反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統及其運行方式的製作方法
2023-10-20 00:27:42 4
反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統及其運行方式的製作方法
【專利摘要】反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統，其特徵在於：包括有依次相連的弱酸陽離子交換器及其再生系統、除碳器、反滲透系統、一級混床和二級混床，一級混床與二級混床始終同時串聯運行，除碳器與反滲透系統之間設置有加鹼鹼化系統。所述的一級混床與二級混床共用一套再生系統。本發明的優點及效果：a．能生產出達到二級除鹽水質的除鹽水；b.能實現反滲透的高效運行方式，即回收率達85-90%，免除添加阻垢劑；c.能實現兩級混合離子交換器的互為接替，以達到高效運行的模式。
【專利說明】反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統及其運行方式
【技術領域】
[0001]本發明涉及實現高效運行的反滲透與離子交換器組合的除鹽系統及其運行方式，屬於水處理除鹽領域。
【背景技術】
[0002]弱酸陽離子軟化除鹽處理系統、反滲透膜法除鹽處理系統及混合離子交換器除鹽處理系統都分別廣泛應用於水處理除鹽領域中。弱酸陽離子軟化除鹽處理系統能除去水中的鈣鎂硬度等鹽分；反滲透處理系統可以以一定脫鹽率去除水中的陰、陽離子，達到除鹽作用；混合離子交換器是在一級除鹽處理系統之後設置，即未除鹽水先經過陽離子交換器、除碳器、陰離子交換器除去一定比例的陰、陽離子，此經過陽離子交換器及陰離子交換器後除鹽的水為一級除鹽水，為了達到進一步除鹽的目的，一級除鹽處理系統之後的除鹽水，再經過混合離子交換器進行深度除鹽，使混合離子交換器出水達到二級除鹽水水質的要求。
[0003]常規的膜法與離子交換器相結合的處理方式多是一級反滲透+ —級陽離子交換器+ —級陰離子交換器+混合離子交換器的除鹽處理系統。這種除鹽處理系統方式從產水水質上是能夠滿足或達到二級除鹽處理的水質要求的，但只能使反滲透系統的回收率在75%左右，且還需要對反滲透系統添加阻垢劑以防止反滲透膜結垢。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統及其運行方式，不僅可以生產出達到二級除鹽水水質要求的除鹽水，而且還可以實現反滲透系統及兩級混合離子交換器的高效運行方式。
[0005]本發明採用的技術方案:
反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統，其特徵在於:包括有依次相連的弱酸陽離子交換器及其再生系統、除碳器、反滲透系統、一級混床和二級混床，一級混床與二級混床始終同時串聯運行，除碳器與反滲透系統之間設置有加鹼鹼化系統。
[0006]所述的一級混床與二級混床共用一套再生系統。
[0007]反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統的運行方式，包括以下步驟:
未經除鹽的水先經過弱酸陽離子交換器(I)進行離子交換處理，以除去碳酸鹽硬度，然後經過除碳器(2)處理將碳酸氫鹽轉化成的游離二氧化碳去除，以降低碳酸鹽鹼度，之後，水質經過加鹼調節PH值處理(3)後(調節pH值為10左右)成為反滲透入口水，再經過反滲透除鹽處理(4)，使水中的陰、陽離子得到一定的去除率，然後，反滲透產品水進入一級混床
(5)進行除鹽處理，接著再進入二級混床(6)進行進一步除鹽處理，生產出達到二級除鹽水水質要求的除鹽水。
[0008]本發明所具有的優點及效果:
採用本發明的除鹽系統能生產出達到二級除鹽水質的除鹽水。能實現反滲透的高效運行方式，即回收率達85-90%，且不需要對反滲透系統添加阻垢劑以防止反滲透膜結垢。能實現兩級混合離子交換器的互為接替，以達到高效運行的模式。而離子交換器採用的是反滲透前設置弱酸陽離子交換器為其後設置的反滲透系統提供軟化水，以提高反滲透的回收率及免除反滲透阻垢劑的添加；而反滲透系統之後設置兩級混合離子交換器的組合，即前級混合離子交換器+後級混合離子交換器的組合方式，可對反滲透的產水進一步進行深度除鹽而達到二級除鹽水水質指標的要求，同時，兩級混合離子交換器可採用互為接替的運行方式，實現各自兩級混合離子交換器的高效運行。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明的系統示意圖；
圖2為本發明中兩級混床實現高效運行的示意圖。
[0010]圖中:弱酸陽離子交換器及再生系統1，除碳器2，加鹼系統3，反滲透系統4，一級混床5，二級混床及再生系統6，閥門A7，閥門B8，閥門C9，閥門D10，閥門E11，閥門F6。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本發明做進一步的說明:
如圖1所示，反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統，其特徵在於:包括有依次相連的弱酸陽離子交換器及其再生系統、除碳器、反滲透系統、一級混床和二級混床，一級混床與二級混床始終同時串聯運行，除碳器與反滲透系統之間設置有加鹼鹼化系統。
[0012]所述的一級混床與二級混床共用一套再生系統。
[0013]本發明反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統的運行方式，包括以下步驟:
未經除鹽的水先經過弱酸陽離子交換器(I)進行離子交換處理，以除去碳酸鹽硬度，然後經過除碳器(2)處理將碳酸氫鹽轉化成的游離二氧化碳去除，以降低碳酸鹽鹼度，之後，水質經過加鹼調節PH值處理(3)後(調節pH值為10左右)成為反滲透入口水，再經過反滲透除鹽處理(4)，使水中的陰、陽離子得到一定的去除率，此反滲透是以高效方式運行，即回收率在85-90%左右，無須加阻垢藥劑防垢處理。然後，反滲透產品水進入一級混床(5)進行除鹽處理，接著再進入二級混床(6)進行進一步除鹽處理，生產出達到二級除鹽水水質要求的除鹽水。
[0014]如圖2所示，兩級混床的連接與運行方式為:
反滲透產品水進入閥門A (7)和一級混床(5)，再經過閥門D (10)進入二級混床(6)，產水經過閥門E (11)至二級除鹽水箱。
[0015]反滲透產品水進入閥門B (8)和二級混床(6)，再經過閥門F (12)進入一級混床
(5)，產水進過閥門C (9)至二級除鹽水箱。
[0016]本發明採用如下方式實現反滲透的高效運行方式:
a.通過前置弱酸陽離子交換器及除碳器來實現高效反滲透的防垢目的。弱酸陽離子交換器可以去除水中碳酸鹽硬度；水中碳酸鹽鹼度可以通過除碳器去除。通過此兩項工藝，可以免除後續反滲透添加阻垢劑的防垢目的。
[0017]b.通過提高反滲透入口 pH值(10.5?11.0)來實現水中矽酸鹽的防垢。二氧化矽的溶解度隨pH值的增加而增加，設計及運行中控制反滲透濃水中矽的極限濃度在相應PH值下即可。
[0018]c.生物的汙染也是通過提高pH值來避免的。在高pH值運行條件下細菌、病毒、孢子和內毒素被溶解和阜化，有機物被乳化或被阜化，得以免除汙染。
[0019]本發明採用如下方式實現兩級混床的高效運行方式:
a.運行時，反滲透產水先經過一級混床，然後再經過二級混床進行深度除鹽，生產出二級除鹽水。或反滲透產水經過二級混床，然後再經過一級混床進行深度除鹽，生產出二級除鹽水。
[0020]b.一級混床處理的水是反滲透產水，水中離子含量要高於二級混床處理的水，即此一級混床的產水為二級混床處理的水，所以運行中一級混床要先於二級混床失效。此時，系統停止運行，一級混床進行再生操作。而二級混床此時則不進行再生處理。
[0021]c.待一級混床再生處理合格後，一級混床與二級混床繼續投運，但此時需要將此兩級混床運行順序做一個顛倒，即將已經運行過的二級混床作為前級混床設置，再生好的一級混床串聯在原二級混床之後作為後級混床運行，這樣做的目的是為了一方面保證出水水質達到二級除鹽水的要求，新再生好的混床設在後級是為產水水質提供保障；另一方面也是為了使兩級混床的運行與再生操作處於合理周期中。否則，一級混床由於要處理的水質要遠差於二級混床，一級混床往往要幾次失效再生後二級混床才能失效再生一次，則此二級混床由於運行時間長會導致床內樹脂結塊，產生偏流或生物汙染等危害。二級混床為了不使之長時間運行，都是不等產水指標達到失效就提前再生，即在同樣酸、鹼再生劑量下混床周期制水量減少，致使運行不經濟。如果對兩級混床採取互相交替運行的方式，可以使兩級混床的樹脂都處於最大工作交換容量中，周期制水量最大以達到聞效運行的目的。
[0022]d.兩級混床交替運行方式與閥門開啟、關閉的對應關係如下:
反滲透產水(4)—閥門A(7)— —級混床(5)—閥門D(1) —二級混床(6)—閥門E(Il) —二級除鹽水
閥門開啟:閥門A (7)、閥門D (10)、閥門E (I I)
閥門關閉:閥門B⑶、閥門C (9)、閥門F (12)
反滲透產水⑷一閥門B(8) —二級混床(6)—閥門F(12)— —級混床(5)—閥門C (9) —二級除鹽水
閥門開啟:閥門B⑶、閥門F (12)、閥門C (9)
閥門關閉:閥門A (7)、閥門D (10)、閥門E (11)
一級混床、二級混床始終而且必須是同時串聯運行。首次運行時一級與二級混床同時串聯運行。有失效再生操作後，運行過的混床就被安排為前級混床，新再生好的混床被後置為後級混床，排在在前面的為前級(一級)，串聯在後面的為後級(二級)，前級與後級混床無固定順序。
[0023]e.一級混床A(5)與二級混床B (6)在床體設計、設備參數及樹脂型號、樹脂裝填量、再生參數、再生系統等方面都是一樣的。一級與二級混床共用一套再生系統。
[0024]根據原水水質分析及需要達到的產水指標等情況，依據數學模型及運行經驗等確定弱酸陽離子交換器運行及再生控制參數、反滲透運行控制參數(主要包括調節入口水PH值的控制值)、一級混床運行失效及再生控制參數、二級混床再生控制參數等指標。
【權利要求】
1.反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統，其特徵在於:包括有依次相連的弱酸陽離子交換器及其再生系統、除碳器、反滲透系統、一級混床和二級混床，一級混床與二級混床始終同時串聯運行，除碳器與反滲透系統之間設置有加鹼鹼化系統。
2.根據權利要求1所述的反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統，其特徵在於:所述的一級混床與二級混床共用一套再生系統。
3.反滲透膜法與離子交換器組合的除鹽處理系統的運行方式，其特徵在於包括以下步驟: 未經除鹽的水先經過弱酸陽離子交換器(I)進行離子交換處理，以除去碳酸鹽硬度，然後經過除碳器(2)處理將碳酸氫鹽轉化成的游離二氧化碳去除，以降低碳酸鹽鹼度，之後，水質經過加鹼調節PH值處理(3)後成為反滲透入口水，再經過反滲透除鹽處理(4)，使水中的陰、陽離子得到一定的去除率，然後，反滲透產品水進入一級混床(5)進行除鹽處理，接著再進入二級混床(6)進行進一步除鹽處理，生產出達到二級除鹽水水質要求的除鹽水。
【文檔編號】C02F9/04GK104445736SQ201410700283
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年10月12日
【發明者】武哲, 武慧, 楊少才, 周多, 侯亞波, 苗宇 申請人:國家電網公司, 國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院