本發(fā)明涉及飲用水處理，具體涉及一種苦咸水膜法脫鹽與水質(zhì)調(diào)控工藝及裝置。

背景技術(shù)：

1、飲用水安全受到全球的普遍關(guān)注，全球有數(shù)億人無法直接獲得干凈安全的飲用水，在許多地區(qū)人們的飲用水由海水或苦咸水經(jīng)過處理和再生后提供。飲用水的健康安全通常指水中沒有致病細菌和病原體，然而水中的礦物質(zhì)含量也是決定人們身體健康與平衡的重要因素，隨著淡水資源的減少和凈水技術(shù)的發(fā)展，水的礦物質(zhì)含量問題變得日益重要。我國內(nèi)陸地區(qū)苦咸水分布廣泛、儲量豐富，且相較于海水，苦咸水含鹽量相對較低，將豐富的苦咸水資源通過淡化脫鹽，并結(jié)合對淡化水的調(diào)質(zhì)和消毒等后處理工藝，提供優(yōu)質(zhì)飲用水，建立健全的飲用水安全保障機制，可以有效解決淡水資源短缺與分布不均的問題。

2、反滲透法是一種基于半透膜的脫鹽技術(shù)。兩種溶質(zhì)濃度不同的溶液被半透膜分離時，溶劑會自發(fā)地從較稀的溶液流到較濃的溶液，以平衡兩種溶液的勢能；在高濃度溶液側(cè)施加壓力時，滲透速率逐漸下降，如果滲透趨勢被外部施加壓力完全抵消時，達到滲透平衡，這一壓力稱為滲透壓，如果外部施加壓力大于滲透壓，則溶劑流動反轉(zhuǎn)，因此可以從高濃度溶液中提取溶劑。納濾脫鹽技術(shù)是基于一種介于超濾和反滲透之間的壓力驅(qū)動膜分離過程，所采用的納濾膜孔徑約為1納米量級，可以去除100~1000da分子量的粒子，具有操作壓力低、通量高、多價離子去除率高、運行維護成本較低的特點，納濾膜的離子選擇性使之更適合用于水的軟化。近十年來，由壓力驅(qū)動的反滲透法作為膜法海水淡化和苦咸水淡化的主導技術(shù)，占據(jù)了脫鹽技術(shù)總量的64%及以上，納濾也在苦咸水淡化和海水淡化聯(lián)用工藝中發(fā)展迅速，超濾和微濾則廣泛用于預處理工藝中。

3、在中國專利上公開的“一種納濾反滲透直飲水系統(tǒng)”，其公告號為cn216377691u，包括有初級過濾箱、活性炭過濾箱、精密過濾器、納濾過濾組件、反滲透過濾組件和直飲水箱，所述初級過濾箱、活性炭過濾箱、精密過濾器、納濾過濾組件和反滲透過濾組件之間依次通過連接管連接。該方案避免過濾網(wǎng)堵塞影響水源過濾效率,無需頻繁將過濾網(wǎng)拆卸清洗,提高了該直飲水系統(tǒng)的實用性。然而該方案缺乏飲用水的深度處理，不能完全保證水質(zhì)達標，且清洗成本較高。

4、綜上所述，在有關(guān)苦咸水脫鹽處理的研究中，僅考慮去除單一成分或雙成分的溶解性固體，但根據(jù)我國缺水地區(qū)苦咸水水質(zhì)情況，大部分地區(qū)苦咸水硬度高且離子成分復雜，屬于中高鹽度苦咸水，原水水質(zhì)對脫鹽效果會產(chǎn)生巨大影響；經(jīng)過反滲透或蒸餾等淡化技術(shù)處理后的水一般稱為淡化水或稱脫鹽水，出水一般具有ph偏酸性、總堿度和總硬度較低的特點，緩沖能力低，水質(zhì)不穩(wěn)定，易引發(fā)腐蝕，不能直接用于生活飲用，通常需要對處理后的淡化水進行水質(zhì)改善和消毒處理。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提出了一種可以解決上述問題的至少一部分的新型苦咸水膜法脫鹽與水質(zhì)調(diào)控工藝及裝置，保障應(yīng)急情況下淡水缺失地區(qū)的居民健康和安全飲用水的供應(yīng)。采用過濾+納濾-反滲透脫鹽+調(diào)質(zhì)+消毒的工藝組合，苦咸水首先進行過濾預處理，所述過濾包括石英砂過濾和精密過濾，得到去除懸浮物和顆粒物的預處理出水；所述預處理出水進行納濾-反滲透脫鹽處理，所述納濾初步去除二價離子，然后通過反滲透進行深度脫鹽，得到淡化水；所述淡化水通過消毒處理得到產(chǎn)水；所述產(chǎn)水在連續(xù)監(jiān)測淡化水的水質(zhì)，根據(jù)所述水質(zhì)情況進行調(diào)質(zhì)處理得到直飲水，保證直飲水的安全性和健康性。

2、作為優(yōu)選，所述苦咸水的含鹽量6~10?g/l。

3、作為優(yōu)選，所述納濾-反滲透的兩級膜組件工藝運行壓力，納濾在1.1?mpa至1.2mpa條件下運行，反滲透在1.2?mpa至1.5?mpa條件下運行。

4、具體地，根據(jù)純水通量試驗和脫鹽試驗，改變操作壓力、進水溶解性固體濃度、溫度，篩選出性能最佳的膜，其中：純水通量試驗表明進水壓力1.2?mpa時，進口納濾膜2540nh的純水通量最大，達到74.8?l/(m2·h)，1.5?mpa下國產(chǎn)反滲透膜bw2540的純水通量大于進口反滲透膜2540hr；兩級脫鹽試驗結(jié)果表明在含鹽量為6~10?g/l的進水tds濃度、1.5mpa操作壓力下，納濾膜2540nh和反滲透膜bw2540對tds截留率分別達到了99.77%、99.57%，經(jīng)過兩級深度脫鹽后產(chǎn)水tds濃度均低于60?mg/l。

5、?具體地，根據(jù)產(chǎn)水量，結(jié)合膜性能試驗結(jié)果設(shè)計兩級膜組件，參考試驗中1.5?mpa壓力下，進水濃度6~10?g/l時，納濾膜通量位于59.2~76.7?l/(m2·h)之間，反滲透膜通量位于45.4~50.2?l/(m2·h)之間，設(shè)計均選用2540規(guī)格。

6、膜支數(shù)

7、式中，為目標產(chǎn)水流量，l/h；為參考膜通量，l/(m2·h)；為單支有效膜面積，m2。

8、根據(jù)反滲透產(chǎn)水量計算反滲透膜組件n=50/（45.36*2.6）=0.43支，取整為1支。

9、根據(jù)該進水濃度和壓力下回收率為13.05%，納濾膜產(chǎn)水為反滲透膜進水，即納濾膜產(chǎn)水量為50/0.1305=383.1?l/h，納濾膜組件n=383.1/（76.7*2.8）=1.87支，取整為2支。

10、根據(jù)工藝流程，膜組件排列方式為第一級納濾膜并聯(lián)，然后串聯(lián)第二級反滲透膜。

11、具體地，根據(jù)進水流量不低于1.8?m3/h，精密濾器壓降＜0.1mpa。選擇最大流量為2?m3/h、揚程18?m的高壓泵一，功率為0.25?kw；截止閥可調(diào)節(jié)進水流量。根據(jù)系統(tǒng)整體所需壓力低于1.5?mpa，選擇流量為2?m3/h、揚程100?m的高壓泵二，功率為1.5?kw，可有效減少能耗。

12、作為優(yōu)選，所述調(diào)質(zhì)采用藥劑調(diào)質(zhì)，藥劑和藥劑投加量為：cacl2的投加量為40~50mg/l，mgcl2的投加量為20?mg/l，nahco3和khco3的總投加量為60~80?mg/l，nahco3和khco3的摩爾比為1：1。

13、作為優(yōu)選，淡化水通過紫外消毒器進入產(chǎn)水箱，并配有加藥裝置，在連續(xù)監(jiān)測淡化水的水質(zhì)下通過電控箱設(shè)置的程序進行自動調(diào)質(zhì)，保障苦咸水通過裝置淡化后生產(chǎn)的直飲水具有安全性和健康性等優(yōu)點。

14、一種苦咸水膜法脫鹽與水質(zhì)調(diào)控裝置，以水流方向為順序依次包括進水口、進水閥、石英砂過濾器、精密濾器、高壓泵一、納濾膜組件、高壓泵二、反滲透膜、uv消毒器、加藥箱、產(chǎn)水箱和出水口。所述進水口和石英砂過濾器之間設(shè)有進水泵；所述精密濾器和納濾膜組件之間設(shè)有高壓泵一提供納濾壓力；所述納濾膜組件和反滲透膜之間設(shè)有高壓泵二提供反滲透所需壓力；所述納濾膜組件內(nèi)部設(shè)有納濾膜進行預脫鹽；所述反滲透膜內(nèi)部設(shè)有反滲透膜深度除鹽；所述產(chǎn)水箱設(shè)有監(jiān)測儀表檢測出水水質(zhì)；所述納濾膜和反滲透膜設(shè)有濃水管路排放不合格水，及提供一部分回流水提高裝置處理效率。

15、作為優(yōu)選，裝置配有電控箱系統(tǒng)，具有監(jiān)測、報警、自動停機等功能，自動控制部分可以轉(zhuǎn)換為手動控制。電控箱系統(tǒng)能實現(xiàn)泵啟動、停止、膜組件清洗、淡化水自動加藥調(diào)質(zhì)等功能，為方便使用管理，裝置的電控箱系統(tǒng)程序設(shè)定有自動控制與管理功能。

16、作為優(yōu)選，所述納濾膜組件可以在低壓下有效截留二價離子達到預脫鹽的作用，然后通過二級反滲透膜組件進行深度脫鹽，兩級膜組件保障了淡化水的產(chǎn)水質(zhì)量，達到優(yōu)質(zhì)水平，如果苦咸水含鹽量較低，則納濾膜組件和反滲透膜組件都可通過閥門調(diào)節(jié)進行濃水回流減少排放。

17、作為優(yōu)選，所述預處理系統(tǒng)配有石英砂過濾和精密濾器濾芯，具有納污量大、過濾精度高的特點，可以防止膜組件被顆粒物堵塞，保護后續(xù)工藝的正常運行。

18、作為優(yōu)選，所述精密濾器選用不銹鋼10寸5芯，過濾精度為5?μm。

19、本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：

20、（1）采用納濾-反滲透雙膜工藝以提高裝置的處理能力以及對不同水質(zhì)原水的適應(yīng)性，工藝能適應(yīng)和處理含鹽量高、成分復雜、硬度離子含量高、水量變化波動大等進水水質(zhì)，在低壓條件下實現(xiàn)脫鹽處理，降低泵和管道的壓力要求，改善膜易結(jié)垢和污染的問題；

21、（2）在有效利用高硬度苦咸水等難處理原水、深度去除過量鹽離子和有害物質(zhì)的基礎(chǔ)上，又能根據(jù)水質(zhì)健康標準調(diào)節(jié)和改善產(chǎn)水的重要礦物質(zhì)含量，有助于保障淡水資源的提供和飲用水的安全和健康，生產(chǎn)的直飲水能達到《生活飲用水衛(wèi)生標準》（gb5749-2006）和《低礦化度飲用水礦化衛(wèi)生標準》（gjb1335-92）的相關(guān)要求，包括ph大于7.0，tds和硬度不超過相應(yīng)適宜值（1000?mg/l和200?mg/l）；

22、（3）裝置可實現(xiàn)產(chǎn)水、停機、清洗、在線監(jiān)測、保護、自動運行和手動切換等多項功能，裝置的電控系統(tǒng)配有根據(jù)淡化水調(diào)質(zhì)試驗結(jié)果設(shè)計的相關(guān)程序，可以分析實際淡化水產(chǎn)水水質(zhì)下，投加調(diào)質(zhì)劑種類和劑量，生產(chǎn)健康性和穩(wěn)定性俱佳的直飲水，提供淡水缺失地區(qū)的優(yōu)質(zhì)飲用水供應(yīng)方案。

23、本技術(shù)技術(shù)方案的上述說明僅是本技術(shù)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本技術(shù)的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本技術(shù)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本技術(shù)的具體實施方式。