[发明专利]一种压力延迟渗透/反渗透组合式脱盐方法

说明书

技术领域

本发明属于脱盐领域，具体地涉及一种压力延迟渗透/反渗透组合式脱盐方法。

背景技术

日益增长的用水需求、渐趋常态的气侯干旱和持续恶化的水环境造成了淡水资源的严重短缺，开发非常规水源，正被世界各国放在重要地位进行研究并已付诸实践。随着我国经济社会的迅速发展，非常规水源的利用已经受到社会各界的广泛关注。对于沿海城市及海岛地区，非常规水源的开发利用主要包括海水淡化、污水回用和雨水利用三方面。由于近年来世界很多地区都出现了不同程度的气侯异常变化，导致当地降水量显著下降，雨水利用受到限制，由此，海水淡化和污水回用成为最可行，也是最可靠的可持续水增量方法。

地球表面70.8％的面积被水覆盖，其中97.5％的水资源是无法直接饮用的海水，因此通过淡化海水的方法得到淡水资源是一种战略选择。目前，海水淡化在世界范围内获得了广泛应用，很多沿海国家和地区都相继建设了一大批海水淡化工程。据国际脱盐协会(IDA)的最新统计：全球淡化装机容量在过去5年内以平均每年12％的速度增长，2010年底全球淡化产水规模已达65×10⁶m³/d，基于各国官方统计数据和用水供需情况分析，到2015年全球淡化产水将达到98×10⁶m³/d。

海水淡化方法有很多种，现今已经商业化的主要有以下三种海水淡化技术：反渗透、多效蒸馏和多级闪蒸。虽然海水淡化有不同的工艺可供选择，但海水淡化本质上是一种“能源密集型工业过程”，淡化过程需要消耗大量能源，已经运行的海水淡化工程多局限于能源相对便宜或储量比较充裕的地区。因此，为了促进海水淡化的可持续发展，需要找出进一步降低海水淡化能耗和成本的解决方案。此外，海水淡化过程会产生大量浓盐水，将浓盐水直接排放入海不仅会对海洋环境造成不利影响，还会造成资源的浪费，如何减弱或消除浓盐水对环境的影响并对其加以合理利用也是海水淡化今后重点关注的方向之一。

污水回用指的是城市污水经处理设施深度净化处理，达到特定用水水质标准后进行回收利用的过程。污水回用分饮用型水回用和非饮用型水回用两种。非饮用型水回用目前已被广泛接受，饮用型水回用也在逐步获得公众的认可，而且在可预见的将来会得到更加广泛的应用。

在膜分离技术领域，反渗透、正渗透和压力延迟渗透都是基于半透膜选择透过性原理的膜过程。正渗透过程中水分子从选择性透过膜水化学势高的一侧扩散到水化学势低的一侧；反渗透过程以高于渗透压的压力作为推动力，利用选择性透过膜将溶剂与溶液中的其它组分进行分离；压力延缓渗透是正渗透和反渗透的中间过程，水压作用于渗透压梯度的反方向，由于膜两侧存在盐浓度梯度，水的净通量仍然是向浓缩液方向，可通过透平发电或其它途径利用渗透水流携带的可观能量。

国内外对反渗透的研究起步于上世纪60年代，由于反渗透技术具有无相变、组件化、流程简单、操作方便、占地面积小、投资省、能耗低等优点，发展十分迅速。目前，反渗透淡化技术已经取得了大量工程应用。然而，反渗透淡化技术的继续进步依然存在不少障碍，反渗透系统能耗还有待降低，系统水回收率也有待提高，这是其造水成本长期居高不下的主要原因。

世界范围内对压力延迟渗透的研究起步于上世纪70年代，压力延迟渗透的主要研究应用方向为渗透发电，压力延迟渗透过程中，淡水沿着膜的一侧流动，在渗透压的作用下渗透到膜的加压一侧与咸水混合，被稀释的咸水被分成两股流体，一部分通过带动涡轮机产生电能，另一部分通过压力交换器为流入的咸水加压。

发明内容

本发明的目的是提出一种压力延迟渗透/反渗透组合式脱盐方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种压力延迟渗透/反渗透组合式脱盐方法，包括如下步骤：