具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组的制作方法

1.本实用新型涉及反渗透集成机组技术领域，尤其涉及一种具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组。


背景技术：

2.现有中高压反渗透增压泵装置一般采用并联式app柱塞泵结构，如图1所示，增压模块为两个并联的柱塞泵a，加上一条带电磁阀b的旁通管路，增压模块入口接集成机组过滤单元出口，增压泵单元出口接集成机组循环泵42的入口，通过增压模块将机组压力和流量提高至系统要求，压力20bar-60bar，流量20m3/h-30m3/h。该增压模块的旁通管道作用，第一，主要是满足机组启动时循环泵的运行流量，避免启动时柱塞泵供水不足而造成循环泵缺水运行，第二，机组进入清洗状态时，柱塞泵不参与工作，不能形成通路，这时旁通管道打开，完成机组的清洗。
3.现有反渗透机组中高压增压泵装置，其增压泵为app柱塞泵或cat柱塞泵，均为进口泵，价格高，增压泵装置约占机组总价值的21.6％，且对进水水质要求高。水的粘度非常低，为控制内部泄漏率和提高泵组件系能，app系列泵的间隙设计非常小，因此主过滤器须对10um以上的颗粒有99.98％的过滤效率，泵生产商建议一直使用额定精度10um，β10≥5000的精确深度过滤滤芯。由于该集成机组在未采用高精度过滤滤芯时用app系列泵作为增压装置的核心，明显减少了泵的使用寿命(仅有24个月)，增加了机组的故障率。困难在于若提高机组进水过滤器精度，机组进水的压力、进水量以及更换滤袋频率将不能满足生产需求，故上述类型中高压反渗透集成机组只能牺牲增压装置的使用寿命周期来满足集成机组的要求。且该增压膜带有一条旁通管路，阀门的控制也增加了系统控制难度和故障维修点。因此，需要寻求新的解决方案来解决上述中高压反渗透集成机组增压泵装置存在故障率高、故障点、使用寿命短、维修成本高等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低、增压效果好的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，包括顺次连接的进液泵、过滤单元、增压单元和反渗透单元，所述增压单元包括至少两个串联的多级离心泵，所述增压单元与反渗透单元之间设有高压止回阀，所述反渗透单元包括至少一组反渗透膜组件，每组反渗透膜组件的输入端设有一个循环泵，所述反渗透膜组件设有浓液出口和清液出口。
7.上述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，优选的，所述反渗透膜组件为多组时，各反渗透膜组件的浓液出口与一浓液汇集管连通，各反渗透膜组件的清液出口与一清液汇集管连通。
8.上述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，优选的，所述浓液汇集管
末端设有浓液控制阀，所述反渗透单元与浓液控制阀之间设有调节阀。
9.上述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，优选的，所述反渗透单元与浓液控制阀之间还设有与所述调节阀并联的电磁调节阀。
10.上述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，优选的，所述清液汇集管末端设有清液控制阀。
11.上述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，优选的，还包括用于清洗所述反渗透集成机组的清洗单元，所述清洗单元包括清洗罐和与其连接的清洗泵，所述清洗泵的输出端与过滤单元的输入端连接。
12.上述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，优选的，所述反渗透单元与清液控制阀之间的清液汇集管上设有与清洗罐连通的第一回流管，所述第一回流管上设有截止阀；所述反渗透单元与浓液控制阀之间的浓液汇集管上设有与清洗罐连通的第二回流管，所述第二回流管上设有截止阀。
13.上述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，优选的，所述过滤单元为一个过滤器，或多个串联的过滤器。
14.上述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，优选的，所述清洗泵和过滤单元之间设有截止阀。
15.本实用新型的设计主要是针对中高压反渗透集成机组，所述中高压反渗透集成机组的运行压力大于等于20bar。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
17.(1)本实用新型针对目前以价格高昂的进口柱塞泵为主的反渗透集成机组对过滤器精度要求高，导致成本进一步飙升，且即便采用精度符合要求的过滤器，机组进水的压力、进水量以及更换滤袋频率也不能满足生产需求、故障频出的困境，创造性的提出了的采用串联的多级离心泵作为增压单元的反渗透集成机组。由于多级离心泵具有结构简单、对输送介质含固率要求低、运行稳定的优点，两个或以上的多级离心泵串联使得增压泵组可满足集成机组不同压力的需求，因此，本实用新型多级离心泵串联构成的增压单元可以满足反渗透集成机组的生产工艺需求，运行效率、可靠性、维护性及经济性等指标均可达到或优于柱塞泵。由于多级离心泵的结构特性，在泵停止运行时，泵内有足够的空间和流道让输送介质通过，机组启动时或者清洗模式运行时，机组处理介质均可顺利通过增压泵，因此，避免了现有技术中与泵并联的旁通路的设计，把原来复杂的装置简单化，提高设备的运行稳定性，避免现有设备的频发故障、更便于后期使用和维护。
18.(2)本实用新型相比现有技术对节约成本方面非常显著，单独是增压单元的投入成本就从原来的21.6％降低至3.3％(现有的并联柱塞泵约需40万元，本实用新型的串联增压单元购置价格约5万元)，还不需要采用价格昂贵的高精度过滤器，并且使用寿命从通常的24个月延长至60个月以上，节省了机组的制作成本、项目投资和运营维护成本。
19.(3)本实用新型用最简单的零部件和最低的成本来满足预期要求，解决了现有技术中长期未攻克的难题，效果显著。
20.(4)本实施例的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组制作成本低、运行故障率低及维修费用低，便于使用和推广。
附图说明
21.图1是现有技术的反渗透集成机组中高压增压模块的结构示意图。
22.图2是本实用新型具体实施例中具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组的结构示意图。
23.图例说明：a、柱塞泵；b、电磁阀；1、进液泵；2、过滤单元；21、过滤器；3、增压单元；31、多级离心泵；4、反渗透单元；41、反渗透膜组件；411、浓液出口；412、清液出口；42、循环泵；44、浓液汇集管；431、清液控制阀；43、清液汇集管；441、浓液控制阀；442、调节阀；443、电磁调节阀；5、高压止回阀；6、清洗单元；61、清洗罐；62、清洗泵；63、第一回流管；64、第二回流管；65、截止阀。
具体实施方式
24.以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
25.图2示出了本实用新型具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组的一种实施例，包括顺次连接的进液泵1、过滤单元2、增压单元3和反渗透单元4，增压单元3包括至少两个串联的多级离心泵31，增压单元3与反渗透单元4之间设有高压止回阀5，反渗透单元4包括至少一组反渗透膜组件41，每组反渗透膜组件41的输入端设有一个循环泵42，反渗透膜组件41设有浓液出口411和清液出口412。
26.使用时，启动进液泵1将待处理的液体输送至过滤单元2，过滤单元2将其中的固体颗粒物滤除，过滤后的液体进入增压单元3，经过至少两个串联的多级离心泵31将液体增压至工艺所需的压力和流量，再通过各循环泵42输送至对应的反渗透膜组件41，液体经过反渗透膜处理之后分为清液和浓液，净化后的清液从清液口流出，浓液从浓液口流出。
27.本实施例采用多级离心泵31串联增压，由于多级离心泵31的结构特性，在泵停止运行时，泵内有足够的空间和流道让输送介质通过，机组启动时或者清洗模式运行时，机组处理介质均可顺利通过增压泵，故本集成机组无需设置增压泵旁通管路。本实施例通过串联式的中高压反渗透增压装置取代现有技术的中高压反渗透集成机组增压装置，并形成了新的中高压反渗透集成机组，解决了现有中高压反渗透增压装置给集成机组带来的成本高、故障率高等问题。
28.本实施例中，反渗透膜组件41为三组，各反渗透膜组件41的浓液出口411与一浓液汇集管44连通，各反渗透膜组件41的清液出口412与一清液汇集管43连通，该连接方式有利于简化机组管路。当然，在其它实施例中，也可以根据实际工艺应用的需要，设置其它数量的反渗透膜组件41。
29.本实施例中，浓液汇集管44末端设有浓液控制阀441，反渗透单元4与浓液控制阀441之间设有调节阀442，通过手动调节该阀门，调整浓缩液的产量，从而达到控制清液产量的目的(由于浓液和清液加起来就是总进水量，本实施例的集成机组最终目的是为了产清液，所述调节阀442直观来看虽然是调节池浓液的，但最终还是为产清液服务的)。
30.本实施例中，反渗透单元4与浓液控制阀441之间还设有与调节阀442并联的电磁调节阀443，远程控制及调节该阀门，与手动调节阀配合调整浓缩液的产量，从而达到控制清液产量的目的。
31.本实施例中，清液汇集管43末端设有清液控制阀431。
32.本实施例中，还包括用于清洗反渗透集成机组的清洗单元6，清洗单元6包括清洗罐61和与其连接的清洗泵62，清洗泵62的输出端与过滤单元2的输入端连接。与集成机组一体化设置的清洗单元6便于操作控制，使日常清洗维护更方便。
33.本实施例中，反渗透单元4与清液控制阀431之间的清液汇集管43上设有与清洗罐61连通的第一回流管63，第一回流管63上设有截止阀；反渗透单元4与浓液控制阀441之间的浓液汇集管44上设有与清洗罐61连通的第二回流管64，第二回流管64上设有截止阀。清洗时打开上述两个截止阀，使清洗单元6与过滤单元2、增压单元3、反渗透单元4构成完整的循环流路，由此对机组进行循环清洗，冲洗效果好，且有利于节约水资源。
34.本实施例中，过滤单元2为两个串联的过滤器21。当然，在其它实施例中，也可以根据实际工艺应用的需要，设置其它数量和具体精度的反渗透膜组件41。
35.本实施例中，清洗泵62和过滤单元2之间设有截止阀。
36.以污水处理厂处理mbr膜生化反应器处理后的水为应用实例，采用本实施例的多级离心泵31串联的中高压增压模块取代原串联app柱塞泵或cat柱塞泵的中高压增压模块，并形成一台新的中高压反渗透集成机组，在满足原机组各项运行要求的情况下，完全解决了原增压泵的故障，可以将增压泵的使用寿命提高到60个月甚至更长，同时可以去除原旁通管路，简化机组的控制系统和减少设备故障点，新的增压泵装置占机组总价值从原来的21.6％降低到约3.3％，有效的控制了机组的投入、运行维护等各项生产成本，其效果是非常显著的。
37.虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

技术特征：
1.一种具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，包括顺次连接的进液泵(1)、过滤单元(2)、增压单元(3)和反渗透单元(4)，其特征在于：所述增压单元(3)包括至少两个串联的多级离心泵(31)，所述增压单元(3)与反渗透单元(4)之间设有高压止回阀(5)，所述反渗透单元(4)包括至少一组反渗透膜组件(41)，每组反渗透膜组件(41)的输入端设有一个循环泵(42)，所述反渗透膜组件(41)设有浓液出口(411)和清液出口(412)。2.根据权利要求1所述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，其特征在于：所述反渗透膜组件(41)为多组时，各反渗透膜组件(41)的浓液出口(411)与一浓液汇集管(44)连通，各反渗透膜组件(41)的清液出口(412)与一清液汇集管(43)连通。3.根据权利要求2所述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，其特征在于：所述浓液汇集管(44)末端设有浓液控制阀(441)，所述反渗透单元(4)与浓液控制阀(441)之间设有调节阀(442)。4.根据权利要求3所述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，其特征在于：所述反渗透单元(4)与浓液控制阀(441)之间还设有与所述调节阀(442)并联的电磁调节阀(443)。5.根据权利要求4所述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，其特征在于：所述清液汇集管(43)末端设有清液控制阀(431)。6.根据权利要求5所述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，其特征在于：还包括用于清洗所述反渗透集成机组的清洗单元(6)，所述清洗单元(6)包括清洗罐(61)和与其连接的清洗泵(62)，所述清洗泵(62)的输出端与过滤单元(2)的输入端连接。7.根据权利要求6所述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，其特征在于：所述反渗透单元(4)与清液控制阀(431)之间的清液汇集管(43)上设有与清洗罐(61)连通的第一回流管(63)，所述第一回流管(63)上设有截止阀(65)；所述反渗透单元(4)与浓液控制阀(441)之间的浓液汇集管(44)上设有与清洗罐(61)连通的第二回流管(64)，所述第二回流管(64)上设有截止阀(65)。8.根据权利要求1至6任一项所述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，其特征在于：所述过滤单元(2)为一个过滤器(21)，或多个串联的过滤器(21)。9.根据权利要求6或7所述的具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，其特征在于：所述清洗泵(62)和过滤单元(2)之间设有截止阀(65)。

技术总结
本实用新型公开了一种具有串联式中高压增压单元的反渗透集成机组，包括顺次连接的进液泵、过滤单元、增压单元和反渗透单元，增压单元包括至少两个串联的多级离心泵，增压单元与反渗透单元之间设有高压止回阀，反渗透单元包括至少一组反渗透膜组件，每组反渗透膜组件的输入端设有一个循环泵，反渗透膜组件设有浓液出口和清液出口。本实用新型采用串联式的中高压反渗透增压装置构成的中高压反渗透集成机组解决了现有中高压反渗透增压装置给集成机组带来的成本高、故障率高等问题。故障率高等问题。故障率高等问题。


技术研发人员：简世玉 李小鹏 粟飞龙 李小辉
受保护的技术使用者：湖南军信环保股份有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/9/1