CN105536541A - 一种正渗透处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种正渗透处理系统，包括原料循环单元、正渗透装置、汲取液循环单元和膜蒸馏单元，所述正渗透装置连接所述原料循环单元和所述汲取液循环单元；所述原料循环单元包括依次连通的原料液箱、原料液泵和原料过滤器，所述原料液箱、所述原料液泵、所述原料过滤器和所述正渗透装置依次连通构成原料循环回路；所述汲取液循环单元包括依次连通的汲取液箱和汲取液泵，所述汲取液箱、所述汲取液泵和所述正渗透装置依次连通构成汲取液循环回路；所述膜蒸馏单元包括依次连通的膜蒸馏元件和冷凝器，以及真空泵。本发明的有益效果是：所述正渗透处理系统提高所述正渗透装置的渗透效率。
Description
技术领域
本发明涉及正渗透技术领域，具体为一种正渗透处理系统。
背景技术
正渗透（FO）也称渗透，是自然界广泛存在的一种现象。从19世纪60年代至今，反渗透历经长时间的发展，最终成为当今世界最成功的膜技术之一。相对与反渗透而言，正渗透原理清楚，但是过程应用技术还处在萌芽期。正渗透是基于膜片两侧溶液的渗透压差，将水从低渗透侧汲取至高渗透压侧，导致高渗透压侧溶液被稀释，低渗透侧溶液被浓缩，最终两侧渗透压平衡，渗透过程达到稳态。
为满足渗透长时间、连续进行，就需要汲取液渗透压长时间保持不变或更高。目前，国际上通常采用的汲取液包括碳酸铵体系或氯化钠体系。其中，碳酸铵体系的汲取液调试困难，且氨气容易挥发到空气或水中造成二次污染；氯化钠体系的汲取液一般采用5.5%的氯化钠溶液，由于其渗透压相对较低，汲取速度较慢。而且，随着汲取过程的进行，水分进入所述汲取液中，会导致所述汲取液的渗透压下降，从而进一步地降低汲取速度。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种正渗透处理系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种正渗透处理系统，包括原料循环单元、正渗透装置、汲取液循环单元和膜蒸馏单元，所述正渗透装置连接所述原料循环单元和所述汲取液循环单元，且所述膜蒸馏单元部分设于所述汲取液循环单元内部；所述原料循环单元包括依次连通的原料液箱、原料液泵和原料过滤器，所述原料液箱、所述原料液泵、所述原料过滤器和所述正渗透装置依次连通构成原料循环回路；所述汲取液循环单元包括依次连通的汲取液箱和汲取液泵，所述汲取液箱、所述汲取液泵和所述正渗透装置依次连通构成汲取液循环回路；所述膜蒸馏单元包括依次连通的膜蒸馏元件和冷凝器，以及提供冷凝水流动驱动力的真空泵，所述冷凝器的两端连通所述膜蒸馏元件和所述真空泵，所述膜蒸馏元件浸泡在所述汲取液箱内。
优选地，所述正渗透装置包括原料液进口、原料液出口、汲取液进口和汲取液出口。
优选地，所述正渗透装置的原料液进口和原料液出口分别连通所述原料循环单元；所述正渗透装置的汲取液进口和汲取液出口分别连通所述汲取液循环单元。
优选地，所述原料液箱包括原料箱出口和原料箱进口，所述原料液泵的两端分别与所述原料箱出口和所述原料过滤器连通，所述原料过滤器与所述原料液进口连通，且所述原料液出口与所述原料箱进口连通。
优选地，所述正渗透装置包括正渗透膜元件和收容所述正渗透膜元件的正渗透壳体。
优选地，所述正渗透膜元件将所述正渗透壳体内的空间分割为原料空间和汲取液空间；所述原料液进口和所述原料液出口分别与所述原料空间连通，所述汲取液进口和所述汲取液出口分别与所述汲取液空间连通。
优选地，所述正渗透膜元件是卷式膜元件。
优选地，汲取液箱包括汲取液箱出口和汲取液箱进口，所述汲取液箱进口与所述汲取液出口连通，所述汲取液箱出口通过所述汲取液泵与所述汲取液进口连通。
本发明的有益效果是：所述正渗透处理系统不仅通过所述正渗透装置对所述原料进行浓缩，还通过设置所述膜蒸馏单元对所述汲取液内的水分进行膜蒸馏分离，从而实现所述正渗透技术和所述膜蒸馏技术的相互结合，从而保证了正渗透汲取液浓度始终保持在较高渗透压条件下进入所述正渗透装置内，进而提高所述正渗透装置的渗透效率。
此外，所述原料循环单元内，根据浓缩和处理的原料的不同，所述原料过滤器可以对其过滤的滤渣和虑沫选择回收或按废物处理。
而且，所述正渗透装置内，所述正渗透膜元件是卷式膜元件，其不仅减小了所述正渗透装置的占地面积，还大幅度提高了所述正渗透装置的渗透效率；所述原料和所述汲取液的流动方向相反，从而进一步地提高所述正渗透膜单元的渗透效率。
附图说明
图1是本发明提供的正渗透处理系统的结构图；
图中：100、正渗透处理系统，10、原料循环单元，20、正渗透装置，30、汲取液循环单元，40、膜蒸馏单元，11、原料液箱，12、原料液泵，13、原料过滤器，21、正渗透膜元件，22、正渗透壳体，31、汲取液箱，32、汲取液泵，41、膜蒸馏元件，42、冷凝器，43、真空泵，111、原料箱出口，112、原料箱进口，201、原料液进口，202、原料液出口，203、汲取液进口，204、汲取液出口，311、汲取液箱出口，312、汲取液箱进口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，所述正渗透处理系统100包括原料循环单元10、正渗透装置20、汲取液循环单元30和膜蒸馏单元40，所述正渗透装置20连接所述原料循环单元10和所述汲取液循环单元30，且所述膜蒸馏单元40部分设于所述汲取液循环单元30内部。
其中，所述正渗透装置20包括原料液进口201、原料液出口202、汲取液进口203和汲取液出口204。所述正渗透装置20的原料液进口201和原料液出口202分别连通所述原料循环单元10；所述正渗透装置20的汲取液进口203和汲取液出口204分别连通所述汲取液循环单元30。
所述原料循环单元10包括依次连通的原料液箱11、原料液泵12和原料过滤器13。其中，所述原料液箱11、所述原料液泵12、所述原料过滤器13和所述正渗透装置20依次连通构成原料循环回路。
而且，所述原料液箱11包括原料箱出口111和原料箱进口112。具体地，所述原料液泵12的两端分别与所述原料箱出口111和所述原料过滤器13连通，所述原料过滤器13与所述原料液进口201连通，且所述原料液出口202与所述原料箱进口112连通。
所述原料过滤器13用于过滤所述原料中的滤渣和高浓度虑沫。而且，根据浓缩和处理的原料的不同，所述原料过滤器13可以对其过滤的滤渣和虑沫选择回收或按废物处理。
在所述原料循环回路中，原料从所述原料液箱11的原料液出口111进入所述原料液泵12中，然后进入所述原料过滤器13内进行过滤，接着从所述原料液进口201进入所述正渗透装置20中进行正渗透浓缩，最后从所述原料液出口202流出正渗透装置20，并通过所述原料箱进口112流回所述原料液箱11，从而完成一次所述原料的循环过程。
在本实施例中，所述正渗透装置20包括正渗透膜元件21和收容所述正渗透膜元件21的正渗透壳体22。其中，所述正渗透膜元件21将所述正渗透壳体22内的空间分割为原料空间和汲取液空间。而且，所述原料液进口201和所述原料液出口202分别与所述原料空间连通，所述汲取液进口203和所述汲取液出口204分别与所述汲取液空间连通。
优选地，所述正渗透膜元件21是卷式膜元件，其具有在相同空间内膜面积最大和渗透量最高的特点，从而不仅减小了所述正渗透装置20的占地面积，还大幅度提高了所述正渗透装置20的渗透效率。
而且，在所述真渗透装置20内部，所述原料和所述汲取液的流动方向相反，从而有助于提高所述正渗透膜单元21的渗透效率。
所述汲取液循环单元30包括依次连通的汲取液箱31和汲取液泵32。其中，所述汲取液箱31、所述汲取液泵32和所述正渗透装置20依次连通构成汲取液循环回路。
而且，汲取液箱31包括汲取液箱出口311和汲取液箱进口312。具体地，所述汲取液箱进口312与所述汲取液出口204连通，所述汲取液箱出口311通过所述汲取液泵32与所述汲取液进口205连通。
在所述汲取液循环回路中，汲取液从所述汲取液箱31的汲取液箱出口31进入所述汲取液泵32内，然后通过所述汲取液进口205进入所述正渗透装置20内进行正渗透汲取水分，接着通过所述汲取液出口204流出所述正渗透装置20，最后通过所述汲取液箱进口312流回所述汲取液箱31内，从而完成一次所述汲取液的循环过程。
所述膜蒸馏单元40包括依次连通的膜蒸馏元件41和冷凝器42，以及提供冷凝水流动驱动力的真空泵43。其中，所述冷凝器42的两端连通所述膜蒸馏元件41和所述真空泵43。
所述膜蒸馏元件41浸泡在所述汲取液箱31内，用于分离所述汲取液箱31内汲取液中的水分，从而保证所述汲取液的渗透压。所述真空泵43通过所述冷凝器42向所述膜蒸馏元件41提供负压，从而促使所述汲取液内的水分渗入所述膜蒸馏元件41内。
在所述膜蒸馏单元40内，所述真空泵43为所述膜蒸馏元件41提供水分渗透的负压驱动力，且进入所述膜蒸馏元件41内的水分通过所述冷凝器42冷凝后，直接排出。由于所述膜蒸馏单元40对所述汲取液内水分的分离操作，可以将所述汲取液浓度提高10%以上，从而提高所述汲取液的汲取能力。而且，相较于反渗透分离技术，所述膜蒸馏单元40的膜蒸馏技术对所述汲取液水分的分离效果可以提高5%左右。
相较于现有技术，本发明提供的正渗透处理系统100不仅通过所述正渗透装置20对所述原料进行浓缩，还通过设置所述膜蒸馏单元40对所述汲取液内的水分进行膜蒸馏分离，从而实现所述正渗透技术和所述膜蒸馏技术的相互结合，从而保证了正渗透汲取液浓度始终保持在较高渗透压条件下进入所述正渗透装置20内，进而提高所述正渗透装置20的渗透效率。
此外，所述原料循环单元10内，根据浓缩和处理的原料的不同，所述原料过滤器13可以对其过滤的滤渣和虑沫选择回收或按废物处理。
而且，所述正渗透装置20内，所述正渗透膜元件21是卷式膜元件，其不仅减小了所述正渗透装置20的占地面积，还大幅度提高了所述正渗透装置20的渗透效率；所述原料和所述汲取液的流动方向相反，从而进一步地提高所述正渗透膜单元21的渗透效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种正渗透处理系统，其特征在于，包括原料循环单元、正渗透装置、汲取液循环单元和膜蒸馏单元，所述正渗透装置连接所述原料循环单元和所述汲取液循环单元，且所述膜蒸馏单元部分设于所述汲取液循环单元内部；
所述原料循环单元包括依次连通的原料液箱、原料液泵和原料过滤器，所述原料液箱、所述原料液泵、所述原料过滤器和所述正渗透装置依次连通构成原料循环回路；
所述汲取液循环单元包括依次连通的汲取液箱和汲取液泵，所述汲取液箱、所述汲取液泵和所述正渗透装置依次连通构成汲取液循环回路；
所述膜蒸馏单元包括依次连通的膜蒸馏元件和冷凝器，以及提供冷凝水流动驱动力的真空泵，所述冷凝器的两端连通所述膜蒸馏元件和所述真空泵，所述膜蒸馏元件浸泡在所述汲取液箱内。
2.根据权利要求1所述的正渗透处理系统，其特征在于，所述正渗透装置包括原料液进口、原料液出口、汲取液进口和汲取液出口。
3.根据权利要求2所述的正渗透处理系统，其特征在于，所述正渗透装置的原料液进口和原料液出口分别连通所述原料循环单元；所述正渗透装置的汲取液进口和汲取液出口分别连通所述汲取液循环单元。
4.根据权利要求2所述的正渗透处理系统，其特征在于，所述原料液箱包括原料箱出口和原料箱进口，所述原料液泵的两端分别与所述原料箱出口和所述原料过滤器连通，所述原料过滤器与所述原料液进口连通，且所述原料液出口与所述原料箱进口连通。
5.根据权利要求2所述的正渗透处理系统，其特征在于，所述正渗透装置包括正渗透膜元件和收容所述正渗透膜元件的正渗透壳体。
6.根据权利要求5所述的正渗透处理系统，其特征在于，所述正渗透膜元件将所述正渗透壳体内的空间分割为原料空间和汲取液空间；所述原料液进口和所述原料液出口分别与所述原料空间连通，所述汲取液进口和所述汲取液出口分别与所述汲取液空间连通。
7.根据权利要求5所述的正渗透处理系统，其特征在于，所述正渗透膜元件是卷式膜元件。
8.根据权利要求2所述的正渗透处理系统，其特征在于，汲取液箱包括汲取液箱出口和汲取液箱进口，所述汲取液箱进口与所述汲取液出口连通，所述汲取液箱出口通过所述汲取液泵与所述汲取液进口连通。
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