雙膜法處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供雙膜法(CUF+RO)處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)，包括通過管道依次連通的再生水出水管、換熱器、儲水器、一級過濾器、超濾裝置、超濾水箱、二級過濾器、反滲透裝置、反滲透水箱、除氧器、除氧水箱和鍋爐，其中所述除氧器與所述除氧水箱之間還設(shè)有反洗管道和反洗出水管道。本實用新型的有益效果是：加入了換熱器使得膜處理效果得到有效提升，同時加入pH調(diào)節(jié)器和除氧器對于處理過的除鹽水進一步進行除氧處理和提高pH值，使得處理過的再生水的水質(zhì)更好，更加有效減緩鍋爐及換熱器管網(wǎng)系統(tǒng)的腐蝕速度，降低能耗。系統(tǒng)的配置和設(shè)置完全能夠滿足在進水條件下的要求，主要工藝流程達到自動、節(jié)能、節(jié)水操作簡單、環(huán)保及安全。
【專利說明】雙膜法處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于城市污水處理與回收再利用環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及雙膜法(CUF+R0)處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個貧水國家，水資源短缺，已經(jīng)成為制約經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。解決水資源短缺的主要辦法有四種:節(jié)水、蓄水、調(diào)水和海水淡化。而節(jié)水是四者中最可行和最經(jīng)濟的，其主要有兩種手段:總量控制和再生利用。華北地區(qū)屬于較嚴重的資源性缺水地區(qū)，與海水淡化、跨區(qū)域調(diào)水等其他類型水源相比，再生水具有供水保證率高、用水成本低等特點，是重要的補充水源。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，城市污水，經(jīng)收集處理后，其中70%以上的再生水可以再次循環(huán)使用，可以在現(xiàn)有供水量不變的情況下，使城市的可用水量至少增加50%。為此，“十一五”、“十二五”規(guī)劃中強調(diào)擴大推廣再生水利用。
[0003]由于鍋爐用水水質(zhì)要求較高，配套的換熱器及熱力管網(wǎng)水質(zhì)要求也高，它不但影響產(chǎn)品質(zhì)量而且對安全生產(chǎn)十分重要，敢于嘗試應(yīng)用污水作為水源的少之又少。但近年來膜技術(shù)的開發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用，對上述問題有了一些解決思路。
[0004]雖然，傳統(tǒng)膜技術(shù)工藝處理過的再生水基本達標(biāo)，但長期使用對鍋爐仍有一定的損傷，大大影響鍋爐壽命。需要一種更加優(yōu)選的工藝可以使得雙膜法處理再生水達到更好的效果。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型應(yīng)用全新理念與技術(shù)來處理再生水使之能達到鍋爐用水水質(zhì)要求，目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠的雙膜法(CUF+R0)處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是:雙膜法(CUF+R0)處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)，包括通過管道依次連通的再生水出水管、換熱器、儲水器、一級過濾器、超濾裝置、超濾水箱、二級過濾器、反滲透裝置、反滲透水箱、PH調(diào)節(jié)裝置、除氧器、除氧水箱和鍋爐，其中所述除氧器與所述除氧水箱之間還設(shè)有反洗管道和反洗出水管道。
[0007]本實用新型還提供另外一種雙膜法處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)，包括通過管道依次連通的再生水出水管、儲水器、一級過濾器、超濾裝置、超濾水箱、二級過濾器、反滲透裝置、反滲透水箱、除氧器、除氧水箱和鍋爐，其中所述除氧器與所述除氧水箱之間還設(shè)有反洗管道和反洗出水管道。
[0008]優(yōu)選的，所述的超濾裝置與超濾水箱之間除設(shè)有連接管道之外還設(shè)有反洗管道；所述超濾裝置和反滲透裝置均通過管道與清洗裝置相連通；所述除氧水箱和所述除氧器之間還連通有反洗管道。
[0009]優(yōu)選的，所述除氧器或除氧水箱的排污口連通有沉淀池。
[0010]更優(yōu)選的，所述除氧器為海綿鐵過濾除氧器。
[0011]雙膜法再生水處理工藝進水溫度要求在25°C左右，以達到膜系統(tǒng)的最佳工作狀態(tài)和最佳處理效果，所以在進行膜處理之前對再生水出水管道的出水通過換熱器提高水溫到指定溫度，同時，在經(jīng)過膜處理過的再生水進入鍋爐之前加設(shè)pH調(diào)節(jié)器和除氧器，提高水的PH值并降低再生水的含氧量，降低了再生水在使用過程中對于鍋爐的損耗，使得雙膜法處理再生水在處理與使用的過程中達到了更好的效果。
[0012]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:
[0013]本系統(tǒng)是根據(jù)再生水水質(zhì)情況而設(shè)計，處理工藝采用超濾+反滲透工藝處理，反滲透裝置回收率大于75%，系統(tǒng)總回收率大于70%。資料表明，鍋爐水垢每生長1mm，就要增加能源消耗3%-5%，采用本實用新型雙膜法(CUF+R0)處理再生水，由于加入了換熱器使得膜處理效果得到有效提升，同時加入除氧器對于處理過的除鹽水進一步進行除氧處理，使得處理過的再生水的水質(zhì)更好，更加有效減緩鍋爐腐蝕速度，降低能耗。
[0014]除此以外，采用本實用新型公開的雙膜法(CUF+R0)處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)，使再生水經(jīng)處理后符合GB/T1576— 2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》及CJJ34-2010《城鎮(zhèn)熱力網(wǎng)設(shè)計規(guī)范》標(biāo)準要求:濁度(FTU) ( 5mg/L ;總硬度彡0.6mmol/L ;溶解氧彡0.lmg/L ;含油量彡2mg/L ；7 ( PH(250C ) ( 11 ;可以作為鍋爐房和供熱管網(wǎng)的補給水。系統(tǒng)的配置和設(shè)置完全能夠滿足在進水條件下的要求，主要工藝流程達到自動、節(jié)能、操作簡單、環(huán)保及安全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型系統(tǒng)的一種實施方式的裝置示意圖；
[0016]圖2是本實用新型系統(tǒng)的另一種實施方式的裝置示意圖。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本實用新型作進一步說明。
[0018]根據(jù)原水水質(zhì)及對回用水的水質(zhì)要求，選擇雙膜法(CUF+R0)再生水處理工藝，將經(jīng)過處理后的污水通過雙膜法處理系統(tǒng)去除其中的懸浮物、微生物、有機物、無機鹽類等雜質(zhì)后，作為低壓蒸汽鍋爐的補給水。
[0019]核心工藝主要包括超濾(CUF)和反滲透(RO)兩大系統(tǒng)及其配套的加藥和化學(xué)清洗系統(tǒng):通過超濾系統(tǒng)濾除水中的懸浮物、膠體、微生物及大分子有機物等，使出水水質(zhì)的污染指數(shù)(SDI15)控制在5以下，保證預(yù)處理的品質(zhì)，滿足反滲透裝置對進水水質(zhì)的要求；通過反滲透有效去除水中的可溶性鹽分、膠體、有機物及微生物，達到低壓蒸汽鍋爐補給水水質(zhì)的要求。
[0020]如圖1所示，雙膜法(CUF+R0)處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)，將再生水出水管I經(jīng)閥門和管道與換熱器2相連，然后將換熱器2經(jīng)管道與閥門與儲水器3 (在水溫符合要求的情況下或水溫常年不太低的我國南方地區(qū)情況下，也可以將再生水出水管直接與儲水器3直接連通，如圖2所示)，儲水器3經(jīng)管道與閥門與一級過濾器4相連，一級過濾器4經(jīng)管道與閥門與超濾裝置5相連，超濾裝置5經(jīng)管道與閥門與超濾水箱6相連，超濾水箱6經(jīng)管道與閥門與二級過濾器7相連，二級過濾器7經(jīng)管道與閥門與反滲透裝置8相連，反滲透裝置8經(jīng)管道與閥門與反滲透水箱12相連，反滲透水箱12經(jīng)管道與閥門與除氧器9相連，除氧器9經(jīng)管道與閥門與除氧水箱10相連，除氧水箱10與鍋爐13連接，其中除氧器9的進水管道與反滲透水箱12的出水管道相連通，除氧器9的出水管道與除氧水箱10的進水管道相連通，除氧器9上還設(shè)有反洗管道，該反洗管道與除氧水箱10相連通。
[0021 ] 除此以外，超濾裝置5與超濾水箱6之間除設(shè)有連接管道之外還設(shè)有反洗管道；超濾裝置5和反滲透裝置8均通過管道與清洗裝置11相連通；使用中，再生水進入除氧器9后，出來的除氧再生水儲存在除氧水箱10中，該除氧水箱10不僅可以通過水泵直接送入鍋爐13，同時也可以對與之相連通的除氧器9進行反水清洗。
[0022]另外，也可以在除氧器9或除氧水箱底部的排污口連通有沉淀池，將除氧器9清洗后的絮狀沉淀物回收再利用。
[0023]除此以外，根據(jù)實際需要還需在該雙膜法(⑶F+R0)處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)中各個裝置上或各裝置之間的連接管道上加設(shè)加藥裝置、配套的壓力與流量控制儀表、壓力泵、pH計、閥門等附加組件。
[0024]上述系統(tǒng)中主要裝置的作用如下:
[0025]1、換熱器2的主要作用是:雙膜法再生水處理工藝進水溫度要求在25°C左右，以達到膜系統(tǒng)的最佳工作狀態(tài)和最佳處理效果。由于冬季換熱器是在原水進水溫度過低的情況下開啟，在進水側(cè)增加換熱器對原水進行加溫處理，以達到膜系統(tǒng)的最佳工作溫度。
[0026]2、儲水器3的主要作用是對進入系統(tǒng)的原水進行緩沖調(diào)節(jié)并為超濾反洗提供充足水源，保護超濾系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和連續(xù)性。
[0027]3、一級過濾器4 (其精度為100 μ m)和二級過濾器7 (其精度為5 μ m)均選用保安過濾器，主要作用是為了截流原水中的不同大小的懸浮物，保護超濾裝置和反滲透裝置運行的安全性。
[0028]4、超濾裝置5包括超濾膜、控制閥門、儀表等:對再生水進行有效的深層過濾，濾除再生水中的微粒懸浮物、膠體、微生物及大分子有機物等，使出水水質(zhì)的污染指數(shù)(SDI)控制在5以下，保證預(yù)處理的品質(zhì)，滿足反滲透裝置對進水水質(zhì)的要求，延長反滲透膜的使用壽命。
[0029]5、超濾水箱6:超濾裝置的出水進入超濾水箱，作為反滲透運行及超濾反洗時的調(diào)節(jié)器，以保證系統(tǒng)運行的平衡和連續(xù)。
[0030]超濾系統(tǒng)在運行時，會在膜內(nèi)表面聚集大量有機物和細菌，在周期性反洗時大部分被除去，但還有一部分留在超濾膜上，經(jīng)過一段時間運行，殘留物不斷增加，需要進行加藥清洗，在反洗過程中加入次氯酸鈉，有助于更好的去除殘留物，反洗效果更徹底，同時也起到殺菌作用。
[0031]6、反滲透裝置8包括反滲透供水泵、阻垢劑加藥裝置、還原劑加藥裝置、高壓泵、反滲透膜組件以及控制儀表、閥門等。①反滲透供水泵:反滲透供水泵設(shè)置的主要目的是為反滲透增壓，滿足反滲透進水壓力并提供反滲透裝置運行時的低壓沖洗壓力。②阻垢劑加藥裝置:為了在較高回收率情況下防止反滲透濃水側(cè)出現(xiàn)碳酸鹽、硫酸鹽和Ca2+、Mg2+離子的化學(xué)結(jié)垢，從而影響膜元件的性能，在反滲透進水前需要加入阻垢劑。③還原劑加藥裝置:原水中和超濾藥洗后含有余氯，其氧化性可對反滲透膜造成不可恢復(fù)的損失，因此加入亞硫酸鈉去除水中的余氯，保證反滲透膜元件的性能。④高壓泵:高壓泵為反滲透膜組件提供足夠的進水壓力，維持反滲透膜的正常運行。由于水溫對反滲透裝置的產(chǎn)水流量影響較大，即水溫每變化IV，在進水壓力不變的情況下，其產(chǎn)水量大致增減2.7 %。如果進水溫度降低，在系統(tǒng)條件不變的情況下，將導(dǎo)致長水量的下降，所以系統(tǒng)增加板式換熱器，以提高進水溫度，進而增加長水量。高壓泵的作用是為反滲透裝置提供足夠的進水壓力，保證反滲透膜的正常運行。根據(jù)反滲透本身的特性，需有一定的推動力去克服滲透壓等阻力，才能保證達到設(shè)計的產(chǎn)水量。為了保證高壓泵的正常使用及延長其使用壽命，采用變頻器來控制高壓泵，進而也保降低護了高壓泵剛啟動時對第一列反滲透膜的沖擊力，保護其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不因為突然的大沖擊力而受損。⑤反滲透膜組件:再生水經(jīng)過超濾去除了水中的大分子有機物、膠體、懸浮物等，水中的可溶性鹽分、殘余、膠體、有機物及微生物需通過反滲透膜才能得到有效去除，徹底實現(xiàn)區(qū)域集中供熱系統(tǒng)對熱力網(wǎng)補給水水質(zhì)的要求。反滲透裝置是雙膜法處理系統(tǒng)的核心裝置，是整個脫鹽系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，其作用是脫除水中的可溶性鹽分、膠體、有機物及微生物。本系統(tǒng)設(shè)一套反滲透膜組件，反滲透膜采用美國海德能公司的PROClO復(fù)合膜，此型號反滲透膜的長度為1.0米，膜面積為400平方英尺，單根膜脫鹽率為99.6%，壓力容器采用MSH的300PSI玻璃鋼反滲透專用壓力容器。
[0032]7、反滲透清洗裝置11:反滲透膜組件長期運行后，會受到某些難以沖洗掉的污染，如長期的微量鹽分結(jié)垢和有機物的積累而造成膜組件性能的下降，運行壓力升高，所以必須定期用化學(xué)藥品進行清洗，以恢復(fù)其正常的除鹽能力。反滲透一般每3-6個月清洗一次，每次清洗約1-2小時。本系統(tǒng)設(shè)置一套清洗裝置，由一臺清洗泵、保安過濾器和清洗藥箱組成。此系統(tǒng)同時還可以對CUF進行化學(xué)清洗。
[0033]8、除氧器9:在鍋爐等熱力設(shè)施和配套管道腐蝕中，氧腐蝕是最為嚴重的，降低和去除水中的溶解氧是防止熱力設(shè)施和管道腐蝕的一種最有效手段。除氧器主要用于軟化水或除鹽水的常溫除氧，可使水中溶解氧含量降低至0.05mg/L以下，以滿足熱水鍋爐、蒸汽鍋爐及配套熱網(wǎng)供水的要求。
[0034]9、除氧水箱10:用于儲存除氧終端產(chǎn)水，以供熱力管網(wǎng)補水；同時當(dāng)除氧器9內(nèi)的反應(yīng)生成物累積到一定程度后，即通入反洗水將其沖洗排掉，恢復(fù)到初始的除氧能力。
[0035]本系統(tǒng)控制方式為集中中央控制，配備可編程控制器(PLC)和水質(zhì)檢測僅表，實現(xiàn)系統(tǒng)的準確測量，調(diào)節(jié)并完成工藝規(guī)定的自動化生產(chǎn)要求。在線水質(zhì)儀表可對系統(tǒng)中的各檢測點(如壓力、流量、電導(dǎo)率、PH等)進行檢測，供監(jiān)視、控制和記錄用。PLC可進行系統(tǒng)設(shè)備的程序控制，并且根據(jù)生產(chǎn)需要實現(xiàn)系統(tǒng)的聯(lián)鎖和控制。系統(tǒng)所采集數(shù)據(jù)均可上傳至節(jié)能服務(wù)平臺。
[0036]中控內(nèi)裝有可編程控制器，能實現(xiàn)反滲透系統(tǒng)的集中控制功能?？蓪崿F(xiàn)工藝參數(shù)報警功能，如液位高低報警、電導(dǎo)率高報警、泵過載和高壓泵高低壓報警等，以實現(xiàn)系統(tǒng)的自我診斷能力，同時保證系統(tǒng)運行的安全性。
[0037]以上實施例對本實用新型進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進等，均應(yīng)仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.雙膜法處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)，其特征在于:包括通過管道依次連通的再生水出水管(1)、換熱器(2)、儲水器(3)、一級過濾器(4)、超濾裝置(5)、超濾水箱￠)、二級過濾器(7)、反滲透裝置(8)、pH調(diào)節(jié)裝置(14)、反滲透水箱(12)、除氧器(9)、除氧水箱(10)和鍋爐(13)，其中所述除氧器(9)與所述除氧水箱(10)之間還設(shè)有反洗管道和反洗出水管道。
2.雙膜法處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)，其特征在于:包括通過管道依次連通的再生水出水管(1)、儲水器(3)、一級過濾器(4)、超濾裝置(5)、超濾水箱￠)、二級過濾器(7)、反滲透裝置(8)、pH調(diào)節(jié)裝置(14)、反滲透水箱(12)、除氧器(9)、除氧水箱(10)和鍋爐(13)，其中所述除氧器(9)與所述除氧水箱(10)之間還設(shè)有反洗管道和反洗出水管道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙膜法處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的超濾裝置(5)與超濾水箱(6)之間除設(shè)有連接管道之外還設(shè)有反洗管道；所述超濾裝置(5)和反滲透裝置(8)均通過管道與清洗裝置(11)相連通；所述除氧水箱(10)和所述除氧器(9)之間還連通有反洗管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙膜法處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述除氧器(9)或除氧水箱(10)的排污口連通有沉淀池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙膜法處理再生水回用于城市供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述除氧器(9)為海綿鐵過濾除氧器。
【文檔編號】C02F9/04GK204162540SQ201420673826
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】翟春田, 安鼎年 申請人:天津力源永春科技發(fā)展有限公司