專利名稱：正滲透耦合反滲透處理反滲透濃排水的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反滲透濃排水的處理方法及裝置，特別是涉及一種正滲透耦合反滲透處理反滲透濃排水的方法及裝置。
背景技術(shù)：
水資源短缺、環(huán)境污染和能源危機(jī)時目前全球面臨的重大問題。在海水淡化、污水循環(huán)利用領(lǐng)域，膜技術(shù)已經(jīng)成為常規(guī)分離技術(shù)。其中，反滲透膜技術(shù)得到了大量的應(yīng)用。在反滲透過程中，在外界壓力驅(qū)動下，水分子透過反滲透膜得到純凈水，對高含鹽水源，比如海水，苦咸水等，外界壓力需要克服較高的滲透壓，在獲得純凈水的同時，產(chǎn)生大量的高含鹽廢水。這些高含鹽水若直接排放會對土壤、地表水、海洋等產(chǎn)生污染；若排入市政污水處理系統(tǒng)，過高的總?cè)芙庑怨腆w對活性污泥的生長也非常不利?；厥绽梅礉B透濃排水成為水處理應(yīng)用上的一種趨勢，同時也是一種技術(shù)難題。現(xiàn)已有眾多專利和專利申請針對濃排 水的處理做了工作。中國發(fā)明專利申請(CN101857321A) “反滲透濃水和高含鹽量復(fù)雜廢水處理與回用方法與設(shè)備”公開了反滲透濃水和高含鹽量復(fù)雜廢水處理與回用方法及設(shè)備涉及加藥劑生成絮狀顆粒及使水體軟化，再固液分離，過濾后的軟化水體經(jīng)過反滲透處理得到純水。由于該工藝過程較為復(fù)雜，其應(yīng)用可行性不強(qiáng)，增加了設(shè)備上的運(yùn)營成本從而限制了它的應(yīng)用。中國發(fā)明專利(公開號CN101096277A，授權(quán)公告號CN100522826C) “一種能夠全部回用濃水的水處理方法”公開了一種將濃排水與其他原水混合重新作為原水，雖然短暫解決了回收問題，但濃排水的回流率過高，又會使進(jìn)鹽度升高，增加膜的負(fù)擔(dān)，影響膜的壽命，需要頻繁更換膜，費(fèi)用較高。中國實(shí)用新型專利(CN201304324Y) “反滲透濃水回收利用裝置”公開了一種對反滲透濃排水加藥處理，過濾，再進(jìn)行第二次反滲透濃縮再進(jìn)行濃排水排放。雖然反滲透濃排水的量有所降低，但排放的濃度增加。中國實(shí)用新型專利(CN201530743U) “一種處理反滲透濃水達(dá)標(biāo)排放的系統(tǒng)”公開了一種利用Cio2在常溫常壓下處理反滲透濃排水中的有機(jī)物，再通過“三相催化氧化塔”(即由“壓縮空氣”組成的氣相，“C102 ”組成的液相，“貴金屬催化劑”組成的固相)，在催化劑的作用下，可使用空氣中的氧氣作為氧化劑參與氧化，不但減少了液相ClO2的量，而且提高了反應(yīng)速度，水中有機(jī)物在催化劑的作用下被氧化為二氧化碳和水，從而使?jié)馑械幕瘜W(xué)耗氧量(COD)值大幅度降低，基本實(shí)現(xiàn)了脫色。但是該方法不僅成本較高，過程復(fù)雜；而且只解決了 COD問題，并未解決高含鹽水的排放問題。中國實(shí)用新型專利(CN201372239Y) “反滲透濃水再利用裝置”公開了一種用于收集一級反滲透濃排水的濃水后，通過投加阻垢劑，移除可能引起結(jié)垢的金屬離子的集成裝置。雖然該過程可避免結(jié)垢離子，但濃排水中其他離子并未有效去除。中國發(fā)明專利(公開號CN1636886A，授權(quán)公告號CN1275882C) “反滲透濃縮液的無機(jī)誘導(dǎo)處理方法”公開了一種用CaMg (CO3)2白云石作為無機(jī)誘導(dǎo)劑TAN，對含有通用阻垢劑的反滲透濃排水進(jìn)行處理的方法。該過程利用無機(jī)誘導(dǎo)劑與濃縮液中的Ca2+、Mg2+、HCO3-反應(yīng)，使得溶液中高過飽和度的成垢離子沉積出來，然后再加入硫酸鋁攪拌混凝，將溶液過濾、沉淀。該處理過程與阻垢劑的添加效果相似，不能除去水中的全部鹽分。綜上所述，目前反滲透濃排水的處理過程基本是通過加入阻垢劑和其他減少濃排水的排放，或除去結(jié)垢離子進(jìn)行處理，能夠完全回收的體系較少，并且存在過程復(fù)雜，能耗較高，費(fèi)用高的問題?；谏鲜龇礉B透濃排水處理的缺點(diǎn)，來尋找一種較為實(shí)際，且有實(shí)用性環(huán)保的處理反滲透濃排水的方法顯得極為迫切。正滲透是一種不需外加壓力做驅(qū)動力，而僅依靠膜兩側(cè)的滲透壓差驅(qū)動的膜分離過程，即水從較高水化學(xué)勢(或較低滲透壓)一側(cè)區(qū)域通過選擇透過性膜流向較低水化學(xué)勢(或較高滲透壓)一側(cè)區(qū)域的過程。正滲透膜分離技術(shù)相對于外加壓力驅(qū)動的膜分離技術(shù)最顯著的特點(diǎn)就是不需要外加壓力或者在很低的外加壓力下運(yùn)行，而且膜污染情況相對較輕，能夠持續(xù)長時間的運(yùn)行而不需要清洗。 相對于其他膜過程，正滲透具有以下優(yōu)點(diǎn)1、對膜污染較輕；2、無需外加壓力，具有能耗低的優(yōu)點(diǎn)；3、不產(chǎn)生污染，環(huán)境友好。但是正滲透過程實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵為一種高通量可循環(huán)使用的驅(qū)動溶液，而反滲透的濃排水因為鹽分含量高，滲透壓高，恰好滿足正滲透運(yùn)行的需要。所以如果將正滲透和反滲透結(jié)合的方法處理反滲透的濃排水，對其進(jìn)行二次利用，將反滲透濃排水作為正滲透的驅(qū)動液，不但能解決正滲透過程的驅(qū)動液的問題，同時能解決濃排水的排放問題，對于水處理過程，特別是解決海水淡化過程中的環(huán)境污染問題具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種正滲透耦合反滲透處理反滲透濃排水的方法及裝置。本發(fā)明的通過利用反滲透濃排水并耦合正滲透過程的水處理工藝，不但提高濃排水的利用，降低原水的用量，提高反滲透利用率，而且這個過程還可以利用正滲透處理多種原液，進(jìn)行濃縮，降低反滲透濃排水對環(huán)境的污染，并且整機(jī)設(shè)備占地少、結(jié)構(gòu)緊密，操作簡單、運(yùn)行費(fèi)用低，能耗低。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的正滲透耦合反滲透處理反滲透濃排水的方法，利用反滲透濃排水作為正滲透的驅(qū)動液，利用正滲透過程中膜兩側(cè)的滲透壓差，對正滲透原液進(jìn)行濃縮，而正滲透原液的水透過正滲透膜，使得反滲透濃排水被稀釋。稀釋后的驅(qū)動液與反滲透原水混合，經(jīng)過高壓泵作為反滲透進(jìn)水進(jìn)入反滲透組件，利用反滲透過程將從正滲透原液滲透到驅(qū)動液側(cè)的水進(jìn)行回收，而將反滲透濃排水繼續(xù)循環(huán)作為正滲透過程的驅(qū)動液。其中，反滲透濃排水的滲透壓必須高于正滲透原液的滲透壓。即本發(fā)明的方法，利用反滲透濃排水的高滲透壓對正滲透進(jìn)料液進(jìn)行濃縮，通過耦合反滲透和正滲透過程，同時實(shí)現(xiàn)反滲透濃排水的回收利用和正滲透進(jìn)料液的濃縮和純化處理。所述本發(fā)明方法的處理過程包括正滲透原液直接進(jìn)入正滲透組件，反滲透濃排水作為正滲透的驅(qū)動液，正滲透原液的水透過正滲透組件的正滲透膜，而反滲透濃排水被稀釋后與反滲透原水混合，經(jīng)過高壓泵作為反滲透進(jìn)水進(jìn)入反滲透組件，利用反滲透過程將從正滲透原液滲透到驅(qū)動液側(cè)的水進(jìn)行回收，而將反滲透濃排水繼續(xù)循環(huán)作為正滲透過程的驅(qū)動液。
本發(fā)明的方法中，其處理過程還包括將反滲透濃排水經(jīng)蓄積池(蓄積池的溫度為恒溫)進(jìn)行蓄積，用進(jìn)料泵打入正滲透組件作為正滲透驅(qū)動液循環(huán)，利用高濃度的反滲透濃排水作為正滲透的驅(qū)動液對正滲透母液(原液)進(jìn)行處理；其中，處理方式包括一級處理(即單個正滲透組件處理)，或者多級串聯(lián)處理(即多個正滲透組件串聯(lián)的多級處理)。所述正滲透原液直接進(jìn)入正滲透組件中，正滲透原液在進(jìn)料側(cè)循環(huán)，來實(shí)現(xiàn)對正滲透原液的濃縮，正滲透原液的流動方式包括并流、錯流；正滲透膜兩側(cè)的流速(正滲透原液、反滲透濃排水的流速)為0. lm/s 10m/s,優(yōu)選0. 3m/s 5m/s,更優(yōu)選I 3m/s ;其中，正滲透原液在進(jìn)料側(cè)循環(huán)過程中，即正滲透原液在濃縮過程中，可以采用間歇式或連續(xù)式，優(yōu)選間歇式。所述正滲透原液包括河水、地表水、湖水、海水、果汁、垃圾浙出液、血衆(zhòng)、鹽湖鹵水、蛋白質(zhì)溶液、藥物溶液、糖溶液或市政污水溶液。所述反滲透濃排水作為正滲透驅(qū)動液，在經(jīng)過正滲透過程被稀釋后，能與反滲透原水混合繼續(xù)作為反滲透進(jìn)水；或者稀釋后的反滲透濃排水繼續(xù)對滲透壓低的正滲透母液 處理，最后再和反滲透原水混合繼續(xù)作為反滲透進(jìn)水；稀釋后的反滲透濃排水與反滲透原水的混合體積比為10 :1 I :10，混合后繼續(xù)作為反滲透進(jìn)水，其中，混合比優(yōu)選5 :1 I :5，更優(yōu)選3 :1 I :3。其中，反滲透原水包括自來水，經(jīng)過一級超濾過率的地表水或海水。反滲透濃排水包括反滲透原水經(jīng)過反滲透裝置進(jìn)行一次濃縮后得到的，或混合的反滲透進(jìn)水進(jìn)行多次濃縮得到的。所述正滲透膜包括平板膜或中空纖維膜；其中，正滲透膜材料包括三醋酸纖維素(CTA)、聚砜(PSF)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDF);膜包括復(fù)合膜或單層膜。所述反滲透組件中，設(shè)有反滲透膜，該反滲透膜包括平板膜或中空纖維膜；其中，反滲透膜材料包括三醋酸纖維素、聚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯；膜包括復(fù)合膜或單層膜。另外，本發(fā)明還公開了一種正滲透耦合反滲透處理反滲透濃排水的裝置，包括第一進(jìn)料泵，用于將正滲透原液輸送到正滲透組件；第二進(jìn)料泵，用于將反滲透濃排水作為正滲透驅(qū)動液，輸送到正滲透組件；正滲透組件，按照正滲透原理，用于將正滲透原液濃縮，而將反滲透濃排水稀釋；高壓泵，用于將稀釋后的反滲透濃排水和反滲透原水混合加壓后，作為反滲透進(jìn)水進(jìn)入反滲透組件；反滲透組件，用于將反滲透進(jìn)水處理為純凈水。所述裝置，還包括用于蓄積正滲透原液的正滲透原液池，用于蓄積反滲透濃排水的反滲透濃排水蓄積池。所述正滲透組件為一個或多個，當(dāng)多個時，正滲透組件串聯(lián)。本發(fā)明將反滲透裝置的濃排水由直接排放，改為進(jìn)入正滲透膜組件作為正滲透驅(qū)動液，利用其高滲透壓，處理正滲透的原液，正滲透原液中的水通過膜，使得原液得到處理，而濃排水被稀釋；稀釋后的驅(qū)動液即淡排水回流到反滲透過程，與反滲透進(jìn)水混合后，進(jìn)入反滲透過程，獲得純凈水，反滲透濃排水則繼續(xù)循環(huán)作為為正滲透的驅(qū)動液使用。該處理過程同時實(shí)現(xiàn)反滲透濃排水的回收利用和正滲透原液的處理，即本發(fā)明涉及反滲透濃排水再利用和原液處理過程，主要包括反滲透過程，加壓過程，正滲透過程，蓄水過程，其中所述的正滲透過程以反滲透濃排水為驅(qū)動液，利用濃排水的高滲透壓，對正滲透原液進(jìn)行處理，將稀釋的濃排水加壓后送至反滲透過程進(jìn)行凈化，獲得純凈水而濃排水回收循環(huán)再利用。因此，本發(fā)明是由反滲透和正滲透過程組合而成，因而，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)I)本發(fā)明不但能夠回收利用反滲透的濃排水，而且整個過程中不產(chǎn)生污染，對環(huán)境友好；即本發(fā)明能提高反滲透濃排水的利用，降低反滲透濃排水對環(huán)境的污染；2)本發(fā)明能夠充分利用濃排水，將其作為正滲透過程的驅(qū)動液，且正滲透整個過程無需加熱，所以能濃縮對溫度敏感的產(chǎn)品如乳清蛋白、果汁、藥物等，能耗低，效率高，成本低，對環(huán)境沒有污染；
同時也可用于液體濃縮和脫鹽，具有有效的經(jīng)濟(jì)價值；3)本發(fā)明的新型處理和濃縮工藝，整個過程不僅可以獲得純凈水，同時可處理反滲透過程不能直接處理的正滲透原液，且整個過程零排放，提高了反滲透的效率，具有良好的應(yīng)用前景；4)本發(fā)明的裝置占地少、結(jié)構(gòu)緊密、操作簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、能耗低。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖I是本發(fā)明的一級處理裝置的示意圖；圖2是本發(fā)明的二級處理裝置的示意圖；圖中附圖標(biāo)記說明如下I為第一正滲透原液池,2為第一正滲透原液進(jìn)料泵,3為第一正滲透組件,4為第一反滲透濃排水(正滲透驅(qū)動液)，5為反滲透濃排水蓄積池，6為高壓泵，7為進(jìn)料泵，8為反滲透組件，9為純凈水出口，10為反滲透原水，11為第二正滲透原料池，12為第二正滲透原液進(jìn)料泵，13為第二正滲透組件，14為第二反滲透濃排水。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I本實(shí)施例中的正滲透耦合反滲透處理反滲透濃排水的裝置，是采用一級處理裝置(如圖I所示)，對正滲透原液進(jìn)行濃縮，以及反滲透濃排水的回收循環(huán)再利用。其中，該一級處理裝置，包括用于蓄積正滲透原液的第一正滲透原液池I ;用于蓄積反滲透濃排水的反滲透濃排水蓄積池5 ；第一正滲透原液進(jìn)料泵2，用于將正滲透原液輸送到第一正滲透組件3 ；進(jìn)料泵7，用于將第一反滲透濃排水4作為正滲透驅(qū)動液，輸送到正滲透組件3 ；正滲透組件3，按照正滲透原理，將正滲透原液濃縮，而將第一反滲透濃排水4稀釋；高壓泵6，用于將稀釋后的第一反滲透濃排水4和反滲透原水10混合加壓后，作為反滲透進(jìn)水進(jìn)入反滲透組件8 ；反滲透組件8，用于將反滲透進(jìn)水處理為純凈水，且該純凈水能經(jīng)純凈水出口 9排出。利用上述裝置，通過正滲透耦合反滲透處理反滲透濃排水的方法，包括將反滲透濃排水經(jīng)反滲透濃排水蓄積池5 (蓄積池的溫度為恒溫)進(jìn)行蓄積，用進(jìn)料泵7打入第一正滲透組件3作為正滲透驅(qū)動液循環(huán)；正滲透原液直接進(jìn)入第一正滲透組件3作為母液，反滲透濃排水4作為正滲透的驅(qū)動液，反滲透濃排水的滲透壓高于正滲透原液的滲透壓，正滲透母液的水透過第一正滲透組件3的正滲透膜，而第一反滲透濃排水4被稀釋后經(jīng)過高壓泵6作為進(jìn)水進(jìn)入反滲透組件8，利用反滲透過程將從正滲透原液滲透到驅(qū)動液側(cè)的水進(jìn)行回收，而將第一反滲透濃排水4繼續(xù)循環(huán)作為正滲透過程的驅(qū)動液；
第一反滲透濃排水4作為正滲透驅(qū)動液，在經(jīng)過正滲透過程被稀釋后，能與反滲透原水混合繼續(xù)作為反滲透進(jìn)水；或者稀釋后的第一反滲透濃排水4繼續(xù)對滲透壓低的正滲透母液處理，最后再和反滲透原水10混合繼續(xù)作為反滲透進(jìn)水；當(dāng)正滲透原液濃度達(dá)到預(yù)定濃度后，將原液作為產(chǎn)品。當(dāng)上述第一正滲透原液池I中的正滲透原液為5% (質(zhì)量濃度)葡萄糖溶液，體積為100L，以反滲透海水淡化后的濃排水作為驅(qū)動液，正滲透膜為CTA的平板復(fù)合膜，其中，膜的大小為lm2。正滲透原液在進(jìn)料側(cè)循環(huán)，流動方式為并流，反滲透濃排水體積為100L，采用間歇式操作，正滲透膜內(nèi)側(cè)與外側(cè)流速(正滲透原液、第一反滲透濃排水4的流速)都為lm/s，在室溫下，處理I個小時后，經(jīng)旋光法測得的葡萄糖溶液的濃度變?yōu)?%。反滲透濃排水被稀釋后的質(zhì)量濃度約為8% (海水的濃度以氯化鈉含量計算，并使用鹽度計測定)，稀釋后的驅(qū)動液與反滲透原水10 (這里的反滲透原水10為海水)的體積比為I :5混合繼續(xù)作為反滲透的進(jìn)水。本實(shí)施例中，第一反滲透濃排水4進(jìn)行蓄積后，作為正滲透的驅(qū)動液，經(jīng)正滲透稀釋后，并與反滲透原水按比例混合后，經(jīng)過高壓泵6輸送到設(shè)有反滲透復(fù)合膜的反滲透組件8，經(jīng)處理得到純水(電導(dǎo)率為8. 75uS/cm)，實(shí)現(xiàn)對濃排水的回收再利用。因而，本實(shí)施例中同時實(shí)現(xiàn)了第一反滲透濃排水4的回收利用和正滲透原液的處理。由于在正滲透過程中，濃排水得到了稀釋，并可進(jìn)一步作為反滲透過程的進(jìn)水，不僅提高了反滲透過程的水利用率，減少第一反滲透濃排水4，同時該過程可以用于其他液體濃縮和脫鹽，具有有效的經(jīng)濟(jì)價值，能耗低，環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例2按照實(shí)施例I的方法進(jìn)行，與上述實(shí)例I所不同的是，流動方式為錯流，所示的濃縮產(chǎn)品為對溫度較為敏感的乳清蛋白質(zhì)溶液，其中，乳清蛋白質(zhì)濃度為3% (質(zhì)量濃度)，體積為100L，在室溫下操作，正滲透膜內(nèi)側(cè)與外側(cè)流速(正滲透原液、第一反滲透濃排水4的流速)都為lm/s，反滲透濃排水(反滲透海水淡化的濃排水)體積100L，處理2個小時后，蛋白質(zhì)濃度濃縮到6%，反滲透濃排水被稀釋后，質(zhì)量濃度降低至7% (海水的濃度以氯化鈉含量計算，并使用鹽度計測定)，稀釋后的驅(qū)動液(即稀釋的反滲透濃排水)與反滲透原水10 (這里的反滲透原水是海水)的體積比為I :4混合作為反滲透的進(jìn)水。實(shí)施例3
按照實(shí)施例I的方法進(jìn)行，與上述實(shí)例I所不同的是，所示的濃縮過程為海水濃縮，其海水的質(zhì)量濃度為3. 5%，體積為100L，在室溫下操作，反滲透濃排水體積100L，處理時間為3個小時，正滲透膜內(nèi)側(cè)與外側(cè)流速(正滲透原液、第一反滲透濃排水4的流速)都為2m/s，將海水濃度濃縮到6. 3%。反滲透濃排水被稀釋后，質(zhì)量濃度降低至7% (海水的濃度以氯化鈉含量計算，并使用鹽度計測定)，稀釋后的驅(qū)動液與反滲透原水10 (這里的反滲透原水10為海水)的體積比I :4混合作為反滲透的進(jìn)水。實(shí)施例4按照實(shí)施例I的方法進(jìn)行，與上述實(shí)例I不同的是，所示的處理過程為江蘇南京的秦淮河河水(正滲透原液)，體積300L，在室溫下操作，由于秦淮河河水滲透壓低，連續(xù)操作4個小時，正滲透膜內(nèi)側(cè)與外側(cè)流速(正滲透原液、第一反滲透濃排水4的流速)都為3m/s，反滲透濃排水被稀釋后，質(zhì)量濃度降低至3% (水的濃度以氯化鈉含量計算，并使用鹽度計測定)，稀釋后的驅(qū)動液與反滲透原水10的體積比為3 1混合作為反滲透的進(jìn)水。 實(shí)施例5按照實(shí)施例I的方法進(jìn)行，與上述實(shí)例I所不同的是，所示的濃縮過程為對溫度較敏感的花青素進(jìn)行濃縮，其花青素濃度為5. 8mg/mL，其體積為100L，反滲透濃排水的體積為100L，在室溫下操作3個小時，正滲透膜內(nèi)側(cè)與外側(cè)流速(正滲透原液、第一反滲透濃排水4的流速)都為lm/s，將花青素濃度提高到20. 5mg/mL，具有很好的濃縮效果。反滲透濃排水被稀釋后，質(zhì)量濃度降低至6. 3%(海水的濃度以氯化鈉含量計算，并使用鹽度計測定)，稀釋后的驅(qū)動液與反滲透原水10 (這里的反滲透原水10為海水)的體積比為I :3混合作為反滲透的進(jìn)水。實(shí)施例6按照實(shí)施例I的方法進(jìn)行，與上述實(shí)例I不同的是，所示的濃縮過程為對維生素C進(jìn)行濃縮，其維生素C濃度為2. 4mg/mL,其體積為50L，在室溫下操作下，正滲透膜內(nèi)側(cè)與外側(cè)流速(正滲透原液、第一反滲透濃排水4的流速)都為I. 5m/s，經(jīng)過2個小時后，將維生素C濃度提高到12mg/mL，具有很好的濃縮效果。反滲透濃排水被稀釋后，質(zhì)量濃度降低至7.5% (水的濃度以氯化鈉含量計算，并使用鹽度計測定)，稀釋后的驅(qū)動液與反滲透原水10(這里的反滲透原水10為海水)的體積比為I :4混合作為反滲透的進(jìn)水。實(shí)施例I按照實(shí)施例I的方法進(jìn)行，與上述實(shí)例I不同的是，所示的處理過程為江蘇南京的玄武湖湖水(正滲透原液)，其體積為300L，在室溫下操作，正滲透膜內(nèi)側(cè)與外側(cè)流速(正滲透原液、第一反滲透濃排水4的流速)都為2. 5m/s,正滲透處理4個小時后，反滲透濃排水被稀釋，質(zhì)量濃度降低至3% (水的濃度以氯化鈉含量計算，并使用鹽度計測定)，低于海水濃度，稀釋后的驅(qū)動液與反滲透原水10 (這里的反滲透原水10為海水)的體積比為5 1混合作為反滲透的進(jìn)水。實(shí)施例8按照實(shí)施例I的方法進(jìn)行，與上述實(shí)例I不同的是，所示的濃縮過程為橙汁(正滲透原液)，體積為100L，在室溫下操作，反滲透濃排水體積為100L，經(jīng)過3個小時處理后，正滲透膜內(nèi)側(cè)與外側(cè)流速(正滲透原液、第一反滲透濃排水4的流速)都為I. 5m/s，將橙汁從7% (質(zhì)量濃度)提高到13%，反滲透濃排水被稀釋后，質(zhì)量濃度降低至7. 5% (水的濃度以氯化鈉含量計算，并使用鹽度計測定)，稀釋后的驅(qū)動液與反滲透原水10 (這里的反滲透原水10為海水)的體積比為I :4混合作為反滲透的進(jìn)水。實(shí)施例9按照實(shí)施例I的方法進(jìn)行，與上述實(shí)例I不同的是，所示的濃縮過程為血漿(正滲透原液)。在室溫下操作，體積為100L，反滲透濃排水體積為100L，經(jīng)過3個小時處理后，正滲透膜內(nèi)側(cè)與外側(cè)流速(正滲透原液、反滲透濃排水4的流速)都為lm/s，將血漿濃度從15ug/ml提高到30ug/ml，反滲透濃排水被稀釋后，質(zhì)量濃度降低至7. 3% (水的濃度以氯化鈉含量計算，使用鹽度計測定)，稀釋后的驅(qū)動液與反滲透原水10(海水)的體積比為I :4混合作為反滲透的進(jìn)水。實(shí)施例10 本實(shí)施例中的正滲透耦合反滲透處理反滲透濃排水的裝置，是采用二級處理裝置(如圖2所示)，處理正滲透原液和反滲透濃排水，其中，該二級處理裝置包括用于蓄積正滲透原液的第一正滲透原液池I和第二正滲透原液池11 ;用于蓄積反滲透濃排水的反滲透濃排水蓄積池5 ；第一正滲透原液進(jìn)料泵2和第二正滲透原液進(jìn)料泵12，分別用于將正滲透原液輸送到第一正滲透組件3和第二正滲透組件13 ;其中，第一正滲透組件3和第二正滲透組件13串聯(lián)；進(jìn)料泵7，用于將第一反滲透濃排水4和第二反滲透濃排水14作為正滲透驅(qū)動液，輸送到第一正滲透組件3和第二正滲透組件13 ；第一正滲透組件3和第二正滲透組件13，按照正滲透原理，將正滲透原液濃縮，而將第一反滲透濃排水4和第二反滲透濃排水14稀釋；高壓泵6，用于將稀釋后的第一反滲透濃排水4和第二反滲透濃排水14，與反滲透原水10混合加壓后，作為反滲透進(jìn)水進(jìn)入反滲透組件8 ；反滲透組件8，用于將反滲透進(jìn)水處理為純凈水，且該純凈水能經(jīng)純凈水出口 9排出。利用上述裝置，對正滲透原液和反滲透濃排水的處理方法，如同實(shí)施例I。第一正滲透原液池I中的第一正滲透原液為海水，其質(zhì)量濃度為3. 5%，體積為100L，第二正滲透原液池11中的第二正滲透原液為玄武湖湖水，體積為200L。反滲透濃排水如同實(shí)施例I。第一正滲透組件3和第二正滲透組件13都為CTA的平板復(fù)合膜，其中，膜的大小都為lm2，正滲透原液在進(jìn)料側(cè)循環(huán)，流動方式都為并流，都采用間歇式操作，正滲透膜內(nèi)側(cè)與外側(cè)流速都為lm/s，在室溫下，濃排水的體積為100L，處理I個小時后，測得濃縮后的第一正滲透原液(海水溶液)的質(zhì)量濃度變?yōu)?. 1%。反滲透濃排水被稀釋后的質(zhì)量濃度約為6. 8%(海水的濃度以氯化鈉含量計算，并使用鹽度計測定)，稀釋后的驅(qū)動液(即淡化的反滲透濃排水)與反滲透原水10 (這里的反滲透原水10為海水)的體積比為I :3混合作為反滲透的進(jìn)水。本實(shí)施例中，反滲透的進(jìn)水經(jīng)過高壓泵6輸送到設(shè)有反滲透復(fù)合膜的反滲透組件8，經(jīng)處理得到純水，實(shí)現(xiàn)對濃排水的回收再利用。因而，本實(shí)施例同時實(shí)現(xiàn)了第一反滲透濃排水4和第二反滲透濃排水14的回收利用和正滲透原液的處理。實(shí)施例11
按照實(shí)施例10的方法進(jìn)行，與實(shí)施例10所不同的是，第一正滲透原液池I中的第一正滲透原液為玄武湖湖水，第二正滲透原液池11中的第二正滲透原液為秦淮河水，第一正滲透組件3和第二正滲透組件13都為CTA的平板膜，其中，膜的大小都為lm2，流動方式都為并流，都采用連續(xù)操作，正滲透膜 內(nèi)側(cè)與外側(cè)流速都為lm/s，在室溫下處理I個小時，反滲透濃排水被稀釋后的質(zhì)量濃度約為6. 4% (鹽濃度以氯化鈉含量計算，并使用鹽度計測定)，稀釋后的驅(qū)動液(即淡化的反滲透濃排水)與反滲透原水10的體積比為I :3混合作為反滲透的進(jìn)水。
權(quán)利要求
1.一種正滲透耦合反滲透處理反滲透濃排水的方法，其特征在于所述方法，利用反滲透濃排水的高滲透壓對正滲透進(jìn)料液進(jìn)行濃縮，通過耦合反滲透和正滲透過程，同時實(shí)現(xiàn)反滲透濃排水的回收利用和正滲透進(jìn)料液的濃縮和純化處理； 其中，所述方法的處理過程包括正滲透原液直接進(jìn)入正滲透組件，反滲透濃排水作為正滲透的驅(qū)動液，正滲透原液的水透過正滲透組件的正滲透膜，而反滲透濃排水被稀釋后與反滲透原水混合，經(jīng)過高壓泵作為反滲透進(jìn)水進(jìn)入反滲透組件，利用反滲透過程將從正滲透原液滲透到驅(qū)動液側(cè)的水進(jìn)行回收，而將反滲透濃排水繼續(xù)循環(huán)作為正滲透過程的驅(qū)動液；所述反滲透濃排水的滲透壓高于正滲透原液的滲透壓。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述方法中，將反滲透濃排水經(jīng)蓄積池進(jìn)行蓄積，用進(jìn)料泵打入正滲透組件作為正滲透驅(qū)動液循環(huán)，對正滲透原液進(jìn)行處理，其中，處理方式包括單個正滲透組件的一級處理，或者多個正滲透組件串聯(lián)的多級處理； 所述正滲透原液直接進(jìn)入正滲透組件中，正滲透原液在進(jìn)料側(cè)循環(huán)，來實(shí)現(xiàn)對正滲透 原液的濃縮，正滲透原液的流動方式包括并流、錯流；其中，正滲透原液在循環(huán)過程中，采用間歇式或連續(xù)式；正滲透膜兩側(cè)的流速為0. lm/s 10m/s ； 所述正滲透膜包括平板膜或中空纖維膜；其中正滲透膜材料包括三醋酸纖維素、聚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯或聚偏氟乙烯；膜包括復(fù)合膜或單層膜； 反滲透組件中，設(shè)有反滲透膜，該反滲透膜包括平板膜或中空纖維膜；其中，反滲透膜材料包括三醋酸纖維素、聚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯或聚偏氟乙烯；膜包括復(fù)合膜或單層膜。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述正滲透膜兩側(cè)的流速為0.3m/s 5m/So
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述正滲透膜兩側(cè)的流速為I 3m/s。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述蓄積池的溫度為恒溫； 所述正滲透原液包括河水、地表水、湖水、海水、果汁、垃圾浙出液、血衆(zhòng)、鹽湖鹵水、蛋白質(zhì)溶液、藥物溶液、糖溶液或市政污水溶液； 所述反滲透濃排水，在經(jīng)過正滲透過程被稀釋后，能與反滲透原水混合繼續(xù)作為反滲透進(jìn)水；或者稀釋后的反滲透濃排水繼續(xù)對滲透壓低的正滲透母液處理，最后再和反滲透原水混合繼續(xù)作為反滲透進(jìn)水； 其中，反滲透原水包括自來水，經(jīng)過一級超濾過率的地表水或海水。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述反滲透濃排水，包括反滲透原水經(jīng)過反滲透裝置進(jìn)行一次濃縮后得到的，或混合的反滲透進(jìn)水進(jìn)行多次濃縮得到的；稀釋后的反滲透濃排水與反滲透原水的混合體積比為10 :1 I :10，混合后繼續(xù)作為反滲透進(jìn)水，經(jīng)反滲透組件處理得到純水，實(shí)現(xiàn)對反滲透濃排水的回收再利用。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述稀釋后的反滲透濃排水與反滲透原水的混合體積比為5 :1 I :5。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述稀釋后的反滲透濃排水與反滲透原水的混合體積比為3 :1 I :3。
9.一種適用于如權(quán)利要求I所述的正滲透耦合反滲透處理反滲透濃排水的方法的裝置，其特征在于包括第一進(jìn)料泵，用于將正滲透原液輸送到正滲透組件； 第二進(jìn)料泵，用于將反滲透濃排水作為正滲透驅(qū)動液，輸送到正滲透組件； 正滲透組件，用于將正滲透原液濃縮，而將反滲透濃排水稀釋； 高壓泵，用于將稀釋后的反滲透濃排水和反滲透原水混合加壓后，作為反滲透進(jìn)水進(jìn)入反滲透組件； 反滲透組件，用于將反滲透進(jìn)水處理為純凈水。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于還包括用于蓄積正滲透原液的正滲透原液池，用于蓄積反滲透濃排水的反滲透濃排水蓄積池； 其中，所述正滲透組件為一個或多個，當(dāng)多個時，正滲透組件串聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種正滲透耦合反滲透處理反滲透濃排水的方法及裝置，該方法包括正滲透原液直接進(jìn)入正滲透組件，反滲透濃排水作為正滲透的驅(qū)動溶液，正滲透原液的水透過膜，而反滲透濃排水被稀釋后與反滲透原水混合，經(jīng)過高壓泵作為反滲透進(jìn)水進(jìn)入反滲透組件，利用反滲透過程將從正滲透原液滲透到驅(qū)動液側(cè)的水進(jìn)行回收，而將反滲透濃排水繼續(xù)循環(huán)作為正滲透過程的驅(qū)動液；其裝置包括第一進(jìn)料泵、第二進(jìn)料泵、正滲透組件、高壓泵、反滲透組件。本發(fā)明能提高反滲透濃排水的利用率，降低反滲透濃排水對環(huán)境的污染，同時也可用于液體濃縮和脫鹽，具有有效的經(jīng)濟(jì)價值，并且本發(fā)明的裝置占地少、結(jié)構(gòu)緊密、操作簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、能耗低。
文檔編號C02F1/44GK102745776SQ20121022863
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者何濤, 姜標(biāo), 李雪梅, 許高杰 申請人:上海中科高等研究院