[发明专利]一种高倍浓缩的三段反渗透膜系统及工艺

说明书

一种高倍浓缩的三段反渗透膜系统，包括依次连接的进水池、增压泵、保安过滤器、高压泵和高倍反渗透膜浓缩单元，以及分别与高倍反渗透膜浓缩单元产水口和浓水口连接的产水箱和浓水箱，高倍反渗透膜浓缩单元为一级三段反渗透膜系统，包括一段反渗透膜组件A、二段反渗透膜组件B和三段反渗透膜组件C，各段膜组件的单支膜元件透水系数和盐透过系数均不同，本发明可使浓盐水的含盐量提升15％‑30％，浓盐水量相应减少15％‑30％，实现含盐废水更高倍的浓缩，减少后续处理设备的规模；并可充分利用二段反渗透膜组件B的浓水能量，最大限度地降低能耗和投资。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，特别涉及一种高倍浓缩的三段反渗透膜系统及工艺。

背景技术

随着我国水资源利用和保护政策的升级强化，废水高倍浓缩和零排放技术逐渐成为煤化工、电力、焦化、冶金、造纸、印染和石油化工等诸多行业的必然选择，其中膜浓缩工艺是废水高倍浓缩和零排放过程中的关键核心技术。通常反渗透膜产水水质较好，可以实现回收利用；反渗透浓水进入后续处理单元。最大限度减少浓水量的高倍膜浓缩技术，是影响废水高倍浓缩和零排放工程整体造价及其运行成本高低的关键因素之一。

常规的反渗透膜浓缩技术采用一级一段或一级两段浓缩系统工艺，即使采用83bar压力等级反渗透膜浓缩工艺，氯化钠溶液浓缩的最高浓度仅为70000-80000mg/L。如需更高的盐浓缩终点，须采用压力等级更高的120Bar压力等级的反渗透膜，但120Bar压力等级的反渗透膜能耗和工程造价高，操作安全成本和管理难度大。因此，如何研究开发在不提高反渗透膜压力又能提高废水浓缩终点的膜浓缩工艺技术，是废水高倍浓缩和零排放节能减排亟待解决的关键。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高倍浓缩的三段反渗透膜系统及工艺，在不提高进水压力的情况下实现含盐废水的高倍浓缩，相比传统一级一段或一级两段反渗透膜浓缩系统，盐溶液浓缩终点可提高15％-30％，浓水量可减少15％-30％，可大幅度降低后续处理设备的规模及运行成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高倍浓缩的三段反渗透膜系统，包括依次连接的进水池、增压泵、保安过滤器、高压泵和高倍反渗透膜浓缩单元，以及分别与高倍反渗透膜浓缩单元产水口和浓水口连接的产水箱和浓水箱，所述高倍反渗透膜浓缩单元为一级三段反渗透膜系统，包括一段反渗透膜组件A、二段反渗透膜组件B和三段反渗透膜组件C，各段膜组件的单支膜元件透水系数和盐透过系数均不同，一段反渗透膜组件A浓水口经段间增压泵或直接与二段反渗透膜组件B进水口管路连接，二段反渗透膜组件B浓水口与三段反渗透膜组件C进水口管路连接，一段反渗透膜组件A和二段反渗透膜组件B产水口均与产水箱管路连接；三段反渗透膜组件C产水口与进水池或增压泵前端管路连接，三段反渗透膜组件C浓水口与浓水箱管路连接。

在本发明的一个实施例中，所述一段反渗透膜组件A、二段反渗透膜组件B和三段反渗透膜组件C的单支膜元件透水系数依次增大，盐透过系数依次增大。

在本发明的一个实施例中，所述一段反渗透膜组件A的单支膜元件透水系数为1.1-4.9LMH/bar，盐透过系数小于0.45mm/h；二段反渗透膜组件B的单支膜元件透水系数为1.2-3.1LMH/bar，盐透过系数0.14-0.32mm/h；三段反渗透膜组件C的单支膜元件透水系数大于3.2LMH/bar，盐透过系数大于4.90mm/h。

在本发明的一个实施例中，所述一段反渗透膜组件A与二段反渗透膜组件B之间是否设置段间增压泵与高倍反渗透膜浓缩单元系统回收率有关：当高倍反渗透膜浓缩单元系统回收率小于60％时不设置段间增压泵，当高倍反渗透膜浓缩单元系统回收率大于70％时设置段间增压泵，当高倍反渗透膜浓缩单元系统回收率介于60％-70％时，根据来水含盐量及其组分确定是否设置段间增压泵。