公布日：2023.10.24
申請(qǐng)日：2023.08.28
分類(lèi)號(hào)：C02F1/44(2023.01)I;B01D61/02(2006.01)I;B01D61/08(2006.01)I;B01D61/10(2006.01)I
摘要
本發(fā)明提供了一種高濃度廢水的濃縮系統(tǒng)和濃縮方法，借助N段串聯(lián)、M級(jí)并聯(lián)的輔助反滲透裝置進(jìn)行輔助反滲透，能在施加較小壓力的前提下，實(shí)現(xiàn)高鹽度、高濃度廢水的凈化，再經(jīng)過(guò)二級(jí)反滲透處理，最終產(chǎn)水TDS達(dá)到小于500mg/L，可以做為回用水回用。該高濃度廢水的濃縮系統(tǒng)，具有設(shè)備簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所提供的高濃度廢水的濃縮方法，破反滲透濃縮極限，在70bar下理論可以達(dá)到氯化鈉鹽份的飽和度，相比于蒸發(fā)器濃縮，可以大大降低進(jìn)蒸發(fā)器的量，從而降低整體系統(tǒng)的能耗。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種高濃度廢水的濃縮系統(tǒng)，其特征在于，包括N段串聯(lián)、M級(jí)并聯(lián)的輔助反滲透濃縮裝置、第一反滲透裝置和第二反滲透裝置；其中，N≥2，M≥1，即同一級(jí)含有N段串聯(lián)的所述輔助反滲透濃縮裝置；每個(gè)所述輔助反滲透濃縮裝置包括腔體，以及設(shè)置在所述腔體內(nèi)的反滲透膜，所述反滲透膜將所述腔體分成高壓側(cè)和低壓側(cè)，所述高壓側(cè)具有第一進(jìn)水口和第一濃水出水口，低壓側(cè)具有汲取液的進(jìn)液口和出液口；第一級(jí)的第一段所述輔助反滲透濃縮裝置的所述高壓側(cè)的第一進(jìn)水口與待處理廢水相連接；每級(jí)輔助反滲透濃縮裝置中，廢水經(jīng)第一段輔助反滲透濃縮后，從所述高壓側(cè)的所述第一濃水出水口排出，再進(jìn)入第二段所述輔助反滲透濃縮裝置的所述高壓側(cè)的所述第一進(jìn)水口進(jìn)行第二段輔助反滲透濃縮，之后從所述高壓側(cè)的所述第一濃水出水口排出再進(jìn)入第三段、第四段，直至第N段所述輔助反滲透濃縮裝置；上一級(jí)的所有所述輔助反滲透濃縮裝置的所述低壓側(cè)的所述出液口與下一級(jí)第一段的所述輔助反滲透濃縮裝置的所述高壓側(cè)的所述第一進(jìn)水口相連接；所述第一反滲透裝置包括第二進(jìn)水口，第二濃水出水口和第一產(chǎn)水出水口；所述第二反滲透裝置包括第三進(jìn)水口，第三濃水出水口和第二產(chǎn)水出水口；所述第一反滲透裝置的所述第二進(jìn)水口與每一級(jí)、每一段的所述輔助反滲透濃縮裝置的所有所述低壓側(cè)的所述出液口相連接，所述第一反滲透裝置的所述第一產(chǎn)水出水與所述第二反滲透裝置的所述第三進(jìn)水口相連接；所述第一反滲透裝置的所述第二濃水出水口與第M級(jí)的所有所述輔助反滲透濃縮裝置的所述低壓側(cè)相連接；所述第二反滲透裝置的所述第三濃水出水口與所述第一反滲透裝置的所述第二進(jìn)水口相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度廢水的濃縮系統(tǒng)，其特征在于，每一級(jí)所述輔助反滲透濃縮裝置還包括增壓裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度廢水的濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述第一反滲透裝置與所述輔助反滲透濃縮裝置之間設(shè)置有增壓裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度廢水的濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述第一反滲透裝置和/或所述第二反滲透裝置內(nèi)設(shè)置有不同截留率的串聯(lián)的反滲透膜，所述反滲透膜的所述截留率從進(jìn)水側(cè)至濃水側(cè)逐漸降低。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高濃度廢水的濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述截留率為50％～90％。
6.一種高濃度廢水的濃縮方法，其特征在于，所述高濃度廢水的濃縮方法使用如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的高濃度廢水的濃縮系統(tǒng)對(duì)廢水進(jìn)行濃縮，包括以下步驟：(1)、輔助反滲透濃縮處理：待處理廢水經(jīng)過(guò)加壓處理，加壓至60～70bar，然后進(jìn)入第一級(jí)、第一段的輔助反滲透濃縮裝置的高壓側(cè)，然后再進(jìn)入第二段的輔助反滲透濃縮裝置，進(jìn)行第二級(jí)輔助反滲透濃縮處理，直到輔助反滲透處理后的汲取液濃度小于60000mg/L；(2)、反滲透濃縮處理：經(jīng)過(guò)M級(jí)輔助反滲透濃縮處理后的汲取液進(jìn)行第一反滲透處理和第二反滲透處理后，得到的最終產(chǎn)水小于500mg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高濃度廢水的濃縮方法，其特征在于，所述待處理廢水中氯化鈉的濃度大于等于70000mg/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高濃度廢水的濃縮方法，其特征在于，在步驟(1)中，每?jī)杉?jí)相鄰的輔助反滲透濃縮處理后的濃水的濃度差為4％～7％。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高濃度廢水的濃縮方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述第一反滲透處理的壓力為65～70bar。
10.一種高濃度廢水的處理方法，其特征在于，包括如權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的高濃度廢水的濃縮方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種高濃度廢水的濃縮系統(tǒng)，借助N段串聯(lián)、M級(jí)并聯(lián)的輔助反滲透裝置進(jìn)行輔助反滲透，能在施加較小壓力的前提下，實(shí)現(xiàn)高鹽度、高濃度廢水的凈化，再經(jīng)過(guò)二級(jí)反滲透處理，最終產(chǎn)水TDS達(dá)到小于500mg/L，可以做為回用水回用。所述的高濃度廢水的濃縮系統(tǒng)，具有設(shè)備簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種所述的高濃度廢水的濃縮方法，該方法破反滲透濃縮極限，在70bar下理論可以達(dá)到氯化鈉鹽份的飽和度，相比于蒸發(fā)器濃縮，可以大大降低進(jìn)蒸發(fā)器的量，從而降低整體系統(tǒng)的能耗。得到的最終產(chǎn)水TDS達(dá)到小于500mg/L，可以做為回用水回用。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明所提供一種高濃度廢水的濃縮系統(tǒng)，N段串聯(lián)、M級(jí)并聯(lián)的輔助反滲透濃縮裝置、第一反滲透裝置和第二反滲透裝置；
其中，N≥2，M≥1，即同一級(jí)含有N段串聯(lián)的所述輔助反滲透濃縮裝置；
每個(gè)所述輔助反滲透濃縮裝置包括腔體，以及設(shè)置在所述腔體內(nèi)的反滲透膜，所述反滲透膜將所述腔體分成高壓側(cè)和低壓側(cè)，所述高壓側(cè)具有第一進(jìn)水口和第一濃水出水口，低壓側(cè)具有汲取液的進(jìn)液口和出液口；
第一級(jí)的第一段所述輔助反滲透濃縮裝置的所述高壓側(cè)的第一進(jìn)水口與待處理廢水相連接；
每級(jí)輔助反滲透濃縮裝置中，廢水經(jīng)第一段輔助反滲透濃縮后，從所述高壓側(cè)的所述第一濃水出水口排出，再進(jìn)入第二段所述輔助反滲透濃縮裝置的所述高壓側(cè)的所述第一進(jìn)水口進(jìn)行第二段輔助反滲透濃縮，之后從所述高壓側(cè)的所述第一濃水出水口排出再進(jìn)入第三段、第四段，直至第N段所述輔助反滲透濃縮裝置；
上一級(jí)的所有所述輔助反滲透濃縮裝置的所述低壓側(cè)的所述出液口與下一級(jí)第一段的所述輔助反滲透濃縮裝置的所述高壓側(cè)的所述第一進(jìn)水口相連接；
所述第一反滲透裝置包括第二進(jìn)水口，第二濃水出水口和第一產(chǎn)水出水口；
所述第二反滲透裝置包括第三進(jìn)水口，第三濃水出水口和第二產(chǎn)水出水口；
所述第一反滲透裝置的所述第二進(jìn)水口與每一級(jí)、每一段的所述輔助反滲透濃縮裝置的所有所述低壓側(cè)的所述出液口相連接，所述第一反滲透裝置的所述第一產(chǎn)水出水與所述第二反滲透裝置的所述第三進(jìn)水口相連接；
所述第一反滲透裝置的所述第二濃水出水口與第M級(jí)的所有所述輔助反滲透濃縮裝置的所述低壓側(cè)相連接；所述第二反滲透裝置的所述第三濃水出水口與所述第一反滲透裝置的所述第二進(jìn)水口相連接。
優(yōu)選地，每一級(jí)所述輔助反滲透濃縮裝置還包括增壓裝置。
優(yōu)選地，所述第一反滲透裝置與所述輔助反滲透濃縮裝置之間設(shè)置有增壓裝置。
優(yōu)選地，所述第一反滲透裝置和/或所述第二反滲透裝置內(nèi)設(shè)置有不同截留率的串聯(lián)的反滲透膜，所述反滲透膜的所述截留率從進(jìn)水側(cè)至濃水側(cè)逐漸降低。
優(yōu)選地，所述截留率為50％～90％。
本發(fā)明所提供的一種高濃度廢水的濃縮方法，使用如上所述的高濃度廢水的濃縮系統(tǒng)對(duì)廢水進(jìn)行濃縮，包括以下步驟：
(1)、輔助反滲透濃縮處理：待處理廢水經(jīng)過(guò)加壓處理，加壓至60～70bar，然后進(jìn)入第一級(jí)、第一段的輔助反滲透濃縮裝置的高壓側(cè)，然后再進(jìn)入第二段的輔助反滲透濃縮裝置，最后一段處理后的汲取液再進(jìn)入第二級(jí)輔助反滲透濃縮裝置的高壓側(cè)，進(jìn)行第二級(jí)輔助反滲透濃縮處理，直到輔助反滲透處理后的汲取液濃度小于60000mg/L；
(2)、反滲透濃縮處理：經(jīng)過(guò)M級(jí)輔助反滲透濃縮處理后的汲取液進(jìn)行第一反滲透處理和第二反滲透處理后，得到的最終產(chǎn)水小于500mg/L。
優(yōu)選地，所述待處理廢水中氯化鈉的濃度大于等于70000mg/L。
優(yōu)選地，在步驟(1)中，每?jī)杉?jí)相鄰的輔助反滲透濃縮處理后的濃水的濃度差為4％～7％。
優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述第一反滲透處理的壓力為65～70bar。
本發(fā)明所提供的一種高濃度廢水的處理方法，包括所述的高濃度廢水的濃縮方法。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
(1)本發(fā)明所提供的高濃度廢水的濃縮系統(tǒng)，借助N段串聯(lián)、M級(jí)并聯(lián)的輔助反滲透裝置進(jìn)行輔助反滲透，能在施加較小壓力的前提下，實(shí)現(xiàn)高鹽度、高濃度廢水的凈化，再經(jīng)過(guò)二級(jí)反滲透處理，該濃縮系統(tǒng)具有設(shè)備簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
(2)本發(fā)明所提的高濃度廢水的濃縮方法，該方法破反滲透濃縮極限，在70bar下理論可以達(dá)到氯化鈉鹽份的飽和度，相比于蒸發(fā)器濃縮，可以大大降低進(jìn)蒸發(fā)器的量，從而降低整體系統(tǒng)的能耗。
(3)本發(fā)明所提的高濃度廢水的濃縮系統(tǒng)和方法，最終產(chǎn)水TDS達(dá)到小于500mg/L，可以做為回用水回用。
（發(fā)明人：譚斌;李鑫;李濱;汪凱）
