利用滲透能回用非潔凈水源的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用滲透能回用非潔凈水源的方法和系統(tǒng)，該方法包括：將原料液經(jīng)過泵循環(huán)到半透膜組件的一側(cè)，該原料液為工業(yè)、市政、生活過程所產(chǎn)生的不可直接利用的非潔凈水源；可溶解驅(qū)動物質(zhì)以驅(qū)動溶液的形態(tài)由泵循環(huán)到前述半透膜組件的另一側(cè)；原料液中的水通過半透膜組件單向擴散至驅(qū)動溶液中，從而將驅(qū)動溶液稀釋，原料液實現(xiàn)濃縮；以及被稀釋的驅(qū)動溶液回到驅(qū)動溶液存儲池，使得驅(qū)動溶液回到飽和狀態(tài)或者提高濃度，恢復驅(qū)動效果，重復前述循環(huán)、單向滲透和恢復驅(qū)動過程。本方法和系統(tǒng)可同時實現(xiàn)非潔凈水源的濃縮以及驅(qū)動溶質(zhì)溶解兩個過程，降低潔凈水源使用量，降低工業(yè)能耗，從而降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。
【專利說明】利用滲透能回用非潔凈水源的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分離【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言涉及ー種利用滲透能回用非潔凈水源的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在エ業(yè)過程中，非常普遍而且被廣為忽視的ー個能源是鹽溶解時的化學能，或者稱為滲透能。鹽的溶解過程，是ー個擴散過程，通常也是個放熱過程，也就是滲透能以熱的形式釋放出來了。如何將滲透能直接利用，而不是以熱的形式耗散是一個エ業(yè)問題。例如，無機化工行業(yè)中的典型的氯堿行業(yè)，大量的氯化鈉被溶解，I噸的固體鹽大約需要3噸的水溶解后才達到需求的鹽濃度。溶解氯化鈉在純堿行業(yè)也是ー個非常普遍的過程，比如某些純堿廠毎年需要將幾百萬噸的氯化鈉溶解，形成飽和溶液進入到下一個エ藝程序。另一方面，在溶解固體鹽的時候，需要大量的純凈水。與此相對應，在這些エ業(yè)行業(yè)的生產(chǎn)過程中，有大量的廢水；或者在企業(yè)生活區(qū)有大量的市政污水，需通過深度處理；或者有大量エ藝原料需要進行濃縮。而廢水的回收處理又是ー個高能耗的過程。
[0003]因此，一方面有大量的污水需要高能耗過程進行處理；另ー方面有大量的鹽、有機物等水溶性物質(zhì)需要配制成合適濃度的水溶液，而溶液配制過程的化學能耗散掉，可利用的能源卻沒有進行利用。
[0004]對于污水處理，目前エ業(yè)界普遍的解決思路是:首先將污水進行復雜的處理，達到排放標準或者回用標準；達標排放相對簡答，但是要求回用，很多時候需要進行脫鹽處理，比如反滲透或者納濾；在很多情況下，含污染物比較復雜情況下，處理的成本非常高。
[0005]而對エ藝原料需要溶解過程則是單獨采用自來水，或者更高級的脫鹽水(比如前述污水回用的脫鹽水)。
[0006]因為不同的エ業(yè)領(lǐng)域的標準不一致，因此根據(jù)不同的エ業(yè)企業(yè)的情況所要求的水質(zhì)和排放標準也不一致。比如無機化工領(lǐng)域，很多鹽的溶解需要大量的水源，而配制鹽溶液的水源一般采用自來水；而食品エ業(yè)配制原料的水源則可能要求純凈水；而是制藥行業(yè)所要求的水必須達到醫(yī)療標準。
[0007]如果將溶解大量的鹽有耗散了大量的化學能有效利用，并用于廢水的處理就可以同時實現(xiàn)污水的浄化的和解決潔凈水源的需求問題。這個問題涉及到如何通過一定途徑將化學能顯化。化學能只有顯化后才能夠轉(zhuǎn)化成為可以直接利用的能源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明g在提供ー種利用滲透能回用非潔凈水源的方法和系統(tǒng)，通過正滲透技術(shù)將化學能顯化以利用，同時實現(xiàn)非潔凈水源的濃縮以及驅(qū)動溶質(zhì)溶解兩個過程，降低潔凈水源使用量，降低エ業(yè)能耗，從而降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。
[0009]為達成上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0010]ー種利用滲透能回用非潔凈水源的方法，包括以下過程:[0011]將原料液經(jīng)過泵循環(huán)到半透膜組件的ー側(cè)，該原料液為エ業(yè)、市政、生活過程所產(chǎn)生的不可直接利用的非潔凈水源；
[0012]可溶解驅(qū)動物質(zhì)以驅(qū)動溶液的形態(tài)由泵循環(huán)到前述半透膜組件的另ー側(cè)；
[0013]原料液中的水通過半透膜組件單向擴散至驅(qū)動溶液中，從而將驅(qū)動溶液稀釋，原料液實現(xiàn)濃縮；以及
[0014]被稀釋的驅(qū)動溶液回到驅(qū)動溶液存儲池，使得驅(qū)動溶液回到飽和狀態(tài)或者提高濃度，恢復驅(qū)動效果，重復前述循環(huán)、單向滲透和恢復驅(qū)動過程。
[0015]進ー步，前述方法中，半透膜組件為半透膜材料所構(gòu)成的器件，其中，半透膜膜材料選用平板膜、中空纖維膜、管式膜中的至少ー種。
[0016]進ー步，前述方法中，半透膜膜材料的截留分子量小于10000道爾頓。較佳地，優(yōu)選截留分子量小于1000道爾頓。
[0017]進ー步，前述方法中，半透膜膜材料是以聚酰亞胺復合涂層為基礎(chǔ)的界面聚合膜材料。
[0018]進ー步，前述方法中，半透膜膜材料為均質(zhì)材料，選用醋酸纖維素、ニ醋酸纖維素、三醋酸纖維素、羥丙基甲基纖維素、醋酸甲酸纖維素、醋酸こ酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、磺化聚醚醚酮、聚偏氟こ烯、聚酰亞胺、聚酰胺中的ー種或兩種以上的混合物。
[0019]進ー步，前述方法中，可溶解驅(qū)動物質(zhì)的溶解度在不小于lwt%。較佳地，優(yōu)選的條件是不低于10%，更優(yōu)的條件下不低于5%。`
[0020]本發(fā)明應用于堿廠氯化鈉鹽溶解水和地下鹵水耦合，采用半透膜組件濃縮地下鹵水，地下鹵水為原料液，濃縮的出水將固體氯化鈉鹽溶解，控制鹵水的濃縮比例為，25-65%的水從鹵水中單向滲透取出；
[0021]或應用于氯堿廠氯化鈉溶解水和市政污水耦合:半透膜組件濃縮市政污水處理廠ニ層池出水為原料液，濃縮的出水將固體鹽溶解，其中市政污水為原料液COD含量100 —300毫克/升，以固體氯化鈉為驅(qū)動物質(zhì)，界面聚合半透膜為分離膜進行處理；市政污水體積濃縮到原來的15-60%，污水中COD含量提高到160 — 780毫克/升再進行后繼處理。
[0022]上述半透膜組件的膜采用界面聚合半透、醋酸纖維素、ニ醋酸纖維素、三醋酸纖維素、醋酸こ酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、磺化聚醚醚酮、聚偏氟こ烯、聚酰亞胺膜；膜處理時的溫度為4-45°C ；
[0023]應用于堿廠氯化鈉鹽溶解水和地下鹵水耦合，當鹵水的濃縮比例到45±12%吋、即是45±10%的水從鹵水中取走，將鹵水中水量的45± 10%單向滲透取出。
[0024]固體氯化鈉溶解，污水體積濃縮到原來的20±6%，污水中COD含量提高到400 —500毫克/升；被稀釋的驅(qū)動溶液和原料液的膜的単位流量？
[0025]本發(fā)明的應用:應用于氯堿廠氯化鈉溶解水和市政污水耦合:半透膜組件濃縮市政污水處理廠ニ層池出水為原料液的出水將固體鹽溶解，其中市政污水為原料液COD含量100 一 300毫克/升，以固體氯化鈉為驅(qū)動物質(zhì)，界面聚合半透膜為分離膜進行處理；固體氯化鈉溶解，檢測氯化鈉溶液中，鈣離子濃度小于50毫克/升，COD含量低于10毫克/升，污水體積濃縮到原來的20±8%，污水中COD含量提高到400 — 70毫克/升；
[0026]應用于堿廠氯化鈉鹽溶解水和地下鹵水耦合，采用半透膜組件濃縮地下鹵水為原料液精制，出水將固體氯化鈉鹽溶解，當鹵水的濃縮比例到45±12%時、即是45±12%的水從鹵水中取走，將鹵水中水量的45±12%取出；
[0027]進一歩，前述方法中，被稀釋的驅(qū)動溶液回到存儲池后，通過如下方式中的至少ー種來恢復驅(qū)動效果:與固態(tài)的驅(qū)動物質(zhì)接觸；與飽和鹵水混合或者接觸；與高于被稀釋的驅(qū)動溶液濃度的溶液混合或者接觸。
[0028]本發(fā)明還提出ー種利用滲透能回用非潔凈水源的系統(tǒng)，包括:驅(qū)動溶液存儲池、驅(qū)動溶液循環(huán)管路、半透膜組件、原料液存儲池、原料液循環(huán)管路，其中:原料液為エ業(yè)、市政、生活過程所產(chǎn)生的不可直接利用的非潔凈水源，驅(qū)動溶液為可溶解驅(qū)動物質(zhì)的溶液形態(tài)，半透膜組件為只允許水分子透過的分離介質(zhì)，前述原料液和驅(qū)動溶液經(jīng)由各自的循環(huán)管路到達半透膜組件并被隔開在其兩側(cè)，前述半透膜組件其兩側(cè)的溶液的滲透壓差為推動力使得水分子自動從原料液側(cè)滲透到驅(qū)動溶液側(cè)從而實現(xiàn)原料液的濃縮和驅(qū)動溶液的稀釋。
[0029]進一歩，前述半透膜組件為半透膜材料所構(gòu)成的器件，其中，半透膜膜材料選用平板膜、中空纖維膜、管式膜中的至少ー種。
[0030]進ー步，前述半透膜膜材料的截留分子量小于10000道爾頓。較佳地，優(yōu)選截留分子量小于1000道爾頓。
[0031]進ー步，前述半透膜膜材料是以聚酰亞胺復合涂層為基礎(chǔ)的界面聚合膜材料。
[0032]進ー步，前述半透膜膜材料為均質(zhì)材料，選用醋酸纖維素、ニ醋酸纖維素、三醋酸纖維素、羥丙基甲基纖維素、醋酸甲酸纖維素、醋酸こ酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、磺化聚醚醚酮、聚偏氟こ烯、聚酰亞胺、聚酰胺中的ー種或兩種以上的混合物。
[0033]前述半透膜膜材料亦可是以聚酰亞胺復合涂層為基礎(chǔ)的界面聚合膜材料。
[0034]進一歩，前述可溶解驅(qū)動物質(zhì)的溶解度在不小于lwt%。較佳地，優(yōu)選的條件是不低于10%，更優(yōu)的條件下不低于5%。
[0035]前述半透膜組件為半透膜材料所構(gòu)成的器件，其中，半透膜膜材料選用平板膜、中空纖維膜、管式膜中的至少ー種，前述半透膜膜材料的截留分子量小于1000道爾頓。
[0036]進ー步，前述驅(qū)動溶液稀釋后，通過前述驅(qū)動溶液循環(huán)管路回到驅(qū)動溶液存儲池并通過以下方式中的至少ー種恢復驅(qū)動效果:與固態(tài)的驅(qū)動物質(zhì)接觸；與飽和鹵水混合或者接觸；與高于被稀釋的驅(qū)動溶液濃度的溶液混合或者接觸。
[0037]由以上本發(fā)明的技術(shù)方案可知，本發(fā)明的有益效果在于通過正滲透技術(shù)將化學能顯化以利用，同時實現(xiàn)非潔凈水源的濃縮以及驅(qū)動溶質(zhì)溶解兩個過程，降低潔凈水源使用量，降低エ業(yè)能耗，從而降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益，是低能耗低成本的綜合利用方案。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為本發(fā)明的利用滲透能回用非潔凈水源的系統(tǒng)的原理示意圖。
[0039]圖2為利用滲透能回用非潔凈水源的過程實現(xiàn)原理圖。
【具體實施方式】
[0040]為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。
[0041]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的較優(yōu)實施例，利用滲透能回用非潔凈水源的系統(tǒng)，包括:驅(qū)動溶液存儲池、驅(qū)動溶液循環(huán)管路1、半透膜組件2、原料液存儲池、原料液循環(huán)管路3，如圖1所示，前述循環(huán)管路(1、3)分別包括溶液經(jīng)由泵循環(huán)至半透膜組件2的進入管道和從半透膜組件2回到存儲池的回流管道。其中:原料液為エ業(yè)、市政、生活過程所產(chǎn)生的不可直接利用的非潔凈水源，驅(qū)動溶液為可溶解驅(qū)動物質(zhì)的溶液形態(tài)，半透膜組件2為只允許水分子透過的分離介質(zhì)，前述原料液和驅(qū)動溶液經(jīng)由各自的循環(huán)管路到達半透膜組件并被隔開在其兩側(cè)，前述半透膜組件其兩側(cè)的溶液的滲透壓差為推動力使得水分子自動從原料液側(cè)滲透到驅(qū)動溶液側(cè)從而實現(xiàn)原料液的濃縮和驅(qū)動溶液的稀釋。也即以半透膜組件2為分離介質(zhì)，以膜兩側(cè)的溶液的滲透壓差為推動力，在不需外加壓カ的作用下，水分子自動從原料液側(cè)(也稱為進料側(cè))滲透到驅(qū)動溶液側(cè)(高滲透壓側(cè))。在此過程中，原料液被濃縮，驅(qū)動溶液被稀釋。由于過程自發(fā)，選擇適當?shù)尿?qū)動溶液就可以實現(xiàn)對進料的濃縮處理，合理回用非潔凈水源，耗能少，成本低。
[0042]前述原料液是指エ業(yè)、市政、生活過程所產(chǎn)生的不可直接利用的非潔凈水源，例如需要進ー步處理達到排放標準，或者回收利用標準的水資源，或者半成品。這些水資源可以是生產(chǎn)過程中的エ藝水，比如在果汁生產(chǎn)過程中的水果原汁，如果需要將果汁濃縮，其中除去的水分是可以在此利用的水資源；或者是市政污水，エ業(yè)污水，或者是高含鹽廢水，鹽場的鹵水，氯堿廠的含鹽鹵水，草甘膦生產(chǎn)過程中的母液等等。其特點是這些水資源并不是現(xiàn)成的可直接利用的資源，需要外在施加能量或者化學物質(zhì)，進行進ー步的處理。比如果汁濃縮，需要低溫真空濃縮能耗較高；鹵水需要進行自然蒸發(fā)，或者高溫蒸發(fā)才可以將固態(tài)鹽取出，從而實現(xiàn)濃縮，也是ー個耗能過程；エ業(yè)污水可能非常復雜，要得到水資源，需要采用多級，包括物理離心或過濾，或者化學絮凝沉降等技木，甚至還可能采用膜技木，比如反滲透技術(shù)進行精細化處理，這也是ー個高耗能和高成本的過程。
[0043]本實施例中，可溶解驅(qū)動物質(zhì)可以是無機鹽類，例如碳酸鈉，碳酸銨，硫酸鈉，硫酸銨，氯化鈉，氯化鉀，氯化銨，碳酸氫銨，碳酸鈉，硝酸鉀，硝酸鈉，磷酸鈉，磷酸鉀，磷酸氫鉀，磷酸氫ニ鉀，磷酸氫ニ鈉，磷酸氫鈉等。當然，除了無機鹽類以外，有機物質(zhì)，比如糖類，水溶性的高分子化合物，高分子的鹽，聚電解質(zhì)類，以及有機鹽類如こ酸鈉，丙酸鈉等也可以作為驅(qū)動物質(zhì)。
[0044]可溶解驅(qū)動物質(zhì)的溶解度不小于lwt%。較佳地，優(yōu)選的條件是不低于10%，在ー些實施例中，更優(yōu)的條件下不低于5%。
[0045]當然，在一些實施例中，根據(jù)實際情況，可以選擇上述無機鹽類、有機鹽類、糖、水溶性的高分子化合物、高分子的鹽、聚電解質(zhì)類中的一種物質(zhì)或者兩種以上的混合物作為驅(qū)動物質(zhì)，達到增加驅(qū)動效果的目的。
[0046]本實施例中，優(yōu)選地，半透膜組件為半透膜材料所構(gòu)成的器件，半透膜材料的特點是允許小分子透過，而其他雜質(zhì)無法透過，其中，半透膜膜材料選用平板膜、中空纖維膜、管式膜(包括蜂窩狀多孔一體化膜)中的至少ー種。半透膜組件可以是卷式膜組件，中空膜組件和管式膜組件(包括多根中空管形成的多孔道聯(lián)合體)。
[0047]半透膜膜材料的指標用截留分子量來定量，本實施例中，半透膜膜材料的截留分子量小于10000道爾頓。較佳地，優(yōu)選截留分子量小于1000道爾頓。最優(yōu)選截留分子量小于500道爾頓。
[0048]前述半透膜膜材料的化學和物理構(gòu)成主要分為兩大類:第一類是以聚酰亞胺復合涂層為基礎(chǔ)的界面聚合膜材料，采用界面聚合方法，將復合涂層涂敷在ー層高分子超濾或者微濾支撐膜上面，可以是平板膜，中空纖維膜或者管式膜(包括多根中空管形成的多孔道聯(lián)合體)。平板膜，中空纖維膜和管式膜可以為兩層結(jié)構(gòu)(復合涂層和多孔膜支撐層)，或者三層結(jié)構(gòu)(復合涂層，多孔膜支撐層，多孔結(jié)構(gòu)層)。
[0049]第二類是以醋酸纖維素類材料為基礎(chǔ)的均質(zhì)材料，選用醋酸纖維素、ニ醋酸纖維素、三醋酸纖維素、羥丙基甲基纖維素、醋酸甲酸纖維素、醋酸こ酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、磺化聚醚醚酮、聚偏氟こ烯、聚酰亞胺、聚酰胺中的ー種或兩種以上的混合物，混合比在10%-90%。
[0050]參考圖2所示的實現(xiàn)流程示意圖，利用滲透能回用非潔凈水源在實現(xiàn)時，主要包括以下過程:將原料液經(jīng)過泵循環(huán)到半透膜組件的ー側(cè)，該原料液為エ業(yè)、市政、生活過程所產(chǎn)生的不可直接利用的非潔凈水源；可溶解驅(qū)動物質(zhì)以驅(qū)動溶液的形態(tài)由泵循環(huán)到前述半透膜組件的另一側(cè)；由于原料液中水的化學位高于驅(qū)動溶液中水的化學位，因此原料液中的水通過半透膜組件單向擴散至驅(qū)動溶液中，從而將驅(qū)動溶液稀釋，原料液實現(xiàn)濃縮；以及被稀釋的驅(qū)動溶液回到驅(qū)動溶液存儲池，使得驅(qū)動溶液回到飽和狀態(tài)或者提高濃度，恢復驅(qū)動效果，再重復前述循環(huán)、單向滲透和恢復驅(qū)動過程。
[0051]前述驅(qū)動溶液的稀釋后，通過前述驅(qū)動溶液循環(huán)管路回到驅(qū)動溶液存儲池并通過以下方式中的至少ー種恢復驅(qū)動效果:與固態(tài)的驅(qū)動物質(zhì)接觸；與飽和鹵水混合或者接觸；與高于被稀釋的驅(qū)動溶液濃度的溶液混合或者接觸。
[0052]由于本實施例中的半透膜只允許水分子透過，而其他雜質(zhì)則被分離，從而實現(xiàn)將污水純化重新利用的目的。該過程結(jié)合前述的原料液，驅(qū)動物質(zhì)和半透膜，可以將化學能顯化，轉(zhuǎn)化成為可以直接利用的能源。
[0053]這里的飽和鹵水是指前述的用于驅(qū)動滲透過程的驅(qū)動物質(zhì)的飽和溶液。由于每ー種驅(qū)動物質(zhì)其溶解度都不同，而且在不同的溫度下其溶解度也會發(fā)生變化，針對每一種鹽，其溶解度范圍都不同。然而對于經(jīng)過物理化學基礎(chǔ)訓練的技術(shù)人員都可以在物理化學教材或者參考書中找到相應的數(shù)據(jù)。過程溫度一般不超過水溶液的結(jié)晶溫度和沸點區(qū)間，優(yōu)化的溫度范圍在4-80°C，最優(yōu)化的溫度范圍在4-45°C。
[0054]下面結(jié)合一些具體的例子來說明本發(fā)明的實現(xiàn)過程和所達到的技術(shù)效果。
[0055]例一:氯堿廠氯化鈉溶解和市政污水耦合
[0056]氯堿廠毎年有大量的氯化鈉鹽需要精制，精制第一步是采用大量的水將固體鹽溶解，然后計入到下一歩脫除鈣鎂和硫酸根等離子步驟。溶解固態(tài)鹽需要近3倍的潔凈水，本例是以氯化鈉的溶解為例，闡明本發(fā)明的特點和優(yōu)勢。
[0057]采用市政污水處理廠ニ層池出水為原料液。污水COD含量150毫克/升，不符合氯化鈉精制對溶解水的要求。采用滲透稀釋技木，以此市政污水為原料液，固體氯化鈉為驅(qū)動物質(zhì)，界面聚合半透膜為分離膜進行處理。原料液體積為I噸，始終保持驅(qū)動溶液的氯化鈉濃度飽和，以維持最大的滲透通量；在水溫18°C條件下，測得滲透水通量為20LMH。直到固體氯化鈉全部溶解，檢測氯化鈉溶液中，鈣離子濃度小于50毫克/升，COD含量低于10毫克/升，可以用于下一級精制エ藝過程。測試結(jié)束后，污水體積濃縮到200升，驅(qū)動溶液側(cè)體積增加795公斤，得到了飽和氯化鈉溶液，污水中COD含量提高到550毫克/升，可以直接應用于膜生物反應器，并且提高生物處理的效果。該過程不僅節(jié)約了配制氯化鈉鹽水的自來水，還將市政污水充分利用，達到了節(jié)能減排，節(jié)約成本的目的。處理后的污水雖然提聞了提聞污染指數(shù)，但大大減量。
[0058]ニ種液體溫度范圍在30_45°C更好。
[0059]例ニ:
[0060]堿廠每年有大量的氯化鈉鹽需要精制，精制第一步是采用大量的水將固體鹽溶解，溶解固態(tài)鹽需要近3倍的潔凈水。而堿廠的氯化鈉鹽大部分是通過地下鹵水濃縮得到，曬鹽需要耗費大量的土地資源，而且是ー個低效率過程。本例是以堿廠的實際應用為例，闡明本發(fā)明的特點和優(yōu)勢。
[0061]采用地下鹵水為原料液，其水質(zhì)指標見下表一所示。表中數(shù)據(jù)顯示鹵水含鹽量達到10.8%，采用常規(guī)的反滲透或者納濾膜技術(shù)，操作壓カ非常高，技術(shù)上不可行，因此在堿廠一般是采用曬鹽廠進行提濃。ニ種液體溫度范圍在30-45°C更好。
[0062]表一地下鹵水水質(zhì)指標
[0063]
【權(quán)利要求】
1.ー種利用滲透能回用非潔凈水源的方法，其特征在于，包括以下過程: 將原料液經(jīng)過泵循環(huán)到半透膜組件的ー側(cè)，該原料液為エ業(yè)、市政過程所產(chǎn)生的不可直接利用的非潔凈水源； 可溶解驅(qū)動物質(zhì)以驅(qū)動溶液的形態(tài)由泵循環(huán)到前述半透膜組件的另ー側(cè)； 原料液中的水通過半透膜組件單向擴散至驅(qū)動溶液中，從而將驅(qū)動溶液稀釋，原料液實現(xiàn)濃縮；以及 被稀釋的驅(qū)動溶液回到驅(qū)動溶液存儲池，使得驅(qū)動溶液回到飽和狀態(tài)或者提高濃度，恢復驅(qū)動效果，重復前述循環(huán)、和恢復驅(qū)動過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，前述半透膜組件為半透膜材料所構(gòu)成的器件，其中，半透膜膜材料選用平板膜、中空纖維膜、管式膜中的至少ー種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在干，前述半透膜膜材料的截留分子量小于1000道爾頓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在干，前述半透膜膜材料是以聚酰亞胺復合涂層為基礎(chǔ)的界面聚合膜材 料；或前述半透膜膜材料為均質(zhì)材料，選用醋酸纖維素、ニ醋酸纖維素、三醋酸纖維素、羥丙基甲基纖維素、醋酸甲酸纖維素、醋酸こ酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、磺化聚醚醚酮、聚偏氟こ烯、聚酰亞胺、聚酰胺中的一種或兩種以上的混合物；前述可溶解驅(qū)動物質(zhì)包括碳酸鈉、碳酸銨、硫酸鈉、硫酸銨、氯化鈉、氯化鉀、氯化銨、碳酸氫銨、碳酸鈉、硝酸鉀、硝酸鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸氫鉀、磷酸氫ニ鉀、磷酸氫ニ鈉、磷酸氫鈉、糖、水溶性的高分子化合物、高分子的鹽、聚電解質(zhì)中的ー種或者兩種以上的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，前述可溶解驅(qū)動物質(zhì)的溶解度不小于lwt%，尤其是溶解度不低于5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其特征在干，應用于堿廠氯化鈉鹽溶解水和地下鹵水耦合，采用半透膜組件濃縮地下鹵水，地下鹵水為原料液，濃縮的出水將固體氯化鈉鹽溶解，控制鹵水的濃縮比例為，25-65%的水從鹵水中單向滲透取出； 或應用于氯堿廠氯化鈉溶解水和市政污水耦合:半透膜組件濃縮市政污水處理廠ニ層池出水為原料液，濃縮的出水將固體鹽溶解，其中市政污水為原料液COD含量100 — 300毫克/升，以固體氯化鈉為驅(qū)動物質(zhì)，界面聚合半透膜為分離膜進行處理；市政污水體積濃縮到原來的15-60%，污水中COD含量提高到160 — 780毫克/升再進行后繼處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于半透膜組件的膜采用界面聚合半透、醋酸纖維素、ニ醋酸纖維素、三醋酸纖維素、醋酸こ酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、磺化聚醚醚酮、聚偏氟こ烯、聚酰亞胺膜；膜處理時的溫度為4-45°C ； 應用于堿廠氯化鈉鹽溶解水和地下鹵水耦合，當鹵水的濃縮比例到45±12%時、即是45 + 10%的水從鹵水中取走，將鹵水中水量的45± 10%單向滲透取出。 固體氯化鈉溶解，污水體積濃縮到原來的20±6%，污水中COD含量提高到400 — 500毫克/升。
8.根據(jù)權(quán)利要求6、7所述的方法，其特征在于，前述方法中，被稀釋的驅(qū)動溶液回到存儲池后，通過如下方式中的至少ー種來恢復驅(qū)動效果:與固態(tài)的驅(qū)動物質(zhì)接觸；與飽和鹵水混合或者接觸；與高于被稀釋的驅(qū)動溶液濃度的溶液混合或者接觸。
9.ー種利用滲透能回用非潔凈水源的系統(tǒng)，其特征在于，包括:驅(qū)動溶液存儲池、驅(qū)動溶液循環(huán)管路、半透膜組件、原料液存儲池、原料液循環(huán)管路，其中:原料液為エ業(yè)、市政所產(chǎn)生的不可直接利用的非潔凈水源，驅(qū)動溶液為可溶解驅(qū)動物質(zhì)的溶液形態(tài)，半透膜組件為只允許水分子透過的分離介質(zhì)，前述原料液和驅(qū)動溶液經(jīng)由各自的循環(huán)管路到達半透膜組件并被隔開在其兩側(cè)，前述半透膜組件其兩側(cè)的溶液的滲透壓差為推動力使得水分子自動從原料液側(cè)滲透到驅(qū)動溶液側(cè)從而實現(xiàn)原料液的濃縮和驅(qū)動溶液的稀釋； 前述半透膜膜材料是以聚酰亞胺復合涂層為基礎(chǔ)的界面聚合膜材料；半透膜膜材料或為均質(zhì)材料，選用醋酸纖維素、ニ醋酸纖維素、三醋酸纖維素、羥丙基甲基纖維素、醋酸甲酸纖維素、醋酸こ酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、磺化聚醚醚酮、聚偏氟こ烯、聚酰亞胺、聚酰胺中的ー種或兩種以上的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用滲透能回用非潔凈水源的系統(tǒng)，其特征在于，前述半透膜組件為半透膜材料所構(gòu)成的器件，其中，半透膜膜材料選用平板膜、中空纖維膜、管式膜中的至少ー種，前述半 透膜膜材料的截留分子量小于1000道爾頓。
【文檔編號】C02F1/44GK103449570SQ201310360111
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】何濤, 李雪梅, 趙寶龍, 宋健峰, 陳剛, 李春霞, 王周為, 殷勇 申請人:上海頤潤科技有限公司, 何濤