正滲透系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種正滲透系統(tǒng)，包括原料液池和與原料液池連通的正滲透裝置，正滲透裝置包括容器，容器的設(shè)置有原料液入口、原料液出口、汲取液入口和汲取液出口；容器的內(nèi)部設(shè)置有成對(duì)設(shè)置的正滲透膜，成對(duì)設(shè)置的正滲透膜之間形成供汲取液流通的密封空腔，密封空腔的上下兩側(cè)分別與汲取液入口和汲取液出口連通；原料液池的出口和入口分別一一對(duì)應(yīng)地與與正滲透裝置的原料液入口和原料液出口連通構(gòu)成第一回路，汲取液入口和汲取液出口分別一一對(duì)應(yīng)地與汲取液池的出口和入口連通構(gòu)成第二回路。本實(shí)用新型增大了汲取液與原料液之間的接觸面積，大幅地增加了正滲透的速率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
正滲透系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及正滲透系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]正滲透(FO)是一種相對(duì)較新的膜技術(shù)，相較于其他滲透膜系統(tǒng)，其具有非常不同的要求和性能。與反滲透(RO)(—種壓力驅(qū)動(dòng)工藝)相比，F(xiàn)O是基于擴(kuò)散的工藝并需要汲取液和原料液(該原料液將被濃縮)。在FO中，水從低濃度液體通過(guò)高選擇性膜擴(kuò)散至高濃度溶液，即，進(jìn)入汲取液。但是傳統(tǒng)正滲透系統(tǒng)中汲取液只是通過(guò)正滲透膜單向抽取原料液中的水，而不能雙向抽取，例如哈爾濱工業(yè)大學(xué)的專(zhuān)利CN201310322450公開(kāi)的厭氧膜生物反應(yīng)器、正滲透、反滲透組合的污水處理系統(tǒng)，即存在正滲透組件中單位體積的汲取液與原料液接觸面積小且單向抽取原料液中的水，由此產(chǎn)生了滲透效率低下的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供了一種正滲透系統(tǒng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種正滲透系統(tǒng)，用于汲取原料液中的水以濃縮原料液，包括原料液池和與所述原料液池連通的正滲透裝置，所述正滲透裝置包括容器，所述容器設(shè)置有原料液入口、原料液出口、汲取液入口和汲取液出口 ；所述容器的內(nèi)部設(shè)置有成對(duì)設(shè)置的正滲透膜，所述成對(duì)設(shè)置的正滲透膜之間形成供汲取液流通的密封空腔，所述密封空腔的上下兩側(cè)分別與所述汲取液入口和所述汲取液出口連通；所述原料液池的出口和入口分別——對(duì)應(yīng)地與所述正滲透裝置的原料液入口和原料液出口連通構(gòu)成第一回路，所述汲取液入口和所述汲取液出口分別一一對(duì)應(yīng)地與汲取液池的出口和入口連通構(gòu)成第二回路。
[0005]優(yōu)選地，所述成對(duì)設(shè)置的正滲透膜與所述容器的內(nèi)側(cè)壁之間的空間構(gòu)造成圍繞所述成對(duì)設(shè)置的正滲透膜的環(huán)形通道。
[0006]優(yōu)選地，在所述第一回路中的用以連通所述原料液池和正滲透裝置的管路上，設(shè)置有循環(huán)泵；以及在所述第二回路中的用以連通所述汲取液池和容器的管路上，設(shè)置有傳輸泵。
[0007]優(yōu)選地，所述傳輸泵設(shè)置于所述汲取液出口與所述汲取液池的入口之間的第一管路上，并且，在所述第一管路上設(shè)有反滲透裝置。
[0008]優(yōu)選地，所述原料液池的出口設(shè)置在原料液池的頂部，所述原料液池的入口的位置低于所述原料液池的出口的位置并且所述原料液出口處具有過(guò)濾器，在所述原料液池的底部設(shè)置有廢渣排出口。
[0009]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果為:
[0010]1、本實(shí)用新型正滲透裝置內(nèi)部成對(duì)設(shè)置的正滲透膜之間形成密封空腔，該密封空腔供汲取液貫穿流過(guò)，汲取液可以從兩個(gè)相反的方向通過(guò)正滲透膜汲取膜外原料液中的水，與通過(guò)單層正滲透膜從單個(gè)方向進(jìn)行正滲透相比，增大了汲取液與原料液之間的接觸面積，大幅地增加了正滲透的速率。
[0011]2、在第一管路上設(shè)置有反滲透裝置，用于濃縮正滲透后被稀釋的汲取液，使汲取液保持在合適的滲透壓，采用正滲透與反滲透相結(jié)合的技術(shù)手段，以使汲取液能夠在正滲透裝置中源源不斷地汲取原料液中的水，提高了系統(tǒng)工作效率。
[0012]3、原料液池的入口的位置低于所述原料液池的出口的位置，能夠使從入口流入的濃度較高的原料液不與出口附近的濃度較低的原料液混合，并且使?jié)舛容^高的原料液中固體顆?？焖俪两担虼丝杀ＷC濃度較低的原料液能夠流入正滲透裝置，與汲取液保持較大的滲透壓差，提高正滲透效率；在所述原料液池的底部設(shè)置有廢渣排出口，以保證原料液中的固體廢渣能夠被及時(shí)清理，并在原料液出口處設(shè)置過(guò)濾器來(lái)保證從原料液出口流出來(lái)的原料液中的固體顆粒直徑小于100微米，從而保證正滲透裝置不被堵塞，以提高系統(tǒng)工作效率。
[0013]4、在正滲透裝置中，原料液流動(dòng)方向與汲取液流動(dòng)方向相反，二者之間形成對(duì)流，有利于加快原料液中的水透過(guò)正滲透膜向汲取液擴(kuò)散的速率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]此后結(jié)合附圖(未必按比例繪制)描述實(shí)施方式，其中，相同標(biāo)號(hào)表示相同元件。
[0015]圖1是本實(shí)用新型正滲透系統(tǒng)的實(shí)施的示意性框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述。
[0017]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的一種正滲透系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，該正滲透系統(tǒng)包括原料液池40和與原料液池連通的正滲透裝置7，為了便于原料液中固體廢渣的充分沉降，該原料液池40應(yīng)當(dāng)具有足夠的深度來(lái)容納沉淀物，并且該原料液池通過(guò)具有足夠直徑的管道與正滲透裝置連通；
[0018]正滲透裝置7包括容器74，該容器74用于盛裝準(zhǔn)備濃縮的原料液，容器74設(shè)置有原料液出口 75、原料液入口 76、汲取液入口 77和汲取液出口 78 ;為了便于原料液循環(huán)和正滲透裝置的充分滲透，可以理解，原料液出口 75和原料液入口 76設(shè)置在容器74的同一側(cè)，原料液出口 75位于容器74的下部，原料液入口 76位于容器74的上部，汲取液入口 77位于容器74的底部，汲取液出口 78位于容器74的頂部；
[0019]當(dāng)然，在本實(shí)用新型的其他可選實(shí)施例中，為了原料液的更充分流動(dòng)，原料液出口75和原料液入口 76可以設(shè)置在容器74的對(duì)側(cè)，但原料液出口 75仍位于容器74的下部，原料液入口 76仍位于容器74的上部。
[0020]進(jìn)一步，容器74的內(nèi)部設(shè)置有一組成對(duì)設(shè)置的正滲透膜79，該成對(duì)設(shè)置的正滲透膜79具有兩層正滲透膜，該兩層正滲透膜79所在的平面相互平行，并且該兩層正滲透膜可以繃緊固定在一個(gè)環(huán)形框架的相對(duì)兩側(cè)，該兩層正滲透膜與該環(huán)形框架可以形成一個(gè)便于在容器74中可拆卸安裝的組件，一個(gè)組件便是一組成對(duì)設(shè)置的正滲透膜79，該可拆卸安裝的方式可以為通過(guò)在容器74的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置的卡槽結(jié)構(gòu)將正滲透膜組件嵌合在卡槽中，安裝時(shí)直接插入，拆卸時(shí)直接拔出，方便快捷；所述成對(duì)設(shè)置的正滲透膜79之間形成供汲取液流通的密封空腔71，換言之，該兩層正滲透膜與該環(huán)形框架構(gòu)造成一個(gè)密封的空腔，該密封空腔只供汲取液流通，應(yīng)當(dāng)防止原料液意外進(jìn)入(原料液中的水透過(guò)正滲透膜進(jìn)入該密封空腔除外)，可以理解，該密封空腔71應(yīng)當(dāng)在垂直于正滲透膜79所在平面的方向上具有合適的寬度，以保證汲取液能夠在該空腔具有適當(dāng)流速并且能夠與原料液充分接觸，即單位體積的汲取液應(yīng)與盡可能多的原料液接觸；密封空腔71的上下兩側(cè)分別與汲取液入口 77和汲取液出口 78連通，換言之，在密封空腔71的上下側(cè)(即上述環(huán)形框架的上下測(cè))分別具有供汲取液穿過(guò)的通孔，該通孔通過(guò)管道分別與容器74的汲取液入口 77和汲取液出口 78接通，以供汲取液在密封空腔71中連續(xù)進(jìn)出，以使正滲透膜79外側(cè)的原料液中的水不斷地?cái)U(kuò)散至汲取液中。
[0021]當(dāng)然，在本實(shí)用新型的其他可選實(shí)施例中，容器74中成對(duì)設(shè)置的正滲透膜79可以是兩組或多組，并且每組之間應(yīng)間隔一定距離以供原料液與每層正滲透膜都充分接觸，而且每組正滲透膜形成的密封空腔的上下兩側(cè)均與容器74汲取液入口 77和汲取液出口 78連通，以供汲取液不斷循環(huán)。可以使用機(jī)架(rack)或其他固定裝置使多個(gè)正滲透膜組件在容器74中保持并排排列。優(yōu)選地，該每個(gè)正滲透膜組件彼此間隔開(kāi)6_。所使用的組件的數(shù)量取決于多種因素。機(jī)架尺寸，即機(jī)架內(nèi)的組件的數(shù)量，將取決于負(fù)載和維護(hù)方面的考慮。一般的機(jī)架的實(shí)例的尺寸大約是80cm寬、2m長(zhǎng)以及2m高，并將包含大約60個(gè)正滲透膜組件，每個(gè)正滲透膜組件具有2m2的正滲透膜。然而，可以使用其他的機(jī)架尺寸、正滲透膜組件的數(shù)量、以及膜尺寸。
[0022]進(jìn)一步，原料液池40的出口 41和入口 42分別——對(duì)應(yīng)地與所述正滲透裝置7的原料液入口 76和原料液出口 75連通構(gòu)成第一回路，在該第一回路中，原料液沿順時(shí)針?lè)较蜓h(huán)流動(dòng)；汲取液入口 77和汲取液出口 78分別——對(duì)應(yīng)地與汲取液池82的出口和入口連通構(gòu)成第二回路，在該第二回路中，汲取液也是沿順時(shí)針?lè)较蜓h(huán)流動(dòng)；由此造成在正滲透裝置7中，原料液流動(dòng)方向與汲取液流動(dòng)方向相反，二者之間形成對(duì)流，所以有利于加快原料液中的水透過(guò)正滲透膜向汲取液擴(kuò)散的速率。
[0023]繼續(xù)參照?qǐng)D1，在本實(shí)施例中，成對(duì)設(shè)置的正滲透膜79與容器74的內(nèi)側(cè)壁之間的空間構(gòu)造成圍繞成對(duì)設(shè)置的正滲透膜79的環(huán)形通道。換言之，正滲透膜79及用于支撐正滲透膜79的環(huán)形框架不應(yīng)與容器74的內(nèi)側(cè)壁無(wú)縫設(shè)置，應(yīng)當(dāng)與容器74的內(nèi)側(cè)壁之間留有一定寬度的空間，具體到上述卡槽結(jié)構(gòu)時(shí)，卡槽結(jié)構(gòu)可以通過(guò)柱狀結(jié)構(gòu)固定在容器74的內(nèi)側(cè)壁上，該柱狀結(jié)構(gòu)起到將卡槽結(jié)構(gòu)與容器74的內(nèi)側(cè)壁間隔開(kāi)一定空間的作用，這些空間連接起來(lái)形成圍繞成對(duì)設(shè)置的正滲透膜79的環(huán)形通道，原料液在該環(huán)形通道中圍繞正滲透膜流動(dòng)，與正滲透膜形成良好的接觸，這對(duì)提高正滲透速率是非常有利的。尤其在其他可選實(shí)施例中，當(dāng)原料液出口 75與原料液入口 76在容器74的對(duì)側(cè)設(shè)置時(shí)，這樣的環(huán)形通道顯得非常必要，否則可能會(huì)導(dǎo)致原料液在容器74內(nèi)流通不暢甚至無(wú)法流通。
[0024]在本實(shí)施例中，在第一回路中的用以連通原料液池40的入口 42和正滲透裝置7的原料液出口 75的管路上，設(shè)置有循環(huán)泵72 ;以及在第二回路中的用以連通汲取液池82和容器74的管路上，設(shè)置有傳輸泵84?？衫斫猓摷橙∫撼?2用于儲(chǔ)存汲取液，由于滲透拉力而被汲取通過(guò)正滲透膜的水會(huì)稀釋汲取液，該被稀釋的汲取液被濃縮后返回到汲取液池82。循環(huán)泵72和傳輸泵84用于提供驅(qū)動(dòng)力以使原料液和汲取液在各自的回路中循環(huán)。
[0025]在本實(shí)用新型的其他可選實(shí)施例中，循環(huán)泵72可以設(shè)置在第一回路的其他位置，傳輸泵84也可以設(shè)置在第二回路的其他位置上，均不會(huì)影響在各自回路中提供驅(qū)動(dòng)力。循環(huán)泵72以及傳輸泵84可以使用泡沫、葉輪或其他循環(huán)方法來(lái)代替。
[0026]在本實(shí)施例中，所述傳輸泵84設(shè)置于所述汲取液出口 78與所述汲取液池82的入口之間的第一管路上，并且，在所述第一管路上設(shè)有反滲透裝置86，該反滲透裝置86位于汲取液出口 78與傳輸泵84之間的管路上；被稀釋的汲取液在反滲透裝置86中再濃縮并保持在正滲透裝置和第二回路80中。
[0027]繼續(xù)參照?qǐng)D1，在本實(shí)施例中，原料液池的出口 41設(shè)置在原料液池40的頂部，而且原料液池的入口 42的位置低于原料液池的出口 41的位置，能夠使從入口 42流入的濃度較高的原料液不與出口 41附近的濃度較低的原料液混合，并且使?jié)舛容^高的原料液中固體顆?？焖俪两?，因此可保證濃度較低的原料液流入正滲透裝置7，與汲取液保持較大的滲透壓差，提高正滲透效率；在原料液池40的底部設(shè)置有廢渣排出口 43，以保證原料液中的固體廢渣能夠被及時(shí)清理，并在原料液出口 41處設(shè)置過(guò)濾器來(lái)保證從原料液出口 41流出來(lái)的原料液中的固體顆粒直徑小于100微米，從而保證正滲透裝置7不被堵塞，以提高系統(tǒng)工作效率。
[0028]在本實(shí)施例中，汲取液是鹽水，原料液是海水、污水、鉆井泥漿或期望從中除水的其他含水液體。
[0029]繼續(xù)參照?qǐng)D1，在本實(shí)施例中正滲透系統(tǒng)的工作流程為:
[0030]原料液從原料液池的出口 41沿第一回路70的管道被循環(huán)泵72泵送至正滲透裝置7的容器74中，并且在容器74的環(huán)形通道中充分流動(dòng)并與正滲透膜79充分接觸；與此同時(shí)，汲取液從汲取液池82流出沿著第二回路的管道被傳輸泵84泵送至正滲透裝置7的密封空腔71中，并且在密封空腔71中充分流動(dòng)并與兩側(cè)的正滲透膜79充分接觸；由于汲取液與原料液之間的滲透壓差，滲透拉力會(huì)將原料液中的水從兩個(gè)相對(duì)的方向通過(guò)正滲透膜79而汲取到汲取液中，從而汲取液被稀釋。然后被濃縮后的原料液沿著第一回路70被泵送回原料液池，被稀釋后的汲取液沿著第二回路80被泵送至反滲透裝置86，在此汲取液重新被濃縮到合適的汲取滲透壓，且同時(shí)產(chǎn)生清潔的產(chǎn)品水，重新濃縮后的汲取液被泵送回汲取液池82，至此完成一個(gè)汲取液循環(huán)和一個(gè)原料液循環(huán)，然后依此往復(fù)循環(huán)。這完成了廢水向高品質(zhì)可再利用水的回收。
[0031]正滲透裝置7在低壓下操作，因此會(huì)減少正滲透膜79的污染。所提供的僅有的壓力是為了提供循環(huán)而使用的泵或其他循環(huán)方式，因此該正滲透系統(tǒng)的能耗低。
[0032]以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種正滲透系統(tǒng)，包括原料液池(40)和與所述原料液池連通的正滲透裝置(7)，其特征在于: 所述正滲透裝置(7)包括容器(74)，所述容器(74)設(shè)置有原料液出口(75)、原料液入口(76)、汲取液入口(77)和汲取液出口(78)； 所述容器(74)的內(nèi)部設(shè)置有成對(duì)設(shè)置的正滲透膜(79)，所述成對(duì)設(shè)置的正滲透膜(79)之間形成供汲取液流通的密封空腔(71)，所述密封空腔(71)的上下兩側(cè)分別與所述汲取液入口(77)和所述汲取液出口(78)連通； 所述原料液池(40)的出口(41)和入口(42)分別——對(duì)應(yīng)地與所述正滲透裝置(7)的原料液入口(76)和原料液出口(75)連通構(gòu)成第一回路，所述汲取液入口(77)和所述汲取液出口(78)分別一一對(duì)應(yīng)地與汲取液池(82)的出口和入口連通構(gòu)成第二回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正滲透系統(tǒng)，其特征在于:所述成對(duì)設(shè)置的正滲透膜(79)與所述容器(74)的內(nèi)側(cè)壁之間的空間構(gòu)造成圍繞所述成對(duì)設(shè)置的正滲透膜(79)的環(huán)形通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正滲透系統(tǒng)，其特征在于: 在所述第一回路中的用以連通所述原料液池(40)和正滲透裝置(7)的管路上，設(shè)置有循環(huán)泵(72);以及 在所述第二回路中的用以連通所述汲取液池(82)和容器(74)的管路上，設(shè)置有傳輸泵(84)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的正滲透系統(tǒng)，其特征在于: 所述傳輸泵(84)設(shè)置于所述汲取液出口(78)與所述汲取液池(82)的入口之間的第一管路上， 并且，在所述第一管路上設(shè)有反滲透裝置(86)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正滲透系統(tǒng)，其特征在于:所述原料液池的出口(41)設(shè)置在原料液池(40)的頂部，所述原料液池的入口(42)的位置低于所述原料液池的出口(41)的位置并且所述原料液出口(41)處具有過(guò)濾器，在所述原料液池(40)的底部設(shè)置有廢渣排出口(43)。
【文檔編號(hào)】B01D61/58GK204159218SQ201420456443
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】單明軍, 王飄揚(yáng), 張浩云, 龍嘉 申請(qǐng)人:北京萬(wàn)邦達(dá)環(huán)保技術(shù)股份有限公司