一種提高水資源回收率和降低能耗的納濾膜裝置的製作方法
2023-06-09 13:14:46 2
專利名稱：一種提高水資源回收率和降低能耗的納濾膜裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及納濾膜成套裝置技術，特別是一種提高水資源回收率和降低能耗的納濾膜裝置。
背景技術：
納濾是以壓力差為推動力，介於反滲透和超濾之間的截留水中粒徑為納米級顆粒物的一種膜分離技術。由於納濾膜本體帶有電荷性，因此它在很低壓力下仍具有較高脫鹽性能，截留分子量為數百的膜及脫除無機鹽。納濾分離是一種綠色水處理技術，在某些方面可以替代傳統費用高，工藝繁瑣的汙水處理方法。其技術特點是能截留分子量大於100的有機物以及多價離子，允許小分子有機物和單價離子透過；可在40-50°C高溫，酸，鹼等苛刻條件下運行，耐汙染；運行壓力低，膜通量高，裝置運行費用低；可以和其他汙水處理過程相結合以進一步降低費用和提高處理效果。在水處理中，納濾膜主要用於含溶劑廢水的處理，能有效地去除水中的低分子量有機物、色度，硬度和異味。納濾膜以其特殊的分離性能已成功地應用於製糖，製漿造紙，電鍍，機械加工以及化工反應催化劑的回收等行業的廢水處理。在水處理領域將會發揮越來越大的作用。目前納濾裝置常用三段設計。現有技術中的三段設計，一般在一二段間設增壓泵，在二三段間設循環泵，循環泵的設計是為了加強三段濃水的循環量，提高回收率。但是，本發明人發現，第三段中的納濾膜用量數量多，循環量也較大，能耗較高，出現問題時膜元件的更換較多，運行費用較高。例如，在焦化廢水回用項目中常用納濾膜裝置就是這種情況。
實用新型內容本實用新型針對現有納濾裝置三段設計的不足，提供一種提高水資源回收率和降低能耗的納濾膜裝置，在現有技術三段結構的基礎上增加了第四段結構，水資源回收率可以由85%提高到90%以上。本實用新型的技術方案如下一種提高水資源回收率和降低能耗的納濾膜裝置，其特徵在於，包括納濾膜依次分布的四段結構，第一段納濾膜的第一段濃水水路通過增壓泵連接第二段納濾膜，第二段納濾膜的第二段濃水水路直接連接第三段納濾膜，第三段納濾膜的第三段濃水水路通過循環泵連接第四段納濾膜，第四段納濾膜的第四段濃水水路分別連接循環水路和第四段濃水出口，四段中各段產水均連接到總產水水路。第一段納濾膜進水側表面的面積第二段納濾膜進水側表面的面積第三段納濾膜進水側表面的面積第四段納濾膜進水側表面的面積=8 12 : 5 7 : 2 4 3 5。所述循環泵的電機功率11KW。所述循環泵為離心泵。四段中各段產水水路上均設置有流量表。本實用新型的技術效果如下本實用新型在現有技術三段結構的基礎上增加了第四段結構，將第三段未被納濾膜過濾除鹽的原水(即第三段濃水)再經過第四段處理，提高了納濾膜裝置的回收率。經過這四段結構布置，納濾膜裝置的水資源回收率可以由85%提高到90%以上，水的利用率在85%的基礎上提高了 5. 89%以上。如果項目處理量為IOOt/h，每天可節約水資源120t，每年可節約水資源43800t，按目前市場新水價格，每年可節省18萬元左右。
圖1是實施本實用新型的結構示意圖。附圖標記列示如下1_待處理水；2_第一段納濾膜；3_第二段納濾膜；4_第三段納濾膜；5_第四段納濾膜；6_增壓泵；7_循環泵；8_第一段產水；9_第二段產水；10_第三段產水；11-第四段產水；12_總產水水路；13-循環水路；14-第四段濃水出口； 15-第一段濃水水路；16_第二段濃水水路；17_第三段濃水水路；18-第一段納濾膜進水側表面；19-第二段納濾膜進水側表面；20_第三段納濾膜進水側表面；21_第四段納濾膜進水側表面；22-第四段濃水水路。
具體實施方式
圖1是實施本實用新型的結構示意圖。如圖1所示，一種提高水資源回收率和降低能耗的納濾膜裝置，包括納濾膜依次分布的四段結構，第一段納濾膜2的第一段濃水水路15通過增壓泵6連接第二段納濾膜3，第二段納濾膜3的第二段濃水水路16直接連接第三段納濾膜4，第三段納濾膜4的第三段濃水水路17通過循環泵7連接第四段納濾膜5，第四段納濾膜5的第四段濃水水路22分別連接循環水路13和第四段濃水出口 14，四段中各段產水均連接到總產水水路12。第一段納濾膜進水側表面18的面積第二段納濾膜進水側表面19的面積第三段納濾膜進水側表面20的面積第四段納濾膜進水側表面21的面積=8 12 5 7 2 4 3 5。所述循環泵的電機功率11KW。所述循環泵為離心泵。四段中各段產水水路上均設置有流量表。在納濾膜裝置的設計或實施上可以採用壓力容器內串聯納濾膜後通過管道閥門及泵的連接與碳鋼支架組合成為一套裝置。關於提高水資源回收率一套納濾裝置一般由多段組成，來水即待處理水I先經過第一段納濾膜，經第一段納濾膜過濾脫鹽後，淡水(即第一段產水或淡化水)被收集，而未被滲透進納濾膜淡水側的原水(即第一段濃水)，水中相應物質的濃度增加了，此股濃水靠壓力再送入第二段納濾膜內。經第二段納濾膜過濾脫鹽後，產生的淡水再次被收集，同樣未被滲透進納濾膜淡水側經第二段納濾膜濃縮後的原水(即第二段濃水)，水中相應物質的濃度再次增加了，將第二段未被滲透的原水再送入第三段納濾膜內，依次類推至四段設計。關於降低能耗目前納濾裝置常用三段設計，三段設計時，一般在一二段間設增壓泵，在二三段間設循環泵，循環泵的設計是為了加強三段濃水的循環量，提高回收率。同樣的系統採用四段設計時納濾膜的數量與三段設計相同，由於排列方式的不同，四段循環量比三段設計大大減少，相應所用循環泵的流量減少，電負荷減小，降低能耗。如果項目處理量為100t/h，納濾回收率按90%計算，設計為I套。三段設計時共用138支納濾膜，23支膜殼，膜的排列方式為10 5 8，三段濃水循環量泵設計循環量為95. 3t/h，揚程40m。當四段設計時，納濾膜的數量與膜殼的數量與三段設計相同，但四段設計膜的排列方式為10 6 3 4，四段濃水循環量泵設計循環量為59t/h，揚程40m。循環泵為離心泵，由於泵前均有O. 8-1. OMPa的壓力，所選用的循環泵需耐受泵前的壓力要求。根據泵廠商提供的資料(以某廠商CRN泵示例)，當選用三段設計時，循環泵選用CRN90-2泵型，電機功率為15KW ;四段設計時，循環泵選用CR45-3-2，電機功率11KW。兩個設計方案的循環泵功率相差4KW，每小時的用電量減少4度。每度電按居民用電O. 5元/度計算，每年可節省電費17520
J Li ο另外，納濾裝置目前在工業化生產應用上，主要應用於對有機物的去除。例如焦化廢水深度處理回用系統。在此水系統上的應用，納濾膜裝置的汙染主要存在於最後一段。因此設計時要考慮對最後一段進行定期快速衝洗。同樣系統的納濾膜裝置三段和四段設計相比，三段設計時，最後一段膜數量48支膜，而四段設計時，最後一段膜數量24支。因此如果納濾裝置出現問題或最後一段膜因汙堵嚴重而無法清洗需要更換膜元件時，四段比三段膜更換的數量要少24支。按膜3年的質量保證，四段比3段平均每年可節省膜費用的投入
8.O萬元。通過以上100t/h的處理裝置比較，納濾四段設計時比三段設計每年可以節省費用27. 752萬元。這是本實用新型專利的主要特點。提高水資源回收率和降低能耗的納濾膜裝置，裝置產水量90t/h;裝置回收率> 90% (相對於三段85%的回收率大)；納濾膜數量138支；膜殼排列方式10 6 3 4;各段膜數量(從第一段至第四段)之比為60 36 18 24 ;循環泵的參數流量59t/h揚程40m功率11KW(相對於三段設計時循環泵15KW小4KW)。如果出現第四段膜出現問題需更換，一次全部更換的數量為24支(相對於三段設計48支，少24支)。裝置整體設計，通過管路、閥門和支架將膜、膜殼等組裝成套，成為一個標準的納濾膜
'UU Cn=CI裝直。在此指明，以上敘述有助於本領域技術人員理解本發明創造，但並非限制本發明創造的保護範圍。任何沒有脫離本發明創造實質內容的對以上敘述的等同替換、修飾改進和/或刪繁從簡而進行的實施，均落入本發明創造的保護範圍。
權利要求1.一種提高水資源回收率和降低能耗的納濾膜裝置，其特徵在於，包括納濾膜依次分布的四段結構，第一段納濾膜的第一段濃水水路通過增壓泵連接第二段納濾膜，第二段納濾膜的第二段濃水水路直接連接第三段納濾膜，第三段納濾膜的第三段濃水水路通過循環泵連接第四段納濾膜，第四段納濾膜的第四段濃水水路分別連接循環水路和第四段濃水出口，四段中各段產水均連接到總產水水路。
2.根據權利要求1所述的提高水資源回收率和降低能耗的納濾膜裝置，其特徵在於，第一段納濾膜進水側表面的面積第二段納濾膜進水側表面的面積第三段納濾膜進水側表面的面積第四段納濾膜進水側表面的面積=8 12 5 7 2 4 3 5。
3.根據權利要求1所述的提高水資源回收率和降低能耗的納濾膜裝置，其特徵在於，所述循環泵的電機功率11KW。
4.根據權利要求1所述的提高水資源回收率和降低能耗的納濾膜裝置，其特徵在於，所述循環泵為離心泵。
5.根據權利要求1所述的提高水資源回收率和降低能耗的納濾膜裝置，其特徵在於，四段中各段產水水路上均設置有流量表。
專利摘要一種提高水資源回收率和降低能耗的納濾膜裝置，在現有技術三段結構的基礎上增加了第四段結構，水資源回收率可以由85％提高到90％以上，其特徵在於，包括納濾膜依次分布的四段結構，第一段納濾膜的第一段濃水水路通過增壓泵連接第二段納濾膜，第二段納濾膜的第二段濃水水路直接連接第三段納濾膜，第三段納濾膜的第三段濃水水路通過循環泵連接第四段納濾膜，第四段納濾膜的第四段濃水水路分別連接循環水路和第四段濃水出口，四段中各段產水均連接到總產水水路。
文檔編號B01D61/08GK202893199SQ20122012701
公開日2013年4月24日 申請日期2012年3月29日 優先權日2012年3月29日
發明者張利利, 劉彥華, 劉雪冬, 李春和, 張佳 申請人:北京能泰高科環保技術股份有限公司