一種運(yùn)用壓縮空氣作為驅(qū)動能量的膜法水處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種運(yùn)用壓縮空氣作為驅(qū)動能量的膜法水處理系統(tǒng)，空壓機(jī)通過單向閥連接儲氣罐，儲氣罐通過電磁閥a連接儲水罐，增壓設(shè)備與電磁閥a并聯(lián)，儲氣罐設(shè)有壓力變送器b；儲水罐的出氣口設(shè)有電磁閥b，儲水罐還設(shè)有液位變送器和壓力變送器a；電動閥a連接儲水罐的原水進(jìn)水分支，儲水罐出水口分支通過電動閥b與膜組件連接；膜組件出水有兩處分支，一處為濃縮水出水分支并設(shè)有電動流量調(diào)節(jié)閥c，另一處為過濾水出水分支并設(shè)有閘閥，其優(yōu)點(diǎn)是該套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，并且在工作運(yùn)行中運(yùn)行平穩(wěn)，極大的降低了膜法水處理的能量消耗，降低企業(yè)的工作成本，節(jié)能環(huán)保。
【專利說明】一種運(yùn)用壓縮空氣作為驅(qū)動能量的膜法水處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種運(yùn)用壓縮空氣作為驅(qū)動能量的膜法水處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]膜法水處理作為一種新興的水處理工藝方法，其優(yōu)點(diǎn)為工藝路線短，占地面積小，處理精度高，已經(jīng)在各種水處理行業(yè)得到越來越多的運(yùn)用，但膜法工藝的缺點(diǎn)是能耗高。現(xiàn)有的膜法水處理工藝都以水泵為驅(qū)動設(shè)備，水泵揚(yáng)程高，電機(jī)功率大，運(yùn)行成本高，上述問題制約了膜法水處理工藝的發(fā)展，目前尚沒有一種節(jié)能的供能系統(tǒng)，因此更節(jié)能的膜法水處理能量系統(tǒng)急需被研制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種運(yùn)用壓縮空氣作為驅(qū)動能量的膜法水處理系統(tǒng)，以空氣壓縮機(jī)為動力裝置，驅(qū)動儲水罐中的待處理水連續(xù)進(jìn)入膜組件進(jìn)行膜法處理，代替了以水泵等高能耗的傳統(tǒng)動力源。
[0004]為實(shí)現(xiàn)以上目的，采用以下技術(shù)方案:一種運(yùn)用壓縮空氣作為驅(qū)動能量的膜法水處理系統(tǒng)，空壓機(jī)通過單向閥連接儲氣罐，儲氣罐通過電磁閥a連接儲水罐，增壓設(shè)備與電磁閥a并聯(lián)，儲氣罐設(shè)有壓力變送器b ;儲水罐的出氣口設(shè)有電磁閥b，儲水罐還設(shè)有液位變送器和壓力變送器a ；電動閥a連接儲水罐的原水進(jìn)水分支，儲水罐出水口分支通過電動閥b與膜組件連接；膜組件出水有兩處分支，一處為濃縮水出水分支并設(shè)有電動流量調(diào)節(jié)閥C，另一處為過濾水出水分支并設(shè)有閘閥。
[0005]所述的增壓設(shè)備采用多級羅茨風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)。
[0006]整個系統(tǒng)的所有電動閥、電磁閥都連接到控制單元，所有的壓力變送器、液位變送器接受的信號反應(yīng)到控制單元。
[0007]本發(fā)明采用空氣可以壓縮并具備和轉(zhuǎn)化氣壓能的原理，以空氣壓縮機(jī)為動力裝置，以氣壓能驅(qū)動儲水罐中的待處理水連續(xù)進(jìn)入膜組件進(jìn)行膜法處理。過程中的系統(tǒng)壓強(qiáng)、水位控制、流量控制等通過相應(yīng)的變送設(shè)備傳送數(shù)據(jù)到單片機(jī)控制單元，由預(yù)先編制的程序進(jìn)行控制。當(dāng)儲水罐液位下降到下限時，儲水罐中存放的壓縮空氣經(jīng)過增壓設(shè)備轉(zhuǎn)化回到儲氣罐，作為下一個過濾周期的驅(qū)動能，從而完成了氣壓能的循環(huán)利用。
[0008]一種運(yùn)用壓縮空氣作為驅(qū)動能量的膜法水處理系統(tǒng)，其運(yùn)行過程包括如下:
(1)初始化控制系統(tǒng)，所有用電設(shè)備通電處于待機(jī)狀態(tài)，空氣壓縮機(jī)工作，向儲氣罐中儲存壓縮空氣；
(2)當(dāng)儲水罐進(jìn)水時電動閥a、電磁閥b開啟，儲水罐中的空氣由電磁閥b排出，液位變送器檢測到上限水位進(jìn)入過濾步驟；
(3)進(jìn)入過濾過 程時，電磁閥a開啟，儲水罐儲存的原水經(jīng)過儲氣罐中儲存的壓縮空氣驅(qū)動進(jìn)入膜組件后得以分離處理，壓力變送器b檢測膜面壓強(qiáng)范圍，檢測結(jié)果通過信號傳送到控制單元，控制單元執(zhí)行程序控制電磁閥a的啟閉，液位變送器檢測到下限水位進(jìn)入下一步驟；
(4)壓縮空氣能量回收，此時電磁閥a、電動閥a和電動閥b關(guān)閉，儲水罐儲存的壓縮空氣經(jīng)過增壓設(shè)備轉(zhuǎn)化后進(jìn)入儲存罐，壓力變送器a檢測到接近常壓時完成一個工作周期；
(5)下一個注水完成開始過濾時，儲氣罐中的空氣壓強(qiáng)大于膜組件需要的膜面設(shè)計壓強(qiáng)，空壓機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)，直到儲水罐中水位不斷下降，由儲氣罐和儲水罐上部組成的連通器空氣壓強(qiáng)低于設(shè)計壓強(qiáng)時，空壓機(jī)才開始工作。
[0009]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn):該套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，空氣壓縮機(jī)代替水泵作為驅(qū)動能循環(huán)使用，其工作時間短而間斷，運(yùn)行后只在補(bǔ)充處理水勢能所消耗的功耗以及增壓設(shè)備所損失的機(jī)械能時啟動，并且在工作運(yùn)行中運(yùn)行平穩(wěn)，極大的降低了膜法水處理的能量消耗，降低企業(yè)的工作成本，節(jié)能減排環(huán)保。該系統(tǒng)適用范圍廣，可以應(yīng)用在飲用水處理、中水回用、污水處理、工業(yè)循環(huán)水處理、超純水制備，特別是苦咸水及海水淡化等高能耗的膜法水處理領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖
圖2為本發(fā)明應(yīng)用于自來水制備直飲水的系統(tǒng)圖
如圖所示1、空壓機(jī)；2、儲氣罐；3、增壓設(shè)備；4、儲水罐；5、膜組件；6、單向閥；7、壓力變送器b ;8、電磁閥a;9、壓力變送器a ;10、液位變送器；11、電磁閥b ;12、電動閥a ;13、電動閥b ;14、閘閥；15、電動流量調(diào)節(jié)閥c ;16、原水箱；17、清水箱。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1
空壓機(jī)(I)通過單向閥(6)連接儲氣罐(2)，儲氣罐(2)通過電磁閥a (8)連接儲水罐
(4)，增壓設(shè)備(3)與電磁閥a (8)并聯(lián)，儲氣罐(2)設(shè)有壓力變送器b (7);儲水罐(4)的出氣口設(shè)有電磁閥b (11)，儲水罐(4)還設(shè)有液位變送器(10)和壓力變送器a (9);電動閥a (12)連接儲水罐(4)的原水進(jìn)水分支，儲水罐(4)出水口分支通過電動閥b (13)與膜組件(5)連接；膜組件(5)出水有兩處分支，一處為濃縮水出水分支并設(shè)有電動流量調(diào)節(jié)閥c (15)，另一處為過濾水出水分支并設(shè)有閘閥(14);增壓設(shè)備(3)采用多級羅茨風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)；整個系統(tǒng)的所有電動閥、電磁閥都連接到控制單元，所有的壓力變送器、液位變送器接受的信號反應(yīng)到控制單元。
[0012]處理方法以空氣壓縮機(jī)為動力裝置，以氣壓能驅(qū)動儲水罐中的待處理水連續(xù)進(jìn)入膜組件進(jìn)行膜法處理，過程中的系統(tǒng)壓強(qiáng)、水位控制、流量控制等通過相應(yīng)的變送設(shè)備傳送數(shù)據(jù)到單片機(jī)控制單元，由預(yù)先編制的程序進(jìn)行控制；當(dāng)儲水罐(4)液位下降到下限時，儲水罐(4)中存放的壓縮空氣經(jīng)過增壓設(shè)備(3)轉(zhuǎn)化回到儲氣罐(2)，作為下一個過濾周期的驅(qū)動能，從而完成了氣壓能的循環(huán)利用。
[0013]如圖1所示，本發(fā)明采用“氣壓能驅(qū)動、氣壓能回收”的膜法水處理方式，包括:以空壓機(jī)(I)為空氣能驅(qū)動設(shè)備為儲氣罐(2)提供壓縮空氣，作為膜法過濾水處理的動力源；需要處理的原水通過液位變送器(10)檢測液位，控制單元發(fā)出信號控制電動閥a (12)注入儲水罐，液位到達(dá)上限后，電動閥a (12)關(guān)閉，電動閥b (13)開啟，電磁閥a (8)開啟，在儲氣罐(2)提供的壓縮空氣驅(qū)動下，儲水罐(4)中的原水進(jìn)入膜組件(5)，得以分離成為濾過水和濃縮水；儲水罐(4)液位到達(dá)下限后，電動閥a (12)、電動閥b (13)、電磁閥a (8)關(guān)閉，其中儲存的壓縮空氣經(jīng)過增壓設(shè)備(3)回收后儲存于儲氣罐(2)，作為下一個過濾周期的驅(qū)動能。
[0014]實(shí)施例2
如圖2所示，系統(tǒng)工作流程如下:
1)準(zhǔn)備條件:原水箱(16)水位高于儲水罐(4)上限，控制柜通電，空壓機(jī)通電；
2)注水:清水箱(17)的液位變送器檢測到清水池水位低于下限，電動閥a(12)、電磁閥b (11)開啟，儲水罐(4)中的空氣由電磁閥b (11)排出，液位變送器(10)檢測到上限水位時進(jìn)入過濾步驟；
3)過濾，此時電磁閥a(8)開啟，儲水罐(4)儲存的原水經(jīng)過儲氣罐(2)中儲存的壓縮空氣驅(qū)動進(jìn)入膜組件(5)后得以分離處理，膜面壓強(qiáng)范圍0.8-1.0mpa,由壓力變送器a (9)傳送到控制單元，控制單元發(fā)出信號控制電磁閥a (8)的啟閉，設(shè)計反滲透回收率為62%，由流量計檢測數(shù)據(jù)，傳送到控制單元，控制單元發(fā)出信號控制電動流量調(diào)節(jié)閥c (15)控制產(chǎn)水與濃水比例，液位變送器(10)檢測到下限水位后進(jìn)入下一步驟；
4)壓縮空氣能量回收，此時電磁閥a(8)、電磁閥b (11)、電動閥a (12)、電動閥b (13)關(guān)閉，增壓設(shè)備(3)開啟，儲水罐(4)儲存的壓縮空氣經(jīng)過增壓設(shè)備(3)轉(zhuǎn)化后進(jìn)入儲氣罐
(2)，壓力變送器a (9)檢測到壓強(qiáng)小于0.02mpa時完成一個工作周期，此時儲氣罐(2)的氣壓為 1.6-2.0mpa ；
5)下一個注水完成開始過濾時，儲氣罐(2)中的空氣壓強(qiáng)大于設(shè)計膜面壓強(qiáng)
0.8-1.0mpa，空壓機(jī)(I)處于停機(jī)狀態(tài)，直到儲水罐(4)中水位不斷下降，由儲氣罐(2)和儲水罐(4)上部組成的連通器的空氣壓強(qiáng)低于設(shè)計壓強(qiáng)時，空壓機(jī)(I)才開始工作。
[0015]在以上過程中 ，空壓機(jī)的工作時間短，實(shí)際測得電耗遠(yuǎn)低于采用多級高壓水泵為驅(qū)動設(shè)備的水處理系統(tǒng)。
[0016]以上所述，僅為本發(fā)明的其中兩個實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，運(yùn)用該發(fā)明原理，可以輕易推廣使用到包括大型自來水廠、污水處理、工業(yè)循環(huán)水處理，超純水制備、海水淡化等領(lǐng)域，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種運(yùn)用壓縮空氣作為驅(qū)動能量的膜法水處理系統(tǒng)，其特征在于:空壓機(jī)(I)通過單向閥(6)連接儲氣罐(2)，儲氣罐(2)通過電磁閥a (8)連接儲水罐(4)，增壓設(shè)備(3)與電磁閥a (8)并聯(lián)，儲氣罐(2)設(shè)有壓力變送器b (7);儲水罐(4)的出氣口設(shè)有電磁閥b(11)，儲水罐(4)還設(shè)有液位變送器(10)和壓力變送器a (9);電動閥a (12)連接儲水罐(4)的原水進(jìn)水分支，儲水罐(4)出水口分支通過電動閥b(13)與膜組件(5)連接；膜組件(5)出水有兩處分支，一處為濃縮水出水分支并設(shè)有電動流量調(diào)節(jié)閥c(15)，另一處為過濾水出水分支并設(shè)有閘閥(14 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運(yùn)用壓縮空氣作為驅(qū)動能量的膜法水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的增壓設(shè)備(3)采用多級羅茨風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運(yùn)用壓縮空氣作為驅(qū)動能量的膜法水處理系統(tǒng)，其特征在于，整個系統(tǒng)的所有電動閥、電磁閥都連接到控制單元，所有的壓力變送器、液位變送器接受的信號反應(yīng)到控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運(yùn)用壓縮空氣作為驅(qū)動能量的膜法水處理系統(tǒng)，其特征在于處理方法以空氣壓縮機(jī)為動力裝置，以氣壓能驅(qū)動儲水罐中的待處理水連續(xù)進(jìn)入膜組件進(jìn)行膜法處理，過程中的系統(tǒng)壓強(qiáng)、水位控制、流量控制等通過相應(yīng)的變送設(shè)備傳送數(shù)據(jù)到單片機(jī)控制單元，由預(yù)先編制的程序進(jìn)行控制；當(dāng)儲水罐(4)液位下降到下限時，儲水罐(4)中存放的壓縮空氣經(jīng)過增壓設(shè)備(3)轉(zhuǎn)化回到儲氣罐(2)，作為下一個過濾周期的驅(qū)動能，從而完成了氣壓能的循環(huán)利用。
【文檔編號】C02F1/44GK103787463SQ201410082031
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】陳建云, 李國杰, 邵波 申請人:大連朗旭環(huán)境科技有限公司