[发明专利]水处理装置的操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用半透性膜单元处理海水、河水、地下水或污水的处理水以得到淡水的水处理装置的操作方法。具体而言，本发明涉及实现低成本和稳定操作的水处理装置的操作方法。

背景技术

随着目前变得严重的水环境劣化，水处理技术变得越来越重要，特别地，非常广泛地应用使用分离膜的技术。

饮用水、工业用水、农业用水等主要通过河水、湖水等的净化而得到。然而，中东开发了蒸发和其它这类海水脱盐技术，在那里水资源是缺乏的，且石油基热资源是丰富的。对海水脱盐的需要不仅在中东，而且在热资源不丰富的其它地区日益提高。自1990年起使用了使用低功耗半透性膜(特别地，反渗透膜)的脱盐方法，在地方如加勒比岛和地中海构建了大量装置并操作。

反渗透膜设备涉及以压能排放浓海水，并且通常使用用能量回收单元的压力回收以降低所述功率。

反渗透技术的目前进展导致改进的可靠性和低成本，且能量回收技术的相当改进能够构建许多反渗透海水脱盐装置。

还使用反渗透膜开发和改进了海水脱盐方法本身。

顾名思义，反渗透膜为由于膜表面上的浓度差，通过相对于渗透压施加压力而用于得到淡水的膜。有效分离压力为通过从操作压力中减去基于进料水浓度的渗透压而得到的压力。

专利文件1和非专利文件1公开了其中在操作中间提高操作压力以相对于稍后阶段的集中高渗透压有效地提取淡水的技术。非专利文件2公开了处理成本降低的技术，其中将渗透水用纳滤膜处理两次，所述纳滤膜具有比反渗透膜更大的分离尺寸且通常认为不适于海水脱盐。非专利文件3公开了使用河水和海水以改进能量效率的处理成本降低的方法。这些技术中的一些实际上已投入实际应用中。

然而，使用海水作为待处理水的方法要求关于渗透压量的另外压能，并且通常涉及非常高的能量成本。方法还涉及高设备成本，因为用于海水脱盐装置的元件要求对抗高压海水的抗压性和抗腐蚀性。

通常废污水的再使用作为另一技术吸引了注意。

意欲再使用污水或污水的处理水的低压反渗透膜以具有改进性能如改进的膜表面亲水性、改进的电荷控制和改进的光滑性以降低微生物附着并抗有机物污染的产品的形式开发(例如由TorayIndustries，Inc.生产的TML系列；非专利文件6)。再使用污水的方法也已投入实际应用，如非专利文件4和5所述。

然而，再生污水的浓缩水包含大量杂质，特别是有机物质，因为它是浓缩水，并且是在将浓缩水从系统中排出时必须注意的。

具体而言，当浓缩水不满足要求，例如关于排放到环境中的水的质量标准时，需要降低其浓缩比，或者需要在处理以满足排放水质量标准或者其它这类要求以后排放浓缩水。

作为对策，目前提出通过将海水与污水或低压反渗透膜的浓缩水混合而降低渗透压的方法作为用于其中具有较低渗透压的水如污水和河水不容易得到的环境中的新技术(专利文件2以及非专利文件7和8)。

特别地，通过将低压反渗透膜的浓缩水混合而降低渗透压的非专利文件7和8的方法由于其能够与常规海水脱盐方法相比极大地降低所需能量而是高度预期的。

背景技术文件

专利文件

专利文件1：JP-A-8-108048

专利文件2：JP-A-2003-285058

非专利文件

非专利文件1：HiroyukiYamamura等人，“DevelopmentofLow-EnergyandLow-CostReverseOsmosisMembraneSeawaterDesalinationTechnique”，Membrane，23(5)，第245-250页(1998)。

非专利文件2：R.C.Cheng等人，“ANovelApproachtoSeawaterDesalinationUsingDual-StagedNanofiltrationProcess”，AWWAAnnualConference(2005.6)。

非专利文件3：J.S.S.Chin等人，“IncreasingWaterResourcesthroughDesalinationinSingapore：PlanningforaSustainableFuture”，Proc.IDAWorldCongress，Dubai，2009。