式反滲透過濾裝置來說，前述的一段產(chǎn)水憋壓閥門56的設(shè)置作用會(huì)更為顯著，可以大大延長(zhǎng)本發(fā)明所述裝置的使用壽命和運(yùn)行的穩(wěn)定性。
在三段式反滲透過濾裝置中，二段過濾容器的濃水出口則輸入到三段過濾容器的進(jìn)水口，進(jìn)行進(jìn)一步的過濾，以提高產(chǎn)水率(回收率)，清洗時(shí)也可借助一段或二段的產(chǎn)水置換三段過濾容器中的膜元件內(nèi)的濃水，具體的清洗順序最好也選擇先三段，再二段，后一段，其道理是一樣的。
本發(fā)明主要是利用反滲透過濾裝置自身具有的優(yōu)良特性，大幅度提高經(jīng)初步處理后所得的僅僅符合國家和地方一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的三級(jí)工業(yè)廢水的再過濾質(zhì)量，同時(shí)保證設(shè)備本身能穩(wěn)定、高效并長(zhǎng)期運(yùn)行，降低水處理的成本，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)明顯。
實(shí)踐證明，經(jīng)過上述反滲透系統(tǒng)處理的電鍍或線路板廢水，其產(chǎn)水水質(zhì)優(yōu)于城市供水標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足工業(yè)用水的要求和指標(biāo)。
需要說明的是，上述方案雖然主要是針對(duì)電鍍或線路板廢水經(jīng)三級(jí)處理后，再進(jìn)行深度處理時(shí)而提出的改進(jìn)的反滲透系統(tǒng)，顯然實(shí)際運(yùn)用遠(yuǎn)不止這一個(gè)領(lǐng)域，在其他廢水處理領(lǐng)域中也一樣適用，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種三級(jí)工業(yè)廢水深度處理的反滲透過濾裝置，至少包括一段過濾容器和二段過濾容器；經(jīng)預(yù)處理的中間水從所述一段過濾容器的進(jìn)水口輸入，其濃水出口與所述二段過濾容器的輸入口相通；所述二段過濾容器的濃水可經(jīng)濃水出口輸出；所述兩段過濾容器的產(chǎn)水出口通過第一閥門輸出產(chǎn)品水，其特征在于所述一段過濾容器的濃水出口與所述二段過濾容器的入口的連通管路中設(shè)置有第二閥門；所述一段過濾容器的產(chǎn)水出口還通過第三閥門與所述二段過濾容器的進(jìn)水口相通；所述一段過濾容器的濃水出口還可經(jīng)第四閥門輸出濃水。
2.如權(quán)利要求1所述的三級(jí)工業(yè)廢水深度處理的反滲透過濾裝置，其特征在于所述一段過濾容器的凈水出口與第一閥門之間還設(shè)置有可以控制產(chǎn)水流量的產(chǎn)水憋壓閥門。
3.如權(quán)利要求1或2所述的三級(jí)工業(yè)廢水深度處理的反滲透過濾裝置，其特征在于所述第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門和第五閥門均為電動(dòng)控制閥門；還包括可以控制所述的第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門和第五閥門開合的控制裝置，以及可以監(jiān)測(cè)中間水量的水位傳感器，所述的控制裝置可接收所述水位傳感器的信號(hào)，確定是否進(jìn)入停機(jī)清洗狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求3所述的三級(jí)工業(yè)廢水深度處理的反滲透過濾裝置，其特征在于還包括三段過濾容器，所述三段過濾容器的進(jìn)水口與二段過濾容器的濃水出口相通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三級(jí)工業(yè)廢水深度處理的反滲透過濾裝置，主要包括一、二兩段過濾容器；經(jīng)預(yù)處理的中間水從一段過濾容器的進(jìn)水口輸入，其濃水輸入二段過濾容器再行過濾；在一段過濾容器的濃水出口與二段過濾容器的入口之間設(shè)置有第二閥門；一段過濾容器的產(chǎn)水出口還通過第三閥門與二段過濾容器的進(jìn)水口相通；一段過濾容器的濃水出口還可經(jīng)第四閥門輸出濃水，此外還可在一段過濾容器的凈水輸出管道中設(shè)置可控制產(chǎn)水流量的產(chǎn)水憋壓閥門。本發(fā)明可使過濾容器中各過濾用的膜元件里的水在停機(jī)時(shí)是沒有經(jīng)過濃縮的清潔水，同時(shí)確保位于末段過濾容器中的末端膜元件的輸入壓力和流量，有效避免膜元件的結(jié)垢和污堵，提高裝置的使用壽命。
文檔編號(hào)C02F1/44GK1803648SQ20051012082
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
發(fā)明者廖志民, 郭景奎, 黃玉和, 鄒靜, 陳志強(qiáng), 戴睿智, 史文彥, 熊建中, 計(jì)海鷹, 廈曉春, 趙敏慧, 郭大勇, 鄒霞, 吳吉軍, 周啟微 申請(qǐng)人:深圳市金達(dá)萊環(huán)保有限公司, 江西金達(dá)萊環(huán)保實(shí)業(yè)有限公司