CN103459326A - 高效净水系统 - Google Patents
高效净水系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103459326A CN103459326A CN2011800673735A CN201180067373A CN103459326A CN 103459326 A CN103459326 A CN 103459326A CN 2011800673735 A CN2011800673735 A CN 2011800673735A CN 201180067373 A CN201180067373 A CN 201180067373A CN 103459326 A CN103459326 A CN 103459326A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- enriched material
- water
- cleaning systems
- water cleaning
- systems according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 103
- 238000000746 purification Methods 0.000 title abstract description 6
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims abstract description 71
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 64
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 80
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 33
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000002455 scale inhibitor Substances 0.000 claims description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 claims description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 11
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract 11
- 239000010408 film Substances 0.000 description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 9
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 5
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009285 membrane fouling Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 vitriol Chemical compound 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 2
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 2
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229960001866 silicon dioxide Drugs 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 1
- 239000000149 chemical water pollutant Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229960001708 magnesium carbonate Drugs 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000011027 product recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- NCGSLDXVMRCQPG-UHFFFAOYSA-K trisodium;carbonate;chloride Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Cl-].[O-]C([O-])=O NCGSLDXVMRCQPG-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/04—Feed pretreatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
- B01D61/026—Reverse osmosis; Hyperfiltration comprising multiple reverse osmosis steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/58—Multistep processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/08—Specific process operations in the concentrate stream
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/25—Recirculation, recycling or bypass, e.g. recirculation of concentrate into the feed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/25—Recirculation, recycling or bypass, e.g. recirculation of concentrate into the feed
- B01D2311/251—Recirculation of permeate
- B01D2311/2512—Recirculation of permeate to feed side
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
- B01D2317/02—Elements in series
- B01D2317/022—Reject series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
- B01D2317/04—Elements in parallel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/40—Liquid flow rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
一种高效净水系统，其被设置为包括了与反渗透单元相关联的一部分浓缩废水的回收。通过浓缩物回收单元的净化浓缩物再利用为RO给水，该系统减少了浓缩废水需要排出/处理的总量。初始给水被加压且穿过RO膜，并且被分成渗透物流和浓缩物流。然后，较高压力的浓缩物被引至附加组的薄膜复合膜(浓缩物回收膜)。浓缩物回收膜被布置成阵列使得浓缩物压力足以提供驱动浓缩物穿过回收系统膜所需的力。由浓缩物回收系统产生的渗透物被引回至初级RO单元的供给处；因此，减少了系统操作需要的新给水的量。
Description
技术领域
本发明总体涉及一种用于常规工业应用的净水系统，并且本发明尤其涉及一种反渗透回收系统，该反渗透回收系统在浓缩上使用二级回收而获得超过85%的回收。
背景技术
实际上所有大型城市给水系统必须按照世界、联邦和州管理条例的广泛规则来处理它们的水。通常，在产品达到消费者之前水处理发生，且然后(当水被排出时)之后水处理再次发生。水净化通常在接近最终输送点处发生以降低泵送成本和在处理之后水被污染的可能性。
常规的表面水处理厂通常由三个步骤组成：澄清、过滤和消毒。澄清指的是颗粒(污垢、有机物等)与水流的分离。化学添加(即，铝、氯化铁)使粒子电荷失去平衡，且通过沉淀水流或通过从水流浮动来为了澄清而准备颗粒电荷。砂、无烟煤或活性炭过滤器净化水流，从而去除较小的颗粒物质。尽管存在其它的消毒方法，但是优选方法是通过氯添加。氯有效地杀死细菌和大部分病毒，且维持剩余以通过供应网络保护给水。
在近几年日益地，水源保护已经在城市用水系统上形成另外的压力。水源保护努力的目的包括：持续性、能源保护和栖息地保护。持续性通常被认为将从生态系统抽出淡水限制到不超过生态系统的自然置换速率的限制。通过降低的对于水泵送、输送和污水处理的需求来实现能源保护。在世界的一些地区中，净水和水处理消耗相当大量的能量(诸如，加利福尼亚，在加利福尼亚例如全部电力消耗的超过15%用于水管理)。通过最小化人类用水来实现栖息地保护以有助于保护用于当地野生物和迁徙水鸟的淡水栖息地。
尽管水源保护努力在宏观水平上的目的具有合理的经济优点，但是相对于单个城市用水系统，水源保护努力的结果可以通常不可避免地导致增加的每单位生产成本。固定基础设施在小需求占地面积上的进展和操作可以导致且已经导致净化的城市用水成本且污水下水管的成本收费的增加。尽管在这种成本结构中的变化可能不非常影响个人住宅用户，但工业水用户看到对于他们的设备操作的显著影响。除了商品或服务的可以在短期内加倍或加三倍的成本以外，在蓄水层内的总体水平衡上的限制可以造成在进入和排出上的限制。尽管住宅用户可以仅停止对草坪浇水或清洗汽车，但是在这种情况下工业用户可能面临减产或工业产值限制。在这种情况下，增加产量的唯一方法是提高加工效率(或减少废品)。
水处理的增加的效率能够造成可以对于特定过程或过程流有效的解决方案。实例包括盐水脱盐、矿井复垦盐水回收或具有特定产品或流程要求的类似情况。然而，这种解决方案趋向于保持在特定地点且不分享普遍可适用优点。开发用于改进净水效率的一般方法必须考虑到水可以包含各种硬度的化合物，诸如钡、钙、镁、铁、二氧化硅、碳酸盐和碳酸氢、氟化物和硫酸盐。而且，硬度变化可以通常被发现在地表给水中，诸如湖和江以及地下给水，诸如水井和蓄水层以及含水的工业污水和垃圾浸出液。
这种水通常通过使用以“离子交换树脂”为形式的软水器、使用生石灰或熟石灰软化处理的化学软水器、反渗透膜和纳米过滤膜和/或蒸馏来净化。大多数工业用户需要包含低到非常低浓度的硬度化合物和可溶性无机化合物的净化水以供应他们的冷却塔、低压和高压锅炉、热交换器和各种处理应用。制药和电子业用户以及医院和实验室需要几乎完全没有无机化合物的高纯度水。如上所述的净水处理包括将可溶于水的杂质输送至必须以高成本再生和/或处理的树脂床。此外，添加大量的化学药品可以在石灰软化的情形中产生相当大量的化学废物。在现有技术的RO和NF膜处理中，反渗透(RO)膜和纳米过滤(NF)膜的使用产生大量必须以高成本进一步加工或处理的浓缩物。此外，在蒸馏的情形中，存在非常高的资金成本和操作成本。
尽管膜过滤处理诸如反渗透(RO)或纳米过滤(NF)已经提供有效的且经济上可行的净水的方法，然而以当前形式的这些膜处理在被认为是渗透或产品回收的生产净化水的百分比中是受限制的。反渗透利用薄膜复合膜以从给水源去除溶解盐。由于大部分的可溶化合物被分离且被浓缩成较小量，所以通常是原始水源的量的25至50%(且有时与直到75%一样多)变成渗透的。水穿过膜，而大多数溶解盐不穿过膜。这样，膜浓缩物量太大且昂贵以至于不能处理，除了在浓缩物流(也称为废弃物流)被返回到海的海水脱盐中且在排出的废弃流的或含有无机化合物的浓缩物的量上没有监管限制的一些其它应用中之外。
此外，不可能通过RO或NF膜进一步回收净化水的主要原因是随着结垢化合物以及微溶盐的浓缩物超过它们的饱和值，在膜表面上形成结垢趋势。该垢的沉积通常导致净化水生产的损失(也被称为通过膜的渗透通量的损失)和昂贵的膜置换的最终需要。
通常，反渗透(RO)系统作为错流过滤器操作，其中给水的一部分穿过RO膜(通常是75%)，一部分被当做废水排出(25%)。给水被加压(通常低于标准压力容器的额定值，取决于反压力而在100至600磅/平方英寸之间)(P-1)以提供驱动水穿过RO膜所需的力。产生渗透物的给定量所需的驱动力取决于供水盐浓度和水温。在穿过膜之后，渗透物通常在相当低的压力10至100磅/平方英寸(P-3)下，而浓缩物保持在较高得多的压力下通常是100至600磅/平方英寸(P-2)下。控制阀(V-l)用于调整浓缩物流并且还减少适于排出的浓缩物压力。
反渗透处理的缺点是回收通常被限制为60至80%，如通过如下等式1计算的：
回收百分比=[(给水-渗透物)x100]/给水。
随着城市用水和污水处理的成本增加，最小化给水和浓缩物量对于很多RO系统操作者是有兴趣的。
在给水中使用化学添加剂诸如用于减小PH的酸和无机或有机阻垢化合物在水处理和膜工业中是有经验的，以便在水回收中提供一些改进并且防止结垢。然而，这种改进仅具有限的程度，这是因为没有阻垢剂对于所有结垢物都有效且因此它们不为整个水流处理提供经济上可行的选择。
现有技术的对于该问题的解决方案的研究没有披露在本专利的权利要求上直接读出的任何专利。因此，对于用于常规工业应用的改进的净水系统的装置和方法或在最优化这种高效净水系统用于特定操作变量的情况下存在需求。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种用于常规工业应用的改进的净水系统。
本发明的特征允许用反渗透回收系统处理常规城市用水原料，该反渗透回收系统通过在浓缩上使用二级回收而获得超过30%的回收。
根据本发明的简述，提供了一种对与反渗透单元相关联的浓缩废水的一部分进行回收的方法，所述方法通过将浓缩物回收单元的净化的浓缩物再次用作RO给水来减少需要排出/丢弃的浓缩废水总量。初始给水入口(预期为来自城市用水源、工业用水源或三级用水源)被以其它的常规方式预处理随着对于任何RO操作的完成(通过过滤等去除已知对RO膜操作不利的材料)。然后使给水入口加压且穿过RO膜，且分开成渗透物流和浓缩物流。在穿过膜之后，渗透通常在非常低的压力下，而浓缩物保持在较高的压力下。较高压浓缩物的一部分然后被引导至附加组的薄膜复合膜(浓缩物回收膜)。浓缩物从浓缩物流量控制阀上游的初级RO单元被引出，在此处压力通常在100至600磅/平方英寸之间。浓缩物回收膜被布置成阵列使得浓缩物压力足以提供驱动浓缩物穿过回收系统膜所需的力。由浓缩物回收系统14产生的渗透物被引回至初级RO单元的供给处；因此，减少了系统操作需要的新给水的量。浓缩物流量由第二流量控制阀控制且作为废水被排出。取决于给水特性，浓缩物回收系统被在30至60%之间的回收率下操作。回收率受到可使反渗透膜结垢的微溶盐限制。
根据优选实施例，浓缩物回收单元利用了作为初级RO单元的正常操作参数的一部分的可用压力。这样，回收处理不需要附加的能量。
本发明的优点是，该浓缩物回收系统可以被在现有的RO单元上改型，以及并入新的RO设备。
尽管在常规工业应用中的高效净水系统的情况下，公开了本发明的优选实施例，本领域中的一般技术人员会意识到，本发明的原理可以被应用以便基于本文中所述的原理提供替代的系统。
附图说明
结合附图参照以下更详细的说明和权利要求，会被较佳地理解本发明的优点和特征，在该附图中以相同的附图标记表示相同的元件，且在该附图中：
图1是根据本发明的优选实施例的示例性的浓缩物回收反渗透系统的处理流程示意图；
图2A是用于结合本发明的优选实施例使用的示例性反渗透单元12的处理流程示意图；
图2B是用于结合本发明的第一替代实施例使用的示例性反渗透单元12的处理流程示意图，在该实施例中，初级渗透限制被以与入口给水16的温度成比例或成反比例的方式的调整或另外控制；
图3A是用于结合本发明的优选实施例使用的且在优选发明的图1中所示的第一替代实施例中此处所示的浓缩物回收单元14的处理流程示意图；
图3B是用于结合优选发明的图1中所示的优选实施例使用的浓缩物回收单元14的第一替代实施例的详细处理流程示意图；
图3C是用于结合在图1中所示的优选实施例使用的且在用于减少浓缩物回收膜32的结垢的原系统中包含的浓缩物回收单元14的详细处理流程示意图；
图4是利用本发明且具有带有浓缩物回收的初级反渗透的实例的管道和仪表图(P&ID)；
图5是在现有技术中当前可用的类型且能够结合本发明使用的典型薄膜复合构件20的示意图；
图6A是用于结合本发明的优选实施例的教导、特征和优点的高效净水系统反渗透阵列的示例性构造的前视图；
图6B是该净水系统的后视图；
图6C是该净水系统的顶视图；
图6D是该净水系统的左侧视图;并且
图6Ｅ是该净水系统的右侧视图。
具体实施方式
现在说明示例性系统、方法、过程等。在下面的说明中，为了说明的目的，阐述很多具体细节以便有助于彻底理解该方法、系统、过程等。然而，可以明显的是，在不具有这些特定细节的情况下实施该方法、系统等。在其它例子中，公知的结构和装置被以方框图的形式示出，以简化说明。
如本应用中所使用的，术语“半渗透膜”或“聚酰胺膜”表示薄膜复合膜，诸如用于净化水的反渗透(RO)或纳米过滤(NF)膜、可溶无机离子诸如钠、钾、钙、镁、铁、氯化物、氟化物、碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐和二氧化硅被该膜分离，而水被允许渗透或穿过该膜。这些薄膜复合膜通常由三层构成：聚酯支撑网、多微孔聚砜内层和在顶表面上的超薄聚酰胺屏障层。如本应用中所使用的，本发明不仅仅依赖于任何特定类型或牌子的半渗透膜，但更确切地广泛地依赖于使用任何这种现有的或新开发的反渗透回收系统，该反渗透回收系统在浓缩物上利用二级回收以实现超过80%的回收。膜的设计可以为螺旋缠绕低压或“微咸水”反渗透膜、螺旋缠绕“高压”或“海水”反渗透膜、或板和框式膜或盘式膜。应该显而易见地，在本教导的后见之明的情况下，对于本领域中的一般技术人员将新发展的膜包含在该系统内。
如在本应用中所使用的，术语水的“硬度”指的是溶液中存在的水溶性的一价和多价离子。通常一价离子表示具有一价且通常习惯于指的是离子诸如钠、钾、铯、氯化物、氟化物、硝酸盐和元素周期表的其它一价阳离子。多价离子通常指的是具有二价或更多价的离子，且通常习惯于指的是离子诸如碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、铝、钡、钙、镁、锶、铬、铜、铅、镍、银、锡、钛、钒、锌和元素周期表的其它多价离子。从水去除“硬度”通常指的是将多价离子与水分离或防止多价离子穿过屏障，而允许一价离子诸如钠、钾、铯、氯化物、氟化物、硝酸盐和其它一价离子保持在水中或相反地渗透穿过屏障。通常，这些硬度离子在与某种一价、二价或多价阴离子诸如氟化物、碳酸盐、氢氧化物、磷酸盐和硫酸盐(即，氟化钙、碳酸钙或碳酸镁、硅酸钙或硅酸镁、硫酸钙)结合时的水溶性在与一价阳离子的化合物诸如氯化钠、碳酸钠或硫酸钠相比时是非常低的。这些多价阳离子的化合物因此被称为“微溶化合物”，且该术语会在本发明中使用。
就本发明的本文在附图中描述的优选实施例而言，提出实施本发明的最佳模式。
1.附图详细说明
根据本发明的优选实施例，参照的图1为标记为10的示例性的浓缩物回收反渗透系统的处理流程图。系统10包括与至少一个浓缩物回收单元14流体连通的初级反渗透单元12。
尽管不是该系统的新颖元件，但是预料到任何给水入口16可以是用于任何城市用水、工业水或三级用水，该三级用水可以经过通过任何合适的方法进行预处理，这会有效地分离悬浮固体且防止下游膜的过早结垢和“表面堵塞(surface blinding)”。如结合图2A中所示，示例性初级反渗透单元12用于净水中使用的任何其它常规类型，该初级反渗透单元12利用薄膜复合膜20以将溶解盐从预处理的给水源16去除。为了提供本发明的优选实施例的足够教导本领域中的一般技术人员如何实施本发明的特征和功能的实施，预料到如图5中大体示出，可以使用与由陶氏化学公司（“DOW”）提供的当前商标名称FlLMTECTM的薄膜复合膜类似的薄膜复合膜20。对于本领域中的一般技术人员还会明白，使用具有这种质量和规格的反渗透膜片会是基于备用源或供应商、唯一的工业性能标准或状况、新的可用设备或技术等能够改进或替代的设计选择。在使用这种自主品牌的薄膜复合膜中，在变化的操作条件下对这种膜的性能计算机建模可以是在系统构造上进行设计决定中的重要工具。对于DOW
FlLMTECTM反渗透膜的那些用户已知的一款这种工具是ROSA(反渗透系统分析)设计软件。该ROSA设计软件被不断地更新和发展以满足在新的操作需求或构造下的系统设计需要。给定包括广泛地功能性等价物，设计为水穿过膜20，而大部分的溶解盐不穿过该膜。理解的是，除了本公开中预料的其它操作构造之外，这些条件可以用于改进现有的ROSA软件参数。在这种之前未预料的设计标准的示例性实施例中，反渗透(RO)系统12作为错流过滤器操作，其中给水的一部分通常是75%穿过RO膜20，而一部分通常是25%被当做废水排出。ROSA设计软件的当前功能需要为每一个初级或二级回收进行单独的设计计算，且最终设计估算需要这些条件的迭代。明显的是，在本教导的后见之明的情况下，本领域中的一般技术人员利用任何功能上等同系统作为置换物，其中该置换物被认为等同于本创新。浓缩物22包含不能穿过膜20的可溶盐。渗透物24穿过膜20且为相对纯的水。
给水16被加压至被选择为系统10和膜20的全部操作的设计标准的水平。尽管该给水压力P1通常在100至600磅/平方英寸，且优选在200至400磅/平方英寸，但是本发明不取决于任何所使用的准确压力范围，而仅利用给水压力P1以提供驱使水穿过RO膜20所需的力，其中足够的驱动力用于产生给定量的渗透物24。预期到该压力P1至少取决于给水盐浓度、水温、反压力需求等。然而，在任何压力P1下，穿过膜20之后的渗透物压力P3通常相当低，诸如约在20至40磅/平方英寸之间，而浓缩物压力P2保持更高得多的压力，诸如约在100至600磅/平方英寸之间，考虑到该特定实例，优选是200至300磅/平方英寸。控制阀26用于调节最终浓缩物流28且还减少了适于排出的最终浓缩物压力。
尽管本优选实施例适应于很多常规工业状况，但已知在大多数地理位置处，在入口给水源16的条件下，可以存在季节变化。一个可以显著影响净水系统的这种季节变化是入口水温。随着入口给水源16的温度上升，存在穿过膜20的较大的驱动力，这样会实现较大的渗透物流24。因此，为了在这种状况下最优化净水系统10的效率，在渗透物流24中可能需要如结合图2B所示地包括流量限制机构25。尽管这种流量限制机构25可以是以其它常规流量限制的任何形式，不管是节流孔板、手动阀或类似的方法，但是为了使最坚固机构能够最优化本发明的目的，此处所示的流量限制机构25是渗透物流量调节阀25，该渗透物流量调节阀25能够被调节与入口温度T1成反比例或与入口压力P1成正比例，或另外基于初级渗透物流27a或初级浓缩物流27b的测量到流量的来调节。然而，应该注意到，在本发明的任何实施例的教导中对高效净水系统10的操作的必要限制包括某一形式的流量调节停止限制部以防止初级渗透物流24的完全停止。
在图2A或图2B的任一变体中，初级反渗透单元12会产生作为废水排出的最终浓缩物流28。取决于给水特性，预测最终浓缩物流28为通常在总浓缩物22的30至60%(且直到80%)之间的回收率下操作。回收率受到能够使反渗透膜结垢的微溶盐限制。平衡随着回收的浓缩物流30被转向，且随着浓缩物回收单元14的入口给料被引导，诸如结合示出了浓缩物回收单元的图3A所示，在该浓缩物回收单元中，多个初级薄膜回收膜32在此处被示出为彼此并行的三个初级薄膜回收膜32，且一起与反渗透容器33串联。如图3A中所示，在典型构造中，回收浓缩物流30被引导到附加组的作为浓缩物回收膜32的薄膜复合膜。预料到，数量可变的膜32可以以并行的方式的与回收浓缩物流30流体连通。为例证该情况，三个这种薄膜回收膜32示出在作为图3A的浓缩物回收单元14的一部分的并行构造。类似地，如图3B中所示，示出了替代物而等价的构造，在该替代物中使用了大量的膜32和反渗透容器33。如每个实施中所示，从每一个回收膜32排出的渗透物被收集在共用歧管中，且被连通到反渗透容器33(其中多个反渗透容器33被如图3B中示例地并行连接的方式使用)。类似地，，从每一个回收膜32排出的浓缩物被收集在单独的共用歧管中，且通过与反渗透容器33的浓缩物排出公共连接而连通，以作为结合的浓缩物回收渗透物34。
在任何实施例中，浓缩物30被从在初级RO单元的上游的浓缩物流量控制阀26抽出，在该浓缩物流量控制阀26处压力优选在100至600磅/平方英寸之间，且通常在200至300磅/平方英寸之间。浓缩物回收膜32被布置成阵列，使得浓缩物压力P4足以提供驱动浓缩物30穿过回收系统膜32所需的力。通过浓缩物回收系统14产生的渗透物34被引导回以供给初级RO单元12；因此，减少了系统操作需要的未加工的给水16的量。
浓缩物回收浓缩物流量由流动控制阀36控制，且浓缩物回收浓缩物被当做废水40排出。取决于给水特性，浓缩物回收系统通常在30至60%且直到高达80%的回收率下操作。回收率受到可以使反渗透膜结垢的微溶盐限制。取决于给水化学过程，根据具体情况来建立回收百分比率。
为了控制该结垢和通过增加的操作周期时间来提高总体回收，可以通过若干方式原位地实现膜的保护。如图3C中所示，用于降低膜结垢的一个预期手段可以是通过以相对小浓度的且与对于浓缩物回收单元14起到第二入口作用的初级浓缩物排出成相对比例地将阻垢剂或酸性化学品注入初级浓缩物排出中。作为可计算和可控的功能，通常被示作31，且基于系统中的朗热利耶饱和指数(有时被指为朗热利耶稳定指数)或LSIO指数的确定，可以注入这种阻垢剂。LSIO指数是一个用于预测水的碳酸钙的稳定性的计算出的数，且为浓缩物30是否会沉淀、溶解或与碳酸钙均衡的指示。预料到，LSI控制器31将计算浓缩物30会被饱和为碳酸钙的预测PH值，其称为PHs。LSI表示为实际系统PH和饱和PH之间的差：
LSI=PH(测量)–PHs。
对于LSI＞0，水是超饱和的且趋向于沉淀CaCO3垢层。
对于LSI＝0，水是饱和的(在平衡中)，CaCO3垢层既不沉淀也不溶解。
对于LSI<0，水是不饱和的且趋向于溶解固体CaCO3。
如果溶液30的实际PH33小于计算的饱和PH，LSI是负的且溶液具有很有限的结垢可能性。如果实际PH超过PHs，那么LSI是正的，且相对于CaCO3是超饱和的，溶液具有结垢的趋势。在增加的正指数值下，结垢可能性增加。在实践中，LSI在-0.5和+0.5之间情况下的溶液不会显示增强的矿物溶解或结垢特性。LSI在-0.5以下情况下的溶液趋向于显示显著提高的溶解能力，而LSI在+0.5以上情况下的溶液趋向于显示显著提高的结垢特性。
也是值得注意的，LSI是温度敏感的。LSI随着温度升高而变得更正。该温度升高可以导致结垢，且因此阻垢剂(anticalant)注入可以相对于该增加的温度被控制，且根据流体流量、溶液PH或导电性或其它适应的或计算的因素，以防止二级膜32结垢。
防止二级膜32结垢的这种除垢可以是重要行为以便整个系统10在全部操作时间基础上总体回收最大化。由于置换或清洁已结垢的膜32所需的停工期会导致一段时间的性能显著下降，使该情况的全部操作时间最小化可以造成总体回收提高超过80%。作为调整阻垢剂注入的替代物或连同调整阻垢剂一起使用，二级浓缩物回收膜30的另外防护方法可以包括初级渗透物流24穿过二级回收系统14的原位冲洗。图3C示出了这种原位清洁的渗透冲洗35的实例。
2.利用本发明的操作实例
在操作中，浓缩物回收单元利用了作为初级RO单元的正常操作参数的一部分的可用压力。对于回收处理不需要附加能量。如图6A至6E中示例性所示，浓缩物回收系统可以被改型到现有的RO单元，和被结合在新的RO设备上。此外，如连同图4所示，管道和利用本发明的并具有带有浓缩物回收的初级反渗透的实例的仪表图（P&ID）实例被示出，以便说明具有可以被维持的构造和根据本发明的教导可以实现的性能的实例。
已经为了阐述与说明的目的展示了本发明的特定实施例的前述说明，而该前述说明不旨在详尽说明或将本发明限制于公开的确切形式。根据以上教导，许多变型和变体是可能的。选择和说明实施例以便最佳地解释本发明的原理和它的实际应用，因此使其它的本领域中的一般技术人员能够最佳地利用本发明和适合于设想的特别应用的带有各种变型的各个变型。目的是本发明的范围通过所附权利要求书和它们的等同物限定。因此，本发明的范围仅由以上的权利要求书限制。
Claims (16)
1.一种净水系统，包括：
给水源；
初级反渗透单元，所述初级反渗透单元处理第一输入且具有第一渗透物排出和第一浓缩物排出；
至少一个浓缩物回收单元，所述浓缩物回收单元与所述第一浓缩物排出流体连通，在所述浓缩物回收单元中，所述浓缩物排出的至少一部分被进一步分成第二渗透物排出和第二浓缩物回收；
其中，所述第二渗透物回收和所述给水源与所述第一输入流体连通；并且
其中，所述第一渗透物回收和所述第二渗透物回收的组合能够连续回收所述给水源的至少80%。
2.根据权利要求1所述的净水系统，其中，所述给水源选自以下组：城市用水源、工业用水源和三级用水源。
3.根据权利要求2所述的净水系统，其中，所述初级反渗透单元包括至少一个薄膜回收膜。
4.根据权利要求3所述的净水系统，进一步包括：
所述浓缩物回收单元包括并行布置的多个复合反渗透膜模块，并且
每一个所述模块具有彼此结合并形成所述第二渗透物排出的渗透物排出，并且其中，每一个模块进一步具有彼此结合并形成所述第二浓缩物排出的浓缩物排出；
其中，利用所述初级反渗透单元的浓缩物压力的推压力且在没有输入附加能量的情况下，所述第一浓缩物排出被驱动成与所述浓缩物回收单元流体连通。
5.根据权利要求3所述的净水系统，其中，所述浓缩物回收单元进一步包括串联的至少一个附加反渗透级，用于将收集的渗透物与并行布置的所述多个复合反渗透膜模块分离。
6.根据权利要求5所述的净水系统，其中，所述附加反渗透级进一步包括多个附加的反渗透元件。
7.根据权利要求1所述的净水系统，其中，所述初级反渗透单元在200～400磅/平方英寸的范围中的压力下操作。
8.根据权利要求7所述的净水系统，其中，所述浓缩物回收在200～300磅/平方英寸的范围中的压力下操作。
9.根据权利要求2所述的净水系统，其中，通过过滤和以其它方式去除已知对于RO膜操作有害的材料，来对所述给水源进行预处理。
10.根据权利要求1所述的净水系统，其中，所述浓缩物回收系统适合于能够改型到现有的RO设备上。
11.根据权利要求3所述的净水系统，所述净水系统进一步包括：
流量限制机构，所述流量限制机构在所述渗透物流内；以及
流量调节停止限制部，所述流量调节停止限制部用于防止初级渗透物流的完全停止。
12.根据权利要求11所述的净水系统，其中，所述流量限制机构能够与入口温度T1成反比例或与入口压力P1成正比例地被调节，或另外基于所述初级渗透物流或所述初级浓缩物流的测量到的流量来调节。
13.根据权利要求3所述的净水系统，进一步包括如下的装置，所述装置用于通过将相对小浓度的且与所述初级浓缩物排出成相对比例的阻垢剂或酸性化学品直接注入所述初级浓缩物排出中来降低膜结垢。
14.根据权利要求13所述的净水系统，其中，用于降低膜结垢的所述装置进一步包括基于所述系统中的水的朗热利耶饱和指数的确定来注入所述阻垢剂作为可计算和可控的功能。
15.根据权利要求3所述的净水系统，进一步包括用于所述初级渗透物流穿过所述二级回收系统来原位“冲洗”的系统。
16.根据权利要求13所述的净水系统，进一步包括用于所述初级渗透物流穿过所述二次回收系统来原位“冲洗”的系统。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/964,874 US20120145634A1 (en) | 2010-12-10 | 2010-12-10 | High Efficiency Water Purification System |
| US12/964,874 | 2010-12-10 | ||
| PCT/US2011/064135 WO2012078975A1 (en) | 2010-12-10 | 2011-12-09 | High efficiency water purification system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103459326A true CN103459326A (zh) | 2013-12-18 |
Family
ID=46198242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011800673735A Pending CN103459326A (zh) | 2010-12-10 | 2011-12-09 | 高效净水系统 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20120145634A1 (zh) |
| EP (1) | EP2649013A4 (zh) |
| KR (1) | KR20140115934A (zh) |
| CN (1) | CN103459326A (zh) |
| AU (1) | AU2011338241A1 (zh) |
| CA (1) | CA2850565A1 (zh) |
| WO (1) | WO2012078975A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112805245B (zh) * | 2018-06-08 | 2023-06-06 | 英国石油勘探运作有限公司 | 用于监测ro和nf膜的预测性工具 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103547360B (zh) * | 2011-03-21 | 2016-12-21 | Abb研究有限公司 | 最大程度降低反渗透单元运行时的能耗的方法和系统 |
| US10245556B2 (en) | 2012-04-15 | 2019-04-02 | Ben Gurion University Of The Negev Research And Development Authority | Method and apparatus for effecting high recovery desalination with pressure driven membranes |
| WO2013156988A2 (en) * | 2012-04-15 | 2013-10-24 | Ben Gurion University | Method and apparatus for effecting high recovery desalination with pressure driven membranes |
| FR2991979B1 (fr) * | 2012-06-15 | 2017-10-20 | Osmotech | Dispositif et procede pour la production d'eau purifiee, notamment pour l'industrie pharmaceutique. |
| JP6049498B2 (ja) | 2013-02-25 | 2016-12-21 | 三菱重工業株式会社 | 逆浸透膜装置及びその運転方法 |
| CN103395904B (zh) * | 2013-07-18 | 2014-09-17 | 叶勋 | 纯水系统一级反渗透浓水节水装置 |
| US9422173B1 (en) * | 2015-07-27 | 2016-08-23 | Aqua Tru, Llc | Systems and methods for water filtration |
| US10603635B2 (en) * | 2016-05-04 | 2020-03-31 | Massachusetts Institute Of Technology | Multi-stage reverse osmosis systems and methods |
| US11684892B2 (en) | 2016-12-01 | 2023-06-27 | Pentair Residential Filtration, Llc | Water filtration system and method |
| US10864481B1 (en) * | 2018-08-20 | 2020-12-15 | Dileep Kumar Agnihotri | Energy efficient low-fouling high-recovery reverse osmosis system for brackish water desalination |
| BR112021003573A2 (pt) | 2018-08-29 | 2021-05-18 | Veolia Water Solutions & Technologies Support | processo para tratar uma água de alimentação. |
| CN112108000B (zh) * | 2019-06-20 | 2022-08-26 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 一种反渗透系统及其使用方法 |
| CN111039452A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-21 | 博迈科海洋工程股份有限公司 | 一种可移动式陆用工业污水高效处理方法 |
| US11389770B2 (en) | 2020-04-29 | 2022-07-19 | Sonny's Water Systems, LLC. | Apparatus for using permeate to flush a reverse osmosis filter |
| CN114394647A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-26 | 佛山市美的清湖净水设备有限公司 | 净水器 |
| CN114262025A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-01 | 佛山市美的清湖净水设备有限公司 | 净水器 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4080289A (en) * | 1975-02-28 | 1978-03-21 | Hitachi, Ltd. And Hitachi Plant Engineering And Construction Co., Ltd. | Apparatus for treating waste water or solution |
| EP0463605A1 (en) * | 1990-06-25 | 1992-01-02 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method and apparatus having reverse osmosis membrane for concentrating solution |
| US6074551A (en) * | 1998-04-30 | 2000-06-13 | Culligan Water Conditioning Of Fairfield County | Automatic cleaning system for a reverse osmosis unit in a high purity water treatment system |
| CN1311709A (zh) * | 1998-08-03 | 2001-09-05 | E-Cell公司 | 减少电去电离作用系统中结垢的方法 |
| US20040245177A1 (en) * | 2002-10-16 | 2004-12-09 | Anthony Pipes | Method and apparatus for parallel desalting |
| CN201144167Y (zh) * | 2007-10-18 | 2008-11-05 | 浙江飞英环境科技工程有限公司 | 末段产水回流型反渗透装置 |
| CN201304324Y (zh) * | 2008-11-25 | 2009-09-09 | 浙江四通环境工程有限公司 | 反渗透浓水回收利用装置 |
| US20090236235A1 (en) * | 2003-11-13 | 2009-09-24 | Siemens Water Technologies Holding Corp. | Water treatment system and method |
| WO2009156547A1 (es) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | Acciona Agua, S.A.U. | Procedimiento de desalinización y eliminación de boro del agua y equipo para llevar a cabo dicho procedimiento |
Family Cites Families (48)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4198293A (en) * | 1975-03-22 | 1980-04-15 | Hitachi, Ltd. | Tubular membrane separation process and apparatus therefor |
| JPS51109286A (zh) * | 1975-03-22 | 1976-09-28 | Hitachi Ltd | |
| DE2739335B2 (de) * | 1977-09-01 | 1980-01-10 | Blutspendedienst Der Landesverbaende Des Deutschen Roten Kreuzes Niedersachsen, Oldenburg Und Bremen Gemeinnuetzige Gmbh, 3257 Springe | Verfahren zur Gewinnung von keim- und teilchenfreiem Wasser fur medizinische Injektionen und für technische Zwecke |
| US4277344A (en) * | 1979-02-22 | 1981-07-07 | Filmtec Corporation | Interfacially synthesized reverse osmosis membrane |
| DE2907429A1 (de) * | 1979-02-26 | 1980-08-28 | Buckau Wolf Maschf R | Anlage zur aufbereitung von waessern durch umkehr-osmose |
| US5047154A (en) * | 1983-03-10 | 1991-09-10 | C.P.C. Engineering Company | Method and apparatus for enhancing the flux rate of cross-flow filtration systems |
| US4574049B1 (en) * | 1984-06-04 | 1999-02-02 | Ionpure Filter Us Inc | Reverse osmosis system |
| US4983305A (en) * | 1989-02-24 | 1991-01-08 | Oklejas Robert A | Power recovery pump turbine |
| FR2697446B1 (fr) * | 1992-11-03 | 1994-12-02 | Aquasource | Procédé de traitement d'un fluide contenant des matières en suspension et en solution, par utilisation de membranes de séparation. |
| US5501798A (en) * | 1994-04-06 | 1996-03-26 | Zenon Environmental, Inc. | Microfiltration enhanced reverse osmosis for water treatment |
| JPH08108048A (ja) | 1994-10-12 | 1996-04-30 | Toray Ind Inc | 逆浸透分離装置及び逆浸透分離方法 |
| US5670053A (en) * | 1995-08-07 | 1997-09-23 | Zenon Environmental, Inc. | Purification of gases from water using reverse osmosis |
| US8758720B2 (en) | 1996-08-12 | 2014-06-24 | Debasish Mukhopadhyay | High purity water produced by reverse osmosis |
| CA2186963C (en) * | 1996-10-01 | 1999-03-30 | Riad A. Al-Samadi | High water recovery membrane purification process |
| NO303324B1 (no) * | 1996-11-13 | 1998-06-29 | Norsk Hydro As | FremgangsmÕte for Õ fjerne sulfat fra konsentrerte MgCl2 l÷sninger |
| GB9705349D0 (en) * | 1997-03-14 | 1997-04-30 | Ici Plc | Treatment of effluent streams |
| US5997745A (en) * | 1998-04-08 | 1999-12-07 | Zenon Environmental Inc. | Method for producing high purity water using triple pass reverse osmosis (TPRO) |
| US6508936B1 (en) * | 1997-10-01 | 2003-01-21 | Saline Water Conversion Corporation | Process for desalination of saline water, especially water, having increased product yield and quality |
| US6398965B1 (en) | 1998-03-31 | 2002-06-04 | United States Filter Corporation | Water treatment system and process |
| JP4363703B2 (ja) * | 1998-10-20 | 2009-11-11 | 日東電工株式会社 | 造水方法 |
| JP4472050B2 (ja) * | 1998-10-20 | 2010-06-02 | 日東電工株式会社 | 造水装置および造水方法 |
| DE69924085T2 (de) * | 1998-12-21 | 2005-08-11 | Nitto Denko Corp., Ibaraki | Hochdurchlässige Komposit-Umkehrosmosemembran und Verfahren zu deren Herstellung |
| WO2000041800A1 (fr) * | 1999-01-14 | 2000-07-20 | Toray Industries, Inc. | Membrane semi-permeable composite, procede de fabrication et procede de purification d'eau a l'aide de cette membrane |
| US6139740A (en) * | 1999-03-19 | 2000-10-31 | Pump Engineering, Inc. | Apparatus for improving efficiency of a reverse osmosis system |
| US6190558B1 (en) * | 1999-04-01 | 2001-02-20 | Nimbus Water Systems, Inc. | Reverse osmosis purification system |
| US6783682B1 (en) | 1999-08-20 | 2004-08-31 | L.E.T., Leading Edge Technologies Limited | Salt water desalination process using ion selective membranes |
| US6468431B1 (en) * | 1999-11-02 | 2002-10-22 | Eli Oklelas, Jr. | Method and apparatus for boosting interstage pressure in a reverse osmosis system |
| US6702944B2 (en) * | 2000-07-07 | 2004-03-09 | Zenon Environmental Inc. | Multi-stage filtration and softening module and reduced scaling operation |
| US6406624B1 (en) * | 2000-11-20 | 2002-06-18 | Devos Jerry J. | Flocculation apparatus and apparatus for floating upwardly in a liquid and for moving downwardly in the liquid under the influence of gravity |
| AU2002307547A1 (en) | 2001-04-24 | 2002-11-05 | Unit Instruments, Inc. | System and method for configuring and asapting a mass flow controller |
| US7320756B2 (en) * | 2001-05-05 | 2008-01-22 | Debasish Mukhopadhyay | Method and apparatus for treatment of feedwaters by membrane separation under acidic conditions |
| US6868309B1 (en) * | 2001-09-24 | 2005-03-15 | Aksys, Ltd. | Dialysis machine with symmetric multi-processing (SMP) control system and method of operation |
| WO2003040042A1 (en) * | 2001-11-05 | 2003-05-15 | Bionomics Ltd. | Apparatus and method for producing purified water having high microbiological purity by using a reverse osmosis membrane assembly |
| EP1329425A1 (en) * | 2002-01-18 | 2003-07-23 | Toray Industries, Inc. | Desalination method and desalination apparatus |
| US6881336B2 (en) | 2002-05-02 | 2005-04-19 | Filmtec Corporation | Spiral wound element with improved feed space |
| US7081205B2 (en) * | 2002-10-08 | 2006-07-25 | Water Standard Company, Llc | Mobile desalination plants and systems, and methods for producing desalinated water |
| US20070181473A1 (en) * | 2003-01-22 | 2007-08-09 | Thomas Manth | Water desalination installation |
| US20050006295A1 (en) | 2003-02-10 | 2005-01-13 | Upen Bharwada | Water treatment system |
| ATE457819T1 (de) * | 2003-12-07 | 2010-03-15 | Univ Ben Gurion | Verfahren und system zur verbesserung der rückgewinnung und verhinderung der bildung von ablagerungen durch fällung bei druckgetriebenen membranverfahren |
| EP1726353A1 (en) * | 2005-05-25 | 2006-11-29 | Johnson Diversey, Inc. | Membrane filtration of a product |
| ES2714171T3 (es) * | 2005-06-23 | 2019-05-27 | Ben Gurion Univ Of The Negev Research And Development Authority | Métodos para reposicionar elementos de flujo en una estructura de flujo cónico |
| US20070119782A1 (en) * | 2005-11-30 | 2007-05-31 | Rawson James Rulon Y | Method and system for controlling corrosivity of purified water |
| WO2007064831A1 (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-07 | Kinetico Incorporated | Membrane flushing system |
| US20080290033A1 (en) * | 2007-05-25 | 2008-11-27 | Camp Dresser & Mckee, Inc. | Method and apparatus for recovery of water containing silica |
| AU2008202302A1 (en) | 2008-05-22 | 2009-12-10 | Al-Samadi, Riad Dr | High Water Recovery Membrane Purification Process |
| MX2011001303A (es) | 2008-08-05 | 2011-08-15 | Aquatech Int Corp | Proceso hibrido de recuperacion mejorado con osmosis inversa. |
| SG170105A1 (en) * | 2008-11-28 | 2011-04-29 | Kobelco Eco Solutions Co Ltd | Method and apparatus for generating fresh water, and method and apparatus for desalinating sea water |
| GB0918800D0 (en) * | 2009-10-27 | 2009-12-09 | Vws Westgarth Ltd | Fluid treatment apparatus and method |
-
2010
- 2010-12-10 US US12/964,874 patent/US20120145634A1/en not_active Abandoned
-
2011
- 2011-12-09 WO PCT/US2011/064135 patent/WO2012078975A1/en active Application Filing
- 2011-12-09 AU AU2011338241A patent/AU2011338241A1/en not_active Abandoned
- 2011-12-09 EP EP11846551.7A patent/EP2649013A4/en not_active Withdrawn
- 2011-12-09 KR KR1020137018087A patent/KR20140115934A/ko not_active Application Discontinuation
- 2011-12-09 CN CN2011800673735A patent/CN103459326A/zh active Pending
- 2011-12-09 CA CA2850565A patent/CA2850565A1/en active Pending
- 2011-12-27 US US13/337,522 patent/US8691095B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4080289A (en) * | 1975-02-28 | 1978-03-21 | Hitachi, Ltd. And Hitachi Plant Engineering And Construction Co., Ltd. | Apparatus for treating waste water or solution |
| EP0463605A1 (en) * | 1990-06-25 | 1992-01-02 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method and apparatus having reverse osmosis membrane for concentrating solution |
| US6074551A (en) * | 1998-04-30 | 2000-06-13 | Culligan Water Conditioning Of Fairfield County | Automatic cleaning system for a reverse osmosis unit in a high purity water treatment system |
| CN1311709A (zh) * | 1998-08-03 | 2001-09-05 | E-Cell公司 | 减少电去电离作用系统中结垢的方法 |
| US20040245177A1 (en) * | 2002-10-16 | 2004-12-09 | Anthony Pipes | Method and apparatus for parallel desalting |
| US20090236235A1 (en) * | 2003-11-13 | 2009-09-24 | Siemens Water Technologies Holding Corp. | Water treatment system and method |
| CN201144167Y (zh) * | 2007-10-18 | 2008-11-05 | 浙江飞英环境科技工程有限公司 | 末段产水回流型反渗透装置 |
| WO2009156547A1 (es) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | Acciona Agua, S.A.U. | Procedimiento de desalinización y eliminación de boro del agua y equipo para llevar a cabo dicho procedimiento |
| CN201304324Y (zh) * | 2008-11-25 | 2009-09-09 | 浙江四通环境工程有限公司 | 反渗透浓水回收利用装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112805245B (zh) * | 2018-06-08 | 2023-06-06 | 英国石油勘探运作有限公司 | 用于监测ro和nf膜的预测性工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2649013A1 (en) | 2013-10-16 |
| EP2649013A4 (en) | 2015-06-24 |
| US20120145636A1 (en) | 2012-06-14 |
| CA2850565A1 (en) | 2012-06-14 |
| AU2011338241A1 (en) | 2013-08-01 |
| US8691095B2 (en) | 2014-04-08 |
| WO2012078975A1 (en) | 2012-06-14 |
| US20120145634A1 (en) | 2012-06-14 |
| KR20140115934A (ko) | 2014-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103459326A (zh) | 高效净水系统 | |
| US8206589B2 (en) | Desalination system and method for integrated treatment of brackish concentrate and seawater | |
| EP1982958A1 (en) | Plant for the desalination/purification of brackish water and industrial waste with zero liquid discharge | |
| CN105152399A (zh) | 一种反渗透集装箱式海水淡化装置及其产水工艺 | |
| Khawaji et al. | A 13.3 MGD seawater RO desalination plant for Yanbu Industrial City | |
| Boulahfa et al. | Demineralization of brackish surface water by reverse osmosis: The first experience in Morocco | |
| CN102249434B (zh) | 超高回收率废水处理工艺及其浓水高温反渗透处理设备 | |
| Rioyo et al. | A review of strategies for RO brine minimization in inland desalination plants | |
| Balasubramanian | A brief review on best available technologies for reject water (brine) management in industries | |
| CN102674591A (zh) | 煤井水制取饮用水的方法和装置 | |
| CN205222857U (zh) | 一种反渗透集装箱式海水淡化装置 | |
| Linares et al. | Recent developments in forward osmosis processes | |
| CN201065345Y (zh) | 海水淡化制取超纯水装置 | |
| Rao et al. | Volume 1: survey of available information in support of the energy-water bandwidth study of desalination systems | |
| Gilron et al. | Brine treatment and high recovery desalination | |
| Voutchkov | Desalination–water for the next generation | |
| Voutchkov et al. | Desalination process technology | |
| Lozier et al. | Evaluating traditional and innovative concentrate treatment and disposal methods for water recycling at Big Bear Valley, California | |
| Buhrmann et al. | Treatment of industrial wastewater for reuse | |
| Johnson et al. | VSEP treatment of RO reject from brackish well water | |
| Erdal et al. | Evaluating traditional and innovative concentrate treatment and disposal methods for water recycling at big bear valley, California | |
| Stover | A primer on reverse osmosis technology | |
| Ezzeghni | Designing and optimizing 10,000 m3/day conventional SWRO desalination plant | |
| Manikonda | The Future is Now: Concentrate Management is Transforming Municipal and Industrial Water Supply | |
| Ezzeghni | College of Engineering Technology–Janzour Chemical Engineering Department |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20131218 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |