[发明专利]一种多级低脱盐率膜组高盐废水浓缩系统及其浓缩方法

说明书

本发明属于水处理领域，具体涉及一种多级低脱盐率膜组高盐废水浓缩系统及其浓缩方法，该系统主要采用脱盐率为30%‑75%的低脱盐反渗透膜，使用多级低脱盐反渗透膜可以得到比使用传统反渗透膜更高浓度的盐水；盐水进料在进入产生淡水的初级反渗透膜组之前通过高压泵加压，后续中间多级反渗透膜组每个后一级的渗透物都被再加压并循环回前一级作为额外进料，中间多级反渗透膜组高压侧与低压侧的渗透压差减少，给予一个较小的施加压力△P，可提高盐水浓缩浓度，多级低脱盐反渗透膜由于低脱盐率阶段的用于再加压和再循环的渗透率较低，级数越多则具有更低的能源消耗，就更加节能，该系统还能提高淡水的回收率。

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体地，涉及一种多级低脱盐率膜组高盐废水浓缩系统及其浓缩方法。

技术背景

随着工业的不断发展，由于未经过适当处理的工业废水排放到环境中带来了水生态的生态污染，在淡水短缺的现状下，人们的环保意识也逐渐增强，管理工业废水的法规也日益严格，各行业都提倡出对废水进行资源化利用，实现废水最小化液体排放或者零液体排放，加强废水流的所有水均被回收和再利用，仅留下固体废物，可以以更安全、更环保的方式进行处理。

在传统反渗透中，处理废水的膜，具有高截留率，就是几乎可以截流盐水进料流中的所有阴阳离子、有机物、悬浮物等所有污染因子，其产水侧几乎为纯净水，其浓水侧的盐分及其它污染物含量相对极高，这就导致产水侧与浓水侧形成极为严重的浓度差；当浓度差达到一定程度时，通常需要使用高压泵来增加盐水进料流的液压，当液压超过盐水进料流的渗透压时，盐水进料流中的水就会通过RO膜渗透，产生纯净的产品水以及浓盐水；浓度差越大，所需要的高压泵的扬程也就越高，处理系统所需要消耗的能量就越大；但是在实际中，当通过渗透盐浓度达到一定程度时，液压压力对膜传输性能就会产生不利影响，需要增加更大的压力，同时随着压力的增加，也会影响反渗透膜的承受压力的能力，这也就导致不能完全通过一次加压来完成进料盐水的浓缩。

为此，我们开发了一种分阶段或者分级脱盐的处理工艺，采用低脱盐率膜来脱盐或者浓缩高盐分的进料流，克服常规反渗透的液压限制，只需要适中的液压即可。

发明内容

本发明针对现有技术中加压浓缩难以突破盐水浓度与反渗透膜组渗透压的限制的现状，提供了一种多级低脱盐率膜组高盐废水浓缩系统及其浓缩方法，克服了常规反渗透的液压限制，只需要适中的液压，采用该系统进行高倍浓缩后去除掉蒸发器，降低了能耗，得到的终极盐水可回收利用，可实现废水处理的最小及零排放，极大程度低减少了废水对环境的危害。

为了达到上述目的，本发明提供了一种多级低脱盐率膜组高盐废水浓缩系统，所述系统利用一种低脱盐率反渗透膜片，经过多级串联的反渗透膜组的净化，实现盐水高倍浓缩。

进一步地，该系统装置包括：多级反渗透膜组、高压泵、初级进料管、截流物流出管、渗透物回流管、淡水排出管、终极盐水管以及能量回收装置；所述多级反渗透膜组根据其所处的位置分为初级反渗透膜组、中间多级反渗透膜组以及终极反渗透膜组，每级反渗透膜组均由反渗透膜片分隔出高压侧和低压侧；所述初级反渗透膜组的高压侧与初级进料管连接，初级进料管段安装有高压泵，初级反渗透膜组的低压侧设有淡水排出管；所述中间多级反渗透膜组的每一级的高压侧均通过截流物流出管与下一级的高压侧相连，将上一级的高压浓水输送到下一级作为进料，同时中间多级反渗透膜组的每一级的低压侧均通过渗透物回流管与上一级的高压侧相连，将下一级低压侧的渗透物送回上一级高压侧作为附加进料，并且所述渗透物回流管上安装有高压泵；所述终级反渗透膜组的低压侧通过渗透物回流管与中间多级反渗透膜组的末级高压侧相连，所述终级反渗透膜组的高压侧连接有终极盐水管，所述终极盐水管上安装有能量回收装置。

作为其中一种优选方案，所述初级反渗透膜组采用常规高盐截留率反渗透膜；所述中间多级反渗透膜组及终极反渗透膜组采用低脱盐率反渗透膜。

较佳地，所述低脱盐率反渗透膜片的脱盐率在30%-75%，多级反渗透膜组中各级对钠盐的浓缩倍率为1.3-1.55。