專利名稱：反滲透海水淡化裝置的淡水置換系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于反滲透海水淡化技術領域，尤其涉及一種反滲透海水淡化裝置的淡水置換系統。
背景技術：
反滲透海水淡化法是利用反滲透的原理進行海水淡化的方法，高壓海水流經反滲透膜后分離成濃水和淡水，具有設備簡單、操作方便、無相變、處理效率高和能耗低等優(yōu)點， 是目前海水淡化的主要方法。反滲透海水淡化裝置一般包括海水預處理裝置和海水反滲透脫鹽裝置，海水預處理裝置一般包括沉淀池、澄清池、加藥系統和過濾器等，主要目的是去除海水中的沉淀物、 膠體物質、懸浮固體、微生物等，防止反滲透膜的膜面發(fā)生結垢、污堵、氧化破壞等現象，影響處理效果；海水反滲透脫鹽裝置主要包括保安濾器、高壓泵、能量回收裝置、反滲透膜元件、壓力管、反滲透水箱等，作用是將海水在高壓的作用下經過反滲透膜分離后得到淡水， 并將分離后的高壓濃水中的能量回收。另外，由于海水鹽度較高，為了避免停機后反滲透膜濃水側的濃海水析出難溶鹽分，反滲透海水淡化裝置一般都配備有淡水置換系統。目前公開的淡水置換系統主要由淡水水箱、淡水置換泵和過濾器組成，該淡水置換裝置通過管道與反滲透海水淡化裝置的反滲透膜堆相連，即淡水置換裝置的出水管道與反滲透膜堆的高壓進水總管相連，淡水置換泵將淡水從高壓進水總管泵入，進入反滲透膜堆中將海水置換，置換出的濃水通過反滲透膜堆高壓濃水出水總管排放。此時，反滲透膜堆的高壓進水總管和高壓濃水出水總管上需要分別設置高壓進水閥門和高壓排放閥門，以便實現淡水的泵入和排放，高壓閥門的使用使得海水淡化的成本較高。另外，上述淡水置換裝置雖然能夠將反滲透膜堆中的海水置換，但是置換后的濃水會在反滲透膜堆高壓濃水一側排放，無論是淡水還是置換后的濃水均不會經過能量回收裝置，因此，能量回收裝置無法進行淡水置換，其內部積存的高濃度鹽水在停機時容易析出難溶鹽分，導致能量回收裝置內的轉動元件卡死，造成設備故障。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種反滲透海水淡化裝置的淡水置換系統，本發(fā)明提供的淡水置換系統可用于多套反滲透膜堆并聯的海水淡化裝置，能夠實現對能量回收裝置的淡水置換，降低能量回收裝置故障率。本發(fā)明提供了一種反滲透海水淡化裝置的淡水置換系統，包括淡水水箱，進水口與所述淡水水箱的出水口相連的置換水泵，進水口與所述置換水泵的出水口相連的淡水管道，所述淡水管道的出水口通過淡水置換閥門與反滲透海水淡化裝置中能量回收裝置的原水進水口相連。優(yōu)選的，還包括與所述淡水管道末端相連的排放管道，所述排放管道上設置有排放閥門。
優(yōu)選的，還包括第一過濾器，所述第一過濾器的進水口與所述置換水泵的出水口相連，出水口與所述淡水管道的進水口相連。優(yōu)選的，還包括第二過濾器，所述第二過濾器的進水口與所述淡水置換閥門相連， 出水口與所述能量回收裝置的原水進水口相連。優(yōu)選的，所述淡水管道上設置有若干出水口，所述各出水口分別通過淡水置換閥門與相應的反滲透海水淡化裝置中能量回收裝置的原水進水口相連。 與現有技術相比，本發(fā)明提供的淡水置換系統，包括淡水水箱，進水口與所述淡水水箱的出水口相連的置換水泵，進水口與所述置換水泵的出水口相連的淡水管道，所述淡水管道的出水口通過淡水置換閥門與反滲透海水淡化裝置中能量回收裝置的原水進水口相連。本發(fā)明提供的淡水置換系統的出水口與反滲透海水淡化裝置中的能量回收裝置的原水進水口相連，淡水置換系統、能量回收裝置原水側、能回提升泵、反滲透膜堆和能量回收濃水側組成淡水置換回路，即淡水在置換水泵和能回提升泵的作用下經過能量回收裝置的原水側進入反滲透膜堆，對反滲透膜進行淡水置換，然后從反滲透膜堆的濃水側出水口進入能量回收裝置中的濃水側，對能量回收裝置進行淡水置換完畢后由能量回收裝置的低壓濃水排放口排放。本發(fā)明提供的淡水置換系統不僅能夠實現對反滲透膜的淡水置換，而且能夠實現對能量回收裝置的淡水置換，降低了能量回收裝置的故障率。進一步的，本發(fā)明提供的淡水置換系統還包括與所述淡水管道末端相連的排放管道，所述排放管道上設置有排放閥門，當淡水管道中產生大量含有微生物的積液時，可將所述積液通過排放管道排放，然后對海水淡化裝置進行淡水置換，可避免微生物對反滲透膜形成污染。


圖1為本發(fā)明實施例提供的淡水置換系統的結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的淡水置換系統與反滲透海水淡化裝置的第一種連接方式；圖3為本發(fā)明實施例提供的淡水置換系統與反滲透海水淡化裝置的第二種連接方式。
具體實施例方式下面將結合附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例， 本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明提供了一種反滲透海水淡化裝置的淡水置換系統，包括淡水水箱，進水口與所述淡水水箱的出水口相連的置換水泵，進水口與所述置換水泵的出水口相連的淡水管道，所述淡水管道的出水口通過淡水置換閥門與反滲透海水淡化裝置中能量回收裝置的原水進水口相連。參見圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的淡水置換系統的結構示意圖，其中，11為淡水水箱，12為進水口與淡水水箱11的出水口相連的置換水泵，13為進水口與置換水泵12的出水口相連的過濾器，14為進水口與過濾器13的出水口相連的淡水管道，15為原水進水口與淡水管道14相連的能量回收裝置，18為設置在能量回收裝置15原水進水口和淡水管道14出水口之間的淡水置換閥門。淡水水箱11的作用在于存儲淡水，淡水水箱11上設置有出水口。置換水泵12的進水口與淡水水箱11的出水口相連，出水口與過濾器13的進水口相連。置換水泵12將淡水水箱11中的淡水泵出，參與對反滲透膜及能量置換裝置的淡水置換。過濾器13的進水口與置換水泵12的出水口相連，出水口與淡水管道14相連。過濾器13的作用在于將淡水中的懸浮物質過濾，避免堵塞反滲透膜的膜孔。淡水管道14的進水口與過濾器13的出水口相連，出水口通過淡水置換閥門18 與能量回收裝置15的原水進水口相連，使淡水置換系統與能量回收裝置原水側、能回提升泵、反滲透膜堆和能量回收裝置濃水側形成淡水置換回路，淡水通過淡水管道14進入能量回收裝置15的原水側，即增壓側，然后在能回提升泵的作用下進入反滲透膜堆，在反滲透膜堆中實現淡水置換后通過反滲透膜堆的濃水出水口進入能量回收裝置的濃水側，即減壓側，對能量回收裝置進行淡水置換后通過能量回收裝置排放，從而實現對反滲透膜堆和能量回收裝置的淡水置換。在本發(fā)明提供的其他實施例中，還可以不包括過濾器13，而是直接將淡水管道14 的出水口與反滲透海水淡化裝置中與能量回收裝置15相連的過濾器的進水口相連，即淡水置換系統直接利用反滲透海水淡化裝置中過濾器。當反滲透海水淡化裝置中高壓泵與能量回收裝置共用一個過濾器時，淡水置換閥門18與該過濾器的進水口相連；當高壓泵與能量回收裝置分別設置各自的過濾器時，淡水置換閥門18與用于能量回收裝置的過濾器的進水口相連。當反滲透海水淡化裝置為多個反滲透膜堆并聯時，淡水管道14上設置有多個出水口，各出水口分別通過淡水置換閥門與相應的能量回收裝置的原水進水口相連，在各出水口與能量回收裝置之間分別設置有淡水置換閥門，用于控制各套反滲透膜堆及能量回收裝置的淡水置換。當反滲透海水淡化裝置為多個反滲透膜堆并聯時，淡水管道14比較長，管道中積液量較大，當反滲透海水淡化裝置長時間運行時，積液長時間停留在管道中，容易發(fā)生微生物大量繁殖的情況，當反滲透海水淡化裝置停機后進行淡水置換時，管道內積存的含有大量微生物的積液充入反滲透膜堆中，造成反滲透膜被微生物污染。為了避免微生物污染反滲透膜，本發(fā)明提供的淡水置換系統還包括排放管道16，排放管道16與淡水管道14的末端相連，排放管道16上設置有排放閥門17。當需要對反滲透膜堆進行淡水置換時，首先開啟排放閥門17，將淡水管道14中的積液排放掉，然后開啟置換水泵13對反滲透膜堆和能量回收裝置進行淡水置換，由于管道中含有微生物的積液被排放掉，因此不會污染反滲透膜。本發(fā)明提供的淡水置換系統的工作過程如下海水淡化裝置停機后，將高壓泵、能回提升泵和進水閥門關閉；開啟排放閥門17，將淡水管道14中的積液排放完畢，關閉排放閥門17 ；開啟淡水置換閥門18和置換水泵12，淡水水箱11中的淡水經由置換水泵12進入過濾器13，過濾后經由淡水管道14進入能量回收裝置15的原水側；
開啟能回提升泵，淡水經換能后經由能回提升泵提升壓力后進入反滲透膜堆進行淡水置換，置換后的水經能量回收裝置的高壓液進水口進入，對能量回收裝置進行置換并換能后從能量回收裝置的低壓濃水排放口排放。由上述工作過程可知，本發(fā)明提供的淡水置換系統不僅能夠實現對反滲透膜的淡水置換，而且能夠實現對能量回收裝置的淡水置換，降低了能量回收裝置的故障率。本發(fā)明提供的淡水置換系統可以通過不同的方式與不同結構的反滲透海水淡化裝置進行連接。本發(fā)明提供的淡水置換系統中，其設置有過濾器時，其淡水管道出水口可以直接與反滲透海水淡化裝置中的能量回收裝置的原水進水口相連，參見圖1。參見圖2，圖2為本發(fā)明實施例提供的淡水置換系統與反滲透海水淡化裝置的第二種連接方式，其中，21為淡水置換系統，22為反滲透淡化裝置，反滲透淡化裝置22中能量回收裝置的原水進水口通過淡水置換閥門與淡水置換系統21的出水口相連。在淡水置換系統21中，211為淡水水箱，212為進水口與淡水水箱11的出水口相連的置換水泵，213為進水口與置換水泵212的出水口相連的淡水管道，淡水管道213的出水口通過淡水置換閥門214與海水淡化裝置22中的能量回收裝置的進水口相連，215為與淡水管道213的末端相連的排放管道，排放管道215上設置有排放閥門216。在本實施例中，除了未設置過濾器外，淡水置換系統21與上文所述的淡水置換系統具有同樣的結構和功能。在反滲透淡化裝置22中，221為增壓泵，222為進水口與增壓泵221的出水口相連的第一閥門，223為進水口與第一閥門222的出水口相連的第一過濾器，2 為進水口與第一過濾器223的出水口相連的高壓泵，225為進水口與高壓泵2 的出水口相連的反滲透膜堆，2 為高壓液進水口與反滲透膜堆225的濃水出水口相連的能量回收裝置，227為進水口與能量回收裝置226的動力液出水口相連的能回提升泵，能回提升泵227的出水口與反滲透膜堆的進水口相連，2 為進水口與增壓泵221的出水口相連的第二過濾器，第二過濾器2 的出水口與能量回收裝置2 的原水進水口相連，229為設置在增壓泵221和第二過濾器2 之間的第二閥門。本實施例提供的反滲透淡化裝置為高壓泵的過濾器與能量回收裝置的過濾器分開設置的反滲透海水淡化裝置。增壓泵221直接與海水相連，該海水可以為經過預處理后、不含懸浮顆粒、微生物等雜質的海水。第一過濾器223的進水口與增壓泵221的出水口相連，出水口與高壓泵224的進水口相連。海水在增壓泵221的作用下進入第一過濾器223，過濾后進入高壓泵224。第一過濾器223和增壓泵221之間設置有第一閥門222。高壓泵224的進水口與第一過濾器223的出水口相連，出水口與反滲透膜堆225 的進水口相連，作用在于對海水進行加壓，使其進入反滲透膜堆225進行膜分離。反滲透膜堆225為海水淡化的主要裝置，利用反滲透膜將鹽分與水分離，最終得到淡水和富含能量的濃水。反滲透膜堆225包括進水口、淡水出水口和濃水出水口，其進水口與高壓泵224的出水口及能回提升泵227的出水口相連，淡水出水口與淡水存儲裝置相連，濃水出水口與能量回收裝置的高壓液進水口相連，便于將濃水中的能量回收利用。
能量回收裝置226的作用在于回收濃水中的能量，其包括高壓液進水口、原水進水口、動力液出水口和低壓濃水出水口，其中高壓液進水口與反滲透膜堆225的濃水出水口相連，原水進水口與海水和淡水置換口相連，動力液出水口與能回提升泵227的進水口相連，低壓濃水出水口與低壓濃水排放或儲存裝置相連。反滲透膜堆225的濃水進入能量回收裝置，與從原水進水口進入的原水進行能量交換，原水獲得能量從動力液出水口經能量回收提升泵增壓后進入反滲透膜堆，濃水失去能量從低壓濃水出水口排放掉。能回提升泵227的作用是補充能量回收裝置回收能量過程中造成的能量損失，其進水口與能量回收裝置2 的動力液出水口相連，出水口與反滲透膜堆225的進水口相連， 將獲得能量的原水泵入反滲透膜中繼續(xù)處理。第二過濾器2 的進水口與增壓泵221的出水口相連，出水口與能量回收裝置2 的原水進水口相連，主要作用在于將原水過濾。第二過濾器2 之間和增壓泵221之間還設置有第二閥門229。由于反滲透海水淡化裝置中設置有過濾器，淡水置換系統21直接與能量回收裝置的第二過濾器2 相連，使淡水直接經過第二過濾器2 的過濾，從而無需在淡水置換系統中配備過濾器。淡水置換系統21通過第二過濾器2 與能量回收裝置的原水進水口相連，淡水置換系統21、第二過濾器228、能量回收裝置226的原水側、能回提升泵227、反滲透膜堆225 和能量回收裝置226的濃水側形成淡水置換回路，淡水通過淡水管道213進入第二過濾器 228，再進入能量回收裝置226的原水側，即增壓側，然后在能回提升泵的作用下進入反滲透膜堆，在反滲透膜堆中實現淡水置換后通過反滲透膜堆的濃水出水口進入能量回收裝置的濃水側，即減壓側，對能量回收裝置進行淡水置換后通過能量回收裝置排放，從而實現對反滲透膜堆和能量回收裝置的淡水置換。當反滲透淡化裝置22包括多套反滲透膜堆和相應的能量回收裝置時，淡水管道 213上設置有多個出水口，分別與各能量回收裝置的原水進水口相連，并分別通過各淡水置換閥門控制各套反滲透膜和能量回收裝置的淡水置換。在本實施例中，當淡水管道213中存在含有大量微生物的積液時，為避免積液污染反滲透膜，通過排放管道215將積液排放掉后再進行淡水置換。本發(fā)明提供的反滲透海水淡化裝置工作過程如下反滲透淡化裝置22運行時，淡水置換系統21閑置；當需要進行淡水置換時，關閉高壓泵224、能回提升泵227、第一閥門222和第二閥門 229 ；開啟排放閥門216，將淡水管道213中的積液排放完畢，關閉排放閥門216 ；開啟置換水泵212，淡水水箱211中的淡水經由置換水泵212進入淡水管道213， 在置換水泵214的作用下經過第二過濾器2 過濾，然后進入能量回收裝置2 的原水側；開啟能回提升泵227，淡水經換能后經由能回提升泵227提升壓力后進入反滲透膜堆225進行淡水置換，置換后的水經能量回收裝置2 的高壓液進水口進入，對能量回收裝置2 進行置換并換能后從能量回收裝置226的低壓濃水排放口排放。如圖2所示的第二種連接方式能夠節(jié)省過濾器，但是增加了淡水輸送管道的長度。
參見圖3，圖3為本發(fā)明實施例提供的淡水置換系統與反滲透海水淡化裝置的第三種連接方式，其中，31為淡水置換系統，32為反滲透淡化裝置，反滲透淡化裝置32中過濾器的進水口通過淡水置換閥門與淡水置換系統31的出水口相連。在淡水置換系統31中，311為淡水水箱，312為進水口與淡水水箱311的出水口相連的置換水泵，313為進水口與置換水泵312的出水口相連的淡水管道，淡水管道313的出水口通過淡水置換閥門316與海水淡化裝置2中的過濾器的進水口相連，314為與淡水管道 313的末端相連的排放管道，排放管道314上設置有排放閥門315。在本實施例中，除了未設置過濾器外，淡水置換系統1與上文所述的淡水置換系統具有同樣的結構和功能。在反滲透淡化裝置32中，321為增壓泵，322為進水口與增壓泵321的出水口相連的過濾器，323為進水口與過濾器322的出水口相連的高壓泵，3M為進水口與高壓泵323 的出水口相連的反滲透膜堆，325為高壓液進水口與反滲透膜堆324的濃水出水口相連的能量回收裝置，能量回收裝置325的原水進水口與過濾器322的出水口相連，過濾器322的進水口與增壓泵321的出水口相連，326為進水口與能量回收裝置325的動力液出水口相連的能回提升泵，能回提升泵326的出水口與反滲透膜堆的進水口相連。與圖2所示的反滲透淡化裝置相比，圖3所示的反滲透淡化裝置32中過濾器為集中布置，即每套高壓泵和反滲透膜堆組成的反滲透淡化體系和相應的能量回收裝置共用一個過濾器322，過濾器322的進水口與增壓泵321的出水口相連，出水口分別與高壓泵323 的進水口和能量回收裝置325的原水進水口相連，由一個過濾器實現對進入高壓泵的海水的過濾和對進入能量回收裝置的海水的過濾。淡水置換系統31中淡水管道313的出水口與過濾器322的進水口相連，此時，淡水置換系統31中可以不設置過濾器，淡水經由置換水泵312泵入淡水管道313，通過淡水置換閥門316進入過濾器322進行過濾，再進入能量回收裝置325的原水側，在能回提升泵 326的提升作用下進入反滲透膜堆3M進行置換，再由反滲透膜堆3M的濃水出水口進入能量回收裝置325的濃水側，進行換能后從能量回收裝置325的低壓濃水出口排放，從而實現對反滲透膜和能量回收裝置的淡水置換。在本實施例中，當淡水管道313中存在含有大量微生物的積液時，為避免積液污染反滲透膜，通過排放管道314將積液排放掉后再進行淡水置換。在本實施例中，由于過濾器采用集中布置的方式設置，淡水置換系統的出水口直接與過濾器的進水口相連，淡水置換系統、高壓泵和能量回收裝置共用一個過濾器，節(jié)省了過濾器，降低了海水淡化的成本。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種反滲透海水淡化裝置的淡水置換系統，包括淡水水箱，進水口與所述淡水水箱的出水口相連的置換水泵，進水口與所述置換水泵的出水口相連的淡水管道，其特征在于， 所述淡水管道的出水口通過淡水置換閥門與反滲透海水淡化裝置中能量回收裝置的原水進水口相連。
2.根據權利要求1所述的淡水置換系統，其特征在于，還包括與所述淡水管道末端相連的排放管道，所述排放管道上設置有排放閥門。
3.根據權利要求1或2所述的淡水置換系統，其特征在于，還包括第一過濾器，所述第一過濾器的進水口與所述置換水泵的出水口相連，出水口與所述淡水管道的進水口相連。
4.根據權利要求1或2所述的淡水置換系統，其特征在于，還包括第二過濾器，所述第二過濾器的進水口與所述淡水置換閥門相連，出水口與所述能量回收裝置的原水進水口相連。
5.根據權利要求1或2所述的淡水置換系統，其特征在于，所述淡水管道上設置有若干出水口，所述各出水口分別通過淡水置換閥門與相應的反滲透海水淡化裝置中能量回收裝置的原水進水口相連。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種反滲透海水淡化裝置的淡水置換系統，包括淡水水箱，進水口與所述淡水水箱的出水口相連的置換水泵，進水口與所述置換水泵的出水口相連的淡水管道，所述淡水管道的出水口通過淡水置換閥門與反滲透海水淡化裝置中能量回收裝置的原水進水口相連。本發(fā)明提供的淡水置換系統的出水口與反滲透海水淡化裝置中的能量回收裝置的原水進水口相連，淡水置換系統、能量回收裝置原水側、能回提升泵、反滲透膜堆和能量回收濃水側組成淡水置換回路，不僅能夠實現對反滲透膜的淡水置換，而且能夠實現對能量回收裝置的淡水置換，降低能量回收裝置的故障率。
文檔編號C02F9/02GK102328970SQ20111026237
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權日2011年9月6日
發(fā)明者李玉睿, 樊雄 申請人:中冶連鑄技術工程股份有限公司