靜音壓力交換系統(tǒng)及靜音壓力交換方法
【專(zhuān)利摘要】一種靜音壓力交換系統(tǒng)及靜音壓力交換方法，其能在反滲透海水淡化過(guò)程中提高回收效率并不產(chǎn)生噪音。其中的靜音壓力交換器包括壓力交換容器以及位于壓力交換容器內(nèi)的壓力交換水囊，壓力交換水囊能在接收來(lái)自水源的水后在壓力交換容器中膨脹；增壓裝置用于對(duì)水壓進(jìn)行升壓或增壓；水凈化反滲透膜組件用于將待處理水凈化后排出清潔的水和帶余壓的濃液，其排出濃液的出口通過(guò)管路與壓力交換容器相接，以便于帶余壓的濃液能擠壓壓力交換水囊，從而使壓力交換水囊的待處理水與所述余壓實(shí)質(zhì)上等壓力地排出；壓力交換水囊排出的帶壓的待處理水通過(guò)管路與來(lái)自水源的無(wú)壓的待處理水直接地或間接地進(jìn)入所述增壓裝置增壓后輸送到水凈化反滲透膜組件進(jìn)行水處理。
【專(zhuān)利說(shuō)明】靜音壓力交換系統(tǒng)及靜音壓力交換方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適合于水凈化系統(tǒng)的能量回收裝置和方法，尤其涉及一種反滲透水凈化系統(tǒng)中的濃液余壓再次被利用的裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]利用反滲透技術(shù)對(duì)不達(dá)標(biāo)的原水進(jìn)行凈化處理是國(guó)內(nèi)外普遍采用的方法，在反滲透凈化過(guò)程中產(chǎn)生的大量濃縮液其余壓達(dá)95%左右，其水量達(dá)10-60%。以海水淡化為例反滲透海水淡化工程的操作壓力約在5.0-6.0MPa之間，從膜組件裝置排放的濃海水壓力仍高達(dá)4.8-5.8MPa。如果按照通常40%的淡水回收率計(jì)算，排放的濃海水中約有60%的進(jìn)水壓力能量，具有巨大的回收價(jià)值和意義。
[0003]壓力能量回收裝置的作用就是把反滲透系統(tǒng)高壓濃海水的壓力能量回收再利用，從而降低反滲透海水淡化的制水能耗和制水成本。按照工作原理，能量回收裝置主要分為渦輪式和功交換式兩大類(lèi)。
[0004]在機(jī)械能水力渦輪式能量回裝置中，能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程為“壓力能-機(jī)械能(軸功)_壓力能”其能量回收效率約40-70%。功交換式能量回收裝置只需經(jīng)過(guò)“壓力能-壓力能” 一步轉(zhuǎn)化過(guò)程，其能量回收效率高達(dá)94%以上，已成為國(guó)內(nèi)外研究和推廣的重點(diǎn)。
[0005]目前國(guó)內(nèi)外的各類(lèi)能量回收裝置中，已有美國(guó)ERI公司的PX(PressureExchangar)壓力交換器；瑞士 CADERAG 公司的 DWEER (Work Exchange Energy Rocovery)功能交換器；挪威阿科凌的Recuparator能量回收塔。國(guó)內(nèi)功交換式能量回收產(chǎn)品主要有杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心的差壓交換式能量回收裝置(ER-D)。以上在實(shí)際運(yùn)行與系統(tǒng)安裝配置的電機(jī)功率計(jì)算中可以發(fā)現(xiàn)其回收效率為85-90%。
[0006]在工程實(shí)際應(yīng)用中，凡是利用高壓濃海水直接推動(dòng)活塞或液旋轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械部件而加壓進(jìn)料海水的能量交換裝置，嚴(yán)格地說(shuō)均為“壓力能-機(jī)械能(軸功)_壓力能的方式，由于在壓力轉(zhuǎn)化過(guò)程中的機(jī)械損耗等其回收效率在40-70%。另外，目前國(guó)內(nèi)外的各類(lèi)能量回收裝置在運(yùn)行中其噪音均在81分貝以上，系統(tǒng)中如果多套同時(shí)運(yùn)行，其噪音高過(guò)有關(guān)勞動(dòng)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種靜音壓力交換系統(tǒng)和方法，其能在反滲透海水淡化過(guò)程中提高濃液余壓回收效率并在回收過(guò)程中不產(chǎn)生噪音。
[0008]為實(shí)現(xiàn)所述目的的靜音壓力交換系統(tǒng)，其特點(diǎn)是包括
[0009]靜音壓力交換器，包括壓力交換容器以及位于壓力交換容器內(nèi)的壓力交換水囊，壓力交換水囊能在接收來(lái)自水源的水后在壓力交換容器中膨脹；
[0010]用于對(duì)水壓進(jìn)行升壓或增壓的增壓裝置；
[0011]水凈化反滲透膜組件，用于將待處理水凈化后排出清潔的水和帶余壓的濃液，其排出濃液的出口通過(guò)管路與壓力交換容器相接，以便于帶余壓的濃液能擠壓壓力交換水囊，從而使壓力交換水囊的待處理水與所述余壓實(shí)質(zhì)上等壓力地排出；
[0012]其中，壓力交換水囊排出的帶壓的待處理水通過(guò)管路與來(lái)自水源的無(wú)壓的待處理水直接地或間接地進(jìn)入所述增壓裝置增壓后輸送到水凈化反滲透膜組件進(jìn)行水處理。
[0013]所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，所述靜音壓力交換系統(tǒng)還包括將來(lái)自不同管路的不同水壓的待處理水進(jìn)行均壓的均壓裝置；所述均壓裝置為水均壓器通過(guò)管路與壓力交換水囊連接，還與水源相接，用于將水源的水和來(lái)自壓力交換水囊的帶壓力的水混合以達(dá)到均壓的目的；所述增壓裝置包括水升壓泵，通過(guò)管路連接在水均壓器和水凈化反滲透膜組件之間，用于將水均壓器中的水升壓后輸送到水凈化反滲透膜組件的入□。
[0014]所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，所述水增壓裝置包括高壓泵和增壓泵，高壓泵接收來(lái)自水源的水，相應(yīng)地，該增壓泵接收來(lái)自壓力交換水囊排除的帶壓的水，高壓泵和升壓泵具有共同的輸出管路，該輸出管路連接到水凈化反滲透膜組件的入口。
[0015]所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，該系統(tǒng)包括兩個(gè)或兩個(gè)以上靜音壓力交換器，不同靜音壓力交換器的壓力交換水囊的排水管路中分別設(shè)置有控制閥門(mén)，以便于不同的壓力交換水囊的水分時(shí)排出帶壓的待處理水。
[0016]所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，壓力交換水囊由耐壓、防腐、抗疲勞、軟組織材料制成。
[0017]所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，壓力交換水囊通過(guò)管路與比靜音壓力交換器位置要高的高位水箱相接，以便于接收水源的水。
[0018]所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，壓力交換水囊的進(jìn)水管和出水管為同一根管道，并通過(guò)三通閥與連接高位水箱的管路、與連接水均壓器的管路分別連接。
[0019]所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，壓力交換容器的濃液進(jìn)排水管為同一根管道，并通過(guò)三通閥與排放管道、與連接水凈化反滲透膜組件的濃液排出口的管道分別連接。
[0020]所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，該系統(tǒng)還包括并聯(lián)的第一備用泵和第二備用泵，第一備用泵通過(guò)管路和壓力交換水囊連接，以便于接收壓力交換水囊排出的帶壓的水并將其增壓，第二備用泵用于接收來(lái)自水源的水，第一備用泵和第二備用泵輸出的水通過(guò)共同管路輸送至水凈化反滲透膜組件的入口。
[0021]為實(shí)現(xiàn)所述目的的靜音壓力交換方法，其特點(diǎn)是將來(lái)自于高位水箱或有壓力的管道中輸入的待處理水通過(guò)多功能自動(dòng)閥充滿位于壓力交換容器中的壓力交換水囊，將反滲透水處理工藝產(chǎn)生的高壓濃液經(jīng)多功能自動(dòng)閥進(jìn)入壓力交換器內(nèi)壁與壓力交換水囊外壁之間擠兌水囊壁內(nèi)的待處理水，使其增加至與濃液相同壓力并通過(guò)多功能閥排出，與補(bǔ)充待處理水一起經(jīng)均壓后升壓或者直接升壓，使待處理水進(jìn)一步升壓至反滲透水處理工藝所需的工作壓力后進(jìn)入反滲透水處理組件進(jìn)行水處理，產(chǎn)生的潔凈的淡水供應(yīng)用，而高壓濃液又輸送到壓力交換器回收壓力能量。
[0022]在本發(fā)明的實(shí)施例中，靜音壓力交換器及其內(nèi)置的壓力交換水囊低于待處理水高位水箱，在多功能閥門(mén)控制下將潔凈待處理水引入壓力交換水囊，當(dāng)潔凈待處理水充滿壓力交換水囊后，通過(guò)控制閥門(mén)，將高壓濃液輸入靜音壓力交換器中，壓迫處于靜止?fàn)顟B(tài)的壓力交換水囊中的潔凈待處理水，當(dāng)潔凈待處理水受壓時(shí)，使受壓的潔凈待處理水通過(guò)閥門(mén)進(jìn)入待處理水均壓器，與另一路無(wú)壓力的潔凈待處理水混合均壓后進(jìn)入升壓泵，升壓至待處理水淡化所需的壓力后，進(jìn)入待處理水淡化反滲透膜組件進(jìn)行淡化。也可以是受壓的潔凈處理水與無(wú)壓力的潔凈待處理水分別升壓至反滲透工藝所需要工作壓力后，再進(jìn)入到待處理水淡化反滲透膜組件進(jìn)行淡化。
[0023]并且在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)高壓濃液將壓力交換水囊中的潔凈待處理水?dāng)D壓到最低安全水位時(shí)，另一靜音壓力交換器立即開(kāi)啟將高壓濃液連通，使?jié)庖哼M(jìn)入另一靜音壓力交換器擠兌壓力水囊中的潔凈待處理水，輸出承壓了的潔凈待處理水進(jìn)入待處理水均壓器，在此同時(shí)向其水囊供給潔凈待處理水及切斷向起初的靜壓壓力交換器的高壓濃液進(jìn)給，在高位水箱的壓力擠壓下排除水囊與壓力交換容器之間的無(wú)壓濃液。以上過(guò)程可以在電器自動(dòng)控制閥門(mén)的作用下，兩個(gè)靜音壓力交換器交替反復(fù)進(jìn)行，就形成了無(wú)間斷，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。
[0024]本發(fā)明的系統(tǒng)和方法無(wú)需活塞及機(jī)械液旋裝置，除了系統(tǒng)沿程與局部阻力損耗夕卜，基本無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)換過(guò)程的效率損失，沒(méi)有濃液與待處理水滲漏現(xiàn)象，無(wú)任何噪聲，靜音壓力交換器壽命可達(dá)幾十年，壓力交換水囊可反復(fù)脹縮上千萬(wàn)次，壽命也可以達(dá)到幾十年。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變得更加明顯，其中:
[0026]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中靜音壓力交換系統(tǒng)的系統(tǒng)不意圖；
[0027]圖2為圖1中靜音壓力交換系統(tǒng)的壓力交換器的主視圖。
[0028]圖3為圖2中壓力交換器的側(cè)視圖。
[0029]圖4為圖3中壓力交換器帶壓的濃液擠壓水囊中潔凈海水的工作示意圖。
[0030]圖5為圖3中壓力交換水囊中充滿潔凈海水使其排除無(wú)壓濃液的工作示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類(lèi)似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0032]需要注意的是，附圖1至圖5均僅作為示例，其并非是按照等比例的條件繪制的，并且不應(yīng)該以此作為對(duì)本發(fā)明實(shí)際要求的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。
[0033]第一實(shí)施例
[0034]如圖1所示，靜音壓力交換系統(tǒng)包括:靜音壓力交換器，海水淡化反滲透膜組件13，海水均壓器82。
[0035]靜音壓力交換器包括壓力交換容器11及其內(nèi)部設(shè)置壓力交換水囊21。在圖中所示的實(shí)施例中靜音壓力交換系統(tǒng)包括兩個(gè)靜音壓力交換器。位于右側(cè)的靜音壓力交換器也包括壓力交換容器12及其內(nèi)部設(shè)置的壓力交換水囊22。雖然兩個(gè)靜音壓力交換器內(nèi)的容器和水囊通過(guò)不同的附圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)示，不過(guò)二者可以是同樣的靜音壓力交換器，在后面的說(shuō)明中，僅以左側(cè)的靜音壓力交換器為例進(jìn)行說(shuō)明，其說(shuō)明也適合于右側(cè)的靜音壓力交換器。
[0036]如圖2所示，壓力交換容器11內(nèi)設(shè)置有壓力交換水囊21，壓力交換水囊21能在壓力交換容器11中膨脹或收縮。在圖2、圖3中，壓力交換水囊21是處于被壓縮的狀態(tài)。
[0037]水囊21具有水囊接口 6以及海水進(jìn)出口接管5，海水進(jìn)出口接管5與水囊接口 6相接，海水進(jìn)出管接口 5與海水進(jìn)出雙向管813相接。
[0038]壓力交換容器11具有人孔3以及濃液進(jìn)出口接管4，濃液進(jìn)出口接管4和人孔3相接，濃液進(jìn)出口接管4與圖1中的濃液進(jìn)出雙向管723相接。
[0039]壓力交換容器11還具有放空氣閥110，相應(yīng)地，水囊21也具有放空氣閥120。
[0040]如圖1所示，高位水箱86接收來(lái)自水源87的海水(經(jīng)過(guò)過(guò)濾等預(yù)處理)，高位水箱86的海水通過(guò)高位差形成的壓力經(jīng)管路88、多功能自動(dòng)閥(三通閥)811、管路813進(jìn)入到水囊21，待海水充滿了水囊21后，閥811截?cái)喙苈?13和管路88，且將管路813和管路821連通，這樣海水經(jīng)過(guò)閥822進(jìn)入到水均壓器82，水均壓器82和海水淡化反滲透膜組件13之間設(shè)置有升壓泵83，均壓器82還通過(guò)管路89來(lái)連接水源。從均壓器82排除的經(jīng)過(guò)均壓后的海水再次經(jīng)過(guò)升壓泵83輸送到反滲透膜組件13的入口。反滲透膜組件13的濃液排出口通過(guò)管道71連接到多功能自動(dòng)閥731，多功能自動(dòng)閥731還連接濃液進(jìn)出雙向管道723以及卸壓后的濃液排除管道721，多功能自動(dòng)閥731選擇性地將管道723和管道71連通，或者將管道723和管道721連通。
[0041]結(jié)合圖2，在壓力交換器11的上側(cè)還設(shè)置有濃液高位信號(hào)測(cè)點(diǎn)9，以及如圖5所示，在壓力交換器11的下側(cè)還設(shè)置有濃液低位信號(hào)測(cè)點(diǎn)10。
[0042]如圖1所示的實(shí)施例中，圖中各箭頭表示液體的流動(dòng)方向。為了保持系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，多功能自動(dòng)閥731、多功能自動(dòng)閥811、多功能自動(dòng)閥732、多功能自動(dòng)閥812均在濃液高位信號(hào)測(cè)點(diǎn)9、濃液低位信號(hào)測(cè)點(diǎn)10檢測(cè)到的液位高低信號(hào)控制下自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)閉。
[0043]在圖1中，經(jīng)過(guò)海水預(yù)處理系統(tǒng)處理后的潔凈海水87分別由二路進(jìn)入本系統(tǒng)，一路去往海水高位水箱86，一路去往海水均壓器82。
[0044]系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)所有閥門(mén)均在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，使音壓力交換容器11中的壓力交換水囊21在多功能自動(dòng)閥811開(kāi)啟時(shí)使海水進(jìn)出雙向管813與60%潔凈海水(也可以是其他比例)88連通，壓力交換水囊21在海水高位水箱86的高位差壓力下鼓脹充滿海水后，多功能自動(dòng)閥811通過(guò)濃液高位信號(hào)測(cè)點(diǎn)9獲得滿水信號(hào)后執(zhí)行二個(gè)動(dòng)作:①切斷海水進(jìn)出雙向管813與潔凈海水通道88 連通海水進(jìn)出雙向管813與持壓海水進(jìn)入均壓器管821的通道。同時(shí)濃液多功能自動(dòng)閥731開(kāi)啟濃液進(jìn)出雙向管723與高壓濃液通道71的連接，使高壓濃液管道71的濃液進(jìn)入壓力交換容器11擠兌壓力交換水囊21，由于液體受壓時(shí)，壓縮量極小，反壓力極大，囊中潔凈海水8在高壓濃液不斷擠壓傳遞下，內(nèi)外壓力基本相等，持有同樣高壓的囊中潔凈海水8通過(guò)海水多功能自動(dòng)閥811會(huì)同40 %潔凈海水(也可以是其他比例)89進(jìn)入海水均壓器82，經(jīng)過(guò)增壓后的潔凈海水8與無(wú)壓的潔凈海水(通過(guò)管道89輸送)在均壓器82中混合后，持有相同壓力，例如60%潔凈海水受高壓濃液擠兌后同樣承壓5.8MPa,排入均壓器82中與無(wú)壓的40%潔凈海水89混合后全部持壓為3.5MPa左右，為了達(dá)到反滲透淡化所需的6MPa壓力，還需提高2.5MPa，所以從均壓器82流出的100 %潔凈海水還需海水升壓泵83升壓至6MPa去海水淡化反滲透膜組件13中進(jìn)行淡化處理。經(jīng)過(guò)淡化產(chǎn)生40%的淡水供應(yīng)用，產(chǎn)生的濃液量為60%還持有5.8MPa的余壓能量。
[0045]至此，為了回收該部分濃液壓力能量，使?jié)庖翰粩噙M(jìn)入壓力交換容器11，壓迫壓力交換水囊21中的60%潔凈海水8排出至最低安全水位時(shí)，濃液多功能閥731關(guān)閉，系統(tǒng)停止?jié)庖哼M(jìn)入，切斷濃液進(jìn)出雙向管723與高壓濃液71的通道。同時(shí)開(kāi)啟濃液進(jìn)出雙向管723與卸壓濃液口 721通道。又同時(shí)開(kāi)啟多功能自動(dòng)閥811與海水進(jìn)出雙向管向壓力交換水囊21中充水，潔凈海水8持有高位水箱86的壓力撐開(kāi)壓力交換水囊21壓縮卸壓后的濃液排出。當(dāng)濃液排凈后又重復(fù)以上操作順序。
[0046]在前述實(shí)施例中，高位水箱86可以通過(guò)泵來(lái)替換，只要能滿足撐開(kāi)水囊21即可。
[0047]對(duì)于左、右兩個(gè)靜音壓力交換器的協(xié)同工作為:
[0048]當(dāng)以上靜音壓力交換容器11在潔凈海水8排出至最低安全水位前幾秒鐘，在靜音交換容器中的壓力交換水囊21受壓向外排水，同時(shí)右側(cè)的靜音壓力交換器開(kāi)始工作，步驟與左側(cè)的靜音壓力容器實(shí)質(zhì)上相同，大致為靜音壓力交換容器12中的壓力交換水囊22已在進(jìn)入潔凈海水8通過(guò)多功能自動(dòng)閥812經(jīng)過(guò)管道814充滿水囊22，濃液從高壓濃液管道71經(jīng)由多功能自動(dòng)閥732進(jìn)入到濃液進(jìn)出雙向管724，再進(jìn)入到壓力交換容器12，對(duì)其中的壓力交換水囊22內(nèi)的60%潔凈海水?dāng)D兌，傳遞持壓后，潔凈海水經(jīng)由海水進(jìn)出雙向管814、再經(jīng)由多功能自動(dòng)閥812、再經(jīng)管道821排出進(jìn)入海水均壓器82，隨后升壓、再進(jìn)行反滲透處理，其輸出的濃液輸送經(jīng)自動(dòng)閥732、管道724進(jìn)入到壓力交換容器12 ;而水囊22中的水被排盡后，再接收由高位水箱86的水，高位水箱86的水壓將水囊22撐開(kāi)，水囊22反過(guò)來(lái)將卸壓后的壓力交換容器12中的濃液經(jīng)過(guò)自動(dòng)閥732后再經(jīng)管路722排出。這樣二臺(tái)或多于兩臺(tái)的靜音壓力交換器錯(cuò)時(shí)、交換、連續(xù)、穩(wěn)定地向海水均壓器82供應(yīng)潔凈海水保證。
[0049]第二實(shí)施例
[0050]也參照?qǐng)D1來(lái)說(shuō)明該實(shí)施例的內(nèi)容，可以省略圖1中的升壓泵83、均壓器82及相應(yīng)的管路。
[0051]如圖1所示，靜音壓力交換系統(tǒng)仍然包括:兩靜音壓力交換器，海水淡化反滲透膜組件13，海水均壓器82。
[0052]靜音壓力交換器包括壓力交換容器11及其內(nèi)部設(shè)置壓力交換水囊21。在圖中所示的實(shí)施例中靜音壓力交換系統(tǒng)包括兩個(gè)靜音壓力交換器。位于左側(cè)的靜音壓力交換器也包括壓力交換容器12及其內(nèi)部設(shè)置的壓力交換水囊22。雖然兩個(gè)靜音壓力交換器內(nèi)的容器和水囊通過(guò)不同的附圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)示，不過(guò)二者可以是同樣的靜音壓力交換器，在后面的說(shuō)明中，僅以左側(cè)的靜音壓力交換器為例進(jìn)行說(shuō)明，其說(shuō)明也適合于右側(cè)的靜音壓力交換器。
[0053]如圖2所示，壓力交換容器11內(nèi)設(shè)置有壓力交換水囊21，壓力交換水囊21能在壓力交換容器11中膨脹或收縮。在圖2、圖3中，壓力交換水囊21是處于被壓縮的狀態(tài)。
[0054]水囊21具有水囊接口 6以及海水進(jìn)出口接管5，海水進(jìn)出口接管5與水囊接口 6相接，海水進(jìn)出管接口 5與海水進(jìn)出雙向管813相接。
[0055]壓力交換容器11具有人孔3以及濃液進(jìn)出口接管4，濃液進(jìn)出口接管4和人孔3相接，濃液進(jìn)出口接管4與圖1中的濃液進(jìn)出雙向管723相接。
[0056]壓力交換容器11還具有放空氣閥110，相應(yīng)地，水囊21也具有放空氣閥120。設(shè)置的容器放空氣閥與水囊放空閥在啟動(dòng)時(shí)打開(kāi)排凈空氣后，之后長(zhǎng)期處在關(guān)閉狀態(tài)。
[0057]如圖1所示，高位水箱86接收來(lái)自水源87的海水(經(jīng)過(guò)過(guò)濾等預(yù)處理)，高位水箱86的海水通過(guò)高位差形成的壓力經(jīng)管路88、多功能自動(dòng)閥(最好是三通閥)811、管路813進(jìn)入到水囊21，待海水充滿了水囊21后，閥811截?cái)喙苈?13和管路88，且將管路813和管路821連通，這樣海水經(jīng)過(guò)閥811進(jìn)入到增壓泵85，高壓泵84接收來(lái)自水源的經(jīng)過(guò)預(yù)處理的潔凈海水，高壓泵84和增壓泵85共用輸出管路并連接到反滲透膜組件13的入口。這樣在共用輸出管路中增壓后的海水再次經(jīng)過(guò)升壓泵83輸送到反滲透膜組件13的入口。反滲透膜組件13的濃液排出口通過(guò)管道71連接到多功能自動(dòng)閥731，多功能自動(dòng)閥731還連接濃液進(jìn)出雙向管道723以及卸壓后的濃液排除管道721，多功能自動(dòng)閥731選擇性地將管道723和管道71連通，或者將管道723和管道721連通。
[0058]結(jié)合圖2，在壓力交換器11的上側(cè)還設(shè)置有濃液高位信號(hào)測(cè)點(diǎn)9，以及如圖5所示，在壓力交換器11的下側(cè)還設(shè)置有濃液低位信號(hào)測(cè)點(diǎn)10。
[0059]如圖1所示的實(shí)施例中，圖中各箭頭表示液體的流動(dòng)方向。為了保持系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，多功能自動(dòng)閥731、多功能自動(dòng)閥811、多功能自動(dòng)閥732、多功能自動(dòng)閥812均在濃液高位信號(hào)測(cè)點(diǎn)9、濃液低位信號(hào)測(cè)點(diǎn)10檢測(cè)到的液位高低信號(hào)控制下自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)閉。
[0060]在圖1中，經(jīng)過(guò)海水預(yù)處理系統(tǒng)處理后的潔凈海水87分別由二路進(jìn)入本系統(tǒng)，一路去往海水高位水箱86，一路去往如圖中虛線框中的海水高壓泵84。
[0061]系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)所有閥門(mén)均在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，使壓力交換容器11中的壓力交換水囊21在多功能自動(dòng)閥811開(kāi)啟時(shí)使海水進(jìn)出雙向管813與60%潔凈海水(也可以是其他比例)88連通，壓力交換水囊21在海水高位水箱86的高位差壓力下鼓脹充滿海水后，多功能自動(dòng)閥811通過(guò)濃液高位信號(hào)測(cè)點(diǎn)9獲得滿水信號(hào)后執(zhí)行二個(gè)動(dòng)作:①切斷海水進(jìn)出雙向管813與潔凈海水通道88 連通海水進(jìn)出雙向管813與持壓海水進(jìn)入均壓器管821的通道，閥823開(kāi)啟，持壓海水由增壓泵85增壓后再輸出。同時(shí)濃液多功能自動(dòng)閥731開(kāi)啟濃液進(jìn)出雙向管723與高壓濃液通道71的連接，使高壓濃液管道71的濃液進(jìn)入壓力交換容器11擠兌壓力交換水囊21，由于液體受壓時(shí)，壓縮量極小，反壓力極大，囊中潔凈海水8在高壓濃液不斷擠壓傳遞下，內(nèi)外壓力基本相等，持有同樣高壓的囊中潔凈海水8 (大概60%，也可以是其他比例)通過(guò)海水多功能自動(dòng)閥811經(jīng)由增壓泵85增壓至的6MPa反滲透工藝工作壓力，40%潔凈海水(也可以是其他比例)經(jīng)管道89進(jìn)入高壓泵84，經(jīng)過(guò)高壓泵84后與增壓泵85出來(lái)的60%潔凈海水壓力相等，從而共同輸出管道流出的100%潔凈海水流入到海水淡化反滲透膜組件13中進(jìn)行淡化處理，經(jīng)過(guò)淡化產(chǎn)生40%的淡水供應(yīng)用，產(chǎn)生的濃液量為60%還持有5.8MPa的余壓能量。
[0062]至此，為了回收該部分濃液壓力能量，使?jié)庖翰粩噙M(jìn)入壓力交換容器11，壓迫壓力交換水囊21中的60%潔凈海水8排出至最低安全水位時(shí)，濃液多功能閥731關(guān)閉，系統(tǒng)停止?jié)庖哼M(jìn)入，切斷濃液進(jìn)出雙向管723與高壓濃液71的通道。同時(shí)開(kāi)啟濃液進(jìn)出雙向管723與卸壓濃液口 721通道。又同時(shí)開(kāi)啟多功能自動(dòng)閥811與海水進(jìn)出雙向管向壓力交換水囊21中充水，潔凈海水8持有高位水箱86的壓力撐開(kāi)壓力交換水囊21壓縮卸壓后的濃液排出。當(dāng)濃液排凈后又重復(fù)以上操作順序。
[0063]對(duì)于左、右兩個(gè)靜音壓力交換器的協(xié)同工作為:
[0064]當(dāng)以上靜音壓力交換容器11在潔凈海水8排出至最低安全水位前幾秒鐘，在靜音交換容器中的壓力交換水囊21受壓向外排水，同時(shí)右側(cè)的靜音壓力交換器開(kāi)始工作，步驟與左側(cè)的靜音壓力容器實(shí)質(zhì)上相同，大致為靜音壓力交換容器12中的壓力交換水囊22已在進(jìn)入潔凈海水8通過(guò)多功能自動(dòng)閥812充滿水囊22，濃液從高壓濃液管道71經(jīng)由多功能自動(dòng)閥732進(jìn)入到濃液進(jìn)出雙向管724，再進(jìn)入到壓力交換容器12，對(duì)其中的壓力交換水囊22內(nèi)的60%潔凈海水?dāng)D兌，傳遞持壓后，潔凈海水經(jīng)由海水進(jìn)出雙向管814、再經(jīng)由多功能自動(dòng)閥812、再經(jīng)管道閥823、再經(jīng)由增壓泵85增壓后排出。這樣二臺(tái)或多于兩臺(tái)的靜音壓力交換器錯(cuò)時(shí)、交換、連續(xù)、穩(wěn)定地向反滲透膜組件13供應(yīng)潔凈海水保證。
[0065]第三實(shí)施例
[0066]同樣可以參照?qǐng)D1至圖5來(lái)理解第三實(shí)施例，其可以理解為第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的結(jié)合，其考慮圖1中的全部?jī)?nèi)容，包括虛線框中的內(nèi)容，閥823以及高壓泵84前的閥一般都處于關(guān)閉狀態(tài)，高壓泵84、增壓泵85分別對(duì)應(yīng)均壓器82、升壓泵83，起到備件作用，高壓泵84的作用是直接升壓至反滲透工藝工作壓力例如6MPa，泵84也可以用于對(duì)原水升壓，增壓泵85的作用類(lèi)似于升壓泵83，用備件的耗電量要高于正常情況下的耗電量，備用件和均壓器、升壓泵并聯(lián)安裝供用戶在實(shí)際運(yùn)行時(shí)選用。
[0067]本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，或者做出更為細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，例如壓力交換水囊由耐壓、防腐、抗疲勞、軟組織材料制成。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發(fā)明權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.靜音壓力交換系統(tǒng)，其特征在于包括 靜音壓力交換器，包括壓力交換容器以及位于壓力交換容器內(nèi)的壓力交換水囊，壓力交換水囊能在接收來(lái)自水源的水后在壓力交換容器中膨脹； 用于對(duì)水壓進(jìn)行升壓或增壓的增壓裝置； 水凈化反滲透膜組件，用于將待處理水凈化后排出清潔的水和帶余壓的濃液，其排出濃液的出口通過(guò)管路與壓力交換容器相接，以便于帶余壓的濃液能擠壓壓力交換水囊，從而使壓力交換水囊的待處理水與所述余壓實(shí)質(zhì)上等壓力地排出； 其中，壓力交換水囊排出的帶壓的待處理水通過(guò)管路與來(lái)自水源的無(wú)壓的待處理水直接地或間接地進(jìn)入所述增壓裝置增壓后輸送到水凈化反滲透膜組件進(jìn)行水處理。
2.如權(quán)利要求1所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其特征在于，所述靜音壓力交換系統(tǒng)還包括將來(lái)自不同管路的不同水壓的待處理水進(jìn)行均壓的均壓裝置；所述均壓裝置為水均壓器通過(guò)管路與壓力交換水囊連接，還與水源相接，用于將水源的水和來(lái)自壓力交換水囊的帶壓力的水混合以達(dá)到均壓的目的；所述增壓裝置包括水升壓泵，通過(guò)管路連接在水均壓器和水凈化反滲透膜組件之間，用于將水均壓器中的水升壓后輸送到水凈化反滲透膜組件的入口。
3.如權(quán)利要求1所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其特征在于所述水增壓裝置包括高壓泵和增壓泵，高壓泵接收來(lái)自水源的水，相應(yīng)地，該增壓泵接收來(lái)自壓力交換水囊排除的帶壓的水，高壓泵和升壓泵具有共同的輸出管路，該輸出管路連接到水凈化反滲透膜組件的入口。
4.如權(quán)利要求1所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括兩個(gè)或兩個(gè)以上靜音壓力交換器，不同靜音壓力交換器的壓力交換水囊的排水管路中分別設(shè)置有控制閥門(mén)，以便于不同的壓力交換水囊的水分時(shí)排出帶壓的待處理水。
5.如權(quán)利要求1所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其特征在于壓力交換水囊由耐壓、防腐、抗疲勞、軟組織材料制成。
6.如權(quán)利要求1所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其特征在于壓力交換水囊通過(guò)管路與比靜音壓力交換器位置要高的高位水箱相接，以便于接收水源的水。
7.如權(quán)利要求6所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其特征在于壓力交換水囊的進(jìn)水管和出水管為同一根管道，并通過(guò)三通閥與連接高位水箱的管路、與連接水均壓器的管路分別連接。
8.如權(quán)利要求1所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其特征在于壓力交換容器的濃液進(jìn)排水管為同一根管道，并通過(guò)三通閥與排放管道、與連接水凈化反滲透膜組件的濃液排出口的管道分別連接。
9.如權(quán)利要求2所述的靜音壓力交換系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括并聯(lián)的第一備用泵和第二備用泵，第一備用泵通過(guò)管路和壓力交換水囊連接，以便于接收壓力交換水囊排出的帶壓的水并將其增壓，第二備用泵用于接收來(lái)自水源的水，第一備用泵和第二備用泵輸出的水通過(guò)共同管路輸送至水凈化反滲透膜組件的入口。
10.靜音壓力交換方法，其特征于將來(lái)自于高位水箱或有壓力的管道中輸入的待處理水通過(guò)多功能自動(dòng)閥充滿位于壓力交換容器中的壓力交換水囊，將反滲透水處理工藝產(chǎn)生的高壓濃液經(jīng)多功能自動(dòng)閥進(jìn)入壓力交換器內(nèi)壁與壓力交換水囊外壁之間擠兌水囊壁內(nèi)的待處理水，使其增加至與濃液相同壓力并通過(guò)多功能閥排出，與補(bǔ)充待處理水一起經(jīng)均壓后升壓或者直接升壓，使待處理水進(jìn)一步升壓至反滲透水處理工藝所需的工作壓力后進(jìn)入反滲透水處理組件進(jìn)行水處理，產(chǎn)生的潔凈的淡水供應(yīng)用，而高壓濃液又輸送到壓力交換器回收壓力能量。
【文檔編號(hào)】C02F1/44GK104307370SQ201410598164
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】顧志龍, 顧晟華 申請(qǐng)人:顧志龍, 顧晟華