CN112108000B - 一种反渗透系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反渗透系统及其使用方法,涉及液体浓缩技术领域,在通入相同的待过滤溶液的条件下,可以在较低的操作压力下,获得较高浓度的浓缩液和低浓度的稀释液,降低运行成本。该反渗透系统包括依次连通的第一反渗透单元组、第二反渗透单元组和第三反渗透单元组,第一反渗透单元组连通有待过滤溶液;第一反渗透单元组用于将待过滤溶液进行逐级浓缩获得第一系统浓水和将获得的滤液导向第二反渗透单元组;第二反渗透单元组用于将第一反渗透单元组的滤液进行过滤获得系统产水和将获得的未滤液导向第三反渗透单元组;第三反渗透单元组用于将第二反渗透单元组的未滤液进行逐级浓缩获得第二系统浓水。本发明用于含盐废水的浓缩和脱盐。
Description
技术领域
本发明涉及液体浓缩技术领域,尤其涉及一种反渗透系统及其使用方法。
背景技术
随着环保要求的不断提高,水资源不足以及环境容量有限等问题日益凸显。在石油化工、煤化工、电力、钢铁以及海水淡化等生产过程中,会产生大量的含盐废水。为了降低含盐废水的排放量,提高水资源的利用率,目前含盐废水一般通过反渗透系统进行处理,得到净化产水及浓缩液,在一定程度上减少了含盐废水的排放量。
现有应用技术中的反渗透系统,如图1所示,包括反渗透单元RO1和反渗透单元RO2,应用该反渗透系统浓缩含盐废水的具体方法为:将含盐废水通入RO1得到RO1净化产水和RO1浓缩液,RO1净化产水即为系统的净化产水;然后,将RO1浓缩液通入RO2得到RO2净化产水和RO2浓缩液,其中,将RO2净化产水与含盐废水混合后通入反渗透单元RO1,RO2浓缩液为系统的浓缩液。
但是,在使用现有的技术方案时,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:现有的反渗透系统处理待过滤溶液时,直接将待过滤溶液通入截留率较高的反渗透单元RO1,得到最终的低浓度的稀释液和RO1待过滤液,然后将RO1的待过滤液通入截留率低的RO2反渗透单元,获得较高浓度的浓缩液,利用现有的反渗透系统处理待过滤溶液时,需要较高的操作压力。
发明内容
本发明的实施例提供一种反渗透系统及其使用方法,在通入相同的待过滤溶液的条件下,可以在较低的操作压力下,获得高浓度的浓缩液和低浓度的稀释液,降低运行成本。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
一种反渗透系统,包括沿所述反渗透系统液体的流动方向依次连通的第一反渗透单元组、第二反渗透单元组和第三反渗透单元组,所述第一反渗透单元组连通有待过滤溶液;所述第一反渗透单元组用于将所述待过滤溶液进行逐级浓缩获得第一系统浓水和将获得的滤液导向所述第二反渗透单元组;所述第二反渗透单元组用于将所述第一反渗透单元组的滤液进行过滤获得系统产水和将获得的未滤液导向所述第三反渗透单元组;所述第三反渗透单元组用于将所述第二反渗透单元组的未滤液进行逐级浓缩获得第二系统浓水。
进一步地,所述第一反渗透单元组包括至少两个反渗透单元,所述至少两个反渗透单元沿反渗透单元的未滤液流通方向串联设置,每相邻的两个所述反渗透单元中位于下游的反渗透单元的修正截留率比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率小5%~20%,且所述第一反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率小于或等于90%;当所述第二反渗透单元组包括一个反渗透单元时,所述一个反渗透单元的修正截留率大于95%;当所述第二反渗透单元组包括至少两个反渗透单元时,所述至少两个反渗透单元沿反渗透单元的滤液流通方向串联设置,每相邻的两个所述反渗透单元中位于下游的反渗透单元的修正截留率比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率大5%~20%,且所述第二反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率大于95%;所述第三反渗透单元组包括至少两个反渗透单元,所述至少两个反渗透单元沿反渗透单元的未滤液流通方向串联设置,每相邻的两个所述反渗透单元中位于下游的反渗透单元的修正截留率比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率小5%~20%,且所述第三反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率小于或等于80%。
进一步地,所述第一反渗透单元组包括第一反渗透单元和第二反渗透单元,所述第二反渗透单元组包括一个第三反渗透单元,所述第三反渗透单元组包括第四反渗透单元和第五反渗透单元;所述第一反渗透单元的进液口连通有待过滤溶液且具有第一增压装置;所述第一反渗透单元的未滤液出口与所述第二反渗透单元的进液口连通,所述第二反渗透单元的滤液出口连接在所述反渗透系统内液体流动方向的所述第一增压装置的前端;所述第一反渗透单元的滤液出口与所述第三反渗透单元的进液口连通,所述第一反渗透单元的滤液出口与所述第三反渗透单元的进液口之间设有第二增压装置;所述第三反渗透单元的未滤液出口与所述第四反渗透单元的进液口连通,所述第四反渗透单元的未滤液出口与所述第五反渗透单元的进液口连通,所述第五反渗透单元的滤液出口连接在所述反渗透系统内液体流动方向的所述第一增压装置的前端。
进一步地,所述第一反渗透单元和第五反渗透单元为具有相同修正截留率的膜元件,所述第二反渗透单元和第四反渗透单元为具有相同修正截留率的膜元件。
进一步地,所述第四反渗透单元的滤液出口连接在所述反渗透系统内液体流动方向的所述第二增压装置的前端。
进一步地,所述反渗透系统内沿液体流动方向的所述第一增压装置的前端设有用于暂存待过滤溶液的第一水箱,所述第二增压装置与所述第一反渗透单元之间设有第二水箱。
进一步地,所述第一增压装置和所述第二增压装置均为高压泵。
进一步地,所述第二反渗透单元的未滤液出口连通有第一能量回收装置,所述第一能量回收装置用于回收所述第二反渗透单元的未滤液出口的溶液的压力能;和/或,所述第五反渗透单元的未滤液出口连通有第二能量回收装置,所述第二能量回收装置用于回收所述第五反渗透单元的未滤液出口的溶液的压力能。
另一方面,本发明实施例还提供一种使用方法,利用上述反渗透系统过滤溶液,当需要处理含盐废水时,将所述含盐废水增压并通入第一反渗透单元组进行逐级浓缩,获得第一系统浓水和初级滤液;将所述初级滤液增压并通入第二反渗透单元组进行过滤,获得系统产水;将所述第二反渗透单元组的未滤液通入第三反渗透单元组进行逐级浓缩,获得第二系统浓水。
进一步地,所述第一反渗透单元组的进水压为4MPa~10MPa,每升所述第一系统浓水所含有的盐的质量为70000mg~200000mg;和/或,所述第二反渗透单元组的进水压力为4MPa~10MPa,每升所述系统产水所含有的盐的质量为10mg~2000mg;和/或,所述第三反渗透单元组的进水压力为4MPa~10MPa,每升所述第二系统浓水所含有的盐的质量为70000mg~200000mg。
本发明实施例的一种反渗透系统,第一反渗透单元组连通有待过滤溶液,待过滤溶液经过第一反渗透单元组逐级浓缩,获得初级滤液和第一系统浓水,初级滤液流向第二反渗透单元组再次进行反渗透,获得系统产水。与现有技术相比,第二反渗透单元组所处理的初级滤液与待过滤溶液相比,浓度降低,故第二反渗透单元组进行反渗透所需的操作压力较低,从而可以在较低的操作压力下获得低浓度的稀释液,降低运行成本;同样的,由于通过反渗透直接获得高浓度的稀释液所需的操作压力较大,故将待过滤溶液直接通入第一反渗透单元组逐级浓缩,可以在较低的操作压力下获得高浓度的浓缩液,降低运行成本。
另外,第二反渗透单元组进行反渗透获得的未滤液流向第三反渗透单元组,未滤液经过第三反渗透单元组逐级浓缩,获得第二系统浓水和滤液。在这种情况下,第二反渗透单元组的未滤液流向第三反渗透单元组直接进行反渗透,由于第二反渗透单元组的未滤液具有压力能,无需对第二反渗透单元组的未滤液进行加压,与将未滤液与待过滤溶液混合后流向第一反渗透单元组进行反渗透相比,避免了对第二反渗透单元组的未滤液进行先泄压又升压的过程,从而减少了运行过程中能量的浪费,提高了系统的安全性。
另一方面,本发明实施例还提供一种反渗透系统的使用方法,与现有技术相比,本发明实施例提供的反渗透系统的使用方法的有益效果与上述技术方案提供的反渗透系统的有益效果相同,在此不做赘述。
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的附图。
图1是现有技术中的反渗透系统的结构示意图;
图2是本发明实施例的反渗透系统的结构示意图;
图3是本发明实施例的反渗透系统的一种包括多个反渗透单元的结构示意图;
图4是在图3所示的反渗透系统的基础上增加了一组回流通道的结构示意图;
图5是在图4所示的反渗透系统的基础上增加了能量回收装置的结构示意图;
图6是在本发明实施例提供的反渗透系统的使用方法的步骤流程图之一;
图7是在本发明实施例提供的反渗透系统的使用方法的步骤流程图之二。
附图标记:
1-第一反渗透单元组;11-第一反渗透单元;12-第二反渗透单元;2-第二反渗透单元组;21-第三反渗透单元;3-第三反渗透单元组;31-第四反渗透单元;32-第五反渗透单元;4-增压装置;41-第一增压装置;42-第二增压装置;43-第三增压装置;44-第四增压装置;5-水箱;51-第一水箱;52-第二水箱;6-能量回收装置;61-第一能量回收装置;62-第二能量回收装置。
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。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的实施例提供一种反渗透系统,如图2所示,包括沿反渗透系统液体的流动方向依次连通的第一反渗透单元组1、第二反渗透单元组2和第三反渗透单元组3,第一反渗透单元组1连通有待过滤溶液;第一反渗透单元组1用于将待过滤溶液进行逐级浓缩和将获得的滤液导向第二反渗透单元组2;第二反渗透单元组2用于将第一反渗透单元组1的滤液进行再次过滤和将获得的未滤液导向第三反渗透单元组3;第三反渗透单元组3用于将第二反渗透单元组2的未滤液进行逐级浓缩和将获得的滤液导向待过滤溶液。
本发明实施例的一种反渗透系统,如图2所示,第一反渗透单元组1连通有待过滤溶液,待过滤溶液经过第一反渗透单元组1逐级浓缩,获得初级滤液和第一系统浓水,初级滤液流向第二反渗透单元组2再次进行反渗透,获得系统产水。与现有技术相比,第二反渗透单元组2所处理的初级滤液与待过滤溶液相比,浓度降低,故第二反渗透单元组2进行反渗透所需的操作压力较低,从而可以在较低的操作压力下获得低浓度的稀释液,降低运行成本;同样的,由于通过反渗透直接获得高浓度的稀释液所需的操作压力较大,故将待过滤溶液直接通入第一反渗透单元组1逐级浓缩,可以在较低的操作压力下获得高浓度的浓缩液,降低运行成本。
另外,第二反渗透单元组2进行反渗透获得的未滤液流向第三反渗透单元组3,未滤液经过第三反渗透单元组3逐级浓缩,获得第二系统浓水和滤液。在这种情况下,第二反渗透单元组2的未滤液流向第三反渗透单元组3直接进行反渗透,由于第二反渗透单元组2的未滤液具有压力能,无需对第二反渗透单元组2的未滤液进行加压,与将未滤液与待过滤溶液混合后流向第一反渗透单元组1进行反渗透相比,避免了对第二反渗透单元组2的未滤液进行先泄压又升压的过程,从而减少了运行过程中能量的浪费,提高了系统的安全性。
在本发明中,术语“修正截留率”是膜分离领域通用的术语,计算方法如下:
R=[1-2Cp/(Cb+Cr)]×100%;
其中,R为修正截留率,Cp为透过液浓度,Cb为进料液浓度,Cr为截留液浓度。
在本发明中,以本领域熟知的产品膜元件的一般测试标准,按照一种实施方式,以固定的盐水和操作条件(操作压力、温度和产水回收率)为参照,选择所需的反渗透膜元件。例如,针对35000mg/L的NaCl盐水,在5.5MPa、25℃和回收率8%的操作条件下,第一反渗透单元组1由多个反渗透单元沿反渗透单元的未滤液流动方向按照修正截留率从高至低依次连接,每相邻的两个所述反渗透单元中,位于下游的反渗透单元的修正截留率比位于上游的反渗透单元的修正截留率小5%~20%,且第一反渗透单元组1中修正截留率最高的反渗透单元的修正截留率小于或等于90%;同样的,第三反渗透单元组3由多个反渗透单元沿反渗透单元的未滤液流动方向按照修正截留率从高至低依次连接,相邻的两个反渗透单元中,位于下游的反渗透单元的修正截留率比位于上游的反渗透单元的修正截留率小5%~20%,且第三反渗透单元组3中修正截留率最高的反渗透单元的修正截留率小于或等于80%;当第二反渗透单元组2包括一个反渗透单元时,该反渗透单元的修正截留率大于95%,优选大于99%;当第二反渗透单元组包括至少两个反渗透单元时,至少两个反渗透单元沿反渗透单元的滤液流动方向串联设置,每相邻的两个反渗透单元中,位于下游的反渗透单元的修正截留率比位于上游的反渗透单元的修正截留率大5%~20%,且第二反渗透单元组中修正截留率最高的反渗透单元的修正截留率大于95%;优选大于99%。此时,以待过滤溶液为氯化钠溶液为例,本发明实施例的反渗透系统可以在较低的操作压力下将氯化钠溶液浓缩至70000mg/L~200000mg/L,且获得净化的产水的氯化钠的浓度为10mg/L~2000mg/L,能量的浪费较低,安全性较高。
需要说明的是,修正截留率根据进水的浓度、操作条件变化而不同。例如,在相同的操作条件下,若是针对70000mg/L的NaCl盐水,同一反渗透单元的修正截留率会低于其处理35000mg/L的NaCl盐水的截留率。
具体的,参照图3,第一反渗透单元组1包括第一反渗透单元11和第二反渗透单元12,第二反渗透单元组2包括一个第三反渗透单元21,第三反渗透单元组3包括第四反渗透单元31和第五反渗透单元32;第一反渗透单元11的进液口连通有待过滤溶液且具有第一增压装置41;第一反渗透单元11的未滤液出口与第二反渗透单元12的进液口连通,第二反渗透单元12的滤液出口连接在反渗透系统内液体流动方向的第一增压装置41的前端;第一反渗透单元11的滤液出口与第三反渗透单元21的进液口连通,第一反渗透单元11的滤液出口与第三反渗透单元21的进液口之间设有第二增压装置42;第三反渗透单元21的未滤液出口与第四反渗透单元31的进液口连通,第四反渗透单元31的未滤液出口与第五反渗透单元32的进液口连通,第五反渗透单元32的滤液出口连接在反渗透系统内液体流动方向的第一增压装置41的前端。第二反渗透单元12滤液时的修正截留率比第一反渗透单元11滤液时的修正截留率小5%~20%,第一反渗透单元11滤液时的修正截留率比第三反渗透单元21滤液时的修正截留率小5%~20%,第三反渗透单元21滤液时的修正截留率比第四反渗透单元31滤液时的修正截留率大5%~20%,第四反渗透单元31滤液时的修正截留率比第五反渗透单元32滤液时的修正截留率大5%~20%,第三反渗透单元21滤液时的修正截留率大于95%。示例性的,第三反渗透单元21修正截留率大于95%,优选的,修正截留率大于99%;第一反渗透单元11和第四反渗透单元31修正截留率为40%~90%,优选的,修正截留率为60%~80%;第二反渗透单元12和第五反渗透单元32修正截留率为20%~70%,优选的,修正截留率为30%~50%。
在这种情况下,待过滤溶液经第一增压装置41增压后,流向第一反渗透单元11,得到第一待过滤液和第一滤液;第一滤液经过第二增压装置42增压后,流向第三反渗透单元21,得到第二滤液和第二待过滤液,第二待过滤液流向第四反渗透单元31,得到第四滤液和第四待过滤液,第四待过滤液流向第五反渗透单元32,得到第五滤液和第五待过滤液第五滤液与最初的待过滤溶液混合,通过第一增压装置41流向第一反渗透单元11,进行循环利用。第一待过滤液流向第二反渗透单元12,得到第三待过滤液和第三滤液,第三滤液与最初的待过滤溶液混合,通过第一增压装置41流向第一反渗透单元11,进行循环利用。其中,第三待过滤液为上述第一系统浓水和第五待过滤液为上述第二系统浓水,第二滤液即为上述反渗透系统最终产水。此时,以待过滤溶液为氯化钠溶液为例,本发明实施例的反渗透系统可以在较低的操作压力下将氯化钠溶液浓缩至70000mg/L~200000mg/L,且获得净化的产水的氯化钠浓度为10mg/L~2000mg/L,能量的浪费较低,安全性较高;同时,上述反渗透系统所使用的反渗透单元的数量少,结构简单,实施成本较低。
应理解的是,为了获得所需浓度的系统浓缩液以及保证系统的稳定性,第四反渗透单元31修正截留率和第一反渗透单元11修正截留率的差的绝对值小于等于15%;第五反渗透单元32修正截留率和第二反渗透单元12修正截留率的差的绝对值小于等于15%。在这种情况下,第一反渗透单元组1和第二反渗透单元组2获得的系统浓缩液浓度且均能达到预期的浓缩要求。特别的,当第一反渗透单元11和第四反渗透单元31具有相同修正截留率的膜元件,第二反渗透单元12和第五反渗透单元32具有相同修正截留率的膜元件时,由于上述第五滤液与上述第三滤液浓度相近,故第三滤液与最初的待过滤溶液混合或第五滤液与最初的待过滤溶液混合,其对最初的待过滤溶液的浓度的影响程度相同,从而便于对待过滤溶液的浓度进行控制,使得反渗透系统运行过程更稳定,实施效果更好。
进一步的,由于第四反渗透单元31修正截留率与第一高盐反渗透单元的修正截留率的差的绝对值小于等于15%,第四滤液的浓度与第三反渗透单元21通入的待过滤溶液相近,第四滤液的浓度未浓缩至所需要浓度指标,因此,如图3和图4所示,第四反渗透单元31的滤液出口连接在反渗透系统内液体流动方向的第二增压装置42的前端。此时,第四滤液与通入第三反渗透单元21的待过滤溶液混合,通过第二增压装置42流向第四反渗透单元31,进行循环利用,提高了对待过滤溶液的利用率。
由于反渗透系统内液体流动方向的增压装置4的前端可能需要连通多个反渗透单元,且当第一反渗透单元11的滤液流量较少时,第三反渗透单元21不能持续进行工作,因此,参照图3和图4,反渗透系统内沿液体流动方向的第一增压装置41的前端设有用于暂存待过滤溶液的第一水箱51,第二增压装置42与第一反渗透单元之间设有第二水箱52。水箱5起到调节缓冲的作用,提高了本发明实施例的反渗透系统的稳定性。
增压装置4可以选用高压泵、液压增压器等,由于高压泵即可达到所需压力要求,且成本较低,一般来说,第一增压装置41和第二增压装置42均为高压泵。
为了进一步的提高对能量的利用率,故设置能量回收装置6对本发明实施例的反渗透系统排出的浓缩液的压力能进行回收。参照图5,第二反渗透单元12的未滤液出口连通有第一能量回收装置61,第一能量回收装置61用于回收第二反渗透单元12的未滤液出口的溶液的压力能。具体的,第一能量回收装置61的一端通入待过滤溶液,另一端通入第二反渗透单元12的未滤液出口的溶液,从而得到释放压力能的最终的浓缩液以及加压后的待过滤溶液,由于能量转换的损失,得到加压后的待过滤溶液需要通过第三增压装置43再次加压,然后与经过第一增压装置41加压后的待过滤溶液混合,并流向第一反渗透单元11。
需要说明的是,参照图3,当本发明实施例的反渗透系统得到多组浓缩液时,能量回收装置6对应设置有多个。如图5所示,第五反渗透单元32的未滤液出口连通有第二能量回收装置62,第二能量回收装置62用于回收第五反渗透单元32的未滤液出口的溶液的压力能。具体的,第二能量回收装置62的一端通入第一反渗透单元11的未滤液出口的溶液,另一端通入第五反渗透单元32的未滤液出口的溶液,从而得到释放压力能的最终的浓缩液以及加压后第一反渗透单元11的未滤液出口的溶液,由于能量转换的损失,得到加压后的第一反渗透单元11的未滤液出口的溶液需要通过第四增压装置44再次加压,然后与经过第二增压装置42加压后的第一反渗透单元11的未滤液出口的溶液混合,并流向第三反渗透单元21。
一般来说,修正截留率低于90%的膜元件统称为纳滤膜,修正截留率大于90%的膜元件统称为反渗透膜。因此,第一反渗透单元组1和第三反渗透单元组3的膜元件为纳滤膜,纳滤膜为卷式纳滤膜或碟管式纳滤膜;第二反渗透单元组2膜元件为反渗透膜,反渗透膜为苦咸水反渗透膜、海水淡化反渗透膜、卷式反渗透膜或碟管式反渗透膜,当然也可以根据实际情况选用不同的膜元件。
需要说明的是,纳滤膜为常规卷式纳滤膜时,最高操作压力为4.22MPa,常规操作压力为2MPa~4MPa,纳滤膜为常规高压卷式纳滤膜时,最高操作压力为10MPa,纳滤膜为碟管式纳滤膜时,最高操作压力为12MPa;反渗透膜为苦咸水反渗透膜时,最高操作压力为4.22MPa,常规操作压力为2MPa~4MPa,反渗透膜为海水淡化反渗透膜时,最高操作压力为8.22MPa,常规操作压力为4MPa~7MPa,反渗透膜为卷式反渗透膜时,最高操作压力为12MPa,反渗透膜为碟管式反渗透膜时,最高操作压力为16MPa。
另一方面,本发明实施例还提供一种使用方法,利用上述反渗透系统处理含盐废水,参照图6,包括以下步骤:
步骤S1,将含盐废水增压并通入第一反渗透单元组1进行逐级浓缩,获得第一系统浓水和初级滤液;
步骤S2,将初级滤液增压并通入第二反渗透单元组2进行过滤,获得系统产水;
步骤S3,将第二反渗透单元组3的未滤液通入第三反渗透单元组进行逐级浓缩,获得第二系统浓水。
具体的,当第一反渗透单元组1包括第一反渗透单元11和第二反渗透单元12,第二反渗透单元组2包括一个第三反渗透单元21,第三反渗透单元组3包括第四反渗透单元31和第五反渗透单元32时,参照图7,包括以下步骤:
步骤S11,含盐废水由第一增压装置41增压,并流向第一反渗透单元11,得到第一滤液和第一待过滤液;
步骤S21,第一滤液流向第二增压装置42增压,并流向第三反渗透单元21,得到第二待过滤液和第二滤液;
步骤S31,第二待过滤液流向第四反渗透单元31,得到第四待过滤液和第四滤液;
步骤S32,第四待过滤液流向第五反渗透单元32,得到第五待过滤液和第五滤液;
步骤S33,第四滤液流向第二增压装置42,并与第一滤液混合,重新加压进入第三反渗透单元21;
步骤S34,第五待过滤液排出系统,得到第二系统浓水;
步骤S35,第五滤液流向第一增压装置41,并与待过滤溶液混合,重新加压进入第一反渗透单元1;
步骤S22,第二滤液排出系统,得到系统产水;
步骤S12,第一待过滤液流向第二反渗透单元12,得到第三待过滤液和第三滤液;
步骤S13,第三待过滤液排出系统,得到第一系统浓水;
步骤S14,第三滤液流向第一增压装置41,并与待过滤溶液混合,重新加压进入第一反渗透单元11。
与现有技术相比,本发明实施例提供的反渗透系统的使用方法的有益效果与上述技术方案提供的反渗透系统的有益效果相同,在此不做赘述。
其中,根据工艺要求,第三反渗透单元21修正截留率大于95%,优选的,修正截留率大于99%;第一反渗透单元11和第四反渗透单元31修正截留率为40%~90%,优选的,修正截留率为60%~80%;第二反渗透单元12和第五反渗透单元32修正截留率为20%~70%,优选的,修正截留率为30%~50%。另外,第一反渗透单元组1的进水压为4MPa~10MPa,第二反渗透单元组2的进水压力为4MPa~10MPa,第三反渗透单元组3的进水压力为4MPa~10MPa,即该反渗透系统工作时,经增压装置4加压后的溶液的压力应为4MPa~10MPa,即,每个反渗透单元的操作压力为4MPa~10MPa,优选地,每个反渗透单元的操作压力为5.5MPa~7.5MPa。含盐废水的质量百分比浓度为1%~9%。优选的,待处理含盐废水的质量百分比浓度为3%~7%。在这种情况下,获得的每升系统产水所含有的盐的质量为10mg~2,000mg,获得的每升第二系统浓水所含有的盐的质量为70000mg~200000mg,获得的每升所述第一系统浓水所含有的盐的质量为70000mg~200000mg。
需要说明的是,本发明实施例的反渗透系统及其使用方法,适用于各种液体的浓缩,液体的溶剂可以是水,也可以是其它溶剂,例如醇类,液体的溶质可以是盐类,例如氧化纳,也可以是小分子有机物。
以下通过具体示例进一步介绍本发明的实施及其所具有的有益效果,目的在于为了更加清晰的说明本发明,不能构成对本发明实施范围的限定。
示例1
在示例1中,待过滤水的氯化钠的浓度为60000mg/L,氯化钠的质量百分比浓度约为6%,体积流量为20m3/h,通过图4的反渗透系统进行处理。各反渗透处理单元的操作压力均为6.7MPa。该系统稳定运行时,各反渗透处理单元产水和浓水流量如下表所示。
表1
通过本发明实施例的反渗透系统,在6.7MPa下,将氯化钠溶液浓缩至150000mg/L,最终获得的产水的氯化钠的浓度为400mg/L的,与现有技术相比,实际能耗降低30%。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上,仅为本发明的具体实施方式,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,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种反渗透系统,其特征在于,包括沿所述反渗透系统液体的流动方向依次连通的第一反渗透单元组、第二反渗透单元组和第三反渗透单元组,所述第一反渗透单元组连通有待过滤溶液;
所述第一反渗透单元组用于将所述待过滤溶液进行逐级浓缩获得第一系统浓水和将获得的滤液导向所述第二反渗透单元组;所述第二反渗透单元组用于将所述第一反渗透单元组的滤液进行过滤获得系统产水和将获得的未滤液导向所述第三反渗透单元组;所述第三反渗透单元组用于将所述第二反渗透单元组的未滤液进行逐级浓缩获得第二系统浓水;所述第一反渗透单元组包括至少两个反渗透单元,所述至少两个反渗透单元沿反渗透单元的未滤液流动方向串联设置,每相邻的两个所述反渗透单元中,位于下游的所述反渗透单元的修正截留率比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率小5%~20%,且所述第一反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率小于或等于90%;当所述第二反渗透单元组包括一个反渗透单元时,所述一个反渗透单元的修正截留率大于95%;当所述第二反渗透单元组包括至少两个反渗透单元时,所述至少两个反渗透单元沿反渗透单元的滤液流动方向串联设置,每相邻的两个所述反渗透单元中,位于下游的所述反渗透单元的修正截留率比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率大5%~20%,且所述第二反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率大于95%;所述第三反渗透单元组包括至少两个反渗透单元,所述至少两个反渗透单元沿反渗透单元的未滤液流动方向串联设置,每相邻的两个所述反渗透单元中,位于下游的所述反渗透单元的修正截留率比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率小5%~20%,且所述第三反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率小于或等于80%。
2.根据权利要求1所述的反渗透系统,其特征在于,所述第一反渗透单元组包括第一反渗透单元和第二反渗透单元,所述第二反渗透单元组包括一个第三反渗透单元,所述第三反渗透单元组包括第四反渗透单元和第五反渗透单元;
所述第一反渗透单元的进液口连通有待过滤溶液且具有第一增压装置;所述第一反渗透单元的未滤液出口与所述第二反渗透单元的进液口连通,所述第二反渗透单元的滤液出口连接在所述反渗透系统内液体流动方向的所述第一增压装置的前端;所述第一反渗透单元的滤液出口与所述第三反渗透单元的进液口连通,所述第一反渗透单元的滤液出口与所述第三反渗透单元的进液口之间设有第二增压装置;所述第三反渗透单元的未滤液出口与所述第四反渗透单元的进液口连通,所述第四反渗透单元的未滤液出口与所述第五反渗透单元的进液口连通,所述第五反渗透单元的滤液出口连接在所述反渗透系统内液体流动方向的所述第一增压装置的前端。
3.根据权利要求2所述的反渗透系统,其特征在于,所述第一反渗透单元和第四反渗透单元为具有相同修正截留率的膜元件,所述第二反渗透单元和第五反渗透单元为具有相同修正截留率的膜元件。
4.根据权利要求2所述的反渗透系统,其特征在于,所述第四反渗透单元的滤液出口连接在所述反渗透系统内液体流动方向的所述第二增压装置的前端。
5.根据权利要求2所述的反渗透系统,其特征在于,所述反渗透系统内沿液体流动方向的所述第一增压装置的前端设有用于暂存待过滤溶液的第一水箱,所述第二增压装置与所述第一反渗透单元之间设有第二水箱。
6.根据权利要求2所述的反渗透系统,其特征在于,所述第一增压装置和所述第二增压装置均为高压泵。
7.根据权利要求2所述的反渗透系统,其特征在于,所述第二反渗透单元的未滤液出口连通有第一能量回收装置,所述第一能量回收装置用于回收所述第二反渗透单元的未滤液出口的溶液的压力能;
和/或,所述第五反渗透单元的未滤液出口连通有第二能量回收装置,所述第二能量回收装置用于回收所述第五反渗透单元的未滤液出口的溶液的压力能。
8.一种权利要求1~7中任一项所述的反渗透系统的使用方法,其特征在于,包括:
当需要处理含盐废水时,将所述含盐废水增压并通入第一反渗透单元组进行逐级浓缩,获得第一系统浓水和初级滤液;
将所述初级滤液增压并通入第二反渗透单元组进行过滤,获得系统产水;
将所述第二反渗透单元组的未滤液通入第三反渗透单元组进行逐级浓缩,获得第二系统浓水。
9.根据权利要求8所述的反渗透系统的使用方法,其特征在于,所述第一反渗透单元组的进水压为4MPa~10MPa,每升所述第一系统浓水所含有的盐的质量为70000mg~200000mg;
和/或,所述第二反渗透单元组的进水压力为4MPa~10MPa,每升所述系统产水所含有的盐的质量为10mg~2000mg;
和/或,所述第三反渗透单元组的进水压力为4MPa~10MPa,每升所述第二系统浓水所含有的盐的质量为70000mg~200000mg。
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