CN102815810B - 脱盐系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脱盐系统及方法。该脱盐系统包括膜分离装置和调整单元。膜分离装置可接收包括有阻垢剂的输入流体并产生净化流体和浓缩流体。调整单元可用来对来自所述膜分离装置的所述浓缩流体中的至少一部分阻垢剂进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于水回收(Water Recovery)的脱盐(Desalination)系统和方法，尤其涉及一种利用膜分离装置(Membrane Separation Devices)进行水回收的脱盐系统和方法。
背景技术
在工业领域中，大量的废水，如含盐的水溶液被生产出来。通常，这样的废水并不适合直接在家庭或工业中使用。鉴于可使用的水资源的有限性，从流体，如废水、海水或其他含盐溶液中回收合格的可使用的水就显得尤为重要。
膜分离装置，如反渗透(Reverse Osmosis，RO)膜装置常被用来对流体进行处理，比如对水进行净化。通常，流体中可含有难溶或部分可溶物质，如硫酸钙、二氧化硅等。由于流体中含有的难溶或部分可溶物质的溶解度的限制，在处理过程中，难溶或部分可溶物质可在膜分离装置的膜上产生沉淀。这样，就可导致通过膜分离装置的产量下降、出水水质下降或者能耗增加，且可对膜分离装置产生损害。
一些方法已经被尝试用来在流体的处理过程中避免难溶或部分可溶物质在膜分离装置内发生沉淀或结垢(Scale Formation)。比如，阻垢剂(Antiscalant)被广泛的用来防止难溶或部分可溶物质发生沉淀或结垢，从而提高水回收率。然而，由于流体中难溶或部分可溶物质的浓度过高以及阻垢剂阻垢效果的限制，在一些情况下，即使使用了阻垢剂，难溶或部分可溶物质仍然会发生沉淀或结垢来损伤膜。这对于用来进行水回收的膜分离装置是不利的。
所以，需要提供一种新的设置有膜分离装置的脱盐系统和方法以避免在处理流体的过程中难溶或部分可溶物质在膜装置内发生结垢并提高水的回收率。
发明内容
本发明的一个实施例提供了一种脱盐系统。该脱盐系统包括膜分离装置和调整单元。膜分离装置可接收包括有阻垢剂的输入流体并产生净化流体和浓缩流体。调整单元可用来对来自所述膜分离装置的所述浓缩流体中的至少一部分阻垢剂进行调整。
本发明另一个实施例提供了一种脱盐方法。该脱盐方法包括输入包括有阻垢剂的输入流体通过膜分离装置以产生净化流体和浓缩流体及调整来自所述膜分离装置的所述浓缩流体中的至少一部分阻垢剂。
附图说明
通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：
图1为本发明脱盐系统的一个实施例的示意图。
具体实施方式
图1所示为本发明的可用来处理，比如净化输入流体11的脱盐系统10的一个实施例的示意图。输入流体11可包括废水、苦咸水、海水或其他含盐溶液。在一些示例中，输入流体11中可含有不同的物质。该物质可包括可溶和难溶或部分可溶物质或其他难溶或部分可溶物质。在非限定示例中，可溶物质可包括氯化钠(Sodium Chloride)和氯化镁(Magnesium Chloride)。难溶或部分可溶物质可包括硫酸钙(Calcium Sulfate)、硫酸钡(Barium Sulfate)、磷酸钙(Calcium Phosphate)和氟化钙(Calcium Fluoride)。其他难溶或部分可溶物质可包括二氧化硅(Silica)。在一个实施例中，难溶或部分可溶物质可包括硫酸钙。
如图1所示，脱盐系统10包括膜分离装置12、浓缩装置(ConcentrationDevice)13和调整单元(Adjustment Device)14。在一些实施例中，膜分离装置可指通过膜分离来对流体进行脱盐的装置。在膜分离过程中，输入流体通常被膜分离装置分离成两股流体，即净化流体(Purified or Permeate Stream)和浓缩流体(Concentrate Stream)。以反渗透过程为例，输入流体的至少一部分可渗透过或穿过反渗透膜(未图示)以产生净化流体(Permeate Stream)。其间，输入流体的另一部分未能渗透过或穿过反渗透膜从而被膜保留在流体进入侧以产生浓缩流体。这样，在一些应用中，相较于输入流体，净化流体可为变淡的流体，其含有较低的盐浓度。相较于输入流体，浓缩流体具有较高的盐浓度。
在本发明实施例中，膜分离装置12并不限定于任何特定的膜分离装置。在非限定示例中，膜分离装置可包括反渗透(Reverse Osmosis，RO)膜装置、纳滤(Nanofiltration)膜装置、电渗析(Electrodialysis，ED)装置、倒极电渗析(Electrodialysis Reversal，EDR)装置和膜蒸馏(Membrane Distillation，MD)装置中的一种或多种。在一个示例中，膜分离装置12可包括反渗透膜装置。
在本实施例中，膜分离装置12可用来处理，如净化输入流体11。随着输入流体11进入膜分离装置12中进行处理，净化流体15和浓缩流体16被生产出来。在一些应用中，输入流体11中可含有难溶或部分可溶的盐，比如硫酸钙。这样，在一定的应用中，在输入流体11的脱盐过程中，难溶或部分可溶的盐会在膜的浓缩侧被浓缩，从而可能在膜分离装置12中发生沉淀或结垢。
在一些示例中，为了避免或防止难溶或部分可溶物质在膜分离装置12中发生沉淀或结垢，在输入流体11被输入进膜分离装置12中进行处理之前，可在其内加入阻垢剂。阻垢剂可与难溶或部分可溶物质中的相应的离子相结合或螯合(Chelate)而避免结垢的发生。比如，阻垢剂可与硫酸钙中的钙离子相结合，从而硫酸根离子就不能与钙离子相结合来避免硫酸钙沉淀的形成。
在脱盐过程中，产生的浓缩流体16中可至少含有输入流体11中的一部分成分。比如，其中可含有阻垢剂、难溶或部分可溶物质和其他合适的盐种类。该其他合适的盐种类可包括可溶物质，其通过膜分离装置12的膜被分离出来。
在一些应用中，阻垢剂并不限于任何特定的种类，其可根据具体的不同应用，比如根据难溶或部分可溶物质的种类来进行选择。在非限定示例中，阻垢剂可包括聚丙烯酸酯(Polyacrylates)、有机膦酸盐(Organo-phosphonates)和丙烯酰胺共聚物(Acrylamide Copolymers)中的一种或多种。
在图1所示的实施例中，浓缩装置13与膜分离装置12流体相通，其可用来接收来自膜分离装置12的浓缩流体16以来促使浓缩流体16中含有的难溶或部分可溶物质中的至少一部分产生沉淀且生成去沉淀流体17。在一定的应用中，为了提高输入流体11的水回收量，去沉淀流体17也可再被输入进输入流体11中以在膜分离装置12中进行进一步的处理。在非限定示例中，浓缩装置13可包括容器来收容浓缩流体16。浓缩装置13中所产生的沉淀固体，可能连同浓缩装置13中的部分流体一起，通过与浓缩装置13相通的通道19得以移除。
在一些实施例中，在浓缩流体16中，至少一部分难溶或部分可溶物质与阻垢剂相结合。为了促使难溶或部分可溶物质在浓缩装置13中发生沉淀，如图1所示，调整单元14可被用来与浓缩装置13中的流体相通以来调整，比如使至少一部分阻垢剂失效，从而改变阻垢剂的阻垢效果，比如使阻垢剂与相应的难溶或部分可溶物质间的结合失效。
在一些应用中，对至少一部分阻垢剂进行调整可指至少一部分阻垢剂与相应的难溶或部分可溶物质的离子间的结合或螯合被调整，比如使其间的结合失效或断开，从而难溶或部分可溶物质中的与阻垢剂结合的离子被释放出来以便于产生沉淀。比如，由于调整单元14对阻垢剂的调整作用，与阻垢剂结合的钙离子被释放出来从而可与硫酸根离子相结合。当浓缩流体16中难溶或部分可溶物质的浓度达到一定水平，比如饱和水平或超饱和水平时，难溶或部分可溶物质就发生沉淀。
在一定的应用中，难溶或部分可溶物质的沉淀并不会发生，直到其饱和度或超饱和度达到比较高的程度。这样，在一些实施例中，可向浓缩装置13中加入一定量的晶种颗粒(Seed Particles)(未图示)来促使难溶或部分可溶物质在相对较低的浓度下发生沉淀。在非限定示例中，晶种颗粒可包括固体颗粒，该固体颗粒可包括但不限于硫酸钙颗粒以来促使沉淀的发生。
在一些实施例中，调整单元14可包括第一pH调整单元，其可用来降低浓缩流体16的pH值以对其内的至少一部分阻垢剂进行调整，从而使阻垢剂与相应的离子的结合中的至少一部分失效。在非限定示例中，第一pH调整单元可用来提供一种或多种酸性添加物。该酸性添加物包括但不限于盐酸和硫酸。在一定的示例中，浓缩流体16的pH值可被调整到小于5。
在图示的实施例中，当浓缩流体16被输入进浓缩装置13中后，调整单元14可调整浓缩流体16中的至少一部分阻垢剂。在其他实施例中，在浓缩流体16进入浓缩装置13之前可对其内的至少一部分阻垢剂进行调整。
在一些应用中，去沉淀流体17可含有至少一部分调整过的阻垢剂。在去沉淀流体17进入输入流体11前，脱盐系统10可进一步设置有可与浓缩装置13流体相通且可用来对去沉淀流体17中含有的至少一部分调整过的阻垢剂进行激活的激活单元18。这样，激活后，去沉淀流体17中的阻垢剂在该去沉淀流体17被输入进输入流体11后就可以被重新使用来与流体中含有的难溶或部分可溶物质中相应的离子相结合来避免输入流体处理过程中发生结垢。这样部分阻垢剂得以重复利用，从而可以节省添加到输入流体11中的新鲜阻垢剂的用量。在其他示例中，激活单元18也可不设置。此处所谓的“激活”可指阻垢剂恢复到可与难溶或部分可溶物质中相应的离子相结合的状态。
在本发明实施例中，激活单元18可包括第二pH调整单元，其可用来提高来自浓缩装置13的去沉淀流体17的pH值。在非限定示例中，第二pH调整单元可用来提供一种或多种碱性添加物。该碱性添加物可包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化铵。在一定的示例中，去沉淀流体17的pH值可被调整到高于调整后的浓缩流体16的pH值。激活单元18所提供的添加物的pH值可高于调整单元14所提供的添加物的pH值。基于不同的阻垢剂的种类，浓缩流体16和去沉淀流体17的调整后的pH值可以改变。
图1所示的实施例仅是示意性的。在本实施例中，仅图示了一个膜分离装置12，而且激活单元18被用来在去沉淀流体17在被输入进输入流体11中前对阻垢剂进行激活。在其他应用中。脱盐系统可设置有多个膜分离装置。激活单元18可在去沉淀流体17混合入输入流体11后对其内的阻垢剂进行激活。
这样，在处理中，含有阻垢剂的输入流体11被输入进膜分离装置12中进行脱盐。随着输入流体11的不断进入，便产生了净化流体15和浓缩流体16。由于阻垢剂和输入流体11中的难溶或部分可溶物质中的至少一部分相结合，从而结垢现象可被避免以确保膜分离装置12的正常运行。
随后，至少含有一部分阻垢剂和一部分难溶或部分可溶物质的浓缩流体16进入浓缩装置13中。其间，调整单元14提供酸性添加物来调整阻垢剂中的至少一部分以使与其相结合的离子被释放出来。随着浓缩流体16中难溶或部分可溶物质的浓度的提升，在浓缩装置13中就可发生沉淀现象。
最后，来自浓缩装置13中的部分去沉淀流体17被输入进膜分离装置12以进行进一步的处理来提高水回收。在一些示例中，在去沉淀流体17进入膜分离装置12前，激活单元18可对去沉淀流体17中的至少一部分阻垢剂进行激活。在其他示例中，用来激活去沉淀流体17中的至少一部分阻垢剂的步骤也可不设置。包含有沉淀物的排出流体19可从浓缩装置13底部排出。
从而由于输入流体11中阻垢剂的存在，在膜分离装置12的操作中，结垢现象就可被避免或减轻。此外，调整单元14可用来调整浓缩流体16中至少一部分阻垢剂来促使在浓缩装置13中沉淀的发生以降低去沉淀流体17中难溶或部分可溶物质的浓度。在去沉淀流体17被输入进膜分离装置12中后，水回收率可被提高，而且在膜分离装置12内发生结垢的可能性也被降低。
如图1所示，在一定的应用中，调整单元14可包括温度调整单元来对浓缩流体16中的阻垢剂中的至少一部分进行调整。在一些实施例中，温度调整单元可用来提高浓缩流体16的温度。在非限定示例中，温度调整单元可包括加热器。
相似的，在操作中，在来自膜分离装置12的浓缩流体16进入浓缩装置13前后，温度调整单元可加热浓缩流体16从而来调整其内的至少一部分阻垢剂来促使沉淀的发生。在其他应用中，晶种颗粒也可加入到浓缩装置13中。激活单元18也可设置或不设置。
调整单元14的第一pH调整单元和温度调整单元的操作的两个非限定的实施例被分别举例说明。为了便于说明，硫酸钙被作为浓缩流体16中的难溶或部分可溶物质的示例。
示例一：
在该示意性试验中，浓缩流体16包括具有600％超饱和度的大约200ml的硫酸钙溶液。在该硫酸钙溶液中含有大约3ppm的阻垢剂(来自于通用电气水处理业务集团的MDC151阻垢剂)来防止硫酸钙溶液在该超饱和度下发生沉淀。在此种状态下，硫酸钙溶液的电导率(Conductivity)大约为19.23mS/cm；其pH值大约为6.5；其浑浊度(Turbidity)大约为0.113NTU。
随后，1mol/l的盐酸溶液加入到该硫酸钙溶液中以调整其pH值到大约1.3来对阻垢剂进行调整。在此种状态下，当pH调整后，硫酸钙溶液开始变的浑浊，且可在溶液中发现硫酸钙颗粒沉淀。在pH调整后，此时硫酸钙溶液的电导率大约为15.37mS/cm；其pH值大约为1.3；其浑浊度大约为4226NTU，这就可以表明硫酸钙沉淀的产生。
示例二：
在该示意性试验中，浓缩流体16包括具有600％超饱和度的大约200ml的硫酸钙溶液。在该硫酸钙溶液中含有大约3ppm的阻垢剂(来自于通用电气水处理业务集团的MDC151阻垢剂)来防止硫酸钙溶液在该超饱和度下发生沉淀。在此种状态下，硫酸钙溶液的传导率大约为19.23mS/cm；其pH值大约为6.5；其浑浊度大约为0.113NTU。
随后，该硫酸钙溶液被加热到100℃来调整其内的阻垢剂，然后，冷却到室温(Room Temperature)。在加热的过程中，硫酸钙溶液开始的变得浑浊，而且可在溶液中发现硫酸钙颗粒沉淀。在被冷却到室温后，在此种状态下，硫酸钙溶液的电导率大约为15.61mS/cm；其浑浊度大约为3175NTU，这就表明硫酸钙沉淀的产生。
通过上述两个示意性的实验可以看出，由于使用了调整单元14，浓缩流体16中的至少一部分阻垢剂被调整以来促使难溶或部分可溶物质发生沉淀。这样，在去沉淀流体17中的难溶或部分可溶物质的浓度就会降低。当去沉淀流体17被输入进膜分离装置12时，水回收率就会提高且在膜分离装置12内发生结垢的可能性被降低或避免。在一些示例中，也可设置激活单元18来激活去沉淀流体17中至少一部分阻垢剂以便于对阻垢剂进行重复利用。
虽然结合特定的实施例对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。
Claims (10)
1.一种脱盐系统，包括：
膜分离装置，其可接收包括有阻垢剂的输入流体并产生净化流体和浓缩流体；该输入流体包括难溶或部分可溶物质；
调整单元，其可用来对来自所述膜分离装置的所述浓缩流体中的至少一部分阻垢剂进行调整；
浓缩装置，该浓缩装置可与所述膜分离装置流体相通且可用于接收所述浓缩流体；及
可与所述浓缩装置流体相通且可用于激活来自所述浓缩装置的去沉淀流体中的至少一部分阻垢剂的激活单元；
所述调整单元包括第一pH调整单元，所述第一pH调整单元可与所述膜分离装置流体相通且可用于降低来自所述膜分离装置的所述浓缩流体的pH值，使得与阻垢剂结合的难溶或部分可溶物质中相应的离子被释放出来；
所述激活单元包括第二pH调整单元来提高所述去沉淀流体的pH值。
2.如权利要求1所述的脱盐系统，其中所述调整单元可用于断开所述阻垢剂与该难溶或部分可溶物质的结合。
3.如权利要求1所述的脱盐系统，其中所述调整单元还包括温度调整单元，该温度调整单元用于提高浓缩流体的温度，使得与阻垢剂结合的难溶或部分可溶物质中相应的离子被释放出来。
4.如权利要求1所述的脱盐系统，其中所述激活单元的pH值高于所述调整单元的pH值。
5.如权利要求1所述的脱盐系统，其中所述膜分离装置可包括反渗透膜装置、纳滤膜装置、电渗析膜装置、倒极电渗析膜装置和膜蒸馏装置中的一种或多种。
6.一种脱盐方法，包括：
输入包括有阻垢剂的输入流体通过膜分离装置以产生净化流体和浓缩流体；该输入流体包括难溶或部分可溶物质；
输入所述浓缩流体进入浓缩装置并产生去沉淀流体；
调整来自所述膜分离装置的所述浓缩流体中的至少一部分阻垢剂；及
通过激活单元激活来自所述浓缩装置的去沉淀流体中的至少一部分阻垢剂，其中所述激活单元包括第二pH调整单元来提高所述去沉淀流体的pH值；
其中所述调整步骤通过调整单元来进行，所述调整单元包括第一pH调整单元，所述第一pH调整单元可与所述膜分离装置流体相通且可用于降低来自所述膜分离装置的所述浓缩流体的pH值，使得与阻垢剂结合的难溶或部分可溶物质中相应的离子被释放出来。
7.如权利要求6所述的脱盐方法，其中所述调整单元还包括温度调整单元。
8.如权利要求7所述的脱盐方法，其中所述调整步骤包括通过所述温度调整单元加热所述浓缩流体，使得与阻垢剂结合的难溶或部分可溶物质中相应的离子被释放出来。
9.如权利要求6所述的脱盐方法，其中在pH调整后，所述去沉淀流体的pH值高于所述浓缩流体的pH值。
10.如权利要求6所述的脱盐方法，其中所述调整步骤可用于断开所述阻垢剂与该难溶或部分可溶物质的结合。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5501798A (en) * | 1994-04-06 | 1996-03-26 | Zenon Environmental, Inc. | Microfiltration enhanced reverse osmosis for water treatment |
| US6113797A (en) * | 1996-10-01 | 2000-09-05 | Al-Samadi; Riad A. | High water recovery membrane purification process |
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|---|---|---|---|---|
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| NL2000640C2 (nl) * | 2007-03-05 | 2008-09-08 | Stichting Wetsus Ct Of Excelle | Werkwijze en systeem voor het zuiveren van een vloeistof. |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5501798A (en) * | 1994-04-06 | 1996-03-26 | Zenon Environmental, Inc. | Microfiltration enhanced reverse osmosis for water treatment |
| US6113797A (en) * | 1996-10-01 | 2000-09-05 | Al-Samadi; Riad A. | High water recovery membrane purification process |
| CN201801433U (zh) * | 2010-08-06 | 2011-04-20 | 华润怡宝食品饮料（深圳）有限公司 | 浓水回收系统 |
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