CN111992044B - 节能超高倍浓缩膜组件及其膜袋和水处理系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水处理领域，一种节能高倍浓缩膜组件，包括膜壳、产水管和膜袋，膜壳用于容纳膜袋和产水管，膜袋将膜壳内空间分隔为高浓度侧和产水侧，膜袋具有敞口端，膜袋内部空间设有自敞口端开始延伸并使膜袋内表面贴合的粘接边，粘接边将产水侧分隔为相互连通的盐水注入区和混合液输出区，产水管的内腔包括互不联通的盐水通道和混合液通道，膜袋通过其敞口端与产水管的内腔连通，盐水注入区与盐水通道连通，混合液输出区与混合液通道连通，膜壳两端分别具有与高浓度侧连通的原水接口和浓水接口。本发明在产水侧注入盐水，降低了高浓度侧与产水侧的反渗透压，减小了待处理液从反渗透膜高浓度侧流向产水侧的驱动压力，节约了运行能耗。

Description

节能超高倍浓缩膜组件及其膜袋和水处理系统与方法

技术领域

本发明属于水处理领域，尤其涉及一种节能超高倍浓缩膜组件及其膜袋、水处理系统与方法。

背景技术

随着环保政策的愈发严格，以及人们环保意识的逐渐增强，近年来，诸多行业要求对废水进行资源化利用，废水的近零排放也被提上了日程。在废水近零排放和资源化利用的过程中，反渗透技术得到了最广泛和有效的应用。目前在反渗透膜应用领域，卷式膜(RO)及碟管式膜组件(DTRO)以及网管式开放流道膜组件(STRO)占有主导市场。但上述的膜元件或组件在应用的过程中，还存在一些技术上的缺陷和不足：

1、不管是现有的普通卷式反渗透还是碟管式膜组件还是网管式开放流道膜组件，因其反渗透膜的高截留率，理论上几乎可以截留所有阴阳离子、有机物、悬浮物等所有污染因子，其产水侧几乎为纯净水，而进水侧/浓水侧盐分及其余污染物含量相对极高，造成了其与产水侧形成了较为严重的浓差极化，需要将溶剂(水)从高浓度侧(进水侧/浓水侧)压向低浓度侧(产水侧)的驱动压力就越大，故在一定的条件下，所需要的高压泵的扬程就越高，系统所消耗的电能就越大。

2、同理，现有所有反渗透膜的结构及其运行方式，在对待处理物料浓缩的过程中，研究的方向均在提高其运行压力以获得更高的浓缩倍率。现有90bar的处理系统中，考虑到其升压过程，氯化钠为主的含盐废水最终浓缩终点在80000mg/L左右，硫酸钠为主的废水浓缩终点在130000mg/L左右。其离各溶质的饱和浓度相差甚远，浓缩终点浓度无法再进一步提升，在不采用更高压力的系统的前提下，其后端的蒸发浓缩段的处理量无法再进一步缩减，蒸发器的投资成本和运行成本无法进一步下降。

3、现有所有反渗透膜的结构及其运行方式，产水侧透过液均为进水侧几乎绝对过滤后的产物，其盐分浓度很低，且产水侧流量有限，流速较低，在污水处理运行过程中，很容易导致产水侧造成微生物滋生，造成反渗透膜片产水侧微生物污堵和产水的污染。反渗透产水侧在特定压力的条件下，溶液(水)无条件透过，虽然在反渗透膜进水侧形成了错流过滤，但在垂直膜的表面，还是可能有很较大的分子或悬浮物，在高压状态下嵌入膜的过滤孔道，造成反渗透膜的及难恢复的污堵。

现有反渗透膜产品上述缺陷和不足，影响这反渗透膜在废水近零排放和资源化利用中的更广泛的推广和应用。因此，研究能够更节能、更能提高浓缩倍率、更能节约整体工艺投资成本、具有更高抗污堵性能的反渗透膜产品及其应用技术意义重大。

发明内容

为了解决现有技术存在的膜组件废水浓缩终点较低的问题，本发明提供一种节能超高倍浓缩膜组件及其膜袋、处理装置和处理系统与方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种节能高倍浓缩膜组件，包括膜壳、产水管和膜袋，所述膜壳用于容纳所述膜袋和所述产水管，所述膜袋将膜壳内空间分隔为位于其外部的高浓度侧和位于其内部空间的产水侧，所述膜袋具有敞口端，所述膜袋内部空间设有自所述敞口端开始延伸并使所述膜袋内表面贴合的粘接边，所述粘接边将所述产水侧分隔为相互连通的盐水注入区和混合液输出区，所述产水管的内腔包括互不联通的盐水通道和混合液通道，所述膜袋通过其敞口端与所述产水管的内腔连通，所述盐水注入区与所述盐水通道连通，所述混合液输出区与所述混合液通道连通，所述膜壳两端分别具有与所述高浓度侧连通的原水接口和浓水接口。

本发明通过在膜袋内腔通入一定浓度的盐水，提高了产水侧的浓度，降低了高浓度侧与产水侧的反渗透压，进而能够减小待处理液体从高浓度侧流向产水侧的驱动压力，降低了高压泵所需要的扬程，从而节约了运行能耗，同时使得浓水接口的出水浓度终点更高，并通过粘接边的阻隔作用能够将盐水由盐水注入区流向混合液输出区，进而将盐水与产水侧的液体尽量多的接触混合，避免盐水通道和混合液通道直接连通所造成的短流，无法有效提高产水侧浓度的问题。

作为优选，所述的膜袋由两个边缘粘接的反渗透膜片形成的内部中空的结构，两个所述反渗透膜片之间还设有导流格网，所述粘接边将膜袋内表面分别在所述导流格网的两侧粘结在一起。

具体地，所述的膜袋缠绕在所述产水管上形成芯体，所述芯体外周设置有密封层，所述芯体两端设置有抗应力盘。具体可将多个膜袋敞口一端与所述产水管连接，并在相邻两个膜袋之间设置有一边与所述产水管连接的进水管网层，所有膜袋与产水管网层呈以产水管为中心向周围发射状排列，再将所有膜袋与产水管网层朝同一个方向旋转紧致缠绕在所述产水管上，形成所述芯体，并在芯体膜外周用玻璃纤维及环氧树脂胶进行缠绕包裹密封，再在芯体两端安装抗应力盘，用于及进水应力的传递与分散，具体可将抗应力盘可设置为申请号201811066227.0中公开的抗应力盘的结构，为了更好的将芯体密封，需在抗应力盘与膜壳之间设置芯体密封圈。

进一步地，所述的膜壳两端均具有法兰端盖，所述原水接口和浓水接口分别设置在所述膜壳两端的法兰端盖上，所述的法兰端盖靠近所述膜袋的一侧还设置有导流盘，另一侧设置有护环片，所述原水接口和所述浓水接口分别与对应的导流盘连接。为了实现更好的密封性，在法兰端盖与膜壳之间设置端盖密封圈，在导流盘与端盖之间设置导流盘密封圈，导流盘可采用申请号为201811066227.0中公开的旋流式导流盘结构；护环片可通过固定螺丝固定在法兰端盖上。

具体地，所述的产水管内设置有直径小于所述产水管的拉杆，所述拉杆两端分别穿过所述膜壳两端的法兰端盖，所述拉杆的两端具有螺纹，并以固定螺母固定，且所述膜壳两端的法兰端盖与拉杆之间有均设置有集水配水套，且集水配水套的内径大于所述拉杆的直径，其中一个所述集水配水套与所述拉杆之间形成的通道与所述盐水通道连通，且该集水配水套上设置有盐水注入接口，另一个所述集水配水套与所述拉杆之间的通道与所述混合液通道连通，且该集水配水套上设置有混合液出口。通过盐水注入接口可向盐水通道内通入一定浓度的盐水，通过混合液出口可将混合液通道内液体排出。为达到密封要求，所述集水配水套靠近膜袋的一端与导流盘之间设置有密封圈，另一端与拉杆之间设置有密封圈。

作为优选，所述的产水管由两段插接组成，所述产水管的插接处与拉杆之间设置有密封圈进而将所述产水管与所述拉杆之间的通道分隔为互不联通的所述盐水通道和所述混合液通道。将产水管设为两段以插接形式拼接，安装方便，具体可将其中一段的一端设置为扩口端，另一段的一端设置为缩口端(两段产水管的外径相同)，以缩口端插入扩口端进而将两段拼接形成产水管，并将插接处固定和密封，并在插接处设置密封圈，进而将拉杆与产水管之间的间隙通道分隔成互不连通的两段，即盐水通道和混合液通道，避免了盐水在产水管内直接由盐水通道短流进入混合液通道而不经过膜袋产水侧。

作为优选，所述的混合液出口与所述原水接口位于所述膜壳的同一端，所述盐水注入接口与所述浓水接口位于所述膜壳的同一端。这样设置使得盐水流动方向与膜壳内高浓度侧的流向相反，形成逆向流动。随着待处理液体从原水接口向浓水接口的流动，其浓度会逐渐增加，其与产水侧的浓度差也会随之逐渐增加，而逆向流动的盐水浓度会随着产水侧透过液的混入而慢慢降低，故两者逆向流动更加有利于降低高浓度侧和产水侧之间的浓差极化，有利于降低其操作压力并延缓其升压的过程。

本发明还提供了一种膜袋，其结构如上述膜组件中的膜袋结构。

本发明还提供一种水处理系统，包括反渗透组件、循环盐水箱和上述的膜组件，所述循环盐水箱通过盐水注水泵与所述盐水通道连通，所述混合液通道通过混合液泵与所述反渗透组件的原水进口连通，所述反渗透组件的浓水出口与所述循环盐水箱连接，所述膜组件的原水接口通过高压泵与待处理液进水管连接，所述浓水接口与浓缩液出水管连接。排出的混合液可通过常规的反渗透组件进行浓缩处理，反渗透组件通过浓水出口将浓缩的混合液排出至循环盐水箱，循环盐水箱中的盐水再经过盐水注入泵通入上述膜组件中，进而盐水可重复利用。

作为优选，为了达到更高的浓缩倍数，所述的膜组件数量为两个或两个以上，第n个所述膜组件的原水接口与第n-1个所述膜组件的浓水接口连接，第一个所述膜组件的原水接口通过所述高压泵与所述待处理液进水管连接，最后一个所述膜组件的浓水接口与所述浓缩液出水管连接，其中n≥2，每个所述膜组件的盐水通道均连接至所述盐水注入泵，每个所述膜组件的混合液通道均与通过所述混合液泵与所述反渗透组件的原水进口连接。将多个膜组件按照上述方式进行串联，可进一步提高浓缩倍数。

作为优选，所述的浓缩液出水管上和所述的反渗透组件的浓水出口均设置有浓水控制阀。通过浓缩液出水管上的浓水控制阀的开度可控制整个系统的浓缩倍率，通过反渗透组件浓水出口上的浓水控制阀可控制反渗透组件的浓缩终点达到原有设定值，即达到经反渗透组件浓缩的盐水浓度与通入膜组件盐水通道盐水浓度相同。

进一步地，还包括一级浓缩组件，所述一级浓缩组件的浓水出口与所述待处理液进水管连接。将本发明的膜组件或其串联结构的膜组件单元可作为二级处理单元，一级浓缩组件可选用常规的反渗透组件，将经过一级浓缩组件初步浓缩的待处理液通入本发明膜组件中进行处理，浓缩终点浓度进一步提升，获得高倍浓缩液经浓缩液出水管排出，高倍浓缩液浓度高可大大缩减后端蒸发浓缩的处理量，减轻蒸发器的蒸发量，使得蒸发器的投资成本和运行成本进一步下降。

本发明还提供一种水处理方法，利用上述水处理系统，将利用高压泵将经过一级浓缩组件浓缩后的待处理液通入所述膜组件的原水接口，同时利用所述盐水注水泵向所述膜组件的盐水通道内通入盐水，所述盐水在膜袋内的盐水注入区与透过所述膜袋进入膜袋内腔的液体混合，并流经混合液输出区后进入混合液通道，并排出至反渗透组件，经所述反渗透组件处理后形成纯水和浓盐水，浓盐水进入循环盐水箱循环利用；由所述膜组件的浓水接口排出的浓缩液经浓缩液出水管排入下一级进一步浓缩处理。下一级进一步浓缩处理可以为蒸发浓缩，由浓缩液出水管排出的浓水相比于传统反渗透膜组件(不加盐水)处理得到的浓度进一步提升，可降低下一级蒸发浓缩的蒸发量。

有益效果：(1)在产水侧注入一定浓度的盐水，大大降低了高浓度侧与产水侧的反渗透压，从而减小了待处理液从反渗透膜高浓度侧流向低浓度侧(产水侧)的驱动压力，降低了水泵所需要的扬程，从而节约了运行能耗。

(2)在同样的水质和操作条件下，本发明由于降低了过程中所需的反渗透压，这就意味着在同样的压力条件下，高浓度侧的总溶解性固体浓度可大幅度提高，大大提升了反渗透系统的浓缩倍率，减少了近零排放或资源化利用的后续所需蒸发的量，从而在整体工艺中实现了蒸发浓缩前的最大程度的减量化。

(3)在产水侧控制一定压力的条件下，可更加有效的防止污染物在高浓度侧的膜袋上的附着，更有利于污染物随浓水排出。同时提高了产水侧流速，且由于盐水中盐分的存在，降低了产水侧的微生物污染，提高了膜组件的抗污堵性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明膜组件结构示意图；

图2为本发明膜袋结构示意图；

图3为本发明膜袋与产水管连接结构示意图；

图4为图3局部结构放大图；

图5为实施例2水处理系统结构示意图；

图6为实施例3水处理系统结构示意图；

图7为实施例4水处理系统结构示意图。

图中1.膜壳，2.膜袋，21.粘接边，22.盐水注入区，23.混合液输出区，24.导流格网，25.反渗透膜片，26.敞口端，3.产水管，31.盐水通道，32.混合液通道，33.扩口端，34.缩口端，4.拉杆，5.原水接口，51.待处理液进水管，6.浓水接口，61.浓缩液出水管，62.浓水控制阀，7.抗应力盘，8.法兰端盖，9.导流盘，10护环片，11.集水配水套，111，盐水注入接口，112.固定螺母，113.混合液出口，100.膜组件，101.高压泵，200.反渗透组件，201.混合液泵，300.循环盐水箱，301.盐水注入泵，302.压力传感器，400.一级浓缩组件。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

如图1～4所示，一种节能高倍浓缩膜组件100，包括膜壳1、产水管3和膜袋2，所述膜壳1用于容纳所述膜袋2和所述产水管3，所述膜袋2将膜壳1内空间分隔为位于其外部的高浓度侧和位于其内部空间的产水侧，所述膜袋2具有敞口端26，所述膜袋2内部空间设有自所述敞口端26开始延伸并使所述膜袋2内表面贴合的粘接边21，所述粘接边21将所述产水侧分隔为相互连通的盐水注入区22和混合液输出区23，所述产水管3的内腔包括互不联通的盐水通道31和混合液通道32，所述膜袋2通过其敞口端26与所述产水管3的内腔连通，所述盐水注入区22与所述盐水通道31连通，所述混合液输出区23与所述混合液通道32连通，所述膜壳1两端分别具有与所述高浓度侧连通的原水接口5和浓水接口6。

本实施例中，所述的膜袋2由两片矩形反渗透膜片25复合而成，具体为两个反渗透膜片25相对应的三条边的边缘粘接在一起、一个边不粘接形成敞口端26，且两个反渗透膜片25之间中空的袋式结构，两个所述反渗透膜片25之间还设有导流格网24，所述粘接边21将两个反渗透膜片25的内表面分别在所述导流格网24的两侧粘结在一起，将产水侧分隔为位于粘接边21两侧的盐水注入区22和混合液输出区23，且所述粘接边21不延伸至膜袋2的最外端，也就是说盐水注入区22和混合液输出区23相互连通。

所述的膜袋2缠绕在所述产水管3上形成芯体，所述芯体外周设置有密封层，所述芯体两端设置有抗应力盘7。具体是将多个膜袋2敞口端26与所述产水管3连接，并在相邻两个膜袋2之间设置有一边与所述产水管3连接的进水管网层，所有膜袋2与产水管3网层呈以产水管3为中心向周围发射状排列，再将所有膜袋2与产水管3网层朝同一个方向旋转紧致缠绕在所述产水管3上，形成所述芯体，并在芯体膜外周用玻璃纤维及环氧树脂胶进行缠绕包裹密封，再在芯体两端安装抗应力盘7，用于及进水应力的传递与分散，具体将抗应力盘7设置为申请号201811066227.0中公开的抗应力盘7的结构，并在抗应力盘7与膜壳1之间设置芯体密封圈。

所述的膜壳1两端均具有法兰端盖8，所述原水接口5和浓水接口6分别设置在所述膜壳1两端的法兰端盖8上，所述的法兰端盖8靠近所述膜袋2的一侧还设置有导流盘9，另一侧设置有护环片10，所述原水接口5和所述浓水接口6分别与对应的导流盘9连接。并在法兰端盖8与膜壳1之间设置端盖密封圈，在导流盘9与端盖之间设置导流盘9密封圈，导流盘9采用申请号为201811066227.0中公开的旋流式导流盘9结构；护环片10通过固定螺丝固定在法兰端盖8上。

此外，所述的产水管3内设置有直径小于所述产水管3的拉杆4，所述拉杆4两端分别穿过所述膜壳1两端的法兰端盖8，所述拉杆4的两端具有螺纹，并以固定螺母112固定，且所述膜壳1两端的法兰端盖8与拉杆4之间有均设置有集水配水套11，且集水配水套11的内径大于所述拉杆4的直径，其中一个所述集水配水套11与所述拉杆4之间形成的通道与所述盐水通道31连通，且该集水配水套11上设置有盐水注入接口111，另一个所述集水配水套11与所述拉杆4之间的通道与所述混合液通道32连通，且该集水配水套11上设置有混合液出口113。通过盐水注入接口111可向盐水通道31内通入一定浓度的盐水，通过混合液出口113可将混合液通道32内液体排出。为达到密封要求，所述集水配水套11靠近膜袋2的一端与导流盘9之间设置有密封圈，另一端与拉杆4之间设置有密封圈。

本实施例中所述的产水管3由两段插接组成，所述产水管3的插接处与拉杆4之间设置有密封圈进而将所述产水管3与所述拉杆4之间的通道分隔为互不联通的所述盐水通道31和所述混合液通道32。具体是将其中一段的一端设置为扩口段33，另一段的一端设置为缩口端34(两段产水管3的外径相同)，以缩口端34插入扩口段33进而将两段拼接形成产水管3，并在插接处将两段固定和密封，并在插接处与拉杆4之间设置密封圈，进而将拉杆4与产水管3之间的间隙通道分隔成互不连通的两段，即盐水通道31和混合液通道32，避免了盐水在产水管3内直接由盐水通道31短流进入混合液通道32而不经过膜袋2产水侧。

本实施例中所述的混合液出口113与所述原水接口5位于所述膜壳1的同一端，所述盐水注入接口111与所述浓水接口6位于所述膜壳1的同一端。这样设置使得盐水流动方向与膜壳1内高浓度侧的流向相反，形成逆向流动。随着待处理液体从原水接口5向浓水接口6的流动，其浓度会逐渐增加，其与产水侧的浓度差也会随之逐渐增加，而逆向流动的盐水浓度会随着产水侧透过液的混入而慢慢降低，故两者逆向流动更加有利于降低高浓度侧和产水侧之间的浓差极化，有利于降低其操作压力并延缓其升压的过程。当然两者流向相同也能够达到一定的效果，逆向流动方式效果较优，本实施例中以逆向流动为例。

工作原理：待处理液经高压泵101由浓水接口6原水接口5通入膜壳1内，同时盐水经盐水注入泵301由盐水注入接口111通入盐水通道31(控制注入盐液的压力要小于1bar，具体依据不同待处理水质的不同运行时产水压力而定)，待处理液在膜袋2表面形成错流过滤，水透过膜袋2由高浓度侧进入产水侧，盐水由盐水通道31进入盐水注入区22与透过膜袋2的水混合，并绕过粘接边21进入混合液输出区23进一步混合，使得产水侧具有一定的盐浓度，进而降低膜袋2内外的浓度差，即膜袋2内外的反渗透压降低，产水侧盐水流向与高浓度侧液体流向相反，更有利于反渗透压的降低，进而在同样浓缩终点目标和同样进水条件下，本发明所述的膜组件100所需要的高压泵101扬程及功率需求远低于同等的常规反渗透膜装置(不通盐水)，这就意味着在同样压力条件下，高浓度侧的总溶解固体的浓度可大幅提高，大大提升了反渗透系统浓缩倍率，减少了近零排放或资源化利用后续所需蒸发的量，从而在整体工艺中实现了蒸发浓缩前的最大程度的减量化。

同时由于产水侧具有一定的压力，可更加有效的防止污染物在高浓度侧的膜袋2上附着，更有利于污染物随浓水排出，同时提高了产水侧流速，而且，由于盐水中盐分的存在，降低了产水侧的微生物污染，提高了膜组件100的抗污堵性能。

实施例2

如图5所示，作为本发明的另一个实施例，一种水处理系统，包括普通反渗透组件200(以传统STRO组件为例)、循环盐水箱300和一个上述的膜组件100，所述循环盐水箱300通过盐水注水泵与所述盐水注入接口111，并在盐水注入泵301与所述盐水注入接口111之间的管道上设置压力传感器302，所述混合液出口113通过混合液泵201与所述普通反渗透组件200的原水进口连通，所述反渗透组件200的浓水出口与所述循环盐水箱300连接，所述膜组件100的原水接口5通过高压泵101与待处理液进水管51连接，所述浓水接口6与浓缩液出水管61连接。排出的混合液可通过常规的反渗透组件200进行浓缩处理，反渗透组件200通过浓水出口将浓缩的混合液排出至循环盐水箱300，循环盐水箱300中的盐水再经过盐水注入泵301通入上述膜组件100中，进而盐水可重复利用。

所述的浓缩液出水管61上和所述的反渗透组件200的浓水出口均设置有浓水控制阀62。通过浓缩液出水管61上的浓水控制阀62的开度可控制整个系统的浓缩倍率，通过反渗透组件200浓水出口上的浓水控制阀62可控制反渗透组件200的浓缩终点达到原有设定值，即达到经反渗透组件200浓缩的盐水浓度与通入膜组件100盐水通道31盐水浓度相同。

实施例3

如图6所示，作为本发明的另一个实施例，为了达到更高的浓缩倍数，将上述实施例水处理系统中的一个膜组件100替换为6个膜组件100，第一个所述膜组件100的原水接口5通过所述高压泵101与所述待处理液进水管51连接，第n个所述膜组件100的原水接口5与第n-1个所述膜组件100的浓水接口6连接，其中n≥2，最后一个所述膜组件100的浓水接口6与所述浓缩液出水管61连接，每个所述膜组件100的盐水注入接口111均连接至所述盐水注入泵301，每个所述膜组件100的混合液出口113均与通过所述混合液泵201与所述反渗透组件200的原水进口连接。将多个膜组件100按照上述方式进行串联，可进一步提高浓缩倍数。

实施例4

如图7所示，作为本发明的另一个实施例，上述实施例的水处理系统还包括一级浓缩组件400(以传统STRO组件为例说明)，所述一级浓缩组件400的浓水出口与所述待处理液进水管51连接。本实施例中将本发明的膜组件100或其串联结构的膜组件100单元作为二级处理单元，一级浓缩组件400可选用常规的反渗透组件200(以传统STRO组件为例说明)，将经过一级浓缩组件400初步浓缩形成的待处理液通入本发明膜组件100中进行处理，浓缩终点浓度进一步提升，获得高倍浓缩液经浓缩液出水管61排出，高倍浓缩液浓度高可大大缩减后端蒸发浓缩的处理量，减轻蒸发器的蒸发量，使得蒸发器的投资成本和运行成本进一步下降。

利用上述水处理系统的具体方法为，将利用高压泵101将经过一级浓缩组件400浓缩后的待处理液通入所述膜组件100的原水接口5，同时利用所述盐水注水泵向所述膜组件100的盐水通道31内通入盐水，所述盐水在膜袋2内的盐水注入区22与透过所述膜袋2进入膜袋2内腔的液体混合，并流经混合液输出区23后进入混合液通道32，并排出至反渗透组件200，经所述反渗透组件200处理后形成纯水和浓盐水，浓盐水进入循环盐水箱300循环利用；由最后一个所述膜组件100的浓水接口6排出的浓缩液经浓缩液出水管61排入下一级进一步蒸发浓缩处理。由浓缩液出水管61排出的浓水相比于传统反渗透膜组件100(不加盐水)处理得到的浓度进一步提升，可降低下一级蒸发浓缩的蒸发量，节省能耗。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种节能高倍浓缩膜组件，其特征在于：包括膜壳(1)、产水管(3)和膜袋(2)，所述膜壳(1)用于容纳所述膜袋(2)和所述产水管(3)，所述膜袋(2)将膜壳(1)内空间分隔为位于其外部的高浓度侧和位于其内部空间的产水侧，所述膜袋(2)具有敞口端(26)，所述膜袋(2)内部空间设有自所述敞口端(26)开始延伸并使所述膜袋(2)内表面贴合的粘接边(21)，所述粘接边(21)将所述产水侧分隔为相互连通的盐水注入区(22)和混合液输出区(23)，所述产水管(3)的内腔包括互不联通的盐水通道(31)和混合液通道(32)，所述膜袋(2)通过其敞口端(26)与所述产水管(3)的内腔连通，所述盐水注入区(22)与所述盐水通道(31)连通，所述混合液输出区(23)与所述混合液通道(32)连通，所述膜壳(1)两端分别具有与所述高浓度侧连通的原水接口(5)和浓水接口(6)；

相邻两个膜袋(2)之间设置有一边与所述产水管(3)连接的进水管网层，所有膜袋(2)与产水管网层呈以所述产水管(3)为中心向周围发射状排列，所有膜袋(2)与所述产水管网层朝同一个方向旋转紧致缠绕在所述产水管(3)上形成芯体；

所述的膜壳(1)两端均具有法兰端盖(8)，所述原水接口(5)和浓水接口(6)分别设置在所述膜壳(1)两端的法兰端盖(8)上，所述的法兰端盖(8)靠近所述膜袋(2)的一侧还设置有导流盘(9)，另一侧设置有护环片(10)，所述原水接口(5)和所述浓水接口(6)分别与对应的导流盘(9)连接。

2.根据权利要求1所述的膜组件，其特征在于：所述的膜袋(2)由两个边缘粘接的反渗透膜片(25)形成内部中空的结构，两个所述反渗透膜片(25)之间还设有导流格网(24)，所述粘接边(21)将膜袋(2)内表面分别在所述导流格网(24)的两侧粘结在一起。

3.根据权利要求1所述的膜组件，其特征在于：所述芯体外周设置有密封层，所述芯体两端设置有抗应力盘(7)。

4.根据权利要求1所述的膜组件，其特征在于：所述的产水管(3)内设置有直径小于所述产水管(3)的拉杆(4)，所述拉杆(4)两端分别穿过所述膜壳(1)两端的法兰端盖(8)，所述拉杆(4)的两端具有螺纹，并以固定螺母(112)固定，且所述膜壳(1)两端的法兰端盖(8)与拉杆(4)之间有均设置有集水配水套(11)，且集水配水套(11)的内径大于所述拉杆(4)的直径，其中一个所述集水配水套(11)与所述拉杆(4)之间形成的通道与所述盐水通道(31)连通，且该集水配水套(11)上设置有盐水注入接口(111)，另一个所述集水配水套(11)与所述拉杆(4)之间的通道与所述混合液通道(32)连通，且该集水配水套(11)上设置有混合液出口(113)。

5.根据权利要求4所述的膜组件，其特征在于：所述的产水管(3)由两段插接组成，且两段在插接处固定并密封，所述产水管(3)的插接处与拉杆(4)之间设置有密封圈进而将所述产水管(3)与所述拉杆(4)之间的通道分隔为互不联通的所述盐水通道(31)和所述混合液通道(32)。

6.根据权利要求4所述的膜组件，其特征在于：所述的混合液出口(113)与所述原水接口(5)位于所述膜壳(1)的同一端，所述盐水注入接口(111)与所述浓水接口(6)位于所述膜壳(1)的同一端。

7.一种水处理系统，其特征在于：包括反渗透组件(200)、循环盐水箱(300)和权利要求1～6任一项所述的膜组件(100)，所述循环盐水箱(300)通过盐水注水泵与所述盐水通道(31)连通，所述混合液通道(32)通过混合液泵(201)与所述反渗透组件(200)的原水进口连通，所述反渗透组件(200)的浓水出口与所述循环盐水箱(300)连接，所述膜组件(100)的原水接口(5)通过高压泵(101)与待处理液进水管(51)连接，所述浓水接口(6)与浓缩液出水管(61)连接；

所述的膜组件(100)数量为两个或两个以上，第n个所述膜组件(100)的原水接口(5)与第n-1个所述膜组件(100)的浓水接口(6)连接，第一个所述膜组件(100)的原水接口(5)通过所述高压泵(101)与所述待处理液进水管(51)连接，最后一个所述膜组件(100)的浓水接口(6)与所述浓缩液出水管(61)连接，其中n≥2，每个所述膜组件(100)的盐水通道(31)均连接至所述盐水注水泵(301)，每个所述膜组件(100)的混合液通道(32)均与通过所述混合液泵(201)与所述反渗透组件(200)的原水进口连接。

8.根据权利要求7所述的水处理系统，其特征在于：所述的浓缩液出水管(61)上和所述的反渗透组件(200)的浓水出口均设置有浓水控制阀(62)。

9.根据权利要求7所述的水处理系统，其特征在于：还包括一级浓缩组件(400)，所述一级浓缩组件(400)的浓水出口与所述待处理液进水管(51)连接。

10.利用权利要求7～9任一项水处理系统进行水处理的方法，其特征在于：将利用高压泵(101)将经过一级浓缩组件(400)浓缩后的待处理液通入所述膜组件(100)的原水接口(5)，同时利用所述盐水注水泵向所述膜组件(100)的盐水通道(31)内通入盐水，所述盐水在膜袋(2)内的盐水注入区(22)与透过所述膜袋(2)进入膜袋(2)内腔的液体混合，并流经混合液输出区(23)后进入混合液通道(32)，并排出至反渗透组件(200)，经所述反渗透组件(200)处理后形成纯水和浓盐水，浓盐水进入循环盐水箱(300)循环利用；

由所述膜组件(100)的浓水接口(6)排出的浓缩液经浓缩液出水管(61)排入下一级进一步浓缩处理。

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