一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统的制作方法

1.本实用新型涉及膜系统技术领域，特别涉及一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统。


背景技术：

2.现有的具有多个膜过滤单元的膜系统通常存在以下几点问题：1、单段式在线回收浓水能量的膜系统，由于流程短等优点在废水处理及回用、或在物料回收场合下有广泛的应用，但是在遇到超过10000mg/l的溶解性总固体的废水或物料且超过50％的回收率情况下，如垃圾填埋场的渗滤液处理等，由于浓水能量在线回收，造成膜过滤系统的膜组件进水溶解性总固体比未进行回收浓水能量的溶解性总固体高一倍以上，且又是高溶解性总固体，所以能耗很大；2、若是采用多套串联的在线回收浓水能量膜过滤设备，又如何保证第2组膜过滤设备在紧急缺水情况避免缺水的膜过滤单元动力泵因气蚀损坏。


技术实现要素：

3.针对背景技术中所提出的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统，包括n组膜过滤单元、一至n-1组设有单向阀的源水应急供应单元以及源水压力管路，其中，2≤n≤4。所述膜过滤单元的透析液出口连接透析液管，浓水出口通过浓水管与下一组膜过滤单元的进水端相连，第一组膜过滤单元的源水进口与源水压力管路相连。所述源水应急供应单元的一端与所述浓水管相连，另一端与所述源水压力管路相连。
6.进一步地，所述的源水压力管路上设有预处理单元，所述的预处理单元包括增压泵和预过滤单元。所述增压泵的进水口与源水管路相连，出水口通过连接管与所述预过滤单元相连。所述源水应急供应单元与所述连接管相连，所述预过滤单元的出口与第一组膜过滤单元源水进口相连。
7.进一步地，所述的膜过滤单元包括依次相连的高压泵、循环泵和膜组件。所述的浓水管在靠近膜组件的一端设有第一支管，所述第一支管的另一端与所述高压泵和循环泵之间的管路相连通，所述的第一支管上设有第一流量计。所述的浓水管在所述第一支管的后端依次设有第一开关阀、第二开关阀和第二流量计，所述浓水管在所述第一开关阀的两端并联连接有第二支管，所述的第二支管上设有可调节节流阀。
8.优选地，所述的第一支管在所述第一流量计的上游还设有第一单向阀。
9.其中，所述的浓水管在所述第一开关阀和第二开关阀之间连接有排污管，所述的排污管上设有排污阀和第三流量计。
10.优选地，所述的第一开关阀、第二开关阀和排污阀均为电磁阀或电动阀。
11.进一步地，所述的源水应急供应单元还包括缓冲罐支路，所述缓冲罐支路的设定
位置介于所述源水应急供应单元的单向阀与本组膜过滤单元的浓水管之间，所述的缓冲罐支路上设有手阀。
12.优选地，所述的透析液管上设有第四流量计。
13.优选地，所述的膜组件为卷式纳滤膜组件或卷式反渗透膜组件，每只膜壳内装设2-4支膜芯。
14.本实用新型具有如下有益效果：首先在设备投资增加不多情况下，显著节能：与单段式在线回收浓水能量膜过滤系统相比，在同样进水条件(同样的高总溶解固体含量》＝7000mg/l)、同样的高回收率(》＝50％)，同样的进水流量下，能耗可节省20％-45％，但设备投资增加较少，因为虽然增加了动力泵和变频器，但是所有动力泵的总功率比原先低20％-45％。其次，比单独的2套串联的单段式在线回收浓水系统膜过滤系统相比，因设置了源水应急供应单元保证了第2组至最后一组的膜过滤单元在紧急缺水情况下，由源水泵直接供应缺水的膜过滤单元，安全性更高。接着，选型两组高压泵更容易，表现在同样额定流量下第1组扬程明显下降15％-35％，第2组动力泵扬程下降更多。接着，对高压泵来说，同样流量下压力越低越容易选型，泵更便宜一些。接着，本实用新型的循环泵放置在第一支管与高压泵出口管汇合点与本膜过滤单元进水点之间的位置，比传统方式把循环泵放置在第一支管的益处有三个：1、循环泵流量更大，在同等扬程下，在一定流量范围内，流量更大，更易选型，单价更实惠；2、对高压泵来说，在同等流量下，扬程更低，更易选型和单价更实惠；3、遇到浓水出水管道上的节流阀瞬时失控导致流量突然变大紧急情况下，有可能导致循环泵叶轮逆转导致泵所在电机过热而烧毁。最后，比2套串联的单段式在线回收浓水系统膜过滤设备相比，结构更紧凑，材料更省，占地面积更小。
附图说明
15.图1为实施例一的系统结构示意图。
16.图2为实施例二的系统结构示意图。
17.图3为实施例三的系统结构示意图。
18.图4为实施例四的系统结构示意图。
19.主要组件符号说明：1、膜过滤单元；10、浓水管；100、第四流量计；101、透析液管；102、第一支管；103、第一单向阀；104、第一流量计；105、第一开关阀；106、第二开关阀；107、第二流量计；108、第二支管；109、可调节节流阀；110、排污管；111、排污阀；112、第三流量计；11、高压泵；12、循环泵；13、膜组件；2、源水应急供应单元；21、单向阀；22、缓冲罐支路；220、手阀；3、源水压力管路；30、预处理单元；300、连接管；301、增压泵；302、预过滤单元；4、末端浓水应急供应管路。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。
21.实施例一
22.如图1所示，一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统，包括两组膜过滤单元1、一组设有单向阀21的源水应急供应单元2以及源水压力管路3。膜过滤单元1的透析液出口连接透析液管101，优选地，透析液管101上设有第四流量计100。浓水出口通过浓水管10与下
一组膜过滤单元1的进水端相连，第一组膜过滤单元1的源水进口与源水压力管路3相连。源水应急供应单元2的一端与浓水管10相连，另一端与源水压力管路3相连。
23.膜过滤单元1包括依次相连的高压泵11、循环泵12和膜组件13。浓水管10在靠近膜组件13的一端设有第一支管102，第一支管102的另一端与高压泵11和循环泵12之间的管路相连通，第一支管102上设有第一单向阀103和第一流量计104。浓水管10在第一支管102的后端依次设有第一开关阀105、第二开关阀106和第二流量计107，浓水管10在第一开关阀105的两端并联连接有第二支管108，第二支管108上设有可调节节流阀109。浓水管10在第一开关阀105和第二开关阀106之间连接有排污管110，排污管110上设有排污阀111和第三流量计112。优选地，第一开关阀105、第二开关阀106和排污阀111均为电磁阀或电动阀。优选地，膜组件13为卷式纳滤膜组件或卷式反渗透膜组件，每只膜壳内装设2-4支膜芯。
24.下面采用陶氏“反渗透设计软件”模拟源水的不同含盐量(用氯化钠模拟)和系统回收率情况下,同种源水含盐量和总回收率在传统单段式在线回收系统浓水能量系统和本实用新型(两组膜过滤单元)系统的节能率,可以看出：与单段式在线回收浓水能量膜过滤系统相比，在同样进水条件(同样的高含盐量(》＝7000mg/l)、同样的高回收率(》＝50％)，同样的进水流量下，吨产水能耗可节省20％-45％。注：从其中第1组膜组件进水点到第2组膜组件进水点的管路阻力损失假定为4kg/cm2，理论能耗计算结果如表1所示。
25.理论能耗数据对比表
[0026][0027]
表1
[0028]
实施例二
[0029]
如图2所示，本实施例与实施例一的区别仅在于：源水压力管路3上设有预处理单元30，预处理单元30包括增压泵301和预过滤单元302。增压泵301的进水口与源水管路相连，出水口通过连接管300与预过滤单元302相连。源水应急供应单元2与连接管300相连，预过滤单元302的出口与第一组膜过滤单元1源水进口相连。本实施例的其余部分结构均与实施例一相同。
[0030]
实施例三
[0031]
如图3所示，本实施例与实施例二的区别仅在于：源水应急供应单元2还包括缓冲罐支路22，缓冲罐支路22的设定位置介于源水应急供应单元2的单向阀21与本组膜过滤单元1的浓水管10之间，缓冲罐支路22上设有手阀220。本实施例其余部分结构与实施例二相同。
[0032]
实施例四
[0033]
如图4所示，本实施例与实施例三的区别仅在于：还包括末端浓水应急供应管路4、末端浓水应急供应管路4一端与源水压力管路3相连，另一端与第二组膜过滤单元1的浓水管10(第一开关阀105和排污阀111之间部分)相连。本实施例其余部分结构与实施例三相同。
[0034]
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统，其特征在于：包括n组膜过滤单元、一至n-1组设有单向阀的源水应急供应单元以及源水压力管路，其中，2≤n≤4，所述膜过滤单元的透析液出口连接透析液管，浓水出口通过浓水管与下一组膜过滤单元的进水端相连，第一组膜过滤单元的源水进口与源水压力管路相连，所述源水应急供应单元的一端与所述浓水管相连，另一端与所述源水压力管路相连。2.如权利要求1所述的一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统，其特征在于：所述的源水压力管路上设有预处理单元，所述的预处理单元包括增压泵和预过滤单元，所述增压泵的进水口与源水管路相连，出水口通过连接管与所述预过滤单元相连，所述源水应急供应单元与所述连接管相连，所述预过滤单元的出口与第一组膜过滤单元源水进口相连。3.如权利要求1所述的一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统，其特征在于：所述的膜过滤单元包括依次相连的高压泵、循环泵和膜组件，所述的浓水管在靠近膜组件的一端设有第一支管，所述第一支管的另一端与所述高压泵和循环泵之间的管路相连通，所述的第一支管上设有第一流量计，所述的浓水管在所述第一支管的后端依次设有第一开关阀、第二开关阀和第二流量计，所述浓水管在所述第一开关阀的两端并联连接有第二支管，所述的第二支管上设有可调节节流阀。4.如权利要求3所述的一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统，其特征在于：所述的第一支管在所述第一流量计的上游还设有第一单向阀。5.如权利要求3所述的一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统，其特征在于：所述的浓水管在所述第一开关阀和第二开关阀之间连接有排污管，所述的排污管上设有排污阀和第三流量计。6.如权利要求5所述的一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统，其特征在于：所述的第一开关阀、第二开关阀和排污阀均为电磁阀或电动阀。7.如权利要求1所述的一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统，其特征在于：所述的源水应急供应单元还包括缓冲罐支路，所述缓冲罐支路的设定位置介于所述源水应急供应单元的单向阀与本组膜过滤单元的浓水管之间，所述的缓冲罐支路上设有手阀。8.如权利要求1所述的一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统，其特征在于：所述的透析液管上设有第四流量计。9.如权利要求3-6中任一项所述的一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统，其特征在于：所述的膜组件为卷式纳滤膜组件或卷式反渗透膜组件，每只膜壳内装设2-4支膜芯。

技术总结
一种低能耗在线回收浓水能量膜过滤系统，包括n组膜过滤单元、一至n-1组设有单向阀的源水应急供应单元以及源水压力管路，其中，2≤n≤4。膜过滤单元的透析液出口连接透析液管，浓水出口通过浓水管与下一组膜过滤单元的进水端相连，第一组膜过滤单元的源水进口与源水压力管路相连。源水应急供应单元的一端与所述浓水管相连，另一端与所述源水压力管路相连。本实用新型的过滤系统与传统膜过滤系统相比，在相同扬程下可增加20％～45％的能量，通过设置第一支管回收在线浓水能量和回收流向下一组膜过滤单元的浓水能量，可节约大部分能耗，通过设置源水应急供应单元，可避免在紧急情况下第二组及以上膜过滤单元的动力泵“气蚀”损坏。损坏。损坏。


技术研发人员：张平 林玉泰
受保护的技术使用者：厦门绿邦膜技术有限公司
技术研发日：2020.12.31
技术公布日：2022/3/8