一體式磁絮凝膜過濾海水淡化預(yù)處理裝置及其運(yùn)行方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁絮凝膜過濾海水淡化預(yù)處理的裝置及運(yùn)行方法，屬于膜過濾處理【技術(shù)領(lǐng)域】，適用于海水淡化預(yù)處理領(lǐng)域。本裝置包括浸沒式磁絮凝膜過濾單元、進(jìn)水泵、磁絮凝劑投加泵、壓力表、出水泵、回流調(diào)節(jié)閥及相應(yīng)的管路。本發(fā)明將磁絮凝與膜過濾結(jié)合在一起，針對海水水質(zhì)特征，通過絮凝、吸附、架橋的作用將水中的微小懸浮物或不溶性污染物與粒徑極小的磁性顆粒進(jìn)行效率的結(jié)合，來達(dá)到凈化海水的目的。此外，由于磁絮凝形成較為密實(shí)且粒徑較大的絮體，使得膜面污染層更為疏松和易清洗。本發(fā)明所述海水淡化預(yù)處理方法，既保留了傳統(tǒng)預(yù)處理的可靠性又在一定程度上解決了膜預(yù)處理膜阻塞和膜污染的問題，是一種高效可行的海水淡化預(yù)處理方法。
【專利說明】一體式磁絮凝膜過濾海水淡化預(yù)處理裝置及其運(yùn)行方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬海水淡化及水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種一體式磁絮凝膜過濾海水淡化預(yù)處理裝置及其運(yùn)行方法。

【背景技術(shù)】
[0002]淡水危機(jī)早已被人們所重視，故利用海水淡化技術(shù)獲取飲用水已成為人們獲取淡水的一種重要手段。而海水淡化預(yù)處理技術(shù)是保證海水淡化裝置穩(wěn)定、可靠、長期運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一，目前主要應(yīng)用的海水淡化預(yù)處理方法有常規(guī)預(yù)處理和膜法預(yù)處理。
[0003]傳統(tǒng)的海水預(yù)處理一般包括:滅菌、沉降、過濾、軟化、脫氣等，常規(guī)預(yù)處理方法運(yùn)行相對可靠，且技術(shù)成熟，但需要多道工序，且成本高，效果不好，占地面積大。
[0004]鑒于傳統(tǒng)的預(yù)處理技術(shù)不一定能很好地去除進(jìn)料海水中的膠體類物質(zhì)，提出了利用膜處理作為海水淡化預(yù)處理。膜法預(yù)處理主要包括微濾(即〉、超濾⑴?)和納濾(即)三種，即在去除懸浮固體、降低301上效果明顯，費(fèi)用較海灘井少，僅為傳統(tǒng)方法的一半。而現(xiàn)不但可以截留懸浮固體和大的細(xì)菌，還可以截留大分子、膠體和小細(xì)菌。研7是介于口？和尺0之間的膜過程，對二價和多價離子及相對分子質(zhì)量在200-1 000之間的有機(jī)物有較高的脫除性能，對單價離子和小分子的脫除率則相對較低，因此特別適于海水軟化，即去除海水中易結(jié)垢的0^、啦2—、3042—等離子。膜法預(yù)處理具有占地面積小、設(shè)備少、污染輕、預(yù)處理出水水質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)，但膜法對分子質(zhì)量相對低的含氧有機(jī)物如丙酮、酚醛、丙酸幾乎無效，同時，也面臨著運(yùn)行穩(wěn)定性較傳統(tǒng)工藝差，膜本身易受污染，透過率衰減，膜損壞以及鹽分沉積和膜結(jié)垢等問題，現(xiàn)和即膜約5-10年就需要更換。對原水需要嚴(yán)格預(yù)處理和常規(guī)處理，還要定期進(jìn)行化學(xué)清洗，運(yùn)行費(fèi)用高，存在膜阻塞和膜污染問題，雖然復(fù)合膜工藝和膜污染控制的研宄是目前研宄的重點(diǎn)，但是膜法海水淡化預(yù)處理的膜污染問題還有待解決。
[0005]磁絮凝是混凝與磁技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，在混凝過程中接種磁粉，去除水體中的鐵氧體、金屬化合物和難分離的物質(zhì)等。磁絮凝技術(shù)是通過絮凝、吸附、架橋的作用將水中的微小懸浮物或不溶性污染物與粒徑極小的磁性顆粒進(jìn)行極有效率的結(jié)合，來增加絮體的體積和密度以改善絮凝效果的一種手段。本發(fā)明將磁絮凝技術(shù)與膜過濾技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于海水淡化預(yù)處理，既保留了傳統(tǒng)預(yù)處理的可靠性又在一定程度上解決了膜預(yù)處理膜阻塞和膜污染的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的旨在提供一種在海水淡化預(yù)處理中處理效果優(yōu)良，膜污染緩慢，通量穩(wěn)定的磁絮凝膜過濾海水淡化預(yù)處理裝置及運(yùn)行方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下:
[0008]一體式磁絮凝膜過濾海水淡化預(yù)處理裝置包括進(jìn)水加藥設(shè)備，無外殼膜組件的浸沒式磁絮凝膜過濾裝置及產(chǎn)水收集裝置。
[0009]浸沒式磁絮凝膜過濾裝置其特征是包括一體式磁絮凝膜過濾反應(yīng)單元、攪拌裝置、浸沒式膜組件、進(jìn)水泵、出水泵、磁絮凝劑投加泵、壓力表、出水回流閥、進(jìn)水管路及控制液位繼電器、磁絮凝劑投加管路、出水管路及出水回流管路。
[0010]在浸沒式磁絮凝膜過濾海水淡化預(yù)處理裝置中，所述進(jìn)水泵3通過進(jìn)水管路2與絮凝劑投加管路6上的所述磁絮凝劑投加泵5相接，并在進(jìn)水管路7上進(jìn)行混合，并與所述一體式磁絮凝膜過濾反應(yīng)單元9相連。所述一體式磁絮凝膜過濾反應(yīng)單元9中設(shè)有攪拌裝置8，并安裝膜組件10，通過液位繼電器來控制進(jìn)水。所述的浸沒式膜組件10上部出水口通過管路12與壓力表13和出水泵15相接，之后出水經(jīng)由回流管路17和出水回流閥14回流至出水管路12，出水經(jīng)出水管路16收集至產(chǎn)水桶。
[0011]本發(fā)明的一體式磁絮凝膜過濾海水淡化預(yù)處理裝置及運(yùn)行方法，將磁化絮凝技術(shù)與膜過濾技術(shù)結(jié)合在一起，不僅大幅度降低進(jìn)料水的濁度、硬度和103的含量，顯著減少過程化學(xué)品的添加量和膜器本身的清洗次數(shù)，使過程環(huán)境更好，解決傳統(tǒng)海水淡化工程中存在結(jié)垢污染等許多問題，而且利用絮凝與膜組件之間的濾餅形成的耦合作用，形成更為疏松和易清洗的污染層可以有效控制
[0012]膜過濾環(huán)節(jié)形成的膜污染，使整套裝置具有運(yùn)行穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明中浸沒式磁絮凝膜過濾海水淡化預(yù)處理裝置流程圖1:進(jìn)水桶，2:進(jìn)水管路，3:進(jìn)水泵，4:加藥箱，5:磁絮凝劑投加泵，6:磁絮凝劑投加管路，7:進(jìn)水管路，8:攪拌裝置，9:一體式磁絮凝膜過濾反應(yīng)單元，10:膜組件，11:液位繼電器，12:出水管路，13:壓力表，14:回流閥，15:出水泵，16:出水管路，17:回流管路，18:產(chǎn)水桶。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0015]一體式磁絮凝膜過濾海水淡化預(yù)處理裝置包括進(jìn)水加藥設(shè)備，無外殼膜組件的浸沒式磁絮凝膜過濾裝置，及產(chǎn)水收集裝置。
[0016]采用一體式磁絮凝膜過濾裝置，其特征是包括浸沒式磁絮凝膜過濾反應(yīng)單元9、進(jìn)水泵3、出水泵15、磁絮凝劑投加泵5及對應(yīng)的管路及閥門組成。進(jìn)水泵3通過進(jìn)水管道2與磁絮凝劑投加管路6相連，磁絮凝劑投加管路2之上設(shè)有磁絮凝劑投加泵5，與混合管路7相連。浸沒式磁絮凝膜過濾反應(yīng)單元9內(nèi)設(shè)有機(jī)械攪拌裝置8和膜組件10。單元內(nèi)浸沒式膜組件10上部出水口通過管路12與壓力表13相連接，后分支設(shè)有出水泵15及回流閥14都與產(chǎn)水桶18相連接。
[0017]在正常運(yùn)行狀態(tài)下，原海水通過進(jìn)水泵在管道中與經(jīng)磁化處理后的磁絮凝劑混合后進(jìn)入磁絮凝膜過濾反應(yīng)單元，在磁絮凝反應(yīng)單元中，原海水于絮凝劑和磁種在內(nèi)置攪拌裝置的混合作用下，絮凝劑發(fā)生水解作用形成絮體將原海水中的微小懸浮物或不溶性污染物被吸附下來，同時投加的磁性顆粒對絮體的形態(tài)產(chǎn)生影響，形成結(jié)構(gòu)密實(shí)、尺寸較大的絮體，磁性顆粒的投加強(qiáng)化了電性中和、吸附、卷掃等作用，提升了對原海水中的污染物及顆粒性物質(zhì)的去除效果。在目前海水淡化主要是反滲透系統(tǒng)，而海水淡化預(yù)處理是減緩膜污染、延長膜的使用時間，保證反滲透系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。本發(fā)明磁絮凝劑與膜過濾的雙重作用能夠有效去除水中的懸浮物、膠體物質(zhì)、可溶性有機(jī)高分子及某些有害物質(zhì)，并且磁絮凝過程形成的絮體結(jié)構(gòu)密實(shí)、尺寸較大，會在膜面上形成較為疏松的濾餅層，因此減緩了膜污染速率。故磁絮凝膜過濾海水淡化預(yù)處理裝置既具有目前海水淡化預(yù)處理方法所具有的優(yōu)點(diǎn)，同時又彌補(bǔ)了其不足之處。在運(yùn)行過程中，原海水及磁絮凝劑通過進(jìn)水泵及加藥泵進(jìn)入到膜過濾反應(yīng)器中，通過液位繼電器控制進(jìn)水液位，其后經(jīng)過攪拌混合發(fā)生反應(yīng)，吸附污染物后的磁絮凝混合液再經(jīng)過膜組件過濾，混合液在出水泵的負(fù)壓抽吸作用下通過膜組件，絮體被截留在膜表面，濾后獲得凈化的水。由于附著在膜面的絮體尺寸大，形成較為疏松的污染層，較易從膜面上清洗下來。反應(yīng)單元長時間穩(wěn)定運(yùn)行時，為保證穩(wěn)定的絮體濃度和工作狀態(tài)，反應(yīng)裝置需定期排出剩余絮體。
[0018]經(jīng)過一段時間運(yùn)行后的膜組件表面會受到絮凝體、膠體、微生物等方面的污染，因此膜組件運(yùn)行一段時間后，需要采用氣水反洗的方式，通過氣、水兩相流動的剪切作用使膜污染得以緩解，以維護(hù)膜組件的長期穩(wěn)定過濾性能。
【權(quán)利要求】
1.一體式磁絮凝膜過濾海水淡化預(yù)處理裝置，所述裝置包括進(jìn)水加藥設(shè)備，無外殼膜組件的浸沒式磁絮凝膜過濾裝置，及產(chǎn)水收集裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的一體式磁絮凝膜過濾海水淡化預(yù)處理裝置，其中所述進(jìn)水泵(3)通過進(jìn)水管路(2)與絮凝劑投加管路(6)上的所述磁絮凝劑投加泵(5)相接，并在進(jìn)水管路(7)上進(jìn)行混合，并與所述一體式磁絮凝膜過濾反應(yīng)單元(9)相連；所述一體式磁絮凝膜過濾反應(yīng)單元(9)中設(shè)有攪拌裝置(8)，并安裝膜組件(10)，通過液位繼電器來控制進(jìn)水；所述的浸沒式膜組件(10)上部出水口通過管路(12)與壓力表(13)和出水泵(15)相接，之后出水經(jīng)由回流管路(17)和出水回流閥(14)回流至出水管路(12)，出水管路(16)、(17)流至產(chǎn)水桶(18) ο
【文檔編號】C02F1/48GK104445537SQ201410630813
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】王捷, 劉露露, 楊灑灑, 楊軍 申請人:天津工業(yè)大學(xué)