CN102781557A - 渗透水传输系统和相关方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了正渗透水传输系统，其使水从输入的废水流再循环到输出的稀工艺盐水流中。该系统包括饱和盐水流，其第一部分被转移而形成饱和工艺盐水流，且其第二部分被转移到至少一个正渗透膜。所述至少一个正渗透膜使水从输入的废水流移入输入的被转移的饱和盐水流中，由此产生输出的浓缩废水流和输出的稀工艺盐水流。
Description
对相关申请的交叉引用
本申请要求2010年12月11日提交的序列号12965874的名称为“渗透水传输系统和相关方法”的待审实用新型申请的优先权，以及2009年12月11日提交的序列号61285824的名称为“渗透水传输系统和相关方法”的待审临时申请的优先权，所述申请的整个公开内容经此引用并入本文。
背景
技术领域
本申请涉及渗透水传输系统和相关方法。
背景技术
在各种工业、食品加工和能源应用中，在各种单元操作和工艺步骤中涉及盐水或含盐溶液。但同时该工艺生成废水，处理起来十分困难且成本高。
从污染废物流中回收/净化水的常规方法包括煮沸、过滤、离子交换等。这些解决方案通常需要巨大的能量输入以将水与溶液中存在的污染物分离。
发明概述
本文的各方面涉及渗透水传输系统和相关方法，其利用渗透压以使混合物的所需化学组分能跨膜传输。这些方面可包括，且实施方案可包括，经此引用并入本文的所附权利要求中阐述的一个或多个或所有组件和步骤。
在一个方面，本发明公开了正渗透水传输系统，其使水从输入的废水流再循环到输出的稀工艺盐水流中。该系统包括饱和盐水流，其第一部分被转移而形成饱和工艺盐水流，且其第二部分被转移到至少一个正渗透膜。所述至少一个正渗透膜使水从输入的废水流移入输入的被转移的饱和盐水流中，由此产生输出的浓缩废水流和输出的稀工艺盐水流。
具体实施方案可包括下述一的项或多项或全部。
该系统可包括混合器，该混合器将稀工艺盐水流与结晶盐混合，由此产生饱和盐水流。
所述至少一个正渗透膜可以是半透膜，其使不想要的杂质保持在浓缩废水流中和使输出的稀工艺盐水流保持清洁。
所述至少一个正渗透膜可以是纤维素膜。
所述至少一个正渗透膜可以是螺旋卷绕膜。
所述至少一个正渗透膜可以以对流方式工作，使膜一侧上的输入的废水流通过膜与膜相对侧上的被转移的饱和盐水流接触。
所述至少一个正渗透膜可包括多个正渗透膜。这些膜可以以平行流的构造工作。
水可以仅由于浓度梯度而从输入的废水流移入被转移的饱和盐水流中。
另一方面，本发明公开了用于天然气生产的钻探和水力压裂法的正渗透水传输系统。该系统使水从输入的钻探泥浆流再循环到用于水力压裂的输出的清洁稀工艺盐水流中。该系统可包括饱和盐水流，其第一部分被转移而形成饱和工艺盐水流，且其第二部分被转移到至少一个正渗透膜。所述至少一个正渗透膜使水从输入的钻探泥浆流移入输入的被转移的饱和盐水流中，由此产生输出的浓缩钻探泥浆流和输出的清洁稀工艺盐水流。
具体实施方案可包括下述的一项或多项或全部。
该系统可包括混合器，该混合器将清洁稀工艺盐水流与结晶盐混合，由此产生饱和盐水流。
所述至少一个正渗透膜可以是半透膜，其使不想要的杂质保持在浓缩钻探泥浆流中和使输出的稀工艺盐水流保持清洁。
所述至少一个正渗透膜可以是纤维素膜。
所述至少一个正渗透膜可以是螺旋卷绕膜。
所述至少一个正渗透膜可以以对流方式工作，使膜一侧上的输入的钻探泥浆流通过膜与膜相对侧上的被转移的饱和盐水流接触。
所述至少一个正渗透膜可包括多个正渗透膜。这些膜可以以平行流的构造工作。
水可以仅由于浓度梯度而从输入的钻探泥浆流移入被转移的饱和盐水流中。
再一方面，本发明公开了用于氯生产法的正渗透水传输系统。该系统使水从输入的废水流再循环到输出的清洁稀工艺盐水流中。该系统可包括饱和盐水流，其第一部分被转移而形成饱和工艺盐水流，且其第二部分被转移到至少一个正渗透膜。所述至少一个正渗透膜使水从输入的废水流移入输入的被转移的饱和盐水流中，由此产生输出的浓缩废水流和输出的清洁稀工艺盐水流。
具体实施方案可包括下述的一项或多项或全部。
该系统可包括混合器，该混合器将清洁稀工艺盐水流与结晶盐混合，由此产生饱和盐水流。
该系统可包括至少一个汞电池，其使用输入的被转移的饱和工艺盐水流以生成至少废水流。
所述至少一个正渗透膜可以是半透膜，其使不想要的杂质保持在浓缩废水流中和使输出的稀工艺盐水流保持清洁。
所述至少一个正渗透膜可以是纤维素膜。
所述至少一个正渗透膜可以是螺旋卷绕膜。
所述至少一个正渗透膜可以以对流方式工作,使膜一侧上的输入的废水流通过膜与膜相对侧上的被转移的饱和盐水流接触。
所述至少一个正渗透膜可包括多个正渗透膜。这些膜可以以平行流的构造工作。
水可以仅由于浓度梯度而从输入的废水流移入被转移的饱和盐水流中。
渗透水传输系统的实施可具有一个或多个或所有下述优点。
产生清洁盐水，以用作工艺流体。
经济，且由于使用渗透法，不需要功率输入。水由于浓度梯度而不是由于施加的压力或热而从废物移向盐水。所需的唯一动力是供输送泵用于将流体移入该系统中。
可以将来自废物流的水再循环到所需纯度的盐水流中，而不要求耗费大量能量。
由于要处置的废品量减少，因而可以降低处置总成本。
本领域普通技术人员会从说明书与附图中和从权利要求书中看出前述和其它方面、特征和优点。
附图简述
下面联系附图（不一定按比例）描述实施方案，其中类似标号是指类似要素，并且：
图1是渗透水传输系统的一个实施方案的示意方框图；
图2描绘了经过渗透水传输系统一个实施方案的示例性螺旋卷绕的正渗透膜过滤器元件的流体流，该渗透水传输系统用于天然气生产的钻探和水力压裂法中；且
图3是渗透水传输系统的一个实施方案的示意方框图，该渗透水传输系统用于在氯/碱工艺中生产氯和苛性碱。
发明描述
本发明的特征在于使清洁水从废水渗透到盐水中的渗透水传输系统和相关工艺实施方案。本文中公开的渗透水传输系统和相关工艺实施方案有许多特征，其中一个、多个或所有特征或步骤可用在任何具体实施方案中。
在下列描述中参照了附图，它们构成本发明的一部分，并以举例的方式显示可能的实施方案。要理解的是，可以使用其它实施方案，并且可以在不偏离本发明范围的情况下作出结构及程序改变。为了方便，使用示例性材料、大小、形状、尺寸等描述各种部件。但是，本文不限于所述实例，其它构造是可能的，并在本发明的教导之内。
渗透水传输系统
有多种渗透水传输系统实施方案，其中可以将来自废物流的水再循环到所需纯度的盐水流中，而不要求耗费大量的能量。
参考图1，为了举例说明本发明，该图显示了渗透水传输系统10及其相关方法。渗透水传输系统10利用正渗透使水跨过正渗透（FO）膜12从废水流移入饱和盐水流中，从而产生浓缩废水流和稀盐水流。通过在混合器14中将结晶盐添加到稀盐水流中来制造饱和盐水流。将一部分饱和盐水转移至需要它的工艺（例如水力压裂等）。任选地，如虚线所示，在各种实施方案中，可以包括新鲜水流，从而可以将新鲜水添加到混合器14中。
正渗透法涉及跨膜的选择性质量传递，该膜允许所需组分跨过膜从具有较高浓度该组分的溶液转移至较低浓度的溶液。半透膜允许水穿过但阻挡溶解的物质的移动。膜12可具有与1997年7月5日颁发给Foreman等人的名称为“用于直接渗透分离的螺旋卷绕模件”的美国专利No.4,033,878中公开的类似的设计，所述专利的内容全文经此引用并入本文。螺旋卷绕膜设计构造是廉价的，并可在单位成本下提供容器中的最大膜表面积之一（其可具有高的膜密度（大约30平方米/20厘米直径×100厘米长的元件））。
通常，螺旋卷绕构造、渗透隔板、进料隔板和两个膜可围绕多孔管缠绕并胶合定位。膜卷绕在进料隔板和渗透隔板之间。使进料流经过进料隔板纵向流过模件，经过该膜的流体以螺旋形向内经渗透隔板流向中心管。为了防止进料流体进入渗透隔板，将这两个膜沿它们的边缘相互胶合，并将渗透隔板夹在它们之间。进料隔板保持未胶合。将模件组装件卷绕至所需直径并密封外部。
具体而言，膜迫使提取液（即盐水）流过整个单一膜包封件。将盐水泵入多孔中心管的一端。固定在管半途的屏障元件迫使盐水经由穿孔流入膜包封件中。将胶屏障施用到膜包封件中心，以使流体必须流向膜的远端，此处的间隙使其可以穿越到膜包封件的另一侧，然后回到中心管的后半段中并离开该元件。尽管可以使用单个包封件，但可存在围绕中心管卷绕/缠绕的多个包封件，且进料流体隔板位于包封件之间。
在此在图1中，由于促使物质透过膜12传递的驱动力是渗透压，因此，除了使溶液与膜12接触（通过输送泵等）所需的能量外，不需要额外的能量输入来实现该传递。水由于浓度梯度而不是由于施加的压力或热或任何其它功率输入从废物移向盐水。
因此，在饱和盐水与膜12的一侧接触和稀废水与另一侧接触时，水会穿过膜12从废水扩散至盐水。半透膜12使不想要的杂质和沉积物保持在废水中，由此产生清洁稀释盐水。根据用于膜12的材料、膜12的结构和膜12在渗透传输系统10内的布置，可以增强和/或控制传输量和速率。该盐水可然后用于溶解工业方法所需的更多结晶盐。废水体积减小，由此降低处置成本。
其它实施方案
许多附加实施方案是可行的。
为了举例说明本发明，尽管有多种螺旋卷绕膜，但可以使用如2010年3月9日提交的名称为“用于多重螺旋卷绕正渗透元件的中心管构造”的申请序号12/720,633中显示和描述的螺旋卷绕FO膜，该申请的整个公开内容经此引用并入本文。
因此，概括而言，该螺旋卷绕膜可包括改进的中心管。多孔螺旋卷绕膜中心管可包括至少两个（例如多个）穿透其壁（例如圆筒壁）的穿孔，它们与两个内室（上游室和下游室，被屏障元件相互隔开）流体连通。该屏障元件可位于中心管的中点附近。可密封的屏障元件分别位于中心管的各开放端，并可各自包含可密封的插头和插座。屏障元件都包括屏障穿孔。
该多孔螺旋卷绕膜中心管可包含基本位于外中心管内的至少一个内部小直径无孔管。所述至少一个无孔管延伸下游和/或上游室的长度，经屏障的屏障穿孔伸出，以使第一中心管的上游室与相邻中心管的上游室流体连通，依此类推，和/或第一中心管的下游室与相邻中心管的下游室流体连通，依此类推。
为了举例说明本发明，所述至少一个内部无孔管可包含两个管。特别地，进料旁通管可基本位于中心管内，并延伸下游室的长度，经屏障伸出。进料旁通管将渗透剂（OA）从上游室经屏障移出中心管（移向左侧的下一个管，未显示），而不在下游室内将其混合。类似地，上游元件的下游出口（位于中心管的右侧）将稀释的OA经出口旁通管（其基本位于中心管内，并延伸上游室的长度以经屏障伸出）加入下游室中，而不在上游室内将其混合。
因此，螺旋卷绕元件包括多孔中心管和螺旋卷绕膜包封件，并具有与膜包封件连通的进料溶液和与中心管连通的提取液。该膜包封件可包括两片矩形膜，它们在三侧密封以形成内包封室，其通过所述多个穿孔与膜中心管的内部流体连通，且其中在各膜包封件内提供部分长度的屏障以增加流体流径。上游和下游室可具有经过膜包封件的曲折互连路径。
为了例证本发明，可将螺旋卷绕FO膜合并在系统中，如2010年3月9日提交的名称为“用于多重螺旋卷绕正渗透元件的中心管构造”的申请序号12/720,633中显示和描述的螺旋卷绕FO膜系统，该申请的整个内容经此引用并入本文。
因此，概括而言，螺旋卷绕FO膜系统实施方案使盐水平行地流过外壳中的所有膜。通常，该膜系统可包括至少一个元件。例如，可存在至少两个元件的堆叠体。作为另一实例，可以有大约1至最多100个元件（包括膜包封件）。元件的中心管在末端和中点具有屏障，这些屏障各被两个旁通管贯穿。一组旁通管能将浓缩OA独立地传送至各元件的OA进料侧，而第二组旁通管将稀释OA输出该堆叠体。这种布置能将元件一起嵌套在各端只有单个OA和进料接头的堆叠体中，但仍以平行的构造提供经过各元件的OA流。
因此，多个螺旋卷绕膜首尾相连布置（然后通常在圆筒外壳内）。所述多个螺旋卷绕膜各具有第一、第二等多孔中心管（各具有两个开放端），和多个螺旋卷绕膜包封件，并各具有与膜包封件连通的进料溶液和与中心管连通的提取液。各中心管具有两个内室——上游室和下游室，被屏障元件相互隔开。上游和下游室可具有经过膜包封件的曲折互连路径。第一中心管的上游室通过经过第一中心管的无孔旁通管与相邻的或后面的中心管的上游室连通，且第一中心管的下游室通过经过第一中心管的无孔旁通管与相邻中心管的下游室连通。中心管和屏障形成入口和出口歧管，以将中心管的所有上游段平行连接在一起，并将中心管的所有出口下游段平行连接在一起。经过中心管的无孔旁通管可连接至位于各中心管开放端处的可密封插头和插座。
进一步实施方案在权利要求书内。
规格、材料、制造、组装件
要理解的是，实施方案不限于本文中公开的具体组件，因为可以使用与渗透水传输系统实施方案的预期运行相容的几乎任何组件。因此，例如，尽管公开了特定组件等，但此类组件可包含与渗透水传输系统实施方案的预期运行相容的任何形状、尺寸、样式、类型、模型、型式、种类、等级、量度、浓度、材料、重量、量和/或类似要素。实施方案不限于使用任何具体组件，只要所选组件与渗透水传输系统实施方案的预期运行相容。
因此，规定任何渗透水传输系统实施方案的组件可以由容易形成成形物体的许多不同类型材料中的任一种或其组合形成，只要所选组件与渗透水传输系统实施方案的预期运行相容即可。例如，这些组件可以由下述材料形成：橡胶（合成和/或天然）和/或其它类似材料；玻璃（如纤维玻璃）、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、它们的任何组合、和/或其它类似材料；聚合物，如热塑性塑料（如ABS、丙烯酸、含氟聚合物、聚缩醛、聚酰胺；聚碳酸酯、聚乙烯、聚砜和/或类似物）、热固性材料（如环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、聚氨酯、有机硅和/或类似材料）、它们的任何组合、和/或其它类似材料；复合材料和/或其它类似材料；金属和/或其它类似材料；合金和/或其它类似材料；任何其它合适的材料；和/或它们的任何组合。
为了举例说明本发明，渗透水传输系统实施方案的各种实施方案中所用的FO膜可以由各种各样的材料构成，并具有各种各样的运行特征。例如，该膜可以是半透的，意味着它们基本上仅仅使合意的组分透过，从较高浓度溶液到达较低浓度溶液，例如使的透过，从较稀溶液到达较浓溶液。利用本文中公开的原理，可以使用各种各样的膜类型。
FO膜也可以由薄膜复合RO膜制成。这种膜复合材料包括例如在多孔载体织物，如纺织或无纺织尼龙、聚酯或聚丙烯上通过浸渍沉淀法浇铸的纤维素酯膜，或优选在亲水载体如棉或纸上浇铸的纤维素酯膜。可以使用商业薄膜复合材料（海水脱盐膜）卷轧RO膜。用于FO元件（在任何构造中）的膜可以是亲水的，在作为反渗透膜（60psi，500PPM NaCl，10％回收率，25℃）测试时具有在80％至95％范围内的阻盐率的膜。该膜的标称截留分子量可以为100道尔顿。该膜可以由亲水膜材料制成，例如乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、二乙酸纤维素、纤维素材料共混物、聚氨酯、聚酰胺。该膜可以是不对称的（即该膜具有大约10微米厚的薄截留层，和最多300微米厚的多孔子层），并可以通过浸渍沉淀法形成。该膜是无背衬的，或具有不会阻碍水到达截留层的非常开放的背衬，或是亲水的和容易通过毛细作用将水吸到膜中。因此，为了机械强度，可以将它们浇铸在疏水多孔背衬板上，其中该多孔板是纺织或无纺织的，但具有至少大约30％的开放面积。纺织背衬板是具有大约65微米总厚度的聚酯网（聚酯网），总不对称膜为165微米厚。可以通过浸渍沉淀法通过将纤维素材料浇铸到聚酯网上来浇铸不对称膜。所述聚酯网可以为65微米厚，55％开放面积。
为了举例说明本发明，盐水通常基于无机盐或基于糖。例如，盐水可以是氯化钠=6.21重量％；氯化钾=7.92重量％，柠檬酸三钠=10.41重量％，葡萄糖=58.24重量％和果糖=17.22重量％。
各种渗透水传输系统实施方案可以使用添加到本文所述的程序中和通过本文所述的程序改进的常规程序制造。规定渗透水传输系统实施方案的一些组件可以同时制造和相互整合，而另一些组件可以单独地以预制或制成形式购得，然后与整体部件组装。
这些组件的单独或同时制造可涉及挤出、拉挤、真空成形、注射成型、吹塑、树脂传递成型、浇铸、锻造、冷轧、铣削、钻孔、铰孔、车削、研磨、冲压、切割、弯曲、焊接、软焊、淬硬、铆接、冲孔、电镀和/或类似方法。如果单独制造任何组件，可然后将它们例如根据构成该组件的特定材料等考虑因素以任何方式相互结合，例如用粘合剂、焊接、紧固件、配线、它们的任何组合和/或类似方式。
为了举例说明本发明，在一个实施方案中，制造螺旋卷绕膜过滤器元件或模件的方法可包括：(a)组装包封夹层结构；(b)将中心管组装到包封夹层结构上；和(c)缠绕具有中心管和胶水的包封夹层结构，以形成螺旋卷绕膜模件。
应用
渗透水传输系统的实施方案特别可用于FO/水处理用途。实施方案可用作多元件工业规模FO膜外壳，因为可以用泵使流体平行流过它们。但是，关于水处理用途的任何描述都是为了举例说明本发明，且实施方案也可以以类似结果用于各种其它用途，如工业、食品加工和能源用途。
在描述渗透水传输系统实施方案的用途时，进一步和为了举例说明本发明，在天然气生产中，通过经旋转螺旋钻的中心注入钻探泥浆实现天然气井孔的钻探。钻探泥浆将岩屑带回井筒，并然后存放在钻井现场的池中。由于钻探泥浆的组成（包括水和盐），通常需要通过深井注入法处置钻探泥浆，这要求将泥浆泵入卡车中并将其运到注入井。由于单个天然气井的钻探通常生成超过一百万加仑的钻探泥浆，钻探泥浆的处置变成气井总成本的显著份额。
一旦使用螺旋钻到达含天然气的岩层，就通过水力压裂法形成天然气井，其包括将盐度与现有地下水相同的清洁盐水高压注入井筒中。该清洁盐水必须不含粒子和沉积物，因为压裂水中的沉积物会在含天然气的岩层中的由水力压裂法形成的裂口中造成堵塞。由于盐水溶液必须清洁，在本系统实施之前通常将其运至井场，因为既有钻探泥浆不能用于水力压裂法。
由于钻探泥浆中存在水，渗透水传输系统实施方案可以从钻探泥浆中回收水，并使用它制造用于水力压裂的清洁盐水溶液。这降低了钻探泥浆的处置成本，并将提供水力压裂法所需的清洁盐水溶液和水的花费减至最低。
参照图2，该图显示了流过示例性螺旋卷绕正渗透膜过滤器元件20的流体流，所述元件20可用在渗透水传输系统（如系统10）中。如图所示，元件20以对流方式运行，使稀钻探泥浆（不清洁矿井水）流通过膜22与浓缩盐水流接触。来自元件20各侧的输出流是稀释盐水流和已可处置的浓缩钻探泥浆流。尽管在本文中各处使用术语“稀”、“稀释”和“浓缩”，但这些是相对术语，并简单表明特定流或溶液含有比其来源流或溶液多或少的混合物特定组分或已经过渗透接触。
在一个特定实例中，用氯化钠盐水和来自在Logansport,Louisiana的天然气钻探操作的“矿井水”（储存的钻探泥浆）测试装置，如图2中所示的元件20。氯化钠盐水与40个Hydration Technologies of Albany,Oregon制造的8英寸直径和40英寸长的螺旋卷绕正渗透膜过滤器元件20一起使用。在各元件20中包括正渗透膜22。在该试验中所用的膜22设计中，使盐水位于膜22的所谓渗透侧上以促进正渗透。各元件20具有16平方米有效膜22面积，且膜22材料是三乙酸纤维素。
在该试验中，40个正渗透膜22过滤器以平行流方式运行，以使水能从稀钻探泥浆转移至浓缩盐水流。各渗透水传输单元的稀钻探泥浆的体积流量为6升/分钟，稀钻探泥浆的初始盐浓度为4.9克/升NaCl。浓缩盐水流以25％NaCl浓度和0.5升/分钟进入渗透水传输单元。稀盐水流以6％浓度和2.0升/分钟离开渗透水传输单元。稀钻探泥浆循环经过40个渗透传输单元直至100,000加仑的钻探泥浆初始体积降至20,000加仑。
如图2中所示，利用使用元件20和控制阀或计量泵（以控制盐水进料速率和所得压裂水的盐浓度）的渗透水传输系统，从稀钻探泥浆中回收50至80％水，同时将浓缩盐水稀释至2至8％浓度（清洁压裂水）。
进一步地和为了举例说明本发明，在描述渗透水传输系统实施方案在氯/碱工业中的用途时，在各种工艺中使用含氯化钠的盐水。需要清洁氯化钠盐水。在一些工艺中，使盐水电解分解形成氯气和氢氧化钠溶液。如下制造盐水：将结晶盐送入该装置，然后将其溶解在清洁水中以制造用于该工艺的盐水。在其它工艺单元操作和阶段中，通过吹扫、清洁和用于离子交换柱中的离子交换树脂的再生而产生各种量的废水。这种废水的排放日益受到更多管制和变得成本更高。
利用渗透水传输系统实施方案，制造盐水溶液所需的清洁水的量减少，因为可以从该装置产生的废水中回收水。这也降低了废水处置成本，同时降低了输入盐水制造工艺所需的清洁水的量。简言之，渗透水传输系统实施方案可以从废水中提取用于工艺盐水的清洁水，从而大大减小其体积、缓解监管压力并节省大量的处置成本。
参照图3，渗透水传输系统的实施方案30可以汞电池氯生产工艺的形式工作。如图所示，在混合器34中将固体盐与稀盐水溶液混合以形成饱和盐水（例如310gpm），将其转移到带有多个汞电池的电池室36中，汞电池使饱和盐水中的钠与阴极处的汞反应，以产生氯气、氢气和氢氧化钠溶液（根据盐水净化，例如5-10ppm Hg和1000-26000ppm盐）。将所得氢氧化钠溶液转移至二次处理阶段38（例如分批罐-35,000gals-或300gpm，10-20ppb Hg，1000-26000ppm盐，2.5-4pH），在此将其进一步处理以除去汞。然后将来自二次处理阶段38的流出物送往正渗透膜32，正渗透膜32以与一部分饱和盐水流对流的方式运行。正渗透膜32接收饱和盐水，并使水从来自二次处理阶段38的流出物中移出，形成除去了50％至90％水的废物流和含有少量残留汞（例如<12ppt Hg）的稀盐水流。由于水回收造成的废物流体积的显著减小，因此可以显著降低废物流（其含有一定量的汞）的处置成本。
在上述描述涉及具体实施方案之处，容易看出，可以在不偏离其实质的情况下作出许多修改并且可以选择使用这些实施方案。所附权利要求书意在涵盖落在如本文中阐述的本发明实质和范围内的这样的修改。本文公开的实施方案因此在所有方面中被认为是示例性而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书而非前述说明书规定。在此意在涵盖落在权利要求书的含义和同等范围内的所有变化。
Claims (20)
1.正渗透水传输系统，用于使水从输入的废水流再循环到输出的稀工艺盐水流中，该系统包含：
饱和盐水流，其第一部分被转移而形成饱和工艺盐水流，且其第二部分被转移到至少一个正渗透膜；和
所述至少一个正渗透膜，其将水从输入的废水流移入输入的被转移的饱和盐水流中，由此产生输出的浓缩废水流和输出的稀工艺盐水流。
2.权利要求1的系统，进一步包含混合器，该混合器将所述稀工艺盐水流与结晶盐混合，由此产生所述饱和盐水流。
3.权利要求1的系统，其中所述至少一个正渗透膜是半透膜。
4.权利要求3的系统，其中不想要的杂质被保留在浓缩废水流中，且输出的稀工艺盐水流是清洁的。
5.权利要求1的系统，其中所述至少一个正渗透膜是纤维素膜。
6.权利要求1的系统，其中所述至少一个正渗透膜是螺旋卷绕膜。
7.权利要求1的系统，其中所述至少一个正渗透膜包含多个正渗透膜。
8.权利要求7的系统，其中所述多个正渗透膜以平行流的构造工作。
9.权利要求1的系统，其中所述至少一个正渗透膜以对流方式工作，使膜一侧上的输入的废水流通过膜与膜相对侧上的被转移的饱和盐水流接触。
10.权利要求1的系统，其中水仅由于浓度梯度而从输入的废水流移入被转移的饱和盐水流中。
11.正渗透水传输系统，用于天然气生产的钻探和水力压裂法，该系统使水从输入的钻探泥浆流再循环到用于水力压裂的输出的清洁稀工艺盐水流中，所述系统包含：
饱和盐水流，其第一部分被转移而形成饱和工艺盐水流，且其第二部分被转移到至少一个正渗透膜；和
所述至少一个正渗透膜，其使水从输入的钻探泥浆流移入输入的被转移的饱和盐水流中，由此产生输出的浓缩钻探泥浆流和输出的清洁稀工艺盐水流。
12.权利要求1的系统，进一步包含混合器，该混合器将所述清洁稀工艺盐水流与结晶盐混合，由此产生所述饱和盐水流。
13.权利要求1的系统，其中所述至少一个正渗透膜是螺旋卷绕的半透膜。
14.权利要求1的系统，其中所述至少一个正渗透膜包含多个正渗透膜。
15.权利要求14的系统，其中所述多个正渗透膜以平行和对流的构造工作，使膜一侧上的输入的钻探泥浆流通过膜与膜相对侧上的被转向的饱和盐水流接触。
16.用于氯生产法的正渗透水传输系统，所述系统使水从输入的废水流再循环到输出的清洁稀工艺盐水流中，所述系统包含：
饱和盐水流，其第一部分被转移而形成饱和工艺盐水流，且其第二部分被转移到至少一个正渗透膜；和
所述至少一个正渗透膜，其使水从输入的废水流移入输入的被转移的饱和盐水流中，由此产生输出的浓缩废水流和输出的清洁稀工艺盐水流。
17.权利要求16的系统，进一步包含混合器，该混合器将所述清洁稀工艺盐水流与结晶盐混合，由此产生所述饱和盐水流。
18.权利要求16的系统，进一步包含至少一个汞电池，其使用所述输入的被转移的饱和工艺盐水流，以生成至少废水流。
19.权利要求16的系统，其中所述至少一个正渗透膜是螺旋卷绕的半透膜。
20.权利要求16的系统，其中所述至少一个正渗透膜包含以平行和对流的构造工作的多个正渗透膜，使膜一侧上的输入的废水流通过膜与膜相对侧上的被转移的饱和盐水流接触。
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