CN102745776B - 正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的方法及装置 - Google Patents

正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的方法及装置 Download PDF

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许高杰
姜标
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Abstract

本发明公开了一种正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的方法及装置,该方法包括:正渗透原液直接进入正渗透组件,反渗透浓排水作为正渗透的驱动溶液,正渗透原液的水透过膜,而反渗透浓排水被稀释后与反渗透原水混合,经过高压泵作为反渗透进水进入反渗透组件,利用反渗透过程将从正渗透原液渗透到驱动液侧的水进行回收,而将反渗透浓排水继续循环作为正渗透过程的驱动液;其装置包括:第一进料泵、第二进料泵、正渗透组件、高压泵、反渗透组件。本发明能提高反渗透浓排水的利用率,降低反渗透浓排水对环境的污染,同时也可用于液体浓缩和脱盐,具有有效的经济价值,并且本发明的装置占地少、结构紧密、操作简单、运行费用低、能耗低。

Description

正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种反渗透浓排水的处理方法及装置,特别是涉及一种正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的方法及装置。
背景技术
[0002] 水资源短缺、环境污染和能源危机时目前全球面临的重大问题。在海水淡化、污水循环利用领域,膜技术已经成为常规分离技术。其中,反渗透膜技术得到了大量的应用。在反渗透过程中,在外界压力驱动下,水分子透过反渗透膜得到纯净水,对高含盐水源,比如海水,苦咸水等,外界压力需要克服较高的渗透压,在获得纯净水的同时,产生大量的高含盐废水。这些高含盐水若直接排放会对土壤、地表水、海洋等产生污染;若排入市政污水处理系统,过高的总溶解性固体对活性污泥的生长也非常不利。回收利用反渗透浓排水成为水处理应用上的一种趋势,同时也是一种技术难题。现已有众多专利和专利申请针对浓排水的处理做了工作。
[0003] 中国发明专利申请(CN101857321A) “反渗透浓水和高含盐量复杂废水处理与回用方法与设备”公开了反渗透浓水和高含盐量复杂废水处理与回用方法及设备涉及加药剂生成絮状颗粒及使水体软化,再固液分离,过滤后的软化水体经过反渗透处理得到纯水。由于该工艺过程较为复杂,其应用可行性不强,增加了设备上的运营成本从而限制了它的应用。
[0004] 中国发明专利(公开号CN101096277A,授权公告号CN100522826C) “一种能够全部回用浓水的水处理方法”公开了一种将浓排水与其他原水混合重新作为原水,虽然短暂解决了回收问题,但浓排水的回流率过高,又会使进盐度升高,增加膜的负担,影响膜的寿命,需要频繁更换膜,费用较高。
[0005] 中国实用新型专利(CN201304324Y) “反渗透浓水回收利用装置”公开了一种对反渗透浓排水加药处理,过滤,再进行第二次反渗透浓缩再进行浓排水排放。虽然反渗透浓排水的量有所降低,但排放的浓度增加。
`[0006] 中国实用新型专利(CN201530743U) “一种处理反渗透浓水达标排放的系统”公开了一种利用Cio2在常温常压下处理反渗透浓排水中的有机物,再通过“三相催化氧化塔”(即由“压缩空气”组成的气相,“C102 ”组成的液相,“贵金属催化剂”组成的固相),在催化剂的作用下,可使用空气中的氧气作为氧化剂参与氧化,不但减少了液相ClO2的量,而且提高了反应速度,水中有机物在催化剂的作用下被氧化为二氧化碳和水,从而使浓水中的化学耗氧量(COD)值大幅度降低,基本实现了脱色。但是该方法不仅成本较高,过程复杂;而且只解决了 COD问题,并未解决高含盐水的排放问题。
[0007] 中国实用新型专利(CN201372239Y) “反渗透浓水再利用装置”公开了一种用于收集一级反渗透浓排水的浓水后,通过投加阻垢剂,移除可能引起结垢的金属离子的集成装置。虽然该过程可避免结垢离子,但浓排水中其他离子并未有效去除。
[0008] 中国发明专利(公开号CN1636886A,授权公告号CN1275882C) “反渗透浓缩液的无机诱导处理方法”公开了一种用CaMg (CO3)2白云石作为无机诱导剂TAN,对含有通用阻垢剂的反渗透浓排水进行处理的方法。该过程利用无机诱导剂与浓缩液中的Ca2+、Mg2+、HCO3-反应,使得溶液中高过饱和度的成垢离子沉积出来,然后再加入硫酸铝搅拌混凝,将溶液过滤、沉淀。该处理过程与阻垢剂的添加效果相似,不能除去水中的全部盐分。
[0009] 综上所述,目前反渗透浓排水的处理过程基本是通过加入阻垢剂和其他减少浓排水的排放,或除去结垢离子进行处理,能够完全回收的体系较少,并且存在过程复杂,能耗较高,费用高的问题。基于上述反渗透浓排水处理的缺点,来寻找一种较为实际,且有实用性环保的处理反渗透浓排水的方法显得极为迫切。
[0010] 正渗透是一种不需外加压力做驱动力,而仅依靠膜两侧的渗透压差驱动的膜分离过程,即水从较高水化学势(或较低渗透压)一侧区域通过选择透过性膜流向较低水化学势(或较高渗透压)一侧区域的过程。正渗透膜分离技术相对于外加压力驱动的膜分离技术最显著的特点就是不需要外加压力或者在很低的外加压力下运行,而且膜污染情况相对较轻,能够持续长时间的运行而不需要清洗。
[0011] 相对于其他膜过程,正渗透具有以下优点:1、对膜污染较轻;2、无需外加压力,具有能耗低的优点;3、不产生污染,环境友好。但是正渗透过程实现的关键为一种高通量可循环使用的驱动溶液,而反渗透的浓排水因为盐分含量高,渗透压高,恰好满足正渗透运行的需要。所以如果将正渗透和反渗透结合的方法处理反渗透的浓排水,对其进行二次利用,将反渗透浓排水作为正渗透的驱动液,不但能解决正渗透过程的驱动液的问题,同时能解决浓排水的排放问题,对于水处理过程,特别是解决海水淡化过程中的环境污染问题具有重要意义。
发明内容
[0012] 本发明要解决的技术问题是提供一种正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的方法及装置。本发明的通过利用反渗透浓排水并耦合正渗透过程的水处理工艺,不但提高浓排水的利用,降低原水的用量,提高反渗透利用率,而且这个过程还可以利用正渗透处理多种原液,进行浓缩,降低反渗透浓排水对环境的污染,并且整机设备占地少、结构紧密,操作简单、运行费用低,能耗低。
[0013] 为解决上述技术问题,本发明的正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的方法,利用反渗透浓排水作为正渗透的驱动液,利用正渗透过程中膜两侧的渗透压差,对正渗透原液进行浓缩,而正渗透原液的水透过正渗透膜,使得反渗透浓排水被稀释。稀释后的驱动液与反渗透原水混合,经过高压泵作为反渗透进水进入反渗透组件,利用反渗透过程将从正渗透原液渗透到驱动液侧的水进行回收,而将反渗透浓排水继续循环作为正渗透过程的驱动液。其中,反渗透浓排水的渗透压必须高于正渗透原液的渗透压。
[0014] 即本发明的方法,利用反渗透浓排水的高渗透压对正渗透进料液进行浓缩,通过耦合反渗透和正渗透过程,同时实现反渗透浓排水的回收利用和正渗透进料液的浓缩和纯化处理。所述本发明方法的处理过程包括:正渗透原液直接进入正渗透组件,反渗透浓排水作为正渗透的驱动液,正渗透原液的水透过正渗透组件的正渗透膜,而反渗透浓排水被稀释后与反渗透原水混合,经过高压泵作为反渗透进水进入反渗透组件,利用反渗透过程将从正渗透原液渗透到驱动液侧的水进行回收,而将反渗透浓排水继续循环作为正渗透过程的驱动液。[0015] 本发明的方法中,其处理过程还包括:将反渗透浓排水经蓄积池(蓄积池的温度为恒温)进行蓄积,用进料泵打入正渗透组件作为正渗透驱动液循环,利用高浓度的反渗透浓排水作为正渗透的驱动液对正渗透母液(原液)进行处理;其中,处理方式包括:一级处理(即单个正渗透组件处理),或者多级串联处理(即多个正渗透组件串联的多级处理)。
[0016] 所述正渗透原液直接进入正渗透组件中,正渗透原液在进料侧循环,来实现对正渗透原液的浓缩,正渗透原液的流动方式包括:并流、错流;正渗透膜两侧的流速(正渗透原液、反渗透浓排水的流速)为0.lm/s~10m/s,优选0.3m/s~5m/s,更优选I~3m/s ;其中,正渗透原液在进料侧循环过程中,即正渗透原液在浓缩过程中,可以采用间歇式或连续式,优选间歇式。
[0017] 所述正渗透原液包括:河水、地表水、湖水、海水、果汁、垃圾浙出液、血衆、盐湖卤水、蛋白质溶液、药物溶液、糖溶液或市政污水溶液。
[0018] 所述反渗透浓排水作为正渗透驱动液,在经过正渗透过程被稀释后,能与反渗透原水混合继续作为反渗透进水;或者稀释后的反渗透浓排水继续对渗透压低的正渗透母液处理,最后再和反渗透原水混合继续作为反渗透进水;稀释后的反渗透浓排水与反渗透原水的混合体积比为10:1~1:10,混合后继续作为反渗透进水,其中,混合比优选5:1~1:5,更优选3:1~1:3。
[0019] 其中,反渗透原水包括:自来水,经过一级超滤过率的地表水或海水。
[0020] 反渗透浓排水包括:反渗透原水经过反渗透装置进行一次浓缩后得到的,或混合的反渗透进水进行多次 浓缩得到的。
[0021] 所述正渗透膜包括:平板膜或中空纤维膜;其中,正渗透膜材料包括:三醋酸纤维素(CTA)、聚砜(PSF)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDF);膜包括:复合膜或单层膜。
[0022] 所述反渗透组件中,设有反渗透膜,该反渗透膜包括:平板膜或中空纤维膜;其中,反渗透膜材料包括:三醋酸纤维素、聚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯;膜包括:复合膜或单层膜。
[0023] 另外,本发明还公开了一种正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的装置,包括:
[0024] 第一进料泵,用于将正渗透原液输送到正渗透组件;
[0025] 第二进料泵,用于将反渗透浓排水作为正渗透驱动液,输送到正渗透组件;
[0026] 正渗透组件,按照正渗透原理,用于将正渗透原液浓缩,而将反渗透浓排水稀释;
[0027] 高压泵,用于将稀释后的反渗透浓排水和反渗透原水混合加压后,作为反渗透进水进入反渗透组件;
[0028] 反渗透组件,用于将反渗透进水处理为纯净水。
[0029] 所述装置,还包括:用于蓄积正渗透原液的正渗透原液池,用于蓄积反渗透浓排水的反渗透浓排水蓄积池。
[0030] 所述正渗透组件为一个或多个,当多个时,正渗透组件串联。
[0031] 本发明将反渗透装置的浓排水由直接排放,改为进入正渗透膜组件作为正渗透驱动液,利用其高渗透压,处理正渗透的原液,正渗透原液中的水通过膜,使得原液得到处理,而浓排水被稀释;稀释后的驱动液即淡排水回流到反渗透过程,与反渗透进水混合后,进入反渗透过程,获得纯净水,反渗透浓排水则继续循环作为为正渗透的驱动液使用。该处理过程同时实现反渗透浓排水的回收利用和正渗透原液的处理,即本发明涉及反渗透浓排水再利用和原液处理过程,主要包括:反渗透过程,加压过程,正渗透过程,蓄水过程,其中所述的正渗透过程以反渗透浓排水为驱动液,利用浓排水的高渗透压,对正渗透原液进行处理,将稀释的浓排水加压后送至反渗透过程进行净化,获得纯净水而浓排水回收循环再利用。
[0032]因此,本发明是由反渗透和正渗透过程组合而成,因而,与现有技术相比具有如下优点:
[0033] I)本发明不但能够回收利用反渗透的浓排水,而且整个过程中不产生污染,对环境友好;即本发明能提高反渗透浓排水的利用,降低反渗透浓排水对环境的污染;
[0034] 2)本发明能够充分利用浓排水,将其作为正渗透过程的驱动液,且正渗透整个过程无需加热,所以能浓缩对温度敏感的产品如乳清蛋白、果汁、药物等,能耗低,效率高,成本低,对环境没有污染;
[0035] 同时也可用于液体浓缩和脱盐,具有有效的经济价值;
[0036] 3)本发明的新型处理和浓缩工艺,整个过程不仅可以获得纯净水,同时可处理反渗透过程不能直接处理的正渗透原液,且整个过程零排放,提高了反渗透的效率,具有良好的应用前景;
[0037] 4)本发明的装置占地少、结构紧密、操作简单、运行费用低、能耗低。
附图说明
[0038] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
[0039] 图1是本发明的一级处理装置的示意图;
[0040] 图2是本发明的二级处理装置的示意图;
[0041] 图中附图标记说明如下:
[0042] I为第一正渗透原液池,2为第一正渗透原液进料泵,3为第一正渗透组件,4为第一反渗透浓排水(正渗透驱动液),5为反渗透浓排水蓄积池,6为高压泵,7为进料泵,8为反渗透组件,9为纯净水出口,10为反渗透原水,11为第二正渗透原料池,12为第二正渗透原液进料泵,13为第二正渗透组件,14为第二反渗透浓排水。
具体实施方式
[0043] 实施例1
[0044] 本实施例中的正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的装置,是采用一级处理装置(如图1所示),对正渗透原液进行浓缩,以及反渗透浓排水的回收循环再利用。其中,该一级处理装置,包括:
[0045] 用于蓄积正渗透原液的第一正渗透原液池I ;
[0046] 用于蓄积反渗透浓排水的反渗透浓排水蓄积池5 ;
[0047] 第一正渗透原液进料泵2,用于将正渗透原液输送到第一正渗透组件3 ;
[0048] 进料泵7,用于将第一反渗透浓排水4作为正渗透驱动液,输送到正渗透组件3 ;
[0049] 正渗透组件3,按照正渗透原理,将正渗透原液浓缩,而将第一反渗透浓排水4稀释;
[0050] 高压泵6,用于将稀释后的第一反渗透浓排水4和反渗透原水10混合加压后,作为反渗透进水进入反渗透组件8 ;
[0051] 反渗透组件8,用于将反渗透进水处理为纯净水,且该纯净水能经纯净水出口 9排出。
[0052] 利用上述装置,通过正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的方法,包括:
[0053] 将反渗透浓排水经反渗透浓排水蓄积池5 (蓄积池的温度为恒温)进行蓄积,用进料泵7打入第一正渗透组件3作为正渗透驱动液循环;
[0054] 正渗透原液直接进入第一正渗透组件3作为母液,反渗透浓排水4作为正渗透的驱动液,反渗透浓排水的渗透压高于正渗透原液的渗透压,正渗透母液的水透过第一正渗透组件3的正渗透膜,而第一反渗透浓排水4被稀释后经过高压泵6作为进水进入反渗透组件8,利用反渗透过程将从正渗透原液渗透到驱动液侧的水进行回收,而将第一反渗透浓排水4继续循环作为正渗透过程的驱动液;
[0055] 第一反渗透浓排水4作为正渗透驱动液,在经过正渗透过程被稀释后,能与反渗透原水混合继续作为反渗透进水;或者稀释后的第一反渗透浓排水4继续对渗透压低的正渗透母液处理,最后再和反渗透原水10混合继续作为反渗透进水;当正渗透原液浓度达到预定浓度后,将原液作为产品。
[0056] 当上述第一正渗透原液池I中的正渗透原液为5% (质量浓度)葡萄糖溶液,体积为100L,以反渗透海水淡化后的浓排水作为驱动液,正渗透膜为CTA的平板复合膜,其中,膜的大小为lm2。正渗透原液在进料侧循环,流动方式为并流,反渗透浓排水体积为100L,采用间歇式操作,正渗透膜内侧与外侧流速(正渗透原液、第一反渗透浓排水4的流速)都为lm/s,在室温下,处理I个小时后,经旋光法测得的葡萄糖溶液的浓度变为7%。反渗透浓排水被稀释后的质量浓度约为8% (海水的浓度以氯化钠含量计算,并使用盐度计测定),稀释后的驱动液与反渗透原水10 (这里的反渗透原水10为海水)的体积比为1:5混合继续作为反渗透的进水。
`[0057] 本实施例中,第一反渗透浓排水4进行蓄积后,作为正渗透的驱动液,经正渗透稀释后,并与反渗透原水按比例混合后,经过高压泵6输送到设有反渗透复合膜的反渗透组件8,经处理得到纯水(电导率为8.75uS/cm),实现对浓排水的回收再利用。因而,本实施例中同时实现了第一反渗透浓排水4的回收利用和正渗透原液的处理。
[0058] 由于在正渗透过程中,浓排水得到了稀释,并可进一步作为反渗透过程的进水,不仅提高了反渗透过程的水利用率,减少第一反渗透浓排水4,同时该过程可以用于其他液体浓缩和脱盐,具有有效的经济价值,能耗低,环境友好的优点。
[0059] 实施例2
[0060] 按照实施例1的方法进行,与上述实例I所不同的是,流动方式为错流,所示的浓缩产品为对温度较为敏感的乳清蛋白质溶液,其中,乳清蛋白质浓度为3% (质量浓度),体积为100L,在室温下操作,正渗透膜内侧与外侧流速(正渗透原液、第一反渗透浓排水4的流速)都为lm/s,反渗透浓排水(反渗透海水淡化的浓排水)体积100L,处理2个小时后,蛋白质浓度浓缩到6%,反渗透浓排水被稀释后,质量浓度降低至7% (海水的浓度以氯化钠含量计算,并使用盐度计测定),稀释后的驱动液(即稀释的反渗透浓排水)与反渗透原水10 (这里的反渗透原水是海水)的体积比为1:4混合作为反渗透的进水。
[0061] 实施例3[0062] 按照实施例1的方法进行,与上述实例I所不同的是,所示的浓缩过程为海水浓缩,其海水的质量浓度为3.5%,体积为100L,在室温下操作,反渗透浓排水体积100L,处理时间为3个小时,正渗透膜内侧与外侧流速(正渗透原液、第一反渗透浓排水4的流速)都为2m/s,将海水浓度浓缩到6.3%。反渗透浓排水被稀释后,质量浓度降低至7% (海水的浓度以氯化钠含量计算,并使用盐度计测定),稀释后的驱动液与反渗透原水10 (这里的反渗透原水10为海水)的体积比1:4混合作为反渗透的进水。
[0063] 实施例4
[0064] 按照实施例1的方法进行,与上述实例I不同的是,所示的处理过程为江苏南京的秦淮河河水(正渗透原液),体积300L,在室温下操作,由于秦淮河河水渗透压低,连续操作4个小时,正渗透膜内侧与外侧流速(正渗透原液、第一反渗透浓排水4的流速)都为3m/s,反渗透浓排水被稀释后,质量浓度降低至3% (水的浓度以氯化钠含量计算,并使用盐度计测定),稀释后的驱动液与反渗透原水10的体积比为3:1混合作为反渗透的进水。 [0065] 实施例5
[0066] 按照实施例1的方法进行,与上述实例I所不同的是,所示的浓缩过程为对温度较敏感的花青素进行浓缩,其花青素浓度为5.8mg/mL,其体积为100L,反渗透浓排水的体积为100L,在室温下操作3个小时,正渗透膜内侧与外侧流速(正渗透原液、第一反渗透浓排水4的流速)都为lm/s,将花青素浓度提高到20.5mg/mL,具有很好的浓缩效果。反渗透浓排水被稀释后,质量浓度降低至6.3%(海水的浓度以氯化钠含量计算,并使用盐度计测定),稀释后的驱动液与反渗透原水10 (这里的反渗透原水10为海水)的体积比为1:3混合作为反渗透的进水。
[0067] 实施例6
[0068] 按照实施例1的方法进行,与上述实例I不同的是,所示的浓缩过程为对维生素C进行浓缩,其维生素C浓度为2.4mg/mL,其体积为50L,在室温下操作下,正渗透膜内侧与外侧流速(正渗透原液、第一反渗透浓排水4的流速)都为1.5m/s,经过2个小时后,将维生素C浓度提高到12mg/mL,具有很好的浓缩效果。反渗透浓排水被稀释后,质量浓度降低至7.5% (水的浓度以氯化钠含量计算,并使用盐度计测定),稀释后的驱动液与反渗透原水10(这里的反渗透原水10为海水)的体积比为1:4混合作为反渗透的进水。
[0069] 实施例7
[0070] 按照实施例1的方法进行,与上述实例I不同的是,所示的处理过程为江苏南京的玄武湖湖水(正渗透原液),其体积为300L,在室温下操作,正渗透膜内侧与外侧流速(正渗透原液、第一反渗透浓排水4的流速)都为2.5m/s,正渗透处理4个小时后,反渗透浓排水被稀释,质量浓度降低至3% (水的浓度以氯化钠含量计算,并使用盐度计测定),低于海水浓度,稀释后的驱动液与反渗透原水10 (这里的反渗透原水10为海水)的体积比为5:1混合作为反渗透的进水。
[0071] 实施例8
[0072] 按照实施例1的方法进行,与上述实例I不同的是,所示的浓缩过程为橙汁(正渗透原液),体积为100L,在室温下操作,反渗透浓排水体积为100L,经过3个小时处理后,正渗透膜内侧与外侧流速(正渗透原液、第一反渗透浓排水4的流速)都为1.5m/s,将橙汁从7% (质量浓度)提高到13%,反渗透浓排水被稀释后,质量浓度降低至7.5% (水的浓度以氯化钠含量计算,并使用盐度计测定),稀释后的驱动液与反渗透原水10 (这里的反渗透原水10为海水)的体积比为1:4混合作为反渗透的进水。
[0073] 实施例9
[0074] 按照实施例1的方法进行,与上述实例I不同的是,所示的浓缩过程为血浆(正渗透原液)。在室温下操作,体积为100L,反渗透浓排水体积为100L,经过3个小时处理后,正渗透膜内侧与外侧流速(正渗透原液、反渗透浓排水4的流速)都为lm/s,将血浆浓度从15ug/ml提高到30ug/ml,反渗透浓排水被稀释后,质量浓度降低至7.3% (水的浓度以氯化钠含量计算,使用盐度计测定),稀释后的驱动液与反渗透原水10(海水)的体积比为1:4混合作为反渗透的进水。
[0075] 实施例10
[0076] 本实施例中的正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的装置,是采用二级处理装置(如图2所示),处理正渗透原液和反渗透浓排水,其中,该二级处理装置包括: [0077] 用于蓄积正渗透原液的第一正渗透原液池I和第二正渗透原液池11 ;
[0078] 用于蓄积反渗透浓排水的反渗透浓排水蓄积池5 ;
[0079] 第一正渗透原液进料泵2和第二正渗透原液进料泵12,分别用于将正渗透原液输送到第一正渗透组件3和第二正渗透组件13 ;其中,第一正渗透组件3和第二正渗透组件13串联;
[0080] 进料泵7,用于将第一反渗透浓排水4和第二反渗透浓排水14作为正渗透驱动液,输送到第一正渗透组件3和第二正渗透组件13 ;
[0081] 第一正渗透组件3和第二正渗透组件13,按照正渗透原理,将正渗透原液浓缩,而将第一反渗透浓排水4和第二反渗透浓排水14稀释;
[0082] 高压泵6,用于将稀释后的第一反渗透浓排水4和第二反渗透浓排水14,与反渗透原水10混合加压后,作为反渗透进水进入反渗透组件8 ;
[0083] 反渗透组件8,用于将反渗透进水处理为纯净水,且该纯净水能经纯净水出口 9排出。
[0084] 利用上述装置,对正渗透原液和反渗透浓排水的处理方法,如同实施例1。
[0085] 第一正渗透原液池I中的第一正渗透原液为海水,其质量浓度为3.5%,体积为100L,第二正渗透原液池11中的第二正渗透原液为玄武湖湖水,体积为200L。反渗透浓排水如同实施例1。第一正渗透组件3和第二正渗透组件13都为CTA的平板复合膜,其中,膜的大小都为lm2,正渗透原液在进料侧循环,流动方式都为并流,都采用间歇式操作,正渗透膜内侧与外侧流速都为lm/s,在室温下,浓排水的体积为100L,处理I个小时后,测得浓缩后的第一正渗透原液(海水溶液)的质量浓度变为4.1%。反渗透浓排水被稀释后的质量浓度约为6.8%(海水的浓度以氯化钠含量计算,并使用盐度计测定),稀释后的驱动液(即淡化的反渗透浓排水)与反渗透原水10 (这里的反渗透原水10为海水)的体积比为1:3混合作为反渗透的进水。
[0086] 本实施例中,反渗透的进水经过高压泵6输送到设有反渗透复合膜的反渗透组件8,经处理得到纯水,实现对浓排水的回收再利用。因而,本实施例同时实现了第一反渗透浓排水4和第二反渗透浓排水14的回收利用和正渗透原液的处理。
[0087] 实施例11[0088] 按照实施例10的方法进行,与实施例10所不同的是,第一正渗透原液池I中的第一正渗透原液为玄武湖湖水,第二正渗透原液池11中的第二正渗透原液为秦淮河水,第一正渗透组件3和第二正渗透组件13都为CTA的平板膜,其中,膜的大小都为lm2,流动方式都为并流,都采用连续操作,正渗透膜内侧与外侧流速都为lm/s,在室温下处理I个小时,反渗透浓排水被稀释后的质量浓度约为6.4% (盐浓度以氯化钠含量计算,并使用盐度计测定),稀释后的驱动液(即淡化的反渗透浓排水)与反渗透原水10的体积比为1:3混合作为反渗透的进 水。

Claims (10)

1.一种正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的方法,其特征在于:所述方法,利用反渗透浓排水的高渗透压对正渗透原液进行浓缩,通过耦合反渗透和正渗透过程,同时实现反渗透浓排水的回收利用和正渗透原液的浓缩和纯化处理; 其中,所述方法的处理过程包括:正渗透原液直接进入正渗透组件,反渗透浓排水作为正渗透的驱动液,正渗透原液的水透过正渗透组件的正渗透膜,而所述反渗透浓排水,在经过正渗透过程被稀释后,与反渗透原水混合,继续经过高压泵作为反渗透进水进入反渗透组件,或者稀释后的反渗透浓排水继续对渗透压低的正渗透原液处理,最后再和反渗透原水混合,继续经过高压泵作为反渗透进水进入反渗透组件,利用反渗透过程将从正渗透原液渗透到驱动液侧的水进行回收,而将反渗透浓排水继续循环作为正渗透过程的驱动液;所述反渗透浓排水的渗透压高于正渗透原液的渗透压; 所述方法中,将反渗透浓排水经蓄积池进行蓄积,用进料泵打入正渗透组件作为正渗透驱动液循环,对正渗透原液进行处理。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述对正渗透原液进行处理的处理方式包括:单个正渗透组件的一级处理,或者多个正渗透组件串联的多级处理; 所述正渗透原液直接进入正渗透组件中,正渗透原液在进料侧循环,来实现对正渗透原液的浓缩,正渗透原液的流动方式包括:并流或错流;其中,正渗透原液在循环过程中,采用间歇式或连续式;正渗透膜两侧的流速为0.lm/s~10m/s ; 所述正渗透膜包括:平板膜或中空纤维膜;其中正渗透膜材料包括:三醋酸纤维素、聚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯或聚偏氟乙烯;膜包括:复合膜或单层膜; 反渗透组件中,设有反渗透膜,该反渗透膜包括:平板膜或中空纤维膜;其中,反渗透膜材料包括:三醋酸纤维素、聚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯或聚偏氟乙烯;膜包括:复合膜或单层膜。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于:所述正渗透膜两侧的流速为0.3m/s~5m/So
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述正渗透膜两侧的流速为1~3m/s。
5.如权利要求2所述的方法,其特征在于:所述蓄积池的温度为恒温; 所述正渗透原液包括:河水、地表水、湖水、海水、果汁、垃圾浙出液、血衆、盐湖卤水、蛋白质溶液、药物溶液、糖溶液或市政污水溶液; 其中,反渗透原水包括:自来水,经过一级超滤过滤的地表水或海水。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述反渗透浓排水,包括:反渗透原水经过反渗透装置进行一次浓缩后得到的,或混合的反渗透进水进行多次浓缩得到的;稀释后的反渗透浓排水与反渗透原水的混合体积比为10:1~1:10,混合后继续作为反渗透进水,经反渗透组件处理得到纯水,实现对反渗透浓排水的回收再利用。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于:所述稀释后的反渗透浓排水与反渗透原水的混合体积比为5:1~1:5。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于:所述稀释后的反渗透浓排水与反渗透原水的混合体积比为3:1~1:3。
9.一种适用于如权利要求1所述的正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的方法的装置,其特征在于:包括:第一进料泵,用于将正渗透原液输送到正渗透组件; 第二进料泵,用于将反渗透浓排水作为正渗透驱动液,输送到正渗透组件; 正渗透组件,用于将正渗透原液浓缩,而将反渗透浓排水稀释; 高压泵,用于将稀释后的反渗透浓排水和反渗透原水混合加压后,作为反渗透进水进入反渗透组件; 反渗透组件,用于将反渗透进水处理为纯净水。
10.如权利要求9所述的装置,其特征在于:还包括:用于蓄积正渗透原液的正渗透原液池,用于蓄积反渗透浓排水的反渗透浓排水蓄积池; 其中,所述正渗透组件为·一个或多个,当多个时,正渗透组件串联。
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