净化水的方法以及适用于所述方法的设备技术

本发明专利技术涉及净化水的方法以及适用于所述方法的设备，具体地涉及使用至少一个用于捕获一种或多种离子的单元以及至少一个膜过滤单元来净化水的方法，其中水流从源流出并被供给到前述用于捕获一种或多种离子的单元，其中离开前述单元的水流被供给到前述膜过滤单元，在所述膜过滤单元中获得至少一股浓缩流和至少一股渗透流，其中捕获的前述一种或多种离子的至少部分被添加至前述渗透流，以获得富含一种或多种离子的渗透流。

【技术实现步骤摘要】
净化水的方法以及适用于所述方法的设备
本专利技术涉及一种使用至少一个用于捕获一种或多种离子的单元以及膜过滤单元来净化水的方法，其中，水流从源流出并被供给到前述用于捕获一种或多种离子的单元，其中，离开前述单元的水流被供给到前述膜过滤单元，在所述膜过滤单元中获得至少一股浓缩流和至少一股渗透流。此外，本专利技术涉及使用至少一个用于捕获一种或多种离子的单元以及膜过滤单元的水净化设备，所述水净化设备还包括必要的流入线路或供给线路以及排放线路或流出线路、泵以及阀。
技术介绍
在确定需要一定量的水之后待作出的第一个选择是在哪里获得水。饮用水公司多年来一直在认真选择饮用水源，使得可以以合理的成本生产高质量的饮用水。饮用水公司还以这种方式管理饮用水源，使得将来也可以使用它们。其中一个示例就是过滤沙丘中的水分，因为由于相比自然地补充，更多的淡水会从沙丘自然排放，所以这里的地下水可能会变得微咸。咸残留流的排放通常只有在受纳水体的质量不受排放影响时才可能实现。这意味着原则上，应该将咸残留流中的浓度和污染物负荷与受纳水体中的相同物质的量和浓度进行比较。从实际经验可以清楚地知道，特别是浓缩物中的相对高浓度的盐即刻成为排放的问题。对于NF/RO浓缩物(回收率为80％)的排放，由于残留流的相对较大的体积，合适的受纳介质(例如海洋或河流)在合理距离内可用是很重要的。另外，浓缩物的组成和数量应该使得不会发生受纳水体的质量的显著损害。比NF/RO浓缩物(80％回收率)更咸的残余流由于相对较高的盐浓度是不被允许排放到内陆地表水中的。对于NF/RO工艺，已知将阳离子交换器用作预处理，其中，诸如Ca2+、Ba2+、Mg2+、Sr2+(前述离子通常为结垢的组分)的离子被交换成Na+或H+。由于大部分的二价阳离子是通过阳离子交换器从水相中去除的，因此在处理过的水中几乎不存在任何二价阳离子，因此利用这些组分进行结垢会发生地较慢。这些离子的去除还确保其不再对浓缩物的排放造成问题。当阳离子交换器用作NF/RO的预处理时，无可否认地，在NF/RO浓缩物旁边会有额外的咸废流：用过的再生物。一般来说，这种流的体积比浓缩物小得多，但其含有较高浓度的盐。将用过的再生物排放到淡(表面)水中是不可取的。前述反渗透(ReverseOsmosis，RO)是一种净化技术，该净化技术在地表水的处理中应用于饮用水、脱矿物质水或工艺用水。使用地表水需要一些初步净化，以防止RO设备的膜通过结垢、颗粒和生物质生长而积垢。RO渗透物的后处理通常也是必要的。在生产脱矿物质水时，这种后处理通常包括使用离子交换技术来大量去除残留的盐。在通过RO制备饮用水的过程中，调节/再碳酸化(例如用大理石过滤或者添加石灰乳/CO2)始终是必需的，并且需要额外的处理(紫外线消毒、添加二氧化氯等)以去除任何剩余的有机微污染物(活性炭过滤物)和致病的细菌和病毒。反渗透膜的一个缺点是在处理地表水时，它们可能会受到相当大的污染。由于地表水中存在营养物质(磷酸盐、硝酸盐/铵、溶解的有机碳)，并且由于地表水也含有溶解氧，因此，膜中的生物质快速生长，使得RO膜的供给间隔物可能堵塞。膜中的这种生物质的生长也被称为生物污染。为了制备饮用水、脱矿物质水或工艺用水，使用地表水比地下水具有优势。特别地，地表水抽取后地下水位不降低，并且因此不会造成干旱。因此，地表水的取水许可通常比地下水的取水许可更容易被准予。WO2017030941涉及这样的系统和方法：其中，处理包含溶解的单价离子和溶解的多价离子的水流，使得溶解的多价离子被选择性地保留并且溶解的单价离子被选择性地去除。已经认识到，注入具有相对高浓度的溶解的多价离子(例如二价离子)和相对低浓度的溶解的单价离子的水流可以有利地增强从油藏中回收油，在该方法中，油是从油藏中提取(即所谓的注水)，该方法涉及将水流注入油藏中以从油藏中的多孔岩石的孔隙置换油。US2013126353涉及一种水处理系统，该水处理系统包括：离子交换装置，其适于接收待处理的供给水并产生多价阳离子耗尽(depleted)的溶液；电渗析装置，其适于接收多价阳离子耗尽的溶液以及产生脱盐流出物和盐浓缩溶液；双极性电渗析装置，其适于接收盐浓缩溶液并产生再生溶液；以及离子交换再生系统，其适于使再生溶液流过离子交换装置。根据这种水处理系统，离子交换单元将二价阳离子从供给水中去除到电渗析装置中，电渗析(electrodialysis，ED)装置内的盐浓缩溶液和电极室中的二价阳离子的浓度也降低，其中，主要由二价阳离子引起的结垢得到了减少。AU2009200113涉及一种用于生产饮用水的方法，所述方法包括利用第一处理工艺来处理经过二级和/或三级处理过的流出物以形成净化的液体；以及利用反渗透来处理净化的液体以提供饮用水，其中，利用反渗透来处理净化的液体的步骤还包括对来自所述反渗透的渗透物进行消毒以提供饮用水，或者，其中，利用反渗透来处理净化的液体的步骤还包括产生渗透物、对来自所述反渗透物中的渗透物进行消毒以产生消毒的渗透物、以及对消毒的渗透物进行再矿物化以提供饮用水。EP0249925涉及一种通过电渗析盐溶液产生酸溶液和碱溶液的方法，该方法包括：使含矿物质的盐溶液连续循环通过电渗析堆叠机构以产生部分脱矿物质的盐溶液、酸溶液和碱溶液；将酸溶液引导至酸接收槽；将碱溶液引导至碱接收槽；将来自电渗析堆叠机构的部分脱矿物质的盐溶液引导至循环的含矿物质的盐溶液中；监控循环的含矿物质的盐溶液中的盐浓度；当循环的含矿物质的盐溶液的盐浓度下降到预定水平以下时，将循环的含矿物质的盐溶液的一部分引导通过含有饱和盐溶液的盐槽；以及将来自盐槽的溶液引导至循环的含矿物质的盐溶液中以增加其盐浓度。以上讨论的文献都没有涉及净化水的方法，其中，特别是通过实施几乎闭环的循环获得了可以在制备饮用水中再利用的浓缩流。以上讨论的文献都没有包括这样的水处理系统：其包含用于捕获一种或多种离子的单元和膜过滤单元。其中，离开用于捕获一种或多种离子的单元的水流被供给到膜过滤单元，并且在膜过滤单元中获得至少一股浓缩流和至少一股渗透流，其中，获得了源自原始水性材料的可以在制备饮用水的过程中再利用的浓缩流。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是提供一种净化水的方法，其中，在最终使用者处的任何石灰沉淀物的形成保持在最低限度。本专利技术的另一方面是提供一种可持续的净化水的方法，其中，化学品的使用保持在最低限度。本专利技术的另一方面是提供一种可持续的净化水的方法，其中，从待净化的水流获得具有富含离子含量的一股或多股残留流，并且这些残留流可以有益地再利用。本专利技术的又一方面是提供一种净化水的方法，其中，特别是通过实施几乎闭环循环获得了可以有利地在制备饮用水的过程中再利用的浓缩流。本专利技术的又一方面是提供一种净化水的方法，其中，将非源自水的添加剂(即水杂质)到在所述方法中获得的渗透流的添加保持在最小值、特别是零。因此，本专利技术涉及一种使用至少一个用于捕获一种或多种离子的单元以及至少一个膜过滤单元来净化水的方法，其中，水流从源流出并被供给到前述用于捕获一种或多种离子的单元，其中，离开前述单元的水流被供给到所述至少一个膜过滤单元，并且在所述至少一个膜过滤单元中获得至少一股浓缩流和至少一股渗透流，其特征在于，前述捕获的一种或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用至少一个用于捕获一种或多种离子的单元以及至少一个膜过滤单元来净化水的方法，其中，水流从源流出并被供给到前述用于捕获一种或多种离子的单元，其中，离开前述单元的水流被供给到前述膜过滤单元，在所述膜过滤单元中获得至少一股浓缩流和至少一股渗透流，其特征在于，捕获的前述一种或多种离子的至少部分被添加至前述渗透流，以获得富含一种或多种离子的渗透流。

【技术特征摘要】
2017.03.13 NL 20185081.一种使用至少一个用于捕获一种或多种离子的单元以及至少一个膜过滤单元来净化水的方法，其中，水流从源流出并被供给到前述用于捕获一种或多种离子的单元，其中，离开前述单元的水流被供给到前述膜过滤单元，在所述膜过滤单元中获得至少一股浓缩流和至少一股渗透流，其特征在于，捕获的前述一种或多种离子的至少部分被添加至前述渗透流，以获得富含一种或多种离子的渗透流。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，前述浓缩流被供给到用于形成碱性流和酸性流的单元。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，前述单元是双极性膜电渗析。4.根据权利要求2至3中的一项或多项所述的方法，其特征在于，前述酸性流被应用在前述用于捕获一种或多种离子的单元的再生步骤中，其中，在前述再生步骤中获得的流出物流被供给到用于捕获一种或多种离子的另一单元。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，从前述用于捕获一种或多种离子的另一单元获得的流出物流的至少部分被供给到前述渗透流。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，前述流出物流被存储并被从存储处供给到前述渗透流。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，前述用于捕获一种或多种离子的另一单元执行再生步骤，在所述再生步骤中，前述碱性流被供给到前述用于捕获一种或多种离子的另一单元。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在前述再生步骤中获得的水流被引走。9.根据权利要求2至8中的一项或多项所述的方法，其特征在于，前述碱性流和酸性流被存储。10.根据权利要求1至9中的一项或多项所述的方法，其特征在于，前述用于捕获一种或多种离子的单元选自以下组：离子交换器、沸石，应用选自结晶、沉淀、膜过滤和电渗析的操作，或其组合。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，源自源的所述水流所供给到的前述用于捕获一种或多种离子的单元包括阳离子的离子交换器。12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在前述再生步骤中，前述碱性流所供给到的前述用于捕获一种或多种离子的另一单元包括阴离子交换器。13.根据权利要求1至12中的一项或多项所述的方法，其特征在于，前述一种或多种离子选自Ca、Mg、Fe、Mn和NH4的组。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，富含Ca和Mg的至少一股水流被添加至前述渗透流，以获得富含Ca和Mg的渗透流。15.根据权利要求1至14中的一项或多项所述的方法，其特征在于，前述渗透流和/或前述富含一种或多种离子的渗透流经历一个或多个后处理步骤，所述后处理步骤选自以下组：调节缓冲容量、调节酸度(PH)和调节饱和指数(SI)。16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，利用洗提剂处理前述用于捕获一种或多种离子的单元，其中，利用前述处理获得的洗提液富含一种或多种离子。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，前述洗提液被执行分馏处理，以获得富含离子的一股或多股产品流。18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，前述分馏处理选自以下组：共晶凝固、纳米过滤(NF)、梯度洗提、沸石以及结晶类、沉淀类和电渗析类的工艺，或其组合。19.根据权利要求1至18中的一项或多项所述的方法，其特征在于，前述富含一种或多种离子的渗透流被供给到一个或多个消费者单元。20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述一个或多个消费者单元经由中心管道网络连接在一起，所述中心管道网络供给有前述富含一种或多种离子的渗透...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·E·M·阿布苏丹，W·G·J·凡德尔梅尔，
申请(专利权)人：奥森有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL