一种正渗透耦合反渗透的浓缩系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开一种正渗透耦合反渗透的浓缩系统及其使用方法，涉及渗透技术领域，可在常规操作压力下，提升反渗透单元的浓缩极限，降低反渗透单元的能耗和成本，增加正渗透单元对含盐水的水回收率。正渗透耦合反渗透的浓缩系统，包括正渗透单元组和反渗透单元组，反渗透单元组包括至少两个反渗透单元，至少两个反渗透单元沿滤液流通方向串联设置，相邻的反渗透单元中位于下游的反渗透单元的修正截留率大于位于上游的反渗透单元的修正截留率，正渗透单元组连通有含盐水和汲取液，含盐水中的水分在渗透压的作用下移动至汲取液一侧，经正渗透单元作用后，携带含盐水中水分的汲取液经流入反渗透单元组内。本发明专利技术用于含盐水脱盐处理。

【技术实现步骤摘要】
一种正渗透耦合反渗透的浓缩系统及其使用方法
本专利技术涉及反渗透
，尤其涉及一种正渗透耦合反渗透的浓缩系统及其使用方法。
技术介绍
水资源尤其是淡水资源的短缺和污染是全球环境面临的重大问题，海水淡化、含盐水脱盐、污水废水循环利用等是解决水资源匮乏的重要发展方向。其中，利用膜技术的反渗透技术在海水淡化或者含盐水脱盐处理中占据越来越重要的地位。现有技术提供了一种正渗透耦合反渗透系统，如图1所示，包括正渗透单元01、反渗透单元02、含盐水蓄水池03和汲取液蓄水池04，正渗透单元01采用溶解度较高的、不易挥发的盐类做汲取液，将清水吸入产水侧，再通过反渗透单元02将稀释后的汲取液进行浓缩，得到浓缩的汲取液和产品水。正渗透单元01对含盐水的浓缩极限受到反渗透单元02浓缩极限的限制，为了提升反渗透单元02的浓缩极限，一般采用超高压反渗透的方式进行反渗透浓缩；含盐水蓄水池03用于储存待处理的含盐水，汲取液蓄水池04用于储存汲取液。但是，上述正渗透耦合反渗透系统，在常规操作压力条件下，反渗透单元的浓缩极限较低，使正渗透单元对含盐水的浓缩极限较低，导致含盐水的水回收率较低；而如果采用超高压反渗透的方式增加系统的浓缩极限，会极大的增加能耗和成本。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种正渗透耦合反渗透的浓缩系统及其使用方法，可在常规操作压力下，提升反渗透单元的浓缩极限，增加正渗透单元对含盐水的水回收率；在相同浓缩极限下，降低反渗透单元的能耗和成本。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：一方面，本专利技术实施例提供了一种正渗透耦合反渗透的浓缩系统，该系统包括正渗透单元组和反渗透单元组，正渗透单元组连通有含盐水和汲取液，正渗透单元组具有汲取液出液口，反渗透单元组具有进液口，正渗透单元的汲取液出液口与反渗透单元组的进液口连通，以使经正渗透单元作用后，携带了含盐水中水分的汲取液可经过正渗透单元的汲取液出液口和反渗透单元组的进液口流入反渗透单元组内；反渗透单元组包括至少两个反渗透单元，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，构成梯级反渗透，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大于位于上游的反渗透单元的修正截留率。可选择的，正渗透单元组包括一个正渗透单元，反渗透单元组包括两个反渗透单元，每个反渗透单元都包括进液口、未滤液出口和滤液出口，两个反渗透单元沿反渗透单元滤液的流通方向依次为第一反渗透单元和第二反渗透单元；第一反渗透单元的进液口也正渗透单元组的汲取液出液口连通，第一反渗透单元的未滤液出口与汲取液连通，第一反渗透单元的滤液出口与第二反渗透单元的进液口连通，第二反渗透单元的未滤液出口与第一反渗透单元的进液口连通，第二反渗透单元的滤液出口即为产品水出口。可选择的，第一反渗透单元的修正截留率为40％～90％，第二反渗透单元的修正截留率大于95％。可选择的，第一反渗透单元的操作压力为4MPa～10MPa，第二反渗透单元的操作压力4MPa～10MPa。可选择的，反渗透单元组包括三个反渗透单元，每个反渗透单元都包括进液口、未滤液出口和滤液出口，沿反渗透单元滤液的流通方向依次为第一反渗透单元、第二反渗透单元以及第三反渗透单元；第一反渗透单元的进液口与正渗透单元组的汲取液出液口连通，第一反渗透单元的未滤液出口与汲取液连通，第一反渗透单元的滤液出口与第二反渗透单元的进液口连通，第二反渗透单元的未滤液出口与第一反渗透单元的进液口连通，第二反渗透单元的滤液出口与第三反渗透单元的进液口连通，第三反渗透单元的未滤液出口与第二反渗透单元的进液口相连，第三反渗透单元的滤液出口即为产品水出口。可选择的，第一反渗透单元的修正截留率为20％～70％；第二反渗透单元的修正截留率为40％～90％；第三反渗透单元的修正截留率大于95％。可选择的，第一反渗透单元的操作压力为4MPa～10MaPa；第二反渗透单元的操作压力为4MPa～10MPa；第三反渗透单元的操作压力为4MPa～10MPa。进一步的，正渗透单元还具有含盐水蓄水池、含盐水进液口、含盐水出液口，以及汲取液进液口和汲取液蓄水池；所述含盐水进液口与所述含盐水蓄水池连通，所述汲取液进液口与所述汲取液蓄水池连通。进一步的，含盐水蓄水池和正渗透单元的含盐水进液口之间设置有第一进料泵，汲取液蓄水池与正渗透单元的汲取液进液口之间设置有第二进料泵。进一步的，反渗透单元组内的每个反渗透单元的进液口之前设置有进水调节池，在进水调节池和与之连通的反渗透单元的进液口之间内设置有高压泵。进一步的，正渗透单元组的每个正渗透单元内都包括至少一支膜元件，当膜元件为多个时，多个膜元件以串联形式连接；反渗透单元组的每个反渗透单元内都包括至少一支膜元件，当膜元件为多个时，多个膜元件以串联形式连接。进一步的，正渗透单元组的正渗透单元内的膜元件为平板膜、中空纤维膜和卷式膜中的任意一种或者多种；正渗透单元内的膜元件为复合膜或单层膜；反渗透单元组的每个反渗透单元内的膜元件都为平板膜、中空纤维膜、碟管式反渗透膜和卷式反渗透膜中的任意一种或者多种；多个所述反渗透单元内的膜元件为单层膜或者复合膜。进一步的，正渗透单元组的含盐水蓄水池之前设有含盐水预处理单元，含盐水预处理单元包括软化、超滤等。本专利技术实施例提供的正渗透耦合反渗透的浓缩系统，包括正渗透单元组和反渗透单元组，正渗透单元组连通有含盐水和汲取液，正渗透单元组内的汲取液的渗透压远高于含盐水的渗透压，以使含盐水中的水分在渗透压的作用下移动至汲取液一侧。正渗透单元组具有汲取液出液口，反渗透单元组具有进液口，正渗透单元的汲取液出液口与反渗透单元组的进液口连通，携带了含盐水中水分的被稀释后的汲取液经过正渗透单元的汲取液出液口和反渗透单元组的进液口流入反渗透单元组内，进而将含盐水中的水分转移到反渗透单元组内。反渗透单元组包括至少两个反渗透单元，至少两个反渗透单元沿反渗透单元滤液的流通方向串联设置，构成梯级反渗透，逐步的将溶于汲取液中的含盐水的水分分离出来，得到合格的产品水。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大于位于上游的反渗透单元的修正截留率，以使位于下游的反渗透单元能够进一步的对位于上游的反渗透单元的滤液进行反渗透作用，提升整个反渗透单元组的浓缩极限，提升汲取液的浓度，进而提升含盐水的水分回收率。相较于现有技术中只含有一个反渗透单元的正渗透耦合反渗透系统，本专利技术实施例提供的正渗透耦合反渗透的浓缩系统的反渗透单元组包括至少两个反渗透单元，且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，使至少两个反渗透单元构成梯级反渗透，以梯级反渗透的方式实现提升反渗透单元的浓缩极限，进而增加正渗透单元对含盐水的水回收率；实现在相同浓缩极限的要求下，降低对反渗透单元的操作压力需求，降低系统的能耗和成本。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种上述正渗透耦合反渗透的浓缩系统的使用方法，方法包括：将含盐水和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正渗透耦合反渗透的浓缩系统，用于海水淡化或者含盐水脱盐处理，其特征在于，所述系统包括正渗透单元组和反渗透单元组，所述正渗透单元组连通有含盐水和汲取液，所述正渗透单元组具有汲取液出液口，所述反渗透单元组具有进液口，所述正渗透单元的汲取液出液口与所述反渗透单元组的进液口连通，以使经正渗透单元作用后，携带了含盐水中水分的被稀释后的汲取液可经过正渗透单元的汲取液出液口以及反渗透单元组的进液口流入反渗透单元组内；/n所述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滤液流通方向串联设置，构成梯级反渗透，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大于位于上游的所述反渗透单元的修正截留率。/n

【技术特征摘要】
1.一种正渗透耦合反渗透的浓缩系统，用于海水淡化或者含盐水脱盐处理，其特征在于，所述系统包括正渗透单元组和反渗透单元组，所述正渗透单元组连通有含盐水和汲取液，所述正渗透单元组具有汲取液出液口，所述反渗透单元组具有进液口，所述正渗透单元的汲取液出液口与所述反渗透单元组的进液口连通，以使经正渗透单元作用后，携带了含盐水中水分的被稀释后的汲取液可经过正渗透单元的汲取液出液口以及反渗透单元组的进液口流入反渗透单元组内；
所述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滤液流通方向串联设置，构成梯级反渗透，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大于位于上游的所述反渗透单元的修正截留率。


2.根据权利要求1所述的正渗透耦合反渗透的浓缩系统，其特征在于，所述正渗透单元组包括一个正渗透单元，所述反渗透单元组包括两个反渗透单元，每个反渗透单元都包括进液口、未滤液出口和滤液出口，沿反渗透单元的滤液流通方向依次为第一反渗透单元和第二反渗透单元；
所述第一反渗透单元的进液口与所述正渗透单元的汲取液出液口连通，所述第一反渗透单元的未滤液出口与所述第一反渗透单元的汲取液进液口连通，所述第一反渗透单元的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未滤液出口与所述第一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为产品水出口。


3.根据权利要求2所述的正渗透耦合反渗透的浓缩系统，其特征在于，所述第一反渗透单元的正截留率为40％～90％，所述第二反渗透单元的修正截留率为大于95％。


4.根据权利要求3所述的正渗透耦合反渗透的浓缩系统，其特征在于，所述第一反渗透单元的操作压力为4MPa～10MPa，所述第二反渗透单元的操作压力4MPa～-10MPa。


5.根据权利要求1所述的正渗透耦合反渗透的浓缩系统，其特征在于，所述正渗透单元组包括一个正渗透单元，所述反渗透单元组包括三个反渗透单元，每个反渗透单元都包括进液口、未滤液出口和滤液出口，三个反渗透单元沿反渗透单元的滤液流通方向依次为第一反渗透单元、第二反渗透单元以及第三反渗透单元；
所述第一反渗透单元的进液口与所述正渗透单元的汲取液出液口连通，所述第一反渗透单元的未滤液出口与所述第一反渗透单元的汲取液进液口连通，所述第一反渗透单元的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未滤液出口与所述第一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与所述第三反渗透单元的进液口连通，所述第三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相连，所述第三反渗透单元的滤液出口为产品水出口。


6.根据权利要求5所述的正渗透耦合反渗透的浓缩系统，其特征在于，所述第一反渗透单元的修正截留率为20％～70％；所述第二反渗透单元的修正截留率为40％～90％；所述第三反渗透单元的修正截留率大于95％。


7.根据权利要求6所述的正渗透耦合反...

【专利技术属性】
技术研发人员：何灿，刘兆峰，海玉琰，熊日华，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11