CN112142165A - 一种水处理系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水处理领域，一种水处理系统，包括待处理液进水管、浓缩液出水管和至少一个循环组件，待处理液进水管与浓缩液出水管之间连通有回流管路，所述的循环组件包括与回流管路连通的进液管道和出液管道，进液管道和出液管道之间设有膜组件，所述膜组件的产水管的内腔包括互不联通的盐水通道和混合液通道，产水管两端分别设有第一口和第二口，第一口和第二口其中一个用于向盐水通道注入盐水,另一个用于将混合液通道的混合液导出，水处理系统还包括切换机构，切换机构用于切换第一口和第二口之间液体流向,本发明增加进液流速，盐水通道与混合液通道所在位置相互切换，提高了膜组件的抗污堵性能。

Description

一种水处理系统与方法

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反渗透膜抗污堵性能差的问题，本发明提供一种处理系统与方法，提高膜组件反渗透膜抗污堵性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种水处理系统，包括待处理液进水管、浓缩液出水管和至少一个循环组件，待处理液进水管与浓缩液出水管之间连通有回流管路，所述的循环组件包括至少一个膜组件,

所述的膜组件包括膜壳、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原水接口和浓水接口，

产水管两端分别设有第一口和第二口，第一口和第二口其中一个用于向盐水通道注入盐水,另一个用于将混合液通道的混合液导出，水处理系统还包括切换机构，切换机构用于切换第一口和第二口之间液体流向。

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。

进一步的，每组循环组件中所述的膜组件数量为n个，其中n≥2，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，所述循环组件设有与回流管路连通的进液管道和出液管道,第一个所述膜组件的原水接口与进液管道连接，第n个所述膜组件的浓水接口与出液管道连接,待处理液进水管上设有高压泵，每个循环组件的进液管道设有循环泵，浓缩液出水管上设有浓水控制阀，盐水输入管道上设有压力传感器。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。回流管路上的液体被吸入循环组件进行循环，其大流量的回流与进水进行了充分混合，降低了膜袋分隔区上下两端的浓度差变化，确保了膜组件使用的均衡性。且循环泵使得流速增大，可更加有效的防止污染物在高浓度差侧的膜袋上的附着，提高了膜组件的抗污堵性能。

水处理系统还包括循环盐水箱、反渗透组件、盐水输入管道和混合输出管道，盐水输入管道通过盐水注水泵连通所述循环盐水箱，所述的混合液输出管道通过混合液泵连通反渗透组件的原水进口连通，循环组件还包括与第一口连通的第一管道和与第二口连通的第二管道，切换机构包括第一中间管路、第二中间管路、第三中间管路、第四中间管路，第一中间管路将第一管道与盐水输入管道连通，第二中间管路将第一管道与混合液输出管道连通，第一中间管路上设有第一阀，第二中间管路上设有第二阀，第三中间管路将第二管道与盐水输入管道连通，第四中间管路将第二管道与混合液输出管道连通，第三中间管路上设有第三阀，第四中间管路上设有第四阀。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。

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。

所述的膜袋由两个边缘粘接的膜片形成的内部中空的结构，两个所述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，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。

所述的膜片为反渗透膜和纳滤膜其中的一种。这样，两个膜片可以都是反渗透膜，或者都为纳滤膜，或者其中一个为反渗透膜，另一个为纳滤膜，采用纳滤膜的好处是能够通过一个的盐分，这样，进一步降低了高浓度侧与产水侧的反渗透压。

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。

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。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。

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第一口，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第二口。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。

所述的产水管由两段插接组成，且两段在插接处固定并密封，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。

一种利用上述的水处理系统进行水处理的方法，具体如下：

将利用高压泵将待处理液通入待处理液进水管，每组循环组件的循环泵将回流管路中的待处理液吸入到相应组的膜组件中，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；

运行设定时间后，通过切换机构实现第一口和第二口之间液体流向切换。

有益效果：

(1)通过设置循环组件，一方面循环组件的进液管道和出液管道的浓度差减小，避免了膜袋分隔上下两个区域负荷不均导致的膜袋寿命下降，另一方面，循环泵增加进液流速，可更加有效的防止污染物在高浓度差侧的膜袋上的附着，更有利于污染物随浓水排出，盐水通道与混合液通道所在位置相互切换，这样避免了一侧污物一直多于另一侧污物，提高了膜组件的抗污堵性能；

(2)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；

(3)由于盐水中盐分的存在，降低了产水侧的微生物污染；

(4)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。

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为实施例1的水处理系统结构第一工作状态示意图；

图2为实施例1的水处理系统结构第二工作状态示意图；

图3为本发明膜组件结构示意图；

图4为本发明膜袋结构示意图；

图5为本发明膜袋与产水管连接结构示意图；

图6为图5局部结构放大图；

图7为实施例2的水处理系统结构第一工作状态示意图；

图8为实施例2的水处理系统结构第二工作状态示意图；

图9为循环组件布置原理图。

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.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，第一口，112.固定螺母，113.第二口，100.膜组件，101.高压泵，102、循环泵，103、第一阀，104、第二阀，105、第三阀，106、第四阀，200.反渗透组件，201.混合液泵，202、混合液输出管道，203、进液管道，204、出液管道，300.循环盐水箱，301.盐水注入泵，302.压力传感器，303、盐水输入管道，400.一级浓缩组件，500、回流管路，601、第一管道，602、第二管道，603、第一中间管路，604、第二中间管路，605、第三中间管路，606、第四中间管路，700、循环组件。

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。

一种水处理系统，包括待处理液进水管51、浓缩液出水管61和至少一个循环组件700，待处理液进水管51与浓缩液出水管61之间连通有回流管路500，循环组件700包括至少一个膜组件,

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内空间分隔为位于膜袋2外部的高浓度侧和位于膜袋2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1两端分别具有用于向高浓度侧注入待处理液的原水接口5和和用于输出已处理液的浓水接口6。

产水管3两端分别设有第一口111和第二口113，第一口111和第二口113其中一个用于向盐水通道31注入盐水,另一个用于将混合液通道32的混合液导出，水处理系统还包括切换机构，切换机构用于切换第一口111和第二口113之间液体流向。

如图9，膜组件100数量为n个，其中n≥2，本实施例中，n＝6，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，所述循环组件设有与回流管路500连通的进液管道203和出液管道204,第一个所述膜组件100的原水接口5与进液管道203连接，第n个所述膜组件100的浓水接口6与出液管道204连接,待处理液进水管51上设有高压泵101，每个循环组件700的进液管道203设有循环泵102，浓缩液出水管61上设有浓水控制阀62，盐水输入管道303上设有压力传感器302

水处理系统还包括循环盐水箱300、反渗透组件200、盐水输入管道303和混合输出管道202，盐水输入管道303通过盐水注水泵301连通所述循环盐水箱300，混合液输出管道202通过混合液泵201连通反渗透组件200的原水进口连通，循环组件700还包括与第一口111连通的第一管道601和与第二口113连通的第二管道602，切换机构包括第一中间管路603、第二中间管路604、第三中间管路605、第四中间管路606，第一中间管路603将第一管道601与盐水输入管道303连通，第二中间管路604将第一管道601与混合液输出管道202连通，第一中间管路603上设有第一阀103，第二中间管路604上设有第二阀104，第三中间管路605将第二管道602与盐水输入管道303连通，第四中间管路606将第二管道602与混合液输出管道202连通，第三中间管路605上设有第三阀105，第四中间管路606上设有第四阀106。所有的循环组件700可以共用一个循环盐水箱300，每个循环组件700可以对应一个反渗透组件200。图1和图2只是显示了一个循环组件700，实际可以根据需求在回流管路500上并排设置多个循环组件700。切换机构也可以是人工切换，比如将进盐水的管道和出混合液的管道分别连接第一口111或第二口113，并在一定时间后切换，使得第一口111和第二口113其中一个用于向盐水通道31注入盐水,另一个用于将混合液通道32的混合液导出。

待处理液进水管51上设有高压泵101，每个循环组件700的进液管道203设有循环泵102，浓缩液出水管61上设有浓水控制阀62，盐水输入管道303上设有压力传感器302。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。

膜袋2由两个边缘粘接的膜片25形成的内部中空的结构，两个所述膜片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，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。膜片25为反渗透膜和纳滤膜其中的一种

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，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。

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上设置有第一口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上设置有第二口113。

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。

第二口113与所述原水接口5位于所述膜壳1的同一端，所述第一口111与所述浓水接口6位于所述膜壳1的同一端。

一种利用上述的水处理系统进行水处理的方法，具体如下：

如图1，将利用高压泵101将待处理液通入待处理液进水管51，每组循环组件700的循环泵102将回流管路500中的待处理液吸入到相应组的膜组件100中，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；

如图2，运行设定时间后，通过切换机构实现第一口111和第二口113之间液体流向切换。。

如图3～6，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。

膜袋2由两片矩形膜片25复合而成，具体为两个膜片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，且两个膜片25之间中空的袋式结构，两个所述膜片25之间还设有导流格网24，所述粘接边21将两个膜片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上设置有第一口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上设置有第二口113。通过第一口111或第二口113其中一个可向盐水通道31内通入一定浓度的盐水，通过第一口111或第二口113中另一个可将混合液通道32内液体排出，即第一口111和第二口113中其中一个进盐水，另一个出混合液，并且可以相互切换。

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。

加盐水工作原理：待处理液经高压泵101和循环泵120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由第一口111或第二口113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，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。

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上的浓水控制阀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。

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。

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。

实施例1：

如图1～2，第一口111与所述原水接口5位于所述膜壳1的同一端，所述第二口113与所述浓水接口6位于所述膜壳1的同一端。

切换机构工作原理：

如图1，打开第一阀103和第四阀106，关闭第二阀104和第三阀105，此时第一管道601输入盐水，第二管道602输出混合液；此时第一口111进盐水，第二口113出混合液；

需要切换时，如图2，打开第二阀104和第三阀105，关闭第一阀103和第四阀106，此时第二管道602输入盐水，第一管道601输出混合液，此时第二口113进盐水，第一口111出混合液。

实施例2：

如图7～8，第一口111设置在靠近第一管道601的一端，第二口113设设置在靠近第二管道603的一端。

切换机构工作原理：

如图7，打开第一阀103和第四阀106，关闭第二阀104和第三阀105，此时第一管道601输入盐水，第二管道602输出混合液，此时第一口111进盐水，第二口113出混合液；

需要切换时，如图8，打开第二阀104和第三阀105，关闭第一阀103和第四阀106，此时第二管道602输入盐水，第一管道601输出混合液，此时第二口113进盐水，第一口111出混合液。

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)

1.一种水处理系统，其特征在于：包括待处理液进水管(51)、浓缩液出水管(61)和至少一个循环组件(700)，待处理液进水管(51)与浓缩液出水管(61)之间连通有回流管路(500)，所述的循环组件(700)包括至少一个膜组件，

所述的膜组件(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)两端分别具有原水接口(5)和浓水接口(6)，

产水管(3)两端分别设有第一口(111)和第二口(113)，第一口(111)和第二口(113)其中一个用于向盐水通道(31)注入盐水,另一个用于将混合液通道(32)的混合液导出，水处理系统还包括切换机构，切换机构用于切换第一口(111)和第二口(113)之间液体流向。

2.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于：每组循环组件(700)中所述的膜组件(100)数量为n个，其中n≥2，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，所述循环组件设有与回流管路(500)连通的进液管道(203)和出液管道(204),第一个所述膜组件(100)的原水接口(5)与进液管道(203)连接，第n个所述膜组件(100)的浓水接口(6)与出液管道(204)连接,待处理液进水管(51)上设有高压泵(101)，每个循环组件(700)的进液管道(203)设有循环泵(102)，浓缩液出水管(61)上设有浓水控制阀(62)，盐水输入管道(303)上设有压力传感器(302)。

3.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于：水处理系统还包括循环盐水箱(300)、反渗透组件(200)、盐水输入管道(303)和混合输出管道(202)，盐水输入管道(303)通过盐水注水泵(301)连通所述循环盐水箱(300)，所述的混合液输出管道(202)通过混合液泵(201)连通反渗透组件(200)的原水进口连通，循环组件(700)还包括与第一口(111)连通的第一管道(601)和与第二口(113)连通的第二管道(602)，切换机构包括第一中间管路(603)、第二中间管路(604)、第三中间管路(605)、第四中间管路(606)，第一中间管路(603)将第一管道(601)与盐水输入管道(303)连通，第二中间管路(604)将第一管道(601)与混合液输出管道(202)连通，第一中间管路(603)上设有第一阀(103)，第二中间管路(604)上设有第二阀(104)，第三中间管路(605)将第二管道(602)与盐水输入管道(303)连通，第四中间管路(606)将第二管道(602)与混合液输出管道(202)连通，第三中间管路(605)上设有第三阀(105)，第四中间管路(606)上设有第四阀(106)。

4.根据权利要求1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。

5.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于：所述的膜袋(2)由两个边缘粘接的膜片(25)形成的内部中空的结构，两个所述膜片(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，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)。

6.根据权利要求5所述的水处理系统，其特征在于：所述的膜片(25)为反渗透膜和纳滤膜其中的一种。

7.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于：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。

8.根据权利要求7所述的水处理系统，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)上设置有第一口(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)上设置有第二口(113)。

9.根据权利要求8所述的水处理系统，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)。

10.一种利用权利要求1～9任一项所述的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)将待处理液通入待处理液进水管(51)，每组循环组件(700)的循环泵(102)将回流管路(500)中的待处理液吸入到相应组的膜组件(100)中，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；

运行设定时间后，通过切换机构实现第一口(111)和第二口(113)之间液体流向切换。

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