申請(qǐng)日2014.10.29

　　公開(公告)日2017.08.18

　　IPC分類號(hào)C02F9/08

　　摘要

　　一種水處理裝置(10)及其操作方法，其包含螺旋卷繞超濾膜模塊(12)，所述模塊連接到：i)進(jìn)料管線(14)，其適于連接到加壓供水源，ii)滲透管線(16)，其適于連接到處理過的水的分配器及iii)濃縮管線(18)，其適于連接到排水管;其中所述裝置包括含有弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂(25)的可加壓儲(chǔ)槽(22)，并且進(jìn)一步包括至少一個(gè)閥，其將加壓供水水流沿所述進(jìn)料管線(14)選擇性地分流通過所述儲(chǔ)槽(22)并且在通過所述超濾膜模塊(12)前返回到所述進(jìn)料管線(14)。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種水處理裝置，其包含螺旋卷繞超濾膜模塊，所述模塊連接到：

　　i)進(jìn)料管線，其適于連接到加壓供水源，

　　ii)滲透管線，其適于連接到處理過的水的分配器及

　　iii)濃縮管線，其適于連接到排水管;

　　其中所述裝置的特征在于，包含含有弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂的可加壓儲(chǔ)槽，并且進(jìn)一步包含至少一個(gè)閥，其將加壓供水水流沿所述進(jìn)料管線選擇性地分流通過所述儲(chǔ)槽并且在通過所述超濾膜模塊前返回到所述進(jìn)料管線。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理裝置，其特征進(jìn)一步在于，包含繞過所述可加壓儲(chǔ)槽的第一通路、通過所述可加壓儲(chǔ)槽的第二通路及在所述第一通路內(nèi)通常處于開啟狀態(tài)但也可關(guān)閉從而將所述水流分流通過所述可加壓儲(chǔ)槽的機(jī)械偏置閥。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水處理裝置，其中流經(jīng)所述第一通路的阻力比流經(jīng)所述第二通路的阻力低10%。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中含有弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂的所述可加壓儲(chǔ)槽對(duì)于終端用戶以不可逆方式密封。

　　5.一種權(quán)利要求1所述的裝置的操作方法，所述方法包括標(biāo)準(zhǔn)模式、沖洗模式及休眠模式，其中在所述標(biāo)準(zhǔn)操作模式中，大部分的加壓供水繞過所述儲(chǔ)槽，在所述沖洗模式中，大部分的加壓供水通過所述儲(chǔ)槽，并且在所述休眠模式中，沒有加壓供水通過所述模塊。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中在所述沖洗模式耗費(fèi)的平均時(shí)間為所述標(biāo)準(zhǔn)模式耗費(fèi)的時(shí)間的1%與20%之間。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述沖洗模式稍先于所述休眠模式，使得供水從所述儲(chǔ)槽流向所述模塊，并且在所述休眠模式中保留在所述模塊內(nèi)。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述沖洗模式的持續(xù)時(shí)間小于1分鐘。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述沖洗模式中，小于1升的供水通過超濾模塊。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述超濾膜模塊具有每平方米膜小于0.2升的進(jìn)料墊片自由容積。

　　說明書

　　包括超濾模塊和陽(yáng)離子交換樹脂的水處理裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明針對(duì)了一種包括超濾膜模塊和含有弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂的可加壓儲(chǔ)槽兩者的水處理裝置。

　　背景技術(shù)

　　“超濾”是一種在半透膜的一側(cè)對(duì)進(jìn)料溶液施加壓力的膜基分離方法。所施加的壓力導(dǎo)致“溶劑”(例如水)通過膜(即形成“滲透”液)而“溶質(zhì)”(例如鹽)則不能通過膜因此被濃縮在剩余的料液中(即形成“濃縮”液)。為克服溶劑從低濃度向高濃度移動(dòng)的自然驅(qū)動(dòng)力，所施加的進(jìn)料壓力必須超過滲透壓。出于該原因，術(shù)語(yǔ)“超濾”通常與“反滲”互換使用。大多數(shù)利用超濾的水處理裝置是在錯(cuò)流模式下操作，其大部分的進(jìn)料通過膜表面，少部分則以“滲透”方式通過膜。見下例：US 4711723、US 4713175、US 4842724、US 5296148、US7267769和CN 2839254。

　　進(jìn)料溶液通過膜的百分比被稱為“回收”或“回收率”。取決于進(jìn)料的成分，較高回收率下的操作可導(dǎo)致結(jié)垢，因?yàn)檫M(jìn)料中的鹽被濃縮至超出其溶解限度。大規(guī)模脫鹽系統(tǒng)中的個(gè)體模塊通常被設(shè)計(jì)為以10-20%的回收率連續(xù)運(yùn)行。已知在此類高回收系統(tǒng)中避免結(jié)垢的方法有：給予阻垢劑、給予酸從而降低pH、進(jìn)料倒流、在一個(gè)濃縮液循環(huán)回路內(nèi)合并沉淀與過濾，以及將供水或循環(huán)的濃縮液任何之一軟化。見下例：US6461514、US5501798、US5925255、US8137539和US7459088。減少二價(jià)陽(yáng)離子的軟化法包括納濾、石灰軟化、采用強(qiáng)酸性樹脂、電去離子以及弱酸性陽(yáng)離子交換。在使用時(shí)，采用回收鹽對(duì)離子交換樹脂進(jìn)行再生(US8679347)。

　　住宅系統(tǒng)內(nèi)采用的小的反滲模塊的回收率通常被設(shè)計(jì)為20-35%。明顯較高的回收率(例如超過35%)經(jīng)常受限于結(jié)垢，正如大多數(shù)未軟化的住宅用水含有大量鈣離子和碳酸氫根離子一樣。通過高回收率操作增加該濃度尤其會(huì)導(dǎo)致CaCO3結(jié)垢。與工業(yè)用的水處理裝置中采用的減垢技術(shù)不同，在設(shè)計(jì)小型住宅用膜系統(tǒng)時(shí)，由于尺寸、成本和復(fù)雜性受到約束，因此設(shè)計(jì)選擇更為受限。消費(fèi)者難以獲得并使用活性化學(xué)品(例如酸和抗結(jié)垢劑)。偶爾也會(huì)使用包括采用新鮮進(jìn)料或滲透水沖洗膜模塊的進(jìn)料側(cè)(US4650586、WO2007018561、US20110163016以及US8323484)和快速再循環(huán)(US6074551)在內(nèi)的替代技術(shù)。然而，這些選擇需要其他部件并且會(huì)降低系統(tǒng)的有效回收率。在反滲透之前對(duì)供水進(jìn)行離子交換處理，但是這種方法受空間和容量之間權(quán)衡和離子交換樹脂的再生難度所限。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明包括一種水處理裝置，其包括螺旋卷繞超濾膜模塊，所述模塊連接到：i)進(jìn)料管線，其適于連接到加壓供水源，ii)滲透管線，其適于連接到處理過的水的分配器及iii)濃縮管線，其適于連接到排水管。所述裝置的特征在于，包括含有弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂的可加壓儲(chǔ)槽，并且進(jìn)一步包括至少一個(gè)閥，其將加壓供水水流沿所述進(jìn)料管線選擇性地分流通過儲(chǔ)槽并且在通過所述超濾膜模塊前返回到所述進(jìn)料管線。本發(fā)明還包括一種所述裝置的操作方法。描述了多個(gè)實(shí)施例。