反渗透系统及其使用方法
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申请日 20190620
公开（公告）日 20201222
IPC分类号 B01D61/08; B01D61/06; B01D61/10; B01D61/02
摘要
本发明公开了一种反渗透系统及其使用方法，涉及液体浓缩技术领域，在通入相同的待过滤溶液的条件下，可以在较低的操作压力下，获得较高浓度的浓缩液和低浓度的稀释液，降低运行成本。该反渗透系统包括依次连通的第一反渗透单元组、第二反渗透单元组和第三反渗透单元组，第一反渗透单元组连通有待过滤溶液；第一反渗透单元组用于将待过滤溶液进行逐级浓缩获得第一系统浓水和将获得的滤液导向第二反渗透单元组；第二反渗透单元组用于将第一反渗透单元组的滤液进行过滤获得系统产水和将获得的未滤液导向第三反渗透单元组；第三反渗透单元组用于将第二反渗透单元组的未滤液进行逐级浓缩获得第二系统浓水。本发明用于含盐废水的浓缩和脱盐。
权利要求书
1.一种反渗透系统，其特征在于，包括沿所述反渗透系统液体的流动方向依次连通的第一反渗透单元组、第二反渗透单元组和第三反渗透单元组，所述第一反渗透单元组连通有待过滤溶液；
所述第一反渗透单元组用于将所述待过滤溶液进行逐级浓缩获得第一系统浓水和将获得的滤液导向所述第二反渗透单元组；所述第二反渗透单元组用于将所述第一反渗透单元组的滤液进行过滤获得系统产水和将获得的未滤液导向所述第三反渗透单元组；所述第三反渗透单元组用于将所述第二反渗透单元组的未滤液进行逐级浓缩获得第二系统浓水。
2.根据权利要求1所述的反渗透系统，其特征在于，所述第一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未滤液流动方向串联设置，每相邻的两个所述反渗透单元中，位于下游的所述反渗透单元的修正截留率比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率小5％～20％，且所述第一反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率小于或等于90％；
当所述第二反渗透单元组包括一个反渗透单元时，所述一个反渗透单元的修正截留率大于95％；当所述第二反渗透单元组包括至少两个反渗透单元时，所述至少两个反渗透单元沿反渗透单元的滤液流动方向串联设置，每相邻的两个所述反渗透单元中，位于下游的所述反渗透单元的修正截留率比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率大5％～20％，且所述第二反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率大于95％；
所述第三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未滤液流动方向串联设置，每相邻的两个所述反渗透单元中，位于下游的所述反渗透单元的修正截留率比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率小5％～20％，且所述第三反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率小于或等于80％。
3.根据权利要求2所述的反渗透系统，其特征在于，所述第一反渗透单元组包括第一反渗透单元和第二反渗透单元，所述第二反渗透单元组包括一个第三反渗透单元，所述第三反渗透单元组包括第四反渗透单元和第五反渗透单元；
所述第一反渗透单元的进液口连通有待过滤溶液且具有第一增压装置；所述第一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连通，所述第二反渗透单元的滤液出口连接在所述反渗透系统内液体流动方向的所述第一增压装置的前端；
所述第一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，所述第一反渗透单元的滤液出口与所述第三反渗透单元的进液口之间设有第二增压装置；所述第三反渗透单元的未滤液出口与所述第四反渗透单元的进液口连通，所述第四反渗透单元的未滤液出口与所述第五反渗透单元的进液口连通，所述第五反渗透单元的滤液出口连接在所述反渗透系统内液体流动方向的所述第一增压装置的前端。
4.根据权利要求3所述的反渗透系统，其特征在于，所述第一反渗透单元和第四反渗透单元为具有相同修正截留率的膜元件，所述第二反渗透单元和第五反渗透单元为具有相同修正截留率的膜元件。
5.根据权利要求3所述的反渗透系统，其特征在于，所述第四反渗透单元的滤液出口连接在所述反渗透系统内液体流动方向的所述第二增压装置的前端。
6.根据权利要求3所述的反渗透系统，其特征在于，所述反渗透系统内沿液体流动方向的所述第一增压装置的前端设有用于暂存待过滤溶液的第一水箱，所述第二增压装置与所述第一反渗透单元之间设有第二水箱。
7.根据权利要求3所述的反渗透系统，其特征在于，所述第一增压装置和所述第二增压装置均为高压泵。
8.根据权利要求3所述的反渗透系统，其特征在于，所述第二反渗透单元的未滤液出口连通有第一能量回收装置，所述第一能量回收装置用于回收所述第二反渗透单元的未滤液出口的溶液的压力能；
和/或，所述第五反渗透单元的未滤液出口连通有第二能量回收装置，所述第二能量回收装置用于回收所述第五反渗透单元的未滤液出口的溶液的压力能。
9.一种权利要求1～8中任一项所述的反渗透系统的使用方法，其特征在于，包括：
当需要处理含盐废水时，将所述含盐废水增压并通入第一反渗透单元组进行逐级浓缩，获得第一系统浓水和初级滤液；
将所述初级滤液增压并通入第二反渗透单元组进行过滤，获得系统产水；
将所述第二反渗透单元组的未滤液通入第三反渗透单元组进行逐级浓缩，获得第二系统浓水。
10.根据权利要求9所述的反渗透系统的使用方法，其特征在于，所述第一反渗透单元组的进水压为4MPa～10MPa，每升所述第一系统浓水所含有的盐的质量为70000mg～200000mg；
和/或，所述第二反渗透单元组的进水压力为4MPa～10MPa，每升所述系统产水所含有的盐的质量为10mg～2000mg；
和/或，所述第三反渗透单元组的进水压力为4MPa～10MPa，每升所述第二系统浓水所含有的盐的质量为70000mg～200000mg。
说明书
一种反渗透系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及液体浓缩技术领域，尤其涉及一种反渗透系统及其使用方法。
背景技术
随着环保要求的不断提高，水资源不足以及环境容量有限等问题日益凸显。在石油化工、煤化工、电力、钢铁以及海水淡化等生产过程中，会产生大量的含盐废水。为了降低含盐废水的排放量，提高水资源的利用率，目前含盐废水一般通过反渗透系统进行处理，得到净化产水及浓缩液，在一定程度上减少了含盐废水的排放量。
现有应用技术中的反渗透系统，如图1所示，包括反渗透单元RO1和反渗透单元RO2，应用该反渗透系统浓缩含盐废水的具体方法为：将含盐废水通入RO1得到RO1净化产水和RO1浓缩液，RO1净化产水即为系统的净化产水；然后，将RO1浓缩液通入RO2得到RO2净化产水和RO2浓缩液，其中，将RO2净化产水与含盐废水混合后通入反渗透单元RO1，RO2浓缩液为系统的浓缩液。
但是，在使用现有的技术方案时，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的反渗透系统处理待过滤溶液时，直接将待过滤溶液通入截留率较高的反渗透单元RO1，得到最终的低浓度的稀释液和RO1待过滤液，然后将RO1的待过滤液通入截留率低的RO2反渗透单元，获得较高浓度的浓缩液，利用现有的反渗透系统处理待过滤溶液时，需要较高的操作压力。
发明内容
本发明的实施例提供一种反渗透系统及其使用方法，在通入相同的待过滤溶液的条件下，可以在较低的操作压力下，获得高浓度的浓缩液和低浓度的稀释液，降低运行成本。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种反渗透系统，包括沿所述反渗透系统液体的流动方向依次连通的第一反渗透单元组、第二反渗透单元组和第三反渗透单元组，所述第一反渗透单元组连通有待过滤溶液；所述第一反渗透单元组用于将所述待过滤溶液进行逐级浓缩获得第一系统浓水和将获得的滤液导向所述第二反渗透单元组；所述第二反渗透单元组用于将所述第一反渗透单元组的滤液进行过滤获得系统产水和将获得的未滤液导向所述第三反渗透单元组；所述第三反渗透单元组用于将所述第二反渗透单元组的未滤液进行逐级浓缩获得第二系统浓水。
进一步地，所述第一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未滤液流通方向串联设置，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比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率小5％～20％，且所述第一反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率小于或等于90％；当所述第二反渗透单元组包括一个反渗透单元时，所述一个反渗透单元的修正截留率大于95％；当所述第二反渗透单元组包括至少两个反渗透单元时，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，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比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率大5％～20％，且所述第二反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率大于95％；所述第三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未滤液流通方向串联设置，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比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率小5％～20％，且所述第三反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率小于或等于80％。
进一步地，所述第一反渗透单元组包括第一反渗透单元和第二反渗透单元，所述第二反渗透单元组包括一个第三反渗透单元，所述第三反渗透单元组包括第四反渗透单元和第五反渗透单元；所述第一反渗透单元的进液口连通有待过滤溶液且具有第一增压装置；所述第一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连通，所述第二反渗透单元的滤液出口连接在所述反渗透系统内液体流动方向的所述第一增压装置的前端；所述第一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，所述第一反渗透单元的滤液出口与所述第三反渗透单元的进液口之间设有第二增压装置；所述第三反渗透单元的未滤液出口与所述第四反渗透单元的进液口连通，所述第四反渗透单元的未滤液出口与所述第五反渗透单元的进液口连通，所述第五反渗透单元的滤液出口连接在所述反渗透系统内液体流动方向的所述第一增压装置的前端。
进一步地，所述第一反渗透单元和第五反渗透单元为具有相同修正截留率的膜元件，所述第二反渗透单元和第四反渗透单元为具有相同修正截留率的膜元件。
进一步地，所述第四反渗透单元的滤液出口连接在所述反渗透系统内液体流动方向的所述第二增压装置的前端。
进一步地，所述反渗透系统内沿液体流动方向的所述第一增压装置的前端设有用于暂存待过滤溶液的第一水箱，所述第二增压装置与所述第一反渗透单元之间设有第二水箱。
进一步地，所述第一增压装置和所述第二增压装置均为高压泵。
进一步地，所述第二反渗透单元的未滤液出口连通有第一能量回收装置，所述第一能量回收装置用于回收所述第二反渗透单元的未滤液出口的溶液的压力能；和/或，所述第五反渗透单元的未滤液出口连通有第二能量回收装置，所述第二能量回收装置用于回收所述第五反渗透单元的未滤液出口的溶液的压力能。
另一方面，本发明实施例还提供一种使用方法，利用上述反渗透系统过滤溶液，当需要处理含盐废水时，将所述含盐废水增压并通入第一反渗透单元组进行逐级浓缩，获得第一系统浓水和初级滤液；将所述初级滤液增压并通入第二反渗透单元组进行过滤，获得系统产水；将所述第二反渗透单元组的未滤液通入第三反渗透单元组进行逐级浓缩，获得第二系统浓水。
进一步地，所述第一反渗透单元组的进水压为4MPa～10MPa，每升所述第一系统浓水所含有的盐的质量为70000mg～200000mg；和/或，所述第二反渗透单元组的进水压力为4MPa～10MPa，每升所述系统产水所含有的盐的质量为10mg～2000mg；和/或，所述第三反渗透单元组的进水压力为4MPa～10MPa，每升所述第二系统浓水所含有的盐的质量为70000mg～200000mg。
本发明实施例的一种反渗透系统，第一反渗透单元组连通有待过滤溶液，待过滤溶液经过第一反渗透单元组逐级浓缩，获得初级滤液和第一系统浓水，初级滤液流向第二反渗透单元组再次进行反渗透，获得系统产水。与现有技术相比，第二反渗透单元组所处理的初级滤液与待过滤溶液相比，浓度降低，故第二反渗透单元组进行反渗透所需的操作压力较低，从而可以在较低的操作压力下获得低浓度的稀释液，降低运行成本；同样的，由于通过反渗透直接获得高浓度的稀释液所需的操作压力较大，故将待过滤溶液直接通入第一反渗透单元组逐级浓缩，可以在较低的操作压力下获得高浓度的浓缩液，降低运行成本。
另外，第二反渗透单元组进行反渗透获得的未滤液流向第三反渗透单元组，未滤液经过第三反渗透单元组逐级浓缩，获得第二系统浓水和滤液。在这种情况下，第二反渗透单元组的未滤液流向第三反渗透单元组直接进行反渗透，由于第二反渗透单元组的未滤液具有压力能，无需对第二反渗透单元组的未滤液进行加压，与将未滤液与待过滤溶液混合后流向第一反渗透单元组进行反渗透相比，避免了对第二反渗透单元组的未滤液进行先泄压又升压的过程，从而减少了运行过程中能量的浪费，提高了系统的安全性。
另一方面，本发明实施例还提供一种反渗透系统的使用方法，与现有技术相比，本发明实施例提供的反渗透系统的使用方法的有益效果与上述技术方案提供的反渗透系统的有益效果相同，在此不做赘述。
发明人 （何灿;海玉琰;刘兆峰;熊日华;）
免费方案咨询电话：400-806-2366 ，如需技术支持请直拨：185-8245-5006
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