本發(fā)明涉及一種淡化水技術(shù)，具體涉及一種淡化水的去離子一體化處理方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人口的不斷增多，以及環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，淡水資源的短缺已成為限制我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的短板。目前我國(guó)660多個(gè)城市中，有近400的城市缺水，其中108個(gè)為嚴(yán)重缺水。由此可見(jiàn)水資源的保護(hù)和凈化，水污染的防護(hù)和治理迫在眉睫。
目前，世界各國(guó)解決局部水資源短缺方法主要有遠(yuǎn)程調(diào)水、地下取水和建造水庫(kù)等。我國(guó)的南水北調(diào)工程就是遠(yuǎn)程調(diào)水的典范。但是這些方法的大肆使用，造成了生態(tài)破壞、地面下沉、土地浪費(fèi)等一系列弊端，不能從根本上解決水源短缺的危機(jī)。
鹽水的淡化，如海水淡化水技術(shù)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展與完善，已成為世界上公認(rèn)的解決水資源短缺的最佳方案之一。
鹽水得淡化水主要有兩類方法，其一是鹽水中取淡水，主要有蒸餾法、反滲透法、水合物法、溶劑萃取法和冰凍法。其二是除去鹽水中的鹽分，主要有電滲析法和離子交換法。兩類方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中蒸餾法、冰凍法，雖然處理效果顯著，但其耗能較高；離子交換法、化學(xué)沉淀法、水合物法和萃取法需要使用化學(xué)物品，成本較高；電滲析法的膜污染問(wèn)題顯著，處理成本高。反滲透工藝可有效截留水中的各種無(wú)機(jī)離子、膠體物質(zhì)和大分子溶質(zhì)，從而取得凈水。近年來(lái)，由于反滲透過(guò)程簡(jiǎn)單，能耗低，得到迅速發(fā)展，現(xiàn)已逐步應(yīng)用于海水和苦咸水淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，并與離子交換結(jié)合制取高純水，但其膜污染以及高能耗是制約其發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。低壓反滲透技術(shù)作為反滲透技術(shù)的一種，所需的工作壓力僅為常規(guī)反滲透裝置的1/3-1/2，可以達(dá)到節(jié)約能源，滿足低碳經(jīng)濟(jì)的要求，但低壓反滲透膜對(duì)于高濃度含鹽水的處理效果不佳。
因此，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種去離子一體化淡化水的處理方法其裝置。
一種淡化水的去離子一體化處理方法，包括以下步驟：
A1、過(guò)濾：將原水依次經(jīng)過(guò)若干膜過(guò)濾模塊，制得一級(jí)過(guò)濾水；
A2、脫鹽：將上述一級(jí)過(guò)濾水依次經(jīng)過(guò)若干電容去離子模塊，制得二級(jí)過(guò)濾水；
A3、將上述二級(jí)過(guò)濾水經(jīng)低壓反滲透模塊制得凈水。
上述步驟A1中過(guò)濾模塊包括微濾模塊和超濾模塊，用于去除原水中的懸浮物和有機(jī)物雜質(zhì)，其中超濾模塊接水氣反沖洗模塊，所述水氣反沖洗模塊包括混合高壓空氣的水。
上述步驟A2中電容去離子模塊包括恒電壓電容去離子模塊和恒電流電容去離子模塊，依次經(jīng)過(guò)二級(jí)脫鹽，提高裝置的脫鹽率。
上述步驟A2中電容去離子模塊接電極再生模塊，所述電極再生模塊根據(jù)測(cè)得電容去離子模塊進(jìn)水出水的電導(dǎo)率值，反接電極電源進(jìn)行電極再生。
基于上述的一種淡化水的去離子一體化處理方法的處理裝置，通過(guò)水泵，原水依次經(jīng)串聯(lián)的若干膜過(guò)濾模塊、若干電容去離子模塊、和低壓反滲透模塊處理后，制得凈水。
上述膜過(guò)濾模塊之間、膜過(guò)濾模塊與電容去離子模塊之間、電容去離子模塊之間、電容去離子模塊與低壓反滲透模塊之間設(shè)有若干水箱。
上述膜過(guò)濾模塊包括依次串聯(lián)的微濾模塊和超濾模塊。
上述電容去離子模塊包括串聯(lián)的恒電壓電容去離子模塊和恒電流電容去離子模塊。
進(jìn)一步的，上述超濾模塊接水氣反沖洗模塊，所述水氣反沖洗模塊包括由控制裝置驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)的水閥和高壓氣閥；所述水閥接凈水槽，所述超濾模塊接濃水槽。
進(jìn)一步的，上述電容去離子模塊接電極再生模塊，包括分別與控制裝置連接的用于測(cè)電容去離子模塊進(jìn)入水和排出水的電導(dǎo)率儀、與電極連接的電極轉(zhuǎn)換器；所述電容去離子模塊接凈水槽和濃水槽。
本發(fā)明的有益之處在于：
本發(fā)明的一種淡化水的去離子一體化處理方法及裝置，將膜電容去離子技術(shù)與反滲透技術(shù)結(jié)合，既克服了常規(guī)反滲透技術(shù)的高能耗、膜污染速率快等問(wèn)題，也提高了鹽水淡化的處理效果。
本發(fā)明中膜電容模塊第一級(jí)采用的為恒電壓（1.0-1.2 V），實(shí)現(xiàn)正滲透膜出水的快速脫鹽；在第二級(jí)中采用恒電流的方式（電流密度0.2-3.5 mA/cm2，同時(shí)電壓不大于1.2 V），保證出水的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的淡化水的去離子一體化處理方法及裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、制造維護(hù)費(fèi)用低，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和廣泛的適用性。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的一種淡化水的去離子一體化處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中標(biāo)記的含義如下：1、原水箱，2、微濾模塊，3、一級(jí)水箱，4、超濾模塊，5、二級(jí)水箱，6、恒電壓電容去離子模塊，7、三級(jí)水箱，8、恒電流電容去離子模塊，9、四級(jí)水箱，10、低壓反滲透模塊，11、凈水箱，12、凈水槽，13、濃水槽，14、控制裝置。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作具體的介紹。
如圖1所示的一種淡化水的去離子一體化處理裝置，原水箱1的原水經(jīng)水泵驅(qū)動(dòng)依次經(jīng)串聯(lián)的微濾模塊2和超濾模塊4、恒電壓電容去離子模塊6和恒電流電容去離子模塊8、及低壓反滲透模塊10處理后，制得凈水儲(chǔ)入凈水箱11。
上述水處理模塊之間依次設(shè)有帶水泵的一級(jí)水箱3、二級(jí)水箱5、三級(jí)水箱7、四級(jí)水箱9。
二級(jí)水箱5、三級(jí)水箱7、四級(jí)水箱9內(nèi)分別設(shè)有與控制裝置14連接的電導(dǎo)率儀。
恒電壓電容去離子模塊6和恒電流電容去離子模塊8的電極分別通過(guò)電極轉(zhuǎn)換器與控制裝置14連接。
恒電壓電容去離子模塊6和恒電流電容去離子模塊8的沖洗口分別接凈水槽12，排污口分別接濃水槽13。
超濾模塊4接水氣反沖洗模塊，包括并聯(lián)的水閥和高壓氣閥；所述水閥接凈水槽12，超濾模塊4的排污口接濃水槽13。
水泵、水閥、高壓氣閥皆由控制裝置14驅(qū)動(dòng)。
具體使用時(shí)：
結(jié)合一種淡化水的去離子一體化處理方法：
A1、膜過(guò)濾：開啟水泵，將原水箱1中的原水通入微濾模塊2和超濾模塊4，去除原水中的懸浮物和有機(jī)物，并將處理后的水分別存入一級(jí)水箱3和二級(jí)水箱5中，完成第一步預(yù)處理。
控制裝置14每30min關(guān)閉超濾模塊4的進(jìn)水泵205，開啟高壓氣閥207和連接凈水槽12的水閥206，水氣混合沖洗30 s；沖洗完畢之后，關(guān)閉高壓氣閥207和水閥206，污水排入濃水槽13；開啟超濾模塊4進(jìn)水泵205，依此循環(huán)。
A2、脫鹽：開啟水泵，將二級(jí)水箱5中的水通入恒電壓（1.0-1.2 V）電容去離子模塊，再通入恒電流電容去離子模塊8（電流密度0.2-3.5 mA/cm2，電壓不大于1.2V），完成70%以上的脫鹽，并將處理后的水分別存入三級(jí)水箱7和四級(jí)水箱9中，完成第二步預(yù)處理。
當(dāng)電導(dǎo)率儀102的數(shù)值為電導(dǎo)率儀101數(shù)值的97%，即恒電壓電容去離子模塊6的電極接近吸附飽和時(shí)，關(guān)閉水泵201，將凈水槽12中的水通入恒電壓電容去離子模塊6中，反接電極電源，控制電壓為1.2 V進(jìn)行電極再生，開啟水泵202將再生液排入濃水槽13。
當(dāng)電導(dǎo)率儀103數(shù)值為電導(dǎo)率儀102數(shù)值的97%，即恒電流電容去離子模塊8的電極接近吸附飽和時(shí)，關(guān)閉水泵208，將凈水槽12中的水通入恒電流電容去離子模塊8中,反接電極電源，控制電壓為1.2 V進(jìn)行電極再生，開啟水泵203將反洗水排入濃水槽13。
電極再生結(jié)束后，關(guān)閉水泵202或203，重新開啟水泵201和水泵208。
A3、開啟水泵，將四級(jí)水箱9的水經(jīng)低壓反滲透模塊10處理后制得凈水，儲(chǔ)入凈水箱11。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
實(shí)施例1
進(jìn)水采用自配水，其主要水質(zhì)指標(biāo)為TOC = 6-8 mg/L，主要有機(jī)物成分為腐殖酸，無(wú)機(jī)物成分為氯化鈉，電導(dǎo)率為32.5 mS/cm，水溫為20℃。
處理裝置由微濾膜組件，超濾膜組件和膜電容去離子組件組成。
試驗(yàn)中微濾膜組件采用聚偏氟乙烯中空纖維膜，膜孔徑為0.2 μm, 過(guò)膜壓力低于50 kPa，超濾膜組件采用聚醚砜中空纖維膜，膜截留分子量為67 kDa，膜絲有效面積為5 m2，外壓式過(guò)濾，進(jìn)水壓力0.1MPa，超濾膜組件采用自動(dòng)控制清洗，每過(guò)濾1小時(shí)進(jìn)行氣水聯(lián)合清洗，氣沖壓力為0.3 MPa，時(shí)間為30 s，水沖洗時(shí)間為30 s，反沖時(shí)間總計(jì)為1 min。超濾膜組件出水濁度小于0.2 NTU，TOC 小于0.5 mg/L，電導(dǎo)率小于31.8 mS/cm。
超濾膜組件出水依次通過(guò)膜電容去離子組件I以及膜電容組去離子組件II，各膜電容去離子組件含有100組電極，采用活性炭纖維氈為電極，每片電極面積為10×10 cm2，石墨片為集流體，在電極表面安裝陰（陽(yáng)）離子交換膜，膜電容去離子組件I在恒電壓條件下運(yùn)行，電壓控制為1.2 V，膜電容去離子組件II在恒電流條件下運(yùn)行，電流控制在1.2 mA/cm2，出水電導(dǎo)率低于10 mS/cm，膜電容去離子組件II的出水進(jìn)入低壓反滲透膜組件，反滲透膜組件采用醋酸纖維素膜，操作壓力為0.7-1.5 MPa，出水低于1.2 mS/cm。
整套工藝脫鹽率達(dá)到96.5%。
實(shí)施例2
進(jìn)水采用自配水，其主要水質(zhì)指標(biāo)為TOC = 4 mg/L，主要有機(jī)物成分為腐殖酸，無(wú)機(jī)物成分為氯化鎂，電導(dǎo)率為23 mS/cm，水溫為20℃。
處理裝置由微濾膜組件，超濾膜組件和膜電容去離子組件組成。
試驗(yàn)中微濾膜組件采用聚偏氟乙烯中空纖維膜，膜孔徑為0.2 μm, 過(guò)膜壓力低于50 kPa，超濾膜組件采用聚醚砜中空纖維膜，膜截留分子量為67 kDa，膜絲有效面積為5 m2，外壓式過(guò)濾，進(jìn)水壓力0.1MPa，超濾膜組件采用自動(dòng)控制清洗，每過(guò)濾1小時(shí)進(jìn)行氣水聯(lián)合清洗，氣沖壓力為0.3 MPa，時(shí)間為30 s，水沖洗時(shí)間為30 s，反沖時(shí)間總計(jì)為1 min。
超濾膜組件出水濁度小于0.2 NTU，TOC 小于0.5 mg/L，電導(dǎo)率小于22.5 mS/cm。超濾膜組件出水依次通過(guò)膜電容去離子組件I以及膜電容組去離子組件II，各膜電容去離子組件含有100組電極，采用活性炭纖維氈為電極，每片電極面積為10×10 cm2，石墨片為集流體，在電極表面安裝陰（陽(yáng)）離子交換膜，膜電容去離子組件I在恒電壓條件下運(yùn)行，電壓控制為1.2 V，膜電容去離子組件II在恒電流條件下運(yùn)行，電流控制在0.7 mA/cm2，且電壓值低于1.2 V，出水電導(dǎo)率低于7.0 mS/cm，膜電容去離子組件II的出水進(jìn)入低壓反滲透膜組件，反滲透膜組件采用醋酸纖維素膜，操作壓力為0.6-1.5 MPa，出水低于0.8 mS/cm。
整套工藝脫鹽率達(dá)到97.8%。