申请日2016.08.16
公开(公告)日2016.11.16
IPC分类号C02F9/04; C02F1/44; C02F103/06
摘要
本发明公开了一种用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备及其应用方法，该设备包括一级碟管式反渗透膜柱(1)、二级碟管式反渗透膜柱(2)和吹脱塔(3)，通过管道之间的连接以及在适当位置设置阀门，实现了一级碟管式反渗透膜柱(1)和二级碟管式反渗透膜柱(2)在串联连接和并联连接之间切换，通过控制系统实现了该设备的自动化运行，降低了人工劳动强度和设备的运行成本。当采用串联连接模式时，可提高能源利用率，提高氨氮的去除率，减小对二级碟管式反渗透膜柱的压力损害，延长设备使用寿命;当采用并联连接模式时，可增加渗滤液的处理量，提高渗滤液处理效率。
摘要附图
权利要求书
1.一种用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备，包括渗滤液进水管道、一级碟管式反渗透膜柱(1)、二级碟管式反渗透膜柱(2)和吹脱塔(3)，其特征在于：
所述渗滤液进水管道包括进水总管(6)、一级进水管(7)和二级进水管(8)，所述一级进水管(7)的一端与进水总管(6)连接，另一端与一级碟管式反渗透膜柱(1)相连，所述二级进水管(8)的一端与进水总管(6)连接，另一端与二级碟管式反渗透膜柱(2)相连，所述一级进水管(7)上安装有一级水泵(9)，所述二级进水管(8)上由连接进水总管(6)的一端到连接二级碟管式反渗透膜柱(2)的一端依次安装有进水阀(10)和二级水泵(11);
所述一级碟管式反渗透膜柱(1)的透过液出口和二级碟管式反渗透膜柱(2)的透过液出口分别连接有一级透过液排出管(12)和二级透过液排出管(13)，所述二级透过液排出管(13)上安装有透过液汇总阀(14)，二级透过液排出管(13)上于所述透过液汇总阀(14)与二级碟管式反渗透膜柱(2)的透过液出口之间连接有串联透过液排出管(15)，所述串联透过液排出管(15)上安装有串联透过液排出阀(16)，所述一级透过液排出管(12)和二级透过液排出管(13)相连并共同连接一透过液汇总管(17)，所述透过液汇总管(17)连接至吹脱塔(3)，透过液汇总管(17)上连接一碱液输送装置;
所述吹脱塔(3)的透过液出口连接一串联透过液回用管(18)，所述串联透过液回用管(18)的另一端与二级进水管(8)连接并且连接至进水阀(10)和二级水泵(11)之间，串联透过液回用管(18)与串联透过液排出管(15)连通，串联透过液回用管(18)上安装有串联透过液回用阀(19)，串联透过液回用管(18)和进水总管(6)均与一酸液输送装置连接。
2.根据权利1所述的用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备，其特征在于：所述串联和并联碟管式反渗透设备还包括一控制系统，所述控制系统包括控制器(20)、进水水质检测器(21)、一级透过液检测器(22)、串联透过液检测器(23)和透过液排出检测器(24)，所述进水水质检测器(21)安装于所述进水总管(6)上，所述一级透过液检测器(22)安装于所述一级透过液排出管(12)上，所述串联透过液检测器(23)安装于所述串联透过液排出管(15)上，所述透过液排出检测器(24)安装于所述吹脱塔(3)的透过液出口处，所述进水水质检测器(21)、一级透过液检测器(22)、串联透过液检测器(23)和透过液排出检测器(24)均与控制器(20)连接，所述一级水泵(9)、进水阀(10)、二级水泵(11)、透过液汇总阀(14)、串联透过液排出阀(16)和串联透过液回用阀(19)均与控制器(20)连接，由控制器(20)控制一级水泵(9)、进水阀(10)、二级水泵(11)、透过液汇总阀(14)、串联透过液排出阀(16)和串联透过液回用阀(19)的开启或关闭。
3.根据权利要求2所述的用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备，其特征在于：所述碱液输送装置包括与透过液汇总管(17)通过管道连接的碱药剂罐(25)，所述碱药剂罐(25)与透过液汇总管(17)连接的管道上安装有碱加药泵(26)，所述酸液输送装置包括与所述串联透过液回用管(18)和进水总管(6)通过管道连接的酸药剂罐(27)，所述酸药剂罐(27)与串联透过液回用管(18)和进水总管(6)连接的管道上安装有酸加药泵(28)，所述碱加药泵(26)和酸加药泵(28)均与控制器(20)连接，由控制器(20)控制碱加药泵(26)和酸加药泵(28)的开启或关闭。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备，其特征在于：所述二级进水管(8)上于进水阀(10)和串联透过液回用管(18)之间装设有进水单向止回阀(29)，所述二级透过液排出管(13)上于透过液汇总阀(14)和透过液汇总管(17)之间装设有二级透过液止回阀(30)，所述串联透过液排出管(15)上于串联透过液排出阀(16)和串联透过液回用管(18)之间装设有串联透过液止回阀(31)，所述串联透过液回用管(18)上于串联透过液回用阀(19)和串联透过液排出管(15)之间装设有串联透过液回用止回阀(32)。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备，其特征在于：所述一级碟管式反渗透膜柱(1)的浓缩液出口和二级碟管式反渗透膜柱(2)的浓缩液出口分别连接有一级浓缩液排出管(33)和二级浓缩液排出管(34)，所述一级浓缩液排出管(33)和二级浓缩液排出管(34)相连接，一级浓缩液排出管(33)上装设有浓缩液止回阀(35)。
6.一种如权利要求4或5所述的用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备的应用方法，包括以下步骤：
S1、设于进水总管(6)上的进水水质检测器(21)对进水电导率进行在线检测，生成进水电导率检测信号并将所述进水电导率检测信号发送至控制器(20);
S2、控制器(20)根据接收到的进水电导率检测信号控制进水阀(10)、透过液汇总阀(14)、串联透过液排出阀(16)和串联透过液回用阀(19)的开启或关闭将一级碟管式反渗透膜柱(1)和二级碟管式反渗透膜柱(2)在串联和并联两种连接方式之间进行切换，对通入进水总管(6)中的垃圾渗滤液进行处理。
7.根据权利要求6所述的应用方法，其特征在于，所述步骤S2中，控制器(20)根据接收到的进水电导率检测信号控制进水阀(10)、透过液汇总阀(14)、串联透过液排出阀(16)和串联透过液回用阀(19)的开启或关闭将一级碟管式反渗透膜柱(1)和二级碟管式反渗透膜柱(2)在串联和并联两种连接方式之间进行切换具体是指：
当进水电导率小于或等于10000μS/cm时，控制器(20)控制开启进水阀(10)和透过液汇总阀(14)，关闭串联透过液排出阀(16)和串联透过液回用阀(19)，将所述一级碟管式反渗透膜柱(1)和二级碟管式反渗透膜柱(2)并联连接;
当进水电导率大于10000μS/cm时，控制器(20)控制关闭进水阀(10)和透过液汇总阀(14)，开启串联透过液排出阀(16)和串联透过液回用阀(19)，将所述一级碟管式反渗透膜柱(1)和二级碟管式反渗透膜柱(2)串联连接。
8.根据权利要求7所述的应用方法，其特征在于，所述步骤S2中，对通入进水总管(6)中的垃圾渗滤液进行处理的具体过程为：
当所述一级碟管式反渗透膜柱(1)和二级碟管式反渗透膜柱(2)并联连接时，控制器(20)控制开启酸加药泵(28)向进水总管(6)内加入酸液将进水pH调节至5.5-6.5;然后控制器(20)控制开启一级水泵(9)和二级水泵(11)将渗滤液分别通入一级碟管式反渗透膜柱(1)和二级碟管式反渗透膜柱(2)进行处理;处理后得到的浓缩液分别经一级浓缩液排出管(33)和二级浓缩液排出管(34)排出;处理后得到的透过液分别经一级透过液排出管(12)和二级透过液排出管(13)排出后进入透过液汇总管(17);控制器(20)控制开启碱加药泵(26)向透过液汇总管(17)内加入碱液将透过液的pH调节至7-8，然后将透过液通入吹脱塔(3)内进行吹脱使得透过液中的氨氮含量降低至25mg/m3以下，再将透过液排出;
当所述一级碟管式反渗透膜柱(1)和二级碟管式反渗透膜柱(2)串联连接时，控制器(20)控制开启酸加药泵(28)向进水总管(6)内加入酸液将进水pH调节至5.5-6.5;然后控制器(20)控制开启一级水泵(9)将渗滤液通入一级碟管式反渗透膜柱(1)进行处理;处理后得到的浓缩液经一级浓缩液排出管(33)排出;处理后得到的透过液经一级透过液排出管(12)排出后进入透过液汇总管(17)，控制器(20)控制开启碱加药泵(26)向透过液汇总管(17)内加入碱液，将透过液的pH调节至10.5-11.5，然后将透过液通入吹脱塔(3)内进行吹脱，吹脱后的透过液流入串联透过液回用管(18)，控制器(20)控制开启酸加药泵(28)向串联透过液回用管(18)内加入酸液将透过液pH调节至6.5-7.0;经调节pH后的透过液由串联透过液回用管(18)进入二级碟管式反渗透膜柱(2)进行二次处理，经二次处理后得到的浓缩液由二级浓缩液排出管(34)排出，经二次处理后得到的透过液由串联透过液排出管(15)排出。
说明书
一种用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备及其应用方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透(RCDT)设备及其应用方法。
背景技术
RCDT(Radial Channel Disc Tube)全称为放射通道碟管式反渗透。碟管式反渗透膜柱的原理为：通过压力使渗滤液中的水分子透过反渗透膜，把绝大部分污染物质(如氨氮等)截留，从而达到净化渗滤液的目的。其设备处理渗滤液的工艺流程为：调节池渗滤液经泵提升至渗滤液原水储罐，进行pH值调节、砂滤器、芯式过滤器等简单预处理后，进入第一级RCDT，经一级RCDT处理后产生的透过液进入第二级RCDT进一步处理，一级RCDT浓缩液排至浓缩液储池等待回灌处理。经第二级RCDT处理后的透过液进入脱气塔处理后达标排放，二级浓缩液返回一级RCDT后合并继续处理。
目前，处理垃圾渗滤液的RCDT设备通常为串联的两级式放射通道碟管式反渗透设备。这种传统的RCDT设备通常存在如下缺陷：(1)出水水质氨氮含量较难达标;(2)一级处理的出水直接进入二级处理，中间无缓冲阶段，泵的能源损耗较高，并且无法对处理水压进行精确控制，增加了对二级RCDT膜的压力损害，容易产生压力差损害膜片，缩短二级RCDT膜的使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备及其应用方法，该设备可使两个碟管式反渗透膜柱在串联和并联之间进行切换，在并联模式时可增加渗滤液的处理量;在串联模式时可提高氨氮的去除率，减小对二级碟管式反渗透膜柱的压力损害，延长设备的使用寿命，该设备适用范围广，出水可达标排放。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备，包括渗滤液进水管道、一级碟管式反渗透膜柱、二级碟管式反渗透膜柱和吹脱塔;
所述渗滤液进水管道包括进水总管、一级进水管和二级进水管，所述一级进水管的一端与进水总管连接，另一端与一级碟管式反渗透膜柱相连，所述二级进水管的一端与进水总管连接，另一端与二级碟管式反渗透膜柱相连，所述一级进水管上安装有一级水泵，所述二级进水管上由连接进水总管的一端到连接二级碟管式反渗透膜柱的一端依次安装有进水阀和二级水泵;
所述一级碟管式反渗透膜柱的透过液出口和二级碟管式反渗透膜柱的透过液出口分别连接有一级透过液排出管和二级透过液排出管，所述二级透过液排出管上安装有透过液汇总阀，二级透过液排出管上于所述透过液汇总阀与二级碟管式反渗透膜柱的透过液出口之间连接有串联透过液排出管，所述串联透过液排出管上安装有串联透过液排出阀，所述一级透过液排出管和二级透过液排出管相连并共同连接一透过液汇总管，所述透过液汇总管连接至吹脱塔，透过液汇总管上连接一碱液输送装置;
所述吹脱塔的透过液出口连接一串联透过液回用管，所述串联透过液回用管的另一端与二级进水管连接并且连接至进水阀和二级水泵之间，串联透过液回用管与串联透过液排出管连通，串联透过液回用管上安装有串联透过液回用阀，串联透过液回用管和进水总管均与一酸液输送装置连接。
上述的用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备，优选的，所述串联和并联碟管式反渗透设备还包括一控制系统，所述控制系统包括控制器、进水水质检测器、一级透过液检测器、串联透过液检测器和透过液排出检测器，所述进水水质检测器安装于所述进水总管上，所述一级透过液检测器安装于所述一级透过液排出管上，所述串联透过液检测器安装于所述串联透过液排出管上，所述透过液排出检测器安装于所述吹脱塔的透过液出口处，所述进水水质检测器、一级透过液检测器、串联透过液检测器和透过液排出检测器均与控制器连接，所述一级水泵、进水阀、二级水泵、透过液汇总阀、串联透过液排出阀和串联透过液回用阀均与控制器连接，由控制器控制一级水泵、进水阀、二级水泵、透过液汇总阀、串联透过液排出阀和串联透过液回用阀的开启或关闭。
上述的用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备，优选的，所述碱液输送装置包括与透过液汇总管通过管道连接的碱药剂罐，所述碱药剂罐与透过液汇总管连接的管道上安装有碱加药泵，所述酸液输送装置包括与串联透过液回用管和进水总管通过管道连接的酸药剂罐，所述酸药剂罐与串联透过液回用管和进水总管连接的管道上安装有酸加药泵，所述碱加药泵和酸加药泵均与控制器连接，由控制器控制碱加药泵和酸加药泵的开启或关闭。
上述的用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备，优选的，所述二级进水管上于进水阀和串联透过液回用管之间装设有进水单向止回阀，所述二级透过液排出管上于透过液汇总阀和透过液汇总管之间装设有二级透过液止回阀，所述串联透过液排出管上于串联透过液排出阀和串联透过液回用管之间装设有串联透过液止回阀，所述串联透过液回用管上于串联透过液回用阀和串联透过液排出管之间装设有串联透过液回用止回阀。
上述的用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备，优选的，所述一级碟管式反渗透膜柱和二级碟管式反渗透膜柱的浓缩液出口分别连接有一级浓缩液排出管和二级浓缩液排出管，所述一级浓缩液排出管和二级浓缩液排出管相连接，一级浓缩液排出管上装设有浓缩液止回阀。
本发明另一方面提供了一种上述用于垃圾渗滤液处理的串联和并联碟管式反渗透设备的应用方法，包括以下步骤：
S1、设于进水总管上的进水水质检测器对进水电导率进行在线检测，生成进水电导率检测信号并将所述进水电导率检测信号发送至控制器;
S2、控制器根据接收到的进水电导率检测信号控制进水阀、透过液汇总阀、串联透过液排出阀和串联透过液回用阀的开启或关闭将一级碟管式反渗透膜柱和二级碟管式反渗透膜柱在串联和并联两种连接方式之间进行切换，对通入进水总管中的垃圾渗滤液进行处理。
上述的应用方法，优选的，所述步骤S2中，控制器根据接收到的电导率检测信号控制进水阀、透过液汇总阀、串联透过液排出阀和串联透过液回用阀的开启或关闭将一级碟管式反渗透膜柱和二级碟管式反渗透膜柱在串联和并联两种连接方式之间进行切换具体是指：
当进水电导率小于或等于10000μS/cm时，控制器控制开启进水阀和透过液汇总阀，关闭串联透过液排出阀和串联透过液回用阀，将所述一级碟管式反渗透膜柱和二级碟管式反渗透膜柱并联连接;
当进水电导率大于10000μS/cm时，控制器控制关闭进水阀和透过液汇总阀，开启串联透过液排出阀和串联透过液回用阀，将所述一级碟管式反渗透膜柱和二级碟管式反渗透膜柱串联连接。
上述的应用方法，优选的，所述步骤S2中，对通入进水总管中的垃圾渗滤液进行处理的具体过程为：
当所述一级碟管式反渗透膜柱和二级碟管式反渗透膜柱并联连接时，控制器控制开启酸加药泵向进水总管内加入酸液将进水pH调节至5.5-6.5;然后控制器控制开启一级水泵和二级水泵将调节pH后的渗滤液分别通入一级碟管式反渗透膜柱和二级碟管式反渗透膜柱进行处理;处理后得到的浓缩液分别经一级浓缩液排出管和二级浓缩液排出管排出;处理后得到的透过液分别经一级透过液排出管和二级透过液排出管排出后进入透过液汇总管;控制器控制开启碱加药泵向透过液汇总管内加入碱液，将透过液的pH调节至7-8，然后将透过液通入吹脱塔内进行吹脱使得透过液中的氨氮含量降低至25mg/m3以下，然后将透过液排出;
当所述一级碟管式反渗透膜柱和二级碟管式反渗透膜柱串联连接时，控制器控制开启酸加药泵向进水总管内加入酸液将进水pH调节至5.5-6.5;然后控制器控制开启一级水泵将调节pH后的渗滤液通入一级碟管式反渗透膜柱进行处理;处理后得到的浓缩液经一级浓缩液排出管排出;处理后得到的透过液经一级透过液排出管进入透过液汇总管，控制器控制开启碱加药泵向透过液汇总管内加入碱液，将透过液的pH调节至10.5-11.5，然后将透过液通入吹脱塔内进行吹脱，吹脱后的透过液流入串联透过液回用管，控制器控制开启酸加药泵向串联透过液回用管内加入酸液将透过液pH调节至6.5-7.0;经调节pH后的透过液由串联透过液回用管进入二级碟管式反渗透膜柱进行二次处理，经二次处理后得到的浓缩液由二级浓缩液排出管排出，经二次处理后得到的透过液由串联透过液排出管排出。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)通过将设备中的管道进行连接，并在相应位置设置阀门，该设备可实现根据渗滤液进水水质情况对一级碟管式反渗透膜柱和二级碟管式反渗透膜柱在串联和并联之间进行自由切换;当采用串联连接时，经一级碟管式反渗透膜柱处理后的透过液进入吹脱塔进行吹脱，然后再进入二级碟管式反渗透膜柱进行二次处理，经一次处理的出水不是直接进行二次处理的，降低了能源的消耗，减小了对二级碟管式反渗透膜柱的压力损害，延长了二级碟管式反渗透膜柱的使用寿命;当采用并联连接时，可提高渗滤液的处理量。
(2)通过控制系统对进水电导率、一级透过液排出管内的透过液氨氮含量、串联透过液排出管内的透过液氨氮含量以及流出吹脱塔的透过液氨氮含量进行检测，并由控制器控制相应阀门和泵的开启或关闭，进而实现在串联和并联之间自由切换对渗滤液进行处理，实现了该设备的自动化作业，提高了设备的处理效率，降低了人工劳动强度和设备的运行成本。
(3)该设备可检测处理后的透过液的氨氮含量，确保透过液达标排放，并且该设备适用范围广，占地面积小，维护保养容易。
