本實用新型涉及一種利用濃水進行反沖洗的苦咸水淡化系統。
背景技術：
在新疆苦咸水淡化工藝流程中，將苦咸水經高密度沉淀池和多介質過濾器等裝置預處理后進入一級二段苦咸水反滲透膜，系統產水回收率約為75％，產生的濃水約為25％。多介質過濾器包括一層或多層的過濾介質或稱為濾料，其原理是在一定的壓力下把濁度較高的水通過一定厚度的由粒狀或非粒濾料，從而有效地除去懸浮雜質使水澄清，出水濁度可達3度以下。多介質過濾器是苦咸水淡化工藝反滲透系統的重要預處理裝置，能夠有效地去除苦咸水中反滲透系統敏感的膠體、懸浮物等，滿足反滲透膜對污染指數SDI的要求。
然而，當多介質過濾器運行一段時間后，濾料被苦咸水中的懸浮物、膠體等堵塞，影響過濾效果，必須進行反沖洗。一般來說，用作反沖洗水的淡水量占需淡化的苦咸水總量的3％-5％，為了節省新疆地區的淡水資源，研究一種可以替代淡水作為反沖洗水的方法就極為重要。
技術實現要素：
本實用新型的目的是提供一種利用濃水進行反沖洗的苦咸水淡化系統，采用本實用新型的系統進行苦咸水淡化，不僅能夠有效利用濃水，而且還能節約反沖洗淡水。
為了實現上述目的，本實用新型提供一種利用濃水進行反沖洗的苦咸水淡化系統，其中，該系統包括多介質過濾器、反滲透膜過濾器和反洗水泵； 所述多介質過濾器設置有多介質過濾器入口、多介質過濾器出口和沖洗介質入口，所述反滲透膜過濾器設置有反滲透膜過濾器入口、凈水出口和濃水出口；所述多介質過濾器出口與所述反滲透膜過濾器入口連通，所述反滲透膜過濾器的濃水出口通過反洗水泵與所述多介質過濾器的沖洗介質入口連通。
優選地，所述系統還包括混凝沉淀池，所述混凝沉淀池的出水口與所述多介質過濾器入口連通。
優選地，所述系統還包括濃水池，所述反滲透膜過濾器的濃水出口與所述濃水池的入水口連通，所述濃水池的出水口通過所述反洗水泵與所述多介質過濾器的沖洗介質入口連通。
優選地，所述苦咸水淡化系統還包括反洗氣泵和鼓風機；所述鼓風機設置有進氣口和出氣口，所述反洗氣泵設置有氣泵入口與氣泵出口；所述鼓風機的出氣口與所述反洗氣泵的氣泵入口連通，所述反洗氣泵的氣泵出口與所述多介質過濾器的沖洗介質入口連通。
優選地，所述苦咸水淡化系統還包括儲存苦咸水的苦咸水池和儲存凈水的凈水池，所述苦咸水池的出水口與混凝沉淀池的入水口連通，所述凈水池的入水口與所述反滲透膜過濾器的凈水出口連通。
優選地，所述多介質過濾器內壁襯有橡膠層。
優選地，所述多介質過濾器內設置有濾料層，所述濾料層為選自石英砂層、無煙煤層和錳砂層中的至少一層。
與現有技術相比，本實用新型的苦咸水淡化系統不僅運行安全，反沖洗的速率和效率高，用于反沖洗的濃水不會在反滲透膜上結垢，而且還可以有效利用濃水，節約反沖洗淡水。
本實用新型的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。
附圖說明
附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中：
圖1是本實用新型苦咸水淡化系統一種具體實施方式的流程示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
如圖1所示，本實用新型提供一種利用濃水進行反沖洗的苦咸水淡化系統，其中，該系統包括多介質過濾器、反滲透膜過濾器和反洗水泵；所述多介質過濾器設置有多介質過濾器入口、多介質過濾器出口和沖洗介質入口，所述反滲透膜過濾器設置有反滲透膜過濾器入口、凈水出口和濃水出口；所述多介質過濾器出口與所述反滲透膜過濾器入口連通，所述反滲透膜過濾器的濃水出口通過反洗水泵與所述多介質過濾器的沖洗介質入口連通；所述系統還可以包括混凝沉淀池，所述混凝沉淀池的出水口可以與所述多介質過濾器入口連通；所述系統還可以包括濃水池，所述反滲透膜過濾器的濃水出口可以與所述濃水池的入水口連通，所述濃水池的出水口可以通過所述反洗水泵與所述多介質過濾器的沖洗介質入口連通；所述苦咸水淡化系統還可以包括儲存苦咸水的苦咸水池和儲存凈水的凈水池，所述苦咸水池的出水口可以與混凝沉淀池的入水口連通，所述凈水池的入水口可以與所述反滲透膜過濾器的凈水出口連通。
本實用新型中的混凝沉淀池也可以稱為高密度沉淀池或高密度軟化澄清池，是指采用混凝劑、絮凝劑、助凝劑或殺菌劑等將苦咸水中的固體有機 物和固體無機物沉淀下來，減少反滲透膜過濾器的壓力；反滲透膜過濾器利用反滲透膜在高于溶液滲透壓的壓力的作用下，依據其他物質不能透過反滲透膜的原理而將這些物質和水分離開來，主要用于除去苦咸水中的大部分鹽分。
多介質過濾器一種壓力式的過濾裝置，其原理是當苦咸水自上而下通過濾料時，水中懸浮物由于吸附和機械阻流作用被濾層表面截留下來。當水流進濾層中間時，由于濾層中的濾料排列的更為緊密，使得水中微粒有更多的機會與濾料碰撞，從而使水中凝絮物、懸浮物和濾料表面相互粘附，水中雜質截留在濾料層中，得到澄清的水質。苦咸水淡化工藝中，根據苦咸水水質的特點，所述多介質過濾器內的濾料層可以為選自石英砂層、無煙煤層和錳砂層中的至少一層，從而增加單臺設備處理量，更好地去除苦咸水中的懸浮物、膠體和細小顆粒等。
一種實施方式，多介質過濾器的材質可以為外涂一層底漆兩層面漆的碳鋼，內壁可以襯有天然橡膠層，從而可以隔離水和碳鋼內壁的接觸，保證多介質過濾器不受水的腐蝕，安全運行10年以上。
一種具體實施方式，本實用新型的多介質多濾器采用粒徑為φ0.5～φ1.0毫米的石英砂和粒徑為φ0.8～φ1.2毫米的無煙煤作為濾料，并選用較低的運行流速，以適應更差的水質，單個過濾器的流量可以達到73米3/小時左右。
反沖洗設計的目的是去除深層濾床上緊密附著的過濾顆粒物體，為完成這一步驟，反沖洗的沖洗速率一般比正常過濾速度快得多。反沖洗一般可以包括隔離濾池、空氣反洗、空氣和水混合反洗以及最終漂洗等步驟。前兩個步驟是為了膨脹和攪動濾床，去除大塊累積的固體物，后兩個步驟是為了去除砂床上細小的顆粒物。因此如圖1所示，所述苦咸水淡化系統還可以包括反洗氣泵和鼓風機；所述鼓風機可以設置有進氣口和出氣口，所述反洗氣泵 可以設置有氣泵入口與氣泵出口；所述鼓風機的出氣口可以與所述反洗氣泵的氣泵入口連通，所述反洗氣泵的氣泵出口可以與所述多介質過濾器的沖洗介質入口連通。反洗水泵和反洗氣泵的作用是為多介質過濾器的反沖洗提供充足的水量和氣量，以實現反沖洗的步驟。
下面將提供本實用新型系統的具體操作方法和條件，從而說明本實用新型的苦咸水淡化系統的優勢，并有利于本領域技術人員理解和實施本實用新型。
以無煙煤為濾料時，以進入多介質過濾器的苦咸水流量為436米3/小時為例，反洗強度可以達到10升/米2·秒左右，以石英砂為濾料時，反洗強度可以達到15升/米2·秒左右，以多介質為濾料時，反洗強度可以為12升/米2·秒左右，采用反洗強度乘以過濾器的過濾面積就可以得到反洗流量。反洗水頭一般大于15米水，如果綜合考慮管阻壓損等因素，可以選擇25米的揚程，單個反洗水泵流量可以為290米3/小時左右，每次反洗時間可以為30分鐘左右，反洗周期可以為8小時左右，單個多介質過濾器需水量約為435米3/天。
由于反沖洗水量很大，本實用新型的裝置采用反滲透濃水作為反沖洗水。根據苦咸水水質，為防止苦咸水中的無機鹽在反滲透膜、管道和設備上結垢，在進入反滲透膜之前一般要加阻垢劑。因此，經過反滲透膜的濃水含有一定濃度的阻垢劑，無機鹽不會在反沖洗水泵和管道上結垢，因此相對于一般含鹽量較高的水，濃水更適合反沖洗。
因濃水是苦咸水經淡化工藝產生的水，其中無機鹽物質的總量沒有太大的變化，只是濃度增大，只要考慮濁度是否滿足工藝要求。多介質過濾器對反沖洗水質的要求為濁度小于3NTU，而濃水因為經過了多次過濾和反滲透，其濁度經實驗室檢測一般為0NTU左右，能夠滿足反沖洗水的要求。
苦咸水經過淡化系統，產水回收率以75％計算，即相當于苦咸水，濃水 中各離子均被濃縮了4倍左右。鹽堿地苦咸水中全鹽量一般為9800毫克/升左右，鈣離子濃度一般為425毫克/升左右，硫酸根濃度一般為1573毫克/升左右，碳酸氫根一般為189毫克/升左右和總硬度一般為2219毫克/升左右，而濃水中全鹽量一般為40000毫克/升左右，鈣離子濃度一般為1300毫克/升左右，硫酸根濃度一般為6000毫克/升左右，碳酸氫根一般為445毫克/升左右和總硬度一般為9000毫克/升左右。
多介質過濾器若采用石英砂和無煙煤作為濾料，而濾料在堿性水樣中溶解固形物的增加量最大，但如果不超過20毫克/升，且耗氧量不超過10毫克/升，二氧化硅的增加量不超過10毫克/升，就可以認為濾料在水樣中是穩定的。取石英砂和無煙煤各2000克，分別浸泡在50升的濃水中，浸泡10天，測定其中的全鹽量、鈣離子、硫酸根、碳酸氫根和總硬度，結果發現，這五個參數基本沒發生變化，而且溶解固形物的增加量小于20毫克/升，耗氧量小于10毫克/升，二氧化硅的增加量小于10毫克/升。因此，濃水作為反沖洗水在濾料化學穩定性方面是可行的，從前面的計算可知，單臺多介質過濾器反沖洗用消耗濃水量約為435米3/天，大大節省了淡水資源。