一种反渗透海水淡化工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种反渗透海水淡化工艺及其装置，其中工艺包括以下步骤：用多段配置的反渗透膜组将海水分离成为浓海水和淡水，其中前一段的浓海水成为其下一段的供水；采用高效的正位移式能量回收装置回收浓海水能量；其中，第一段反渗透膜组的反渗透膜有效面积与其后各段的反渗透膜组的反渗透膜总有效面积之比M的范围大于等于1.3且小于等于3，第N+1段反渗透膜组的操作压力与第1段反渗透膜组的操作压力比m大于等于0.9且小于等于1.06。本专利提供的工艺提高了反渗透海水淡化系统的回收率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海水淡化
，更具体地说，涉及一种反渗透海水淡化工艺及装置。
技术介绍
反渗透海水淡化技术是利用反渗透原理对海水进行淡化处理的主要方法。淡化过程中，原海水通过增压经过反渗透膜组后被分离成浓海水和淡水。反渗透海水淡化装置具有结构简单、操作方便、无相变、海水淡化处理效率高和能耗低等优点越来越受到厂家的欢迎。传统的反渗透海水淡化装置包括海水预处理装置和海水反渗透脱盐装置，海水预 处理装置一般包括絮凝+沉淀/气浮池、过滤池/器、加药系统等，主要目的是去除海水中的沉淀物、胶体物质、悬浮固体、微生物等，防止反渗透膜的膜面发生结垢、污堵、氧化破坏等现象，影响处理效果；海水反渗透脱盐装置主要包括保安过滤器、高压泵、能量回收装置、反渗透膜组、压力管、反渗透水箱等，作用是将海水在高压的作用下经过反渗透膜组分离后得到淡水，并将分离后的高压浓海水中的能量进行回收。由于一般海水淡化对浓海水的浓度没有要求，为了避免浓海水结垢，一般反渗透海水脱盐系统都设计为一段反渗透，回收率一般为45%左右，基本上不超过50%。目前公开的反渗透海水淡化装置，由加压泵、多段反渗透膜组、能量回收装置及设置在相邻两段反渗透膜组之间的增压泵组成。其中第n段反渗透膜组的操作压力P(n)与第n+1段反渗透膜组的操作压力P (n+1)之间的关系为I. 15彡P (n+l)/P(n) ( I. 8，第一段反渗透膜组的操作压力为7MPa以下，在60%回收率时，最后一段的操作压力约是12MPa。上述反渗透海水淡化装置虽然相对于一段法反渗透海水淡化装置45%的回收率而言较高，其回收率达到了 60%，但是该反渗透海水淡化装置存在以下问题第一个问题在60%回收率条件下，第n段反渗透膜组的操作压力P (n)与第n+1段反渗透膜组的操作压力P (n+1)之间的关系要满足I. 15彡P (n+l)/P(n)彡I. 8，此时，第一段反渗透膜组操作压力最低为7MPa以下，而终段反渗透膜组操作压力在8MPa以上，最高为12MPa，较高的操作压力提高了海水淡化的运行成本。第二个问题第一段反渗透膜组的操作压力为7MPa以下，可以采用传统的IOOOpsi的压力容器及膜元件，但是终段反渗透膜组的操作压力在SMPa以上，传统的压力容器的工作压力不能满足终段反渗透膜组操作压力的要求，必需采用特制的压力容器以满足运行压力的要求，而且反渗透膜组也必须采用耐高压膜，这势必大大增加整个项目的投资与采购难度。而且，除了上述问题之外，上述的反渗透海水淡化装置的能量回收效率不高，单位体积海水淡化所消耗的能量和成本较高
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种反渗透海水淡化工艺及装置，提高了海水回收率，降低了单位海水淡化的能耗和成本。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种反渗透海水淡化工艺，包括以下步骤用多段配置的反渗透膜组将海水分离成浓海水和淡水；对前一段反渗透膜组产生的浓海水进行加压后使其成为下一段的反渗透膜组的供水，并采用能量回收装置回收最终段反渗透膜组排出的浓海水的压力能；其中第一段反渗透膜组的反渗透膜的有效面积与其后面的各段的反渗透膜组的反渗透膜总有效面积之比M的范围为大于等于I. 3且小于等于3，第N+1段反渗透膜组的操作压力与第I段反渗透膜组的操作压力之比m的范围大于等于0. 9且小于等于I. 06。优选的，上述反渗透海水淡化工艺中，第一段反渗透膜组的反渗透膜的有效面积 与其后面的各段的反渗透膜组的反渗透膜总有效面积之比M为I. 6，第N+1段反渗透膜组的操作压力与第I段反渗透膜组的操作压力之比m的范围为I. 01。优选的，上述反渗透海水淡化工艺中，第一段反渗透膜组操作压力与最终段的反渗透膜组操作压力均不超过7MPa。优选的，上述反渗透海水淡化工艺中，相邻的两段反渗透膜组之间的浓海水的加压范围为0. I 0. 6MPa。优选的，上述反渗透海水淡化工艺中，对每一段反渗透膜组产生的浓海水进行防结垢处理。优选的，上述反渗透海水淡化工艺中，用多段配置的反渗透膜组将海水分离成浓海水和淡水之前还包括去除海水中的沉淀物、胶体物质、悬浮固体和微生物的预处理操作。基于上述提供的反渗透海水淡化工艺，本专利技术还提供了一种反渗透海水淡化装置，包括过滤器、一段高压泵及多段反渗透膜组，相邻的两段反渗透膜组中，较前段的反渗透膜组的浓海水出口与较后段的反渗透膜组的进口相连通，且两者之间设置有段间增压泵，最终段的反渗透膜组的浓海水出口连接用于将该段产生的浓海水的压力能传递给原海水的能量回收装置，每段反渗透膜组的淡水出口通过管道汇总，其中第一段反渗透膜组的反渗透膜的有效面积与其后面的各段的反渗透膜组的反渗透膜总有效面积之比M的范围为大于等于I. 3且小于等于3，第N+1段反渗透膜组的操作压力与第I段反渗透膜组的操作压力之比m的范围大于等于0. 9且小于等于I. 06。优选的，上述反渗透海水淡化装置中，还包括与第一段反渗透膜组的进水总管相连的阻垢剂投加系统，所述能量回收装置与第一段反渗透膜组的进水口之间的能回管道上的提升泵的提升压力为0. 05^0. 5MPa。优选的，上述反渗透海水淡化装置中，反渗透膜组的段数为两段。优选的，上述反渗透海水淡化装置中，所述过滤器为保安过滤器。相对于现有技术而言，本专利技术提供的反渗透海水淡化工艺及装置中，第一段反渗透膜组的反渗透膜的有效面积与其后面的各段的反渗透膜组的反渗透膜总有效面积之比M的范围大于等于I. 3且小于等于3，第N+1段反渗透膜组的操作压力与第一段的反渗透膜组的操作压力之比m范围大于等于0. 9且小于等于I. 06，终段的浓海水出口的压力几乎等于第一段反渗透膜组的进水压力，降低了系统的单位淡水的能耗和运行成本，提高了单位能耗的淡水回收率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。图I为本专利技术实施例提供的反渗透海水淡化工艺的流程图 ；图2为本专利技术实施例提供的反渗透海水淡化装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种反渗透海水淡化装置的结构示意图。具体实施例方式本专利技术的核心改进点是提供了一种反渗透海水淡化工艺及装置，提高了淡水回收率，降低了单位海水淡化的能耗和运行成本。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参考附图1，本专利技术实施例提供了一种反渗透海水淡化工艺，包括以下步骤S101、用多段配置的反渗透膜组将海水分离成浓海水和淡水，每一段反渗透膜组产生的淡水汇总后通过淡水管道输送走；S102、对前一段反渗透膜组产生的浓海水进行加压后使其成为下一段的反渗透膜组的供水，并采用能量回收装置回收最终段反渗透膜组排出的浓海水的压力能；其中第一段反渗透膜组的反渗透膜的有效面积与其后面的各段的反渗透膜组的反渗透膜总有效面积之比M的范围为大于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反渗透海水淡化工艺，其特征在于，包括以下步骤：用多段配置的反渗透膜组将海水分离成浓海水和淡水；对前一段反渗透膜组产生的浓海水进行加压后使其成为下一段的反渗透膜组的供水，并采用能量回收装置回收最终段反渗透膜组排出的浓海水的压力能；其中：第一段反渗透膜组的反渗透膜的有效面积与其后面的各段的反渗透膜组的反渗透膜总有效面积之比M的范围为大于等于1.3且小于等于3，第N+1段反渗透膜组的操作压力与第1段反渗透膜组的操作压力之比m的范围大于等于0.9且小于等于1.06。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：樊雄，曹君丽，
申请(专利权)人：中冶海水淡化投资有限公司，
类型：发明
国别省市：