[实用新型]一种高倍偶合浓缩装置

说明书

本实用新型属于水处理技术领域，具体涉及一种高倍偶合浓缩装置。本实用新型包括正渗透部件、均相膜电渗析部件、反渗透部件，其特征在于：正渗透部件的进口与原液输出口连接，经正渗透部件后分成两路出口，第一路浓缩液排出系统，第二路稀盐水出口与均相膜电渗析部件进口连接；均相膜电渗析部件的出口分成两路，第一路浓盐水出口与正渗透部件的进口连接，第二路淡盐水的出口与反渗透部件的进口连接；反渗透的出口分成两路，第一路浓缩液出口与均相膜电渗析部件的进口连接，第二路淡水的出口则排出系统、回用。本实用新型的优点是解决了在浓缩过程中由于高温、高压、电场等原因造成的结垢、变质等风险，可以长期稳定、经济可靠的运行。

技术领域

本实用新型属于水处理技术领域，具体涉及一种正渗透+电渗析+反渗透的高倍偶合浓缩装置。

背景技术

在正渗透中，用于分离的驱动力主要为FO膜两侧的汲取液和原料液之间的渗透压差，使水从原料液(较低渗透压)一侧自发传递到汲取液(较高渗透压)。不同于传统的靠压力驱动的膜分离技术，比如微滤、超滤、纳滤与反渗透等，正渗透由于运行的原理不同，因此有着独有的优势，例如施加较低或不施加压力，导致更低的能耗，降低运行成本；正渗透的分离能力强，对污染物有着较高的截留率；正渗透污染几乎为可逆污染，因而清洗效率高；正渗透的膜装置组成简单，操作容易等。在众多领域内，正渗透近几十年来均有着广泛的应用，特别的，在一些重要领域如海水淡化、水处理，食品加工和利用渗透发电等方面表现出良好的应用前景，是目前世界膜分离领域研究的热点之一。

在正渗透中，汲取液是不可缺少的关键组成部分，用作汲取液的溶质叫做汲取溶质。当为正渗透应用选择理想的汲取液时，有以下三个主要的选择标准：

(1)汲取液应该具有相对较高的渗透压，保证FS和DS之间有足够的渗透压差，使正渗透顺利进行；

(2)被稀释的汲取液应该能方便且经济地与渗透水进行分离并且能够重复使用，易于回收利用；

(3)汲取溶质在正渗透过程中应产生尽量低的内部浓差极化。有研究表明，汲取液的扩散系数、粘度和粒子尺寸远远影响着正渗透的内部浓差极化。

正渗透浓差极化

浓差极化现象是压力驱动和渗透压驱动过程一个非常正常也是不可避免的现象，在渗透压驱动膜过滤过程中，浓差极化是由于不对称膜两侧驱动液和污水的浓度不同造成的，在正渗透过程中，外部浓差极化(ECP)和内部浓差极化(ICP) 均会发生，正常情况下，ECP发生在密实的活性层表面，而ICP则发生在支撑层里面。其中起主要作用的是内浓差极化。

自20世纪60年代起，膜分离技术开始从实验室研究进入到了工业界的实际应用，到目前为止，它已应用到水处理，食品加工，制药工程，医学以及能源等领域。据估计，在2010年，整个商品膜及其应用市场将达到100亿美元。在所有膜分离技术中，目前应用最多的主要是依靠外加压力驱动的膜分离过程，如反渗透、纳滤、超滤和微滤。这种外加压力驱动膜分离过程，虽然有其自身优点，但是需要外加压力，既提高了运行成本，同时运行中常常伴随着严重的膜污染，降低了其运行效率。

电渗析的原理是在直流电场的作用下，离子透过选择性离子交换膜而迁移，从而使电解质离子自溶液中部分分离出来的过程。