本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及用于把水中溶質(zhì)快速濃縮的裝置及方法，是通過膜分離法得到一定濃縮倍數(shù)的水的處理方法及其裝置。

背景技術(shù)：

火電、石油、化工等行業(yè)常常裝有使用循環(huán)冷卻水的設(shè)備，為了減少這類設(shè)備的耗水量，需要提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)運行，冷卻水濃縮倍數(shù)提高后，水中的難溶鹽類等溶質(zhì)會析出，附著在換熱器內(nèi)壁形成水垢，影響換熱效果，為了防止換熱器冷卻水側(cè)的結(jié)垢，常常要對冷卻水進(jìn)行阻垢加藥處理，因此而進(jìn)行循環(huán)水的阻垢處理靜態(tài)或動態(tài)模擬試驗。在試驗中必須把作為冷卻水的水樣濃縮到一定倍數(shù)，以考察藥劑的阻垢或緩蝕效果。目前獲得一定濃縮倍數(shù)水樣的方法是蒸發(fā)濃縮，存在工作效率低，操作時間長，過程影響因素多的問題，往往造成試驗結(jié)果可重現(xiàn)性差。

另外，水處理行業(yè)為了防止冷卻水在加熱、蒸發(fā)、濃縮后水中溶解的鹽類物質(zhì)不穩(wěn)定，從水中析出生成水垢，常要進(jìn)行阻垢試驗，確定對可能產(chǎn)生水垢的水采取什么樣的阻垢處理方法，這種試驗是采用模擬方法的，即要模擬水中溶質(zhì)被濃縮后的情況，目前采取的方式是對水樣進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)掉一部分純水，得到溶質(zhì)濃度被濃縮的試驗水樣，留在水中的鹽類濃度提高，使用的裝置有普通加熱裝置和容器或者旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀等，缺點是蒸發(fā)濃縮的效率低，每次試驗耗時長，不能快速達(dá)到預(yù)定的濃縮倍數(shù)，過程也容易受到外界因素干擾。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種用于把水中溶質(zhì)快速濃縮的裝置及方法。其目的是解決以往冷卻水阻垢處理試驗中蒸發(fā)濃縮速度慢，過程容易受到干擾難于控制、重現(xiàn)性差的問題?？梢詫崿F(xiàn)在密閉容器內(nèi)，屏蔽外界干擾因素的情況下，把水快速濃縮到預(yù)定倍數(shù)再考察阻垢處理效果的目的。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的 ，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

用于把水中溶質(zhì)快速濃縮的裝置，包括壓力水箱；壓力水箱通過管路與動力源相連接，動力源的另一端通過管路與原水箱相連接；動力源的連接管路上設(shè)有調(diào)節(jié)壓力和流量的回流閥門，回流閥門另一端的連接管路與原水箱連接；原水箱內(nèi)設(shè)有加熱器，加熱器的另一端連接溫控器；壓力水箱內(nèi)設(shè)有攪拌器，攪拌器的一端連接攪拌電機(jī)；壓力水箱上部設(shè)有排氣閥和取樣閥；壓力水箱的內(nèi)壁設(shè)有反滲透分離膜，壓力水箱的內(nèi)壁上還設(shè)有能夠透水的微孔。

所述反滲透分離膜是通過涂覆、貼覆、粘貼、夾持、鑲嵌方式之一或其組合的安裝方式固定在壓力水箱的內(nèi)壁上。

所述的反滲透分離膜也可用其他有機(jī)膜替代。

所述微孔可以用引流溝槽或凹型的液體流道來替代。

所述動力源的入口端通過管路連接原水箱，動力源的出口端通過管路連接壓力水箱；動力源的出口端管路上連接有調(diào)節(jié)壓力和流量的回流閥門和連接管路，連接管路的一端回流到原水箱內(nèi)。

所述動力源包括水泵或活塞。

所述壓力水箱為密閉結(jié)構(gòu)，在壓力水箱上部設(shè)有密閉端蓋。

所述動力源若為水泵時，則其把外部原水箱內(nèi)的水加壓后通過壓力水箱側(cè)壁上的接口送入壓力水箱內(nèi)，水分子在壓力下透過反滲透分離膜和壓力水箱的側(cè)壁上的微孔流出壓力水箱，壓力水箱內(nèi)的溶質(zhì)被濃縮；若所述的動力源用活塞來替代，則其置于壓力水箱內(nèi)壁沒有設(shè)置反滲透分離膜的部位，壓力水箱內(nèi)充有水時，活塞由一端向另一端方向移動時，壓力水箱的有效容積縮小，水壓力升高，水分子透過反滲透分離膜和內(nèi)壁上微孔排出壓力水箱。

所述壓力水箱的材質(zhì)為金屬、塑料、木材、混凝土、玻璃、陶瓷及多元復(fù)合材料中的一種。

所述的用于把水中溶質(zhì)快速濃縮的裝置進(jìn)行快速濃縮的方法，包括以下步驟： 在原水箱內(nèi)加適量水樣，通過動力源把原水注滿壓力水箱；通過動力源對壓力水箱內(nèi)的水施加壓力，壓力水箱內(nèi)的空氣通過上部的排氣閥排出，壓力水箱內(nèi)的水分子透過反滲透分離膜以及壓力水箱的內(nèi)壁上的微孔流出壓力水箱；但水中溶質(zhì)粒子不能透過反滲透分離膜，而留在壓力水箱內(nèi)；隨著水分子的不斷流出，壓力水箱內(nèi)水的溶質(zhì)粒子濃度即得到快速提高和濃縮。濃縮速度通過動力源出口的回流閥門和回流連接管路進(jìn)行調(diào)節(jié)，濃縮倍數(shù)通過注入的原水體積和壓力水箱的體積之比進(jìn)行控制，水處理藥劑根據(jù)試驗方法、目的不同預(yù)先加在壓力水箱內(nèi)或加在原水箱內(nèi)；試驗溫度通過原水箱內(nèi)的加熱器及其溫控器進(jìn)行控制；為了防止在反滲透分離膜表面發(fā)生濃差極化作用影響試驗結(jié)果，在壓力水箱內(nèi)設(shè)有攪拌器，通過攪拌促使水樣、水處理藥劑在水箱內(nèi)的均勻混合；取樣閥用于取樣檢測濃縮后水樣的物理、化學(xué)參數(shù)。

本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點和有益效果：

本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，操作安全可靠的優(yōu)點?？梢钥焖贊饪s水中溶質(zhì)，并且使工作效率得到顯著提高。解決了現(xiàn)有技術(shù)中蒸發(fā)濃縮方式存在的效率低、過程難于控制、重復(fù)性差等問題。本發(fā)明分離裝置采用膜材料，具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，操作方便，使用安全的顯著特點。利用膜材料的選擇透過性把水分子分離處來，留下鹽類，使水中鹽類濃度被濃縮，可以快速、可靠地得到預(yù)定濃縮倍率的水從而縮短循環(huán)冷卻水處理試驗周期。實現(xiàn)在密閉容器—壓力水箱內(nèi)，屏蔽外界干擾因素的情況下，把水快速濃縮到預(yù)定倍數(shù)再考察阻垢處理效果的目的。

下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：壓力水箱1，反滲透分離膜2，動力源3，加熱器4，攪拌器5，原水箱6，溫控器7，攪拌電機(jī)8，回流閥門9，排氣閥10，取樣閥11。

具體實施方式

實施例1：

本發(fā)明是一種用于把水中溶質(zhì)快速濃縮的裝置及方法 ，如圖1所示，圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置包括壓力水箱1、反滲透分離膜2、動力源3、加熱器4及溫控器7、攪拌器5及其電機(jī)8和原水箱6。具體是由壓力水箱1通過管路與動力源3相連接，動力源3的另一端通過管路與原水箱6相連接；動力源3的連接管路上設(shè)有調(diào)節(jié)壓力和流量的回流閥門9，回流閥門9另一端的連接管路與原水箱6連接；原水箱6內(nèi)設(shè)有加熱器4，加熱器4的另一端連接溫控器7；壓力水箱1內(nèi)設(shè)有攪拌器5，攪拌器5的一端連接攪拌電機(jī)8；壓力水箱1上部設(shè)有排氣閥10和取樣閥11；壓力水箱1的內(nèi)壁設(shè)有反滲透分離膜1，壓力水箱1的內(nèi)壁上還設(shè)有能夠透水的微孔。壓力水箱1為帶有端蓋的密閉結(jié)構(gòu)。

所述壓力水箱1的內(nèi)壁采用涂覆、貼覆、粘貼、夾持、鑲嵌等方式之一或其組合設(shè)置有反滲透分離膜2，在反滲透分離膜2和壓力水箱1之間的壓力水箱側(cè)壁上設(shè)有能夠透水的微孔或引流溝槽，用于排除壓力水箱內(nèi)排出來的水。動力源3的入口端通過管路連接原水箱6，動力源3的出口端通過管路連接壓力水箱1；動力源3的出口端管路上連接有調(diào)節(jié)壓力和流量的回流閥門9和連接管路，連接管路的一端回流到原水箱6內(nèi)。原水箱6內(nèi)設(shè)有加熱器4，加熱器4的另一端連接設(shè)在原水箱6外部的溫控器7上。加熱器4的工作狀態(tài)通過設(shè)在原水箱6內(nèi)的溫控器7來進(jìn)行控制。

反滲透分離膜2能夠使水分子透過，而水中溶質(zhì)不能透過。反滲透分離膜2作為移除水分子，截留溶質(zhì)粒子，從而使水中溶質(zhì)濃度逐漸增加的材料。所述反滲透分離膜2還可以用其他有機(jī)膜層來替代。

所述的動力源3可以是水泵也可以用活塞來替代。若為水泵，則其把外部原水箱6內(nèi)的水加壓后通過壓力水箱1壁上的接口送入壓力水箱1內(nèi)，水分子在壓力下透過反滲透分離膜2和壓力水箱1的側(cè)壁上的微孔流出壓力水箱1，壓力水箱1內(nèi)的溶質(zhì)被濃縮；若所述的動力源3用活塞來替代，則其置于壓力水箱1內(nèi)壁沒有設(shè)置反滲透分離膜的部位，壓力水箱1內(nèi)充有水時，活塞由一端向另一端方向移動時，壓力水箱1的有效容積縮小，水壓力升高，水分子透過反滲透分離膜和內(nèi)壁上微孔排出壓力水箱1。

壓力水箱1內(nèi)還設(shè)有攪拌器5，攪拌器5的一端連接攪拌電機(jī)8，攪拌電機(jī)8連接在壓力水箱1外部，通過攪拌電機(jī)8給攪拌器5提供動力，起攪拌均勻水質(zhì)的作用。在壓力水箱1上還設(shè)有排氣閥10和取樣閥11。

本發(fā)明使用時，在原水箱6內(nèi)加適量水樣，通過加壓泵把原水注滿壓力水箱1，壓力水箱1內(nèi)的空氣通過上部的排氣閥10排出，壓力水箱水滿后水箱內(nèi)的壓力上升，水分子在壓力作用下通過反滲透分離膜2，通過壓力水箱壁上設(shè)置的多個微孔或引流溝槽流出壓力水箱1，水中的鹽類等溶質(zhì)不能通過反滲透分離膜而留在壓力水箱內(nèi)，因此壓力水箱內(nèi)的水中溶質(zhì)被濃縮。濃縮速度可通過動力源3出口的回流閥門9和回流連接管路進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，濃縮倍數(shù)可以通過注入的原水體積和壓力水箱的體積之比進(jìn)行控制，水處理藥劑根據(jù)試驗方法、目的不同可以預(yù)先加在壓力水箱1內(nèi)，也可以加在原水箱6內(nèi)。試驗溫度通過原水箱6內(nèi)的加熱器4及其溫控器7進(jìn)行控制。為了防止在反滲透分離膜表面發(fā)生濃差極化作用影響試驗結(jié)果，在壓力水箱1內(nèi)設(shè)有攪拌器5，通過攪拌促使水樣、水處理藥劑在水箱內(nèi)的均勻混合，攪拌器通過外置于壓力水箱1的攪拌電機(jī)8帶動。取樣閥11用于取樣檢測濃縮后水樣的物理、化學(xué)參數(shù)。

本發(fā)明裝置中能夠容納液體的壓力水箱1可以用金屬、塑料、木材、混凝土、玻璃、陶瓷、多元復(fù)合材料等任何有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料制作，可以承受一定壓力。

利用用于把水中溶質(zhì)快速濃縮的裝置進(jìn)行快速濃縮的方法：壓力水箱可以承受一定壓力，通過泵、活塞等動力源對壓力水箱內(nèi)的水施加壓力，使壓力水箱內(nèi)的水分子透過反滲透分離膜以及壓力水箱的側(cè)壁上的微孔流出壓力水箱，但水中溶質(zhì)粒子不能透過反滲透分離膜，留在壓力水箱內(nèi)，隨著水分子的不斷流出，壓力水箱內(nèi)水的溶質(zhì)粒子濃度即得到提高或濃縮。

實施例2：

本發(fā)明在實施時，在壓力水箱1的內(nèi)壁上設(shè)有許多個能夠透水的微孔，用于排除壓力水箱內(nèi)出來的水。

利用用于把水中溶質(zhì)快速濃縮的裝置進(jìn)行快速濃縮的方法：壓力水箱可以承受一定壓力，通過動力源泵或活塞等對壓力水箱內(nèi)的水施加壓力，使壓力水箱內(nèi)的水分子透過反滲透分離膜及壓力水箱的內(nèi)壁上能夠透水的微孔流出壓力水箱，但水中溶質(zhì)粒子不能透過反滲透分離膜，留在壓力水箱內(nèi)，隨著水分子的不斷流出，壓力水箱內(nèi)水的溶質(zhì)粒子濃度即得到提高或濃縮。

實施例3：

本發(fā)明在實施時，在壓力水箱1的側(cè)壁設(shè)反滲透分離膜，壓力水箱1的側(cè)壁上設(shè)有凹型的液體流道。

利用用于把水中溶質(zhì)快速濃縮的裝置進(jìn)行快速濃縮的方法：壓力水箱可以承受一定壓力，通過泵、活塞以及壓縮氣體等動力源對壓力水箱內(nèi)的水施加壓力，使壓力水箱內(nèi)的水分子透過反滲透分離膜層和壓力水箱的側(cè)壁上的凹型的液體流道流出壓力水箱，但水中溶質(zhì)粒子不能透過有機(jī)膜層，留在壓力水箱內(nèi)，隨著水分子的不斷流出，壓力水箱內(nèi)水的溶質(zhì)粒子濃度即得到提高或濃縮。

實施例4：

本發(fā)明在實施時，所述的壓力水箱1的內(nèi)壁上設(shè)有能夠透水的微孔，同時在壓力水箱1的內(nèi)壁上還設(shè)置有管道或凹型的液體流道，用于排除壓力水箱內(nèi)出來的水。