申請日2014.04.25

　　公開(公告)日2014.07.16

　　IPC分類號C02F9/10

　　摘要

　　一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法，它涉及一種水處理的方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有水處理膜過程中膜污染嚴(yán)重、濃鹽水難處理的問題。方法：一、原水進入正滲透單元，通過汲取液的滲透壓作用完成污染物或/和鹽分與水的分離，汲取液被同步稀釋;二、被稀釋汲取液進入滲透汽化單元，通過膜兩側(cè)蒸汽壓差作用完成汲取劑與水蒸汽的分離，水蒸汽冷凝，汲取液被同步濃縮;三、步驟二中被濃縮汲取液重新進入正滲透單元，通過步驟一得到二次稀釋的汲取液，繼而再次進入步驟二，實現(xiàn)正滲透與滲透汽化一體化。本發(fā)明用于飲用水處理、海水淡化。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法，其特征在于循環(huán)式正滲透與滲 透汽化一體化的水處理方法是按以下步驟進行：

　　一、將原水經(jīng)加熱后通過正滲透組件低滲透壓側(cè)，同時在正滲透組件高滲透壓側(cè)通入 汲取液，原水與汲取液在正滲透膜兩側(cè)形成錯流，原水與汲取液的相對錯流速度為 6cm/s～24cm/s，通過滲透作用完成水處理，同時得到稀釋的汲取液;正滲透產(chǎn)水速率為 0.5L/m2×h～100L/m2×h;

　　所述原水為受污染的水源水和海水;其中受污染的水源水和海水中污染物為天然腐殖 質(zhì)、蛋白質(zhì)類、多聚糖類、內(nèi)分泌干擾物、新型微污染、重金屬或鹽分中的一種或其中幾 種的混合物;所述正滲透組件包含正滲透膜，所述正滲透膜是材料為醋酸纖維素、聚酰胺、 聚乙烯醇、聚哌嗪、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈或聚醚醚酮中的一種或其中幾 種的混合的致密性親水膜，正滲透膜的形式為單層膜或復(fù)合膜，正滲透組件為平板膜、中 空纖維膜、管式膜或卷式膜;所述汲取液為海水、反滲透濃鹽水、氯化鎂、氯化鈉、多糖 或聚合電解質(zhì)中的一種或其中幾種的混合物;所述正滲透產(chǎn)水速率為單位時間內(nèi)原水經(jīng)單 位面積正滲透膜透過而在高滲透壓側(cè)得到的純水產(chǎn)出量;

　　二、將步驟一得到的稀釋后的汲取液進行加熱，待溫度升至35℃～105℃后，通入到滲 透汽化組件的料液側(cè)，同時在滲透汽化組件的蒸汽冷凝側(cè)通入溫度為10℃～25℃的冷凝水， 稀釋后的汲取液與冷凝水在滲透汽化膜兩側(cè)形成錯流，得到濃縮后的汲取液;滲透汽化產(chǎn) 水速率為0.5L/m2×h～100L/m2×h;

　　所述滲透汽化組件包含滲透汽化膜，所述滲透汽化膜是材料為醋酸纖維素、聚酰胺、 聚乙烯醇、聚哌嗪、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈或聚醚醚酮中的一種或其中幾 種的混合物的致密性的水蒸氣優(yōu)先透過膜或水溶液不透過膜，滲透汽化膜的形式為單層膜 或復(fù)合膜，滲透汽化組件為平板膜、中空纖維膜、管式膜或卷式膜;所述滲透汽化產(chǎn)水速 率為單位時間內(nèi)稀釋后的汲取液經(jīng)單位面積滲透汽化膜透過而在蒸汽冷凝側(cè)得到的純水產(chǎn) 出量;

　　三、將步驟二得到的濃縮后的汲取液，再次通入到步驟一所述正滲透組件高滲透壓側(cè)， 重復(fù)步驟一和步驟二，完成循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化水處理。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法，其特征 在于步驟一原水與汲取液的相對錯流速度為12cm/s。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法，其特征 在于步驟一所述的正滲透膜是材料為醋酸纖維素的致密性親水膜。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法，其特征 在于步驟一所述的汲取液為40wt‰～60wt‰反滲透濃鹽水。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法，其特征 在于步驟一所述正滲透產(chǎn)水速率為10L/m2×h～90L/m2×h。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法，其特征 在于步驟一所述正滲透產(chǎn)水速率為20L/m2×h～50L/m2×h。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法，其特征 在于步驟二所述滲透汽化產(chǎn)水速率為10L/m2×h～90L/m2×h。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法，其特征 在于步驟二所述滲透汽化產(chǎn)水速率為20L/m2×h～50L/m2×h。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法，其特征 在于步驟二所述滲透汽化膜為聚偏氟乙烯膜。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法，其特 征在于步驟一所述正滲透產(chǎn)水速率與步驟二所述滲透汽化產(chǎn)水速率的比為1;1。

　　說明書

　　一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種水處理的方法。

　　背景技術(shù)

　　全球水資源短缺已成為共識，尋求高效水處理技術(shù)成為研究難點與熱點。膜分離技術(shù)以 其分離效率高、占地面積小、自動化程度高、化學(xué)藥劑少等優(yōu)勢占據(jù)水處理領(lǐng)域中的重要一 席，成為水廠常規(guī)處理工藝的有益補充。近年來，超濾膜水廠、反滲透海水淡化廠在我國天 津、東營等地相繼建立，膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域發(fā)展迅速。

　　常規(guī)膜分離技術(shù)采用膜兩側(cè)壓力差實現(xiàn)污染物與水的分離，表現(xiàn)出能耗高、易污染等缺 點，據(jù)其分離尺寸大小可分為微濾、超濾、納濾、反滲透;隨著分離半徑逐漸變小，過濾阻 力逐漸變大，原水逐漸濃縮，易形成壓力式膜污染和產(chǎn)生反滲透濃鹽水，需采取二次處理。 解決膜污染與濃鹽水問題成為膜技術(shù)發(fā)展瓶頸。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明是要解決現(xiàn)有水處理膜過程中膜污染嚴(yán)重、濃鹽水難處理的問題，而提供一種循 環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法。

　　本發(fā)明一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法是按以下步驟進行：

　　一、將原水經(jīng)加熱后通過正滲透組件低滲透壓側(cè)，同時在正滲透組件高滲透壓側(cè)通入汲 取液，原水與汲取液在正滲透膜兩側(cè)形成錯流，原水與汲取液的相對錯流速度為 6cm/s～24cm/s，通過滲透作用完成水處理，同時得到稀釋的汲取液;正滲透產(chǎn)水速率為 0.5L/m2×h～100L/m2×h;

　　所述原水為受污染的水源水和海水;其中受污染的水源水和海水中污染物為天然腐殖質(zhì)、 蛋白質(zhì)類、多聚糖類、內(nèi)分泌干擾物、新型微污染、重金屬或鹽分中的一種或其中幾種的混 合物;所述正滲透組件包含正滲透膜，所述正滲透膜是材料為醋酸纖維素、聚酰胺、聚乙烯 醇、聚哌嗪、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈或聚醚醚酮中的一種或其中幾種的混合 的致密性親水膜，正滲透膜的形式為單層膜或復(fù)合膜，正滲透組件為平板膜、中空纖維膜、 管式膜或卷式膜;所述汲取液為海水、反滲透濃鹽水、氯化鎂、氯化鈉、多糖或聚合電解質(zhì) 中的一種或其中幾種的混合物;所述正滲透產(chǎn)水速率為單位時間內(nèi)原水經(jīng)單位面積正滲透膜 透過而在高滲透壓側(cè)得到的純水產(chǎn)出量;

　　二、將步驟一得到的稀釋后的汲取液進行加熱，待溫度升至35℃～105℃后，通入到滲透 汽化組件的料液側(cè)，同時在滲透汽化組件的蒸汽冷凝側(cè)通入溫度為10℃～25℃的冷凝水，稀 釋后的汲取液與冷凝水在滲透汽化膜兩側(cè)形成錯流，得到濃縮后的汲取液;滲透汽化產(chǎn)水速 率為0.5L/m2×h～100L/m2×h;

　　所述滲透汽化組件包含滲透汽化膜，所述滲透汽化膜是材料為醋酸纖維素、聚酰胺、聚 乙烯醇、聚哌嗪、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈或聚醚醚酮中的一種或其中幾種的 混合物的致密性的水蒸氣優(yōu)先透過膜或水溶液不透過膜，滲透汽化膜的形式為單層膜或復(fù)合 膜，滲透汽化組件為平板膜、中空纖維膜、管式膜或卷式膜;所述滲透汽化產(chǎn)水速率為單位 時間內(nèi)稀釋后的汲取液經(jīng)單位面積滲透汽化膜透過而在蒸汽冷凝側(cè)得到的純水產(chǎn)出量;

　　三、將步驟二得到的濃縮后的汲取液，再次通入到步驟一所述正滲透組件高滲透壓側(cè)， 重復(fù)步驟一和步驟二，完成循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化水處理。

　　本發(fā)明的有益效果是：

　　1、本發(fā)明將滲透壓驅(qū)動過程、蒸汽壓驅(qū)動過程優(yōu)勢互補而循環(huán)利用，實現(xiàn)水體污染物低 壓去除、膜低污染、汲取液循環(huán)再生，其系統(tǒng)效率優(yōu)于單獨滲透壓驅(qū)動過程或蒸汽壓驅(qū)動過 程，更優(yōu)于其他壓力式膜處理技術(shù)、水處理技術(shù)。滲透汽化作為正滲透汲取液循環(huán)利用單元， 二者一體化共同產(chǎn)出飲用水，達到國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。具有除污脫鹽效率高、膜污 染低、運行周期長、操作自動化等優(yōu)點。

　　2、本發(fā)明中滲透汽化技術(shù)能夠高效濃縮正滲透汲取液，實現(xiàn)正滲透汲取液的循環(huán)利用。 正滲透膜以膜兩側(cè)溶液的滲透壓差為驅(qū)動力，實現(xiàn)水從低滲液向高滲液的自發(fā)流動，因其無 壓或低壓運行工況，正滲透技術(shù)能夠很好地減輕膜污染;另一方面，反滲透濃鹽水可以用作 正滲透汲取液，同步實現(xiàn)受污水源水與濃鹽水的處理。對水源水和海水中天然腐殖質(zhì)、蛋白 質(zhì)類、多聚糖類、內(nèi)分泌干擾物、新型微污染物、重金屬、鹽分等污染物的去除率達到95% 以上。