公布日：2023.10.24
申請日：2023.08.28
分類號：C02F1/44(2023.01)I;B01D61/02(2006.01)I;B01D61/08(2006.01)I;B01D61/10(2006.01)I
摘要
本發明提供了一種高濃度廢水的濃縮系統和濃縮方法，借助N段串聯、M級并聯的輔助反滲透裝置進行輔助反滲透，能在施加較小壓力的前提下，實現高鹽度、高濃度廢水的凈化，再經過二級反滲透處理，最終產水TDS達到小于500mg/L，可以做為回用水回用。該高濃度廢水的濃縮系統，具有設備簡單，可操作性強等優點。本發明所提供的高濃度廢水的濃縮方法，破反滲透濃縮極限，在70bar下理論可以達到氯化鈉鹽份的飽和度，相比于蒸發器濃縮，可以大大降低進蒸發器的量，從而降低整體系統的能耗。
權利要求書
1.一種高濃度廢水的濃縮系統，其特征在于，包括N段串聯、M級并聯的輔助反滲透濃縮裝置、第一反滲透裝置和第二反滲透裝置；其中，N≥2，M≥1，即同一級含有N段串聯的所述輔助反滲透濃縮裝置；每個所述輔助反滲透濃縮裝置包括腔體，以及設置在所述腔體內的反滲透膜，所述反滲透膜將所述腔體分成高壓側和低壓側，所述高壓側具有第一進水口和第一濃水出水口，低壓側具有汲取液的進液口和出液口；第一級的第一段所述輔助反滲透濃縮裝置的所述高壓側的第一進水口與待處理廢水相連接；每級輔助反滲透濃縮裝置中，廢水經第一段輔助反滲透濃縮后，從所述高壓側的所述第一濃水出水口排出，再進入第二段所述輔助反滲透濃縮裝置的所述高壓側的所述第一進水口進行第二段輔助反滲透濃縮，之后從所述高壓側的所述第一濃水出水口排出再進入第三段、第四段，直至第N段所述輔助反滲透濃縮裝置；上一級的所有所述輔助反滲透濃縮裝置的所述低壓側的所述出液口與下一級第一段的所述輔助反滲透濃縮裝置的所述高壓側的所述第一進水口相連接；所述第一反滲透裝置包括第二進水口，第二濃水出水口和第一產水出水口；所述第二反滲透裝置包括第三進水口，第三濃水出水口和第二產水出水口；所述第一反滲透裝置的所述第二進水口與每一級、每一段的所述輔助反滲透濃縮裝置的所有所述低壓側的所述出液口相連接，所述第一反滲透裝置的所述第一產水出水與所述第二反滲透裝置的所述第三進水口相連接；所述第一反滲透裝置的所述第二濃水出水口與第M級的所有所述輔助反滲透濃縮裝置的所述低壓側相連接；所述第二反滲透裝置的所述第三濃水出水口與所述第一反滲透裝置的所述第二進水口相連接。
2.根據權利要求1所述的高濃度廢水的濃縮系統，其特征在于，每一級所述輔助反滲透濃縮裝置還包括增壓裝置。
3.根據權利要求1所述的高濃度廢水的濃縮系統，其特征在于，所述第一反滲透裝置與所述輔助反滲透濃縮裝置之間設置有增壓裝置。
4.根據權利要求1所述的高濃度廢水的濃縮系統，其特征在于，所述第一反滲透裝置和/或所述第二反滲透裝置內設置有不同截留率的串聯的反滲透膜，所述反滲透膜的所述截留率從進水側至濃水側逐漸降低。
5.根據權利要求4所述的高濃度廢水的濃縮系統，其特征在于，所述截留率為50％～90％。
6.一種高濃度廢水的濃縮方法，其特征在于，所述高濃度廢水的濃縮方法使用如權利要求1-5任一項所述的高濃度廢水的濃縮系統對廢水進行濃縮，包括以下步驟：(1)、輔助反滲透濃縮處理：待處理廢水經過加壓處理，加壓至60～70bar，然后進入第一級、第一段的輔助反滲透濃縮裝置的高壓側，然后再進入第二段的輔助反滲透濃縮裝置，進行第二級輔助反滲透濃縮處理，直到輔助反滲透處理后的汲取液濃度小于60000mg/L；(2)、反滲透濃縮處理：經過M級輔助反滲透濃縮處理后的汲取液進行第一反滲透處理和第二反滲透處理后，得到的最終產水小于500mg/L。
7.根據權利要求6所述的高濃度廢水的濃縮方法，其特征在于，所述待處理廢水中氯化鈉的濃度大于等于70000mg/L。
8.根據權利要求6所述的高濃度廢水的濃縮方法，其特征在于，在步驟(1)中，每兩級相鄰的輔助反滲透濃縮處理后的濃水的濃度差為4％～7％。
9.根據權利要求6所述的高濃度廢水的濃縮方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述第一反滲透處理的壓力為65～70bar。
10.一種高濃度廢水的處理方法，其特征在于，包括如權利要求6-9任一項所述的高濃度廢水的濃縮方法。
發明內容
本發明的第一目的在于提供一種高濃度廢水的濃縮系統，借助N段串聯、M級并聯的輔助反滲透裝置進行輔助反滲透，能在施加較小壓力的前提下，實現高鹽度、高濃度廢水的凈化，再經過二級反滲透處理，最終產水TDS達到小于500mg/L，可以做為回用水回用。所述的高濃度廢水的濃縮系統，具有設備簡單，可操作性強等優點。
本發明的第二目的在于提供一種所述的高濃度廢水的濃縮方法，該方法破反滲透濃縮極限，在70bar下理論可以達到氯化鈉鹽份的飽和度，相比于蒸發器濃縮，可以大大降低進蒸發器的量，從而降低整體系統的能耗。得到的最終產水TDS達到小于500mg/L，可以做為回用水回用。
為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：
本發明所提供一種高濃度廢水的濃縮系統，N段串聯、M級并聯的輔助反滲透濃縮裝置、第一反滲透裝置和第二反滲透裝置；
其中，N≥2，M≥1，即同一級含有N段串聯的所述輔助反滲透濃縮裝置；
每個所述輔助反滲透濃縮裝置包括腔體，以及設置在所述腔體內的反滲透膜，所述反滲透膜將所述腔體分成高壓側和低壓側，所述高壓側具有第一進水口和第一濃水出水口，低壓側具有汲取液的進液口和出液口；
第一級的第一段所述輔助反滲透濃縮裝置的所述高壓側的第一進水口與待處理廢水相連接；
每級輔助反滲透濃縮裝置中，廢水經第一段輔助反滲透濃縮后，從所述高壓側的所述第一濃水出水口排出，再進入第二段所述輔助反滲透濃縮裝置的所述高壓側的所述第一進水口進行第二段輔助反滲透濃縮，之后從所述高壓側的所述第一濃水出水口排出再進入第三段、第四段，直至第N段所述輔助反滲透濃縮裝置；
上一級的所有所述輔助反滲透濃縮裝置的所述低壓側的所述出液口與下一級第一段的所述輔助反滲透濃縮裝置的所述高壓側的所述第一進水口相連接；
所述第一反滲透裝置包括第二進水口，第二濃水出水口和第一產水出水口；
所述第二反滲透裝置包括第三進水口，第三濃水出水口和第二產水出水口；
所述第一反滲透裝置的所述第二進水口與每一級、每一段的所述輔助反滲透濃縮裝置的所有所述低壓側的所述出液口相連接，所述第一反滲透裝置的所述第一產水出水與所述第二反滲透裝置的所述第三進水口相連接；
所述第一反滲透裝置的所述第二濃水出水口與第M級的所有所述輔助反滲透濃縮裝置的所述低壓側相連接；所述第二反滲透裝置的所述第三濃水出水口與所述第一反滲透裝置的所述第二進水口相連接。
優選地，每一級所述輔助反滲透濃縮裝置還包括增壓裝置。
優選地，所述第一反滲透裝置與所述輔助反滲透濃縮裝置之間設置有增壓裝置。
優選地，所述第一反滲透裝置和/或所述第二反滲透裝置內設置有不同截留率的串聯的反滲透膜，所述反滲透膜的所述截留率從進水側至濃水側逐漸降低。
優選地，所述截留率為50％～90％。
本發明所提供的一種高濃度廢水的濃縮方法，使用如上所述的高濃度廢水的濃縮系統對廢水進行濃縮，包括以下步驟：
(1)、輔助反滲透濃縮處理：待處理廢水經過加壓處理，加壓至60～70bar，然后進入第一級、第一段的輔助反滲透濃縮裝置的高壓側，然后再進入第二段的輔助反滲透濃縮裝置，最后一段處理后的汲取液再進入第二級輔助反滲透濃縮裝置的高壓側，進行第二級輔助反滲透濃縮處理，直到輔助反滲透處理后的汲取液濃度小于60000mg/L；
(2)、反滲透濃縮處理：經過M級輔助反滲透濃縮處理后的汲取液進行第一反滲透處理和第二反滲透處理后，得到的最終產水小于500mg/L。
優選地，所述待處理廢水中氯化鈉的濃度大于等于70000mg/L。
優選地，在步驟(1)中，每兩級相鄰的輔助反滲透濃縮處理后的濃水的濃度差為4％～7％。
優選地，在步驟(2)中，所述第一反滲透處理的壓力為65～70bar。
本發明所提供的一種高濃度廢水的處理方法，包括所述的高濃度廢水的濃縮方法。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：
(1)本發明所提供的高濃度廢水的濃縮系統，借助N段串聯、M級并聯的輔助反滲透裝置進行輔助反滲透，能在施加較小壓力的前提下，實現高鹽度、高濃度廢水的凈化，再經過二級反滲透處理，該濃縮系統具有設備簡單，可操作性強等優點。
(2)本發明所提的高濃度廢水的濃縮方法，該方法破反滲透濃縮極限，在70bar下理論可以達到氯化鈉鹽份的飽和度，相比于蒸發器濃縮，可以大大降低進蒸發器的量，從而降低整體系統的能耗。
(3)本發明所提的高濃度廢水的濃縮系統和方法，最終產水TDS達到小于500mg/L，可以做為回用水回用。
（發明人：譚斌;李鑫;李濱;汪凱）
