本發(fā)明屬于海水淡化領(lǐng)域，特別是涉及一種反滲透濃海水綜合利用方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

水資源短缺已成為全球性問題，采用海水淡化技術(shù)開辟新的淡水水源，增加淡水總供應(yīng)量，已逐漸成為世界各國解決水危機的一種重要途徑。近年來，反滲透法海水淡化的應(yīng)用越來越多，反滲透可以將海水濃縮1.8倍，同時也出現(xiàn)了大量濃海水的排放問題，約有55％進(jìn)料海水的濃海水排放。目前海水淡化產(chǎn)生的濃鹽水的處理問題被社會廣泛關(guān)注，因為濃鹽水直接排放到大海必然會造成環(huán)境的污染和生態(tài)的破壞。

若對濃海水繼續(xù)采用熱法繼續(xù)蒸發(fā)濃縮，可降低濃鹽水的排放量，但裝置在運行過程中存在硫酸鈣結(jié)垢，降低傳熱效率，致使裝置無法繼續(xù)運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以反滲透濃海水為原料，在降低濃海水排放的基礎(chǔ)上，同時獲得高品質(zhì)產(chǎn)水以及精制飽和鹽液的反滲透濃海水綜合利用系統(tǒng)。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種反滲透濃海水綜合利用方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：

一種反滲透濃海水綜合利用系統(tǒng)，包括：原水泵2，原水泵通過管道依次與第一保安濾器3、納濾高壓泵4連接，納濾高壓泵通過管道與一段納濾膜組5-1的進(jìn)水口連接；一段納濾膜組的濃水出口通過管道與二段納濾膜組5-2的進(jìn)水口連接；二段納濾膜組的濃水出口通過管道與三段納濾膜組5-3的進(jìn)水口連接；一段納濾膜組、二段納濾膜組和三段納濾膜組的淡水出口分別通過管道與納濾產(chǎn)水箱6連接，納濾產(chǎn)水箱通過管道依次與反滲透增壓泵7、第二保安濾器8、反滲透高壓泵9連接后再與一段反滲透膜組10-1的進(jìn)水口連接；一段反滲透膜組的濃水出口通過管道與反滲透二次增壓泵11連接后再與二段反滲透膜組10-2的進(jìn)水口連接；一段反滲透膜組和二段反滲透膜組的淡水出口分別通過管道與產(chǎn)水箱12連接；二段反滲透膜組的濃水出口通過管道與多效蒸發(fā)器13的進(jìn)口連接，多效蒸發(fā)器的出水口通過管道與產(chǎn)水箱連接；三段納濾膜組設(shè)置有濃水出口。

一種反滲透濃海水綜合利用方法，包括如下步驟：

(1)使用上述反滲透濃海水綜合利用系統(tǒng)；

(2)將反滲透濃海水經(jīng)原水泵2通過第一保安濾器3進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理產(chǎn)水；

(3)預(yù)處理產(chǎn)水通過納濾高壓泵4增壓至1.5～2.0mpa后進(jìn)入一段納濾膜組5-1，納濾后的濃水進(jìn)入二段納濾膜組5-2，納濾后的濃水進(jìn)入三段納濾膜組5-3，從一段納濾膜組、二段納濾膜組和三段納濾膜組獲得的軟化后的納濾產(chǎn)水通入納濾產(chǎn)水箱6中；納濾產(chǎn)水箱中的納濾產(chǎn)水經(jīng)反滲透增壓泵7的作用通過第二保安濾器8，再經(jīng)反滲透高壓泵9增壓至6～7mpa通過一段反滲透膜組10-1，一段反滲透膜組內(nèi)的濃水經(jīng)過反滲透二次增壓泵11增壓至10-12mpa后通過二段反滲透膜組10-2，經(jīng)一段反滲透膜組和二段反滲透膜組獲得的淡水通入產(chǎn)水箱12中；二段反滲透膜組中的濃水通入多效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，將濃水繼續(xù)濃縮得到飽和的氯化鈉水溶液，蒸發(fā)后的淡水通入產(chǎn)水箱中。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1.本發(fā)明的系統(tǒng)和方法實現(xiàn)二價離子的高效截留，與傳統(tǒng)軟化法相比，無需消耗軟化藥劑，有效降低運行費用。

2.本發(fā)明可以充分發(fā)揮反滲透技術(shù)在低濃度條件下濃縮的優(yōu)點和多效蒸餾工藝在高濃度條件濃縮的優(yōu)點，使得整個工藝的能耗顯著降低。

3.采用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法在制取高品質(zhì)的淡水的同時，又可以獲得精致濃鹽水，可實現(xiàn)濃海水的資源化利用。

4.本發(fā)明系統(tǒng)的占地面積較小，有利于節(jié)約土地和降低投資。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種反滲透濃海水綜合利用系統(tǒng)示意圖。

圖中：1-原水箱；2-原水泵；3-第一保安濾器；4-納濾高壓泵；5-1-一段納濾膜組；5-2-二段納濾膜組；5-3-三段納濾膜組；6-納濾產(chǎn)水箱；7-反滲透增壓泵；8-第二保安濾器；9-反滲透高壓泵；10-1-一段反滲透膜組；10-2-二段反滲透膜組；11-反滲透二次增壓泵；12-產(chǎn)水箱；13-多效蒸發(fā)器

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一種反滲透濃海水綜合利用系統(tǒng)，見圖1，包括：原水泵2，原水泵通過管道依次與第一保安濾器3、納濾高壓泵4連接，納濾高壓泵通過管道與一段納濾膜組5-1的進(jìn)水口連接；一段納濾膜組的濃水出口通過管道與二段納濾膜組5-2的進(jìn)水口連接；二段納濾膜組的濃水出口通過管道與三段納濾膜組5-3的進(jìn)水口連接；一段納濾膜組、二段納濾膜組和三段納濾膜組的淡水出口分別通過管道與納濾產(chǎn)水箱6連接，納濾產(chǎn)水箱通過管道依次與反滲透增壓泵7、第二保安濾器8、反滲透高壓泵9連接后再與一段反滲透膜組10-1的進(jìn)水口連接；一段反滲透膜組的濃水出口通過管道與反滲透二次增壓泵11連接后再與二段反滲透膜組10-2的進(jìn)水口連接；一段反滲透膜組和二段反滲透膜組的淡水出口分別通過管道與產(chǎn)水箱12連接；二段反滲透膜組的濃水出口通過管道與多效蒸發(fā)器13的進(jìn)口連接，多效蒸發(fā)器的出水口通過管道與產(chǎn)水箱連接；三段納濾膜組設(shè)置有濃水出口。

實施例1

一種反滲透濃海水綜合利用方法，包括如下步驟：

(1)使用上述反滲透濃海水綜合利用系統(tǒng)；

(2)將貯存于原水箱1中的反滲透濃海水經(jīng)原水泵2通過第一保安濾器3(去除顆粒型雜質(zhì))進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理產(chǎn)水；

(3)預(yù)處理產(chǎn)水通過納濾高壓泵4增壓至2.0mpa后進(jìn)入一段納濾膜組5-1，納濾后的濃水進(jìn)入二段納濾膜組5-2，納濾后的濃水進(jìn)入三段納濾膜組5-3(對預(yù)處理產(chǎn)水進(jìn)行去除硬度和有機物，其中鈣鎂離子去除率大于等于60％，硫酸根去除率大于等于95％；)，從一段納濾膜組、二段納濾膜組和三段納濾膜組獲得的納濾產(chǎn)水通入納濾產(chǎn)水箱6中；納濾產(chǎn)水箱中的納濾產(chǎn)水經(jīng)反滲透增壓泵7的作用通過第二保安濾器8(將殘留顆粒性雜質(zhì)去除)，再經(jīng)反滲透高壓泵9增壓至7mpa通過一段反滲透膜組10-1，將納濾產(chǎn)水濃縮至7％，一段反滲透膜組內(nèi)的濃水經(jīng)過反滲透二次增壓泵11增壓至11mpa后通過二段反滲透膜組10-2，將納濾水濃縮至10.2％；經(jīng)一段反滲透膜組和二段反滲透膜組獲得的淡水通入產(chǎn)水箱12中；二段反滲透膜組中的濃水通入多效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，將濃水繼續(xù)濃縮得到飽和的氯化鈉水溶液，蒸發(fā)后的淡水通入產(chǎn)水箱中。

納濾工藝:

納濾膜組：一段納濾膜組采用4支壓力容器，二段納濾膜組采用2支壓力容器，三段納濾膜組采用1支壓力容器，每支壓力容器中6支納濾xcn膜元件(陶氏化學(xué)有限公司生產(chǎn))串聯(lián)。

反滲透濃海水總?cè)芙庑怨腆w(tds)為46000mg/l，納濾膜組總進(jìn)水量25m³/h，產(chǎn)水流量20m³/h，濃水流量5m³/h。納濾工藝回收率80％，膜通量設(shè)計為14l/m²h，納濾產(chǎn)水進(jìn)入納濾產(chǎn)水箱。

納濾工藝運行參數(shù)與水質(zhì)參數(shù)見表1。

表1納濾工藝運行參數(shù)與水質(zhì)參數(shù)

在實施例中，納濾高壓泵的操作壓力為2.0mpa，納濾產(chǎn)水中二價離子含量544mg/l，二價離子脫鹽率90％，水回收率80％；納濾產(chǎn)水中一價離子含量36883mg/l，一價離子透過率≥90％，噸水能耗0.69kw/m³。由于納濾膜組件截留了大部分二價離子，后續(xù)反滲透工藝的結(jié)垢傾向大大降低，可增加反滲透工藝的回收率。

用1.5mpa替代納濾高壓泵的操作壓力2.0mpa；效果與表1相似。

反滲透工藝：

反滲透膜組：一段反滲透膜組采用4支壓力容器，每支壓力容器中6支xc70膜元件((陶氏化學(xué)有限公司生產(chǎn))串聯(lián)；二段反滲透膜組采用2支壓力容器，每支壓力容器中6支xus180808膜組件(陶氏化學(xué)有限公司生產(chǎn))串聯(lián)。

進(jìn)水含鹽量3.36％，反滲透高壓泵操作壓力為7mpa，經(jīng)一段反滲透膜組濃縮至7％，一段反滲透膜組濃水通過反滲透二次增壓泵增壓至11mpa后進(jìn)入二段反滲透膜組，進(jìn)行二次濃縮。經(jīng)二次濃縮后，反滲透濃水最終含鹽量為10.2％。

反滲透膜組總進(jìn)水量20m³/h，產(chǎn)水流量14m³/h，其中一段反滲透膜組產(chǎn)水流量10m³/h，二段反滲透膜組產(chǎn)水流量4m³/h；一段反滲透膜組濃水流量10m³/h，二段反滲透膜組濃水流量6.5m³/h。反滲透工藝回收率70％，膜通量設(shè)計為14l/m²h，噸水能耗4.8kw/m³。一段反滲透膜組產(chǎn)水和二段反滲透膜組產(chǎn)水混合后進(jìn)入反滲透產(chǎn)水箱，濃水進(jìn)入多效蒸發(fā)器進(jìn)行深度濃縮。

反滲透工藝運行參數(shù)與水質(zhì)參數(shù)見表2。

表2反滲透工藝運行參數(shù)與水質(zhì)參數(shù)

用6mpa替代反滲透高壓泵的操作壓力7mpa，用10mpa或12mpa替代反滲透二次增壓泵的操作壓力，其效果與表2效果相似。

多效蒸餾工藝：

反滲透膜組濃水進(jìn)入多效蒸餾工藝進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮，經(jīng)反滲透濃縮后，濃縮液體積大大降低，降低了多效蒸餾工藝設(shè)備投資與運行費用。

多效蒸餾工藝：多效蒸餾工藝采用5效多效蒸發(fā)器，采用“降膜+強制循環(huán)”的運行方式，將6.5m³/h的質(zhì)量濃度為10.2％的進(jìn)水濃縮為2.5m³/h質(zhì)量濃度為26.5％的高濃鹽水，同時獲得4m³/h高品質(zhì)淡水，淡水tds＜20mg/l。

多效蒸餾工藝運行參數(shù)與水質(zhì)參數(shù)見表3。

表3多效蒸餾工藝運行參數(shù)與水質(zhì)參數(shù)

在實施例中，多效蒸餾工藝將進(jìn)水質(zhì)量濃度10.2％濃鹽水濃縮2.6倍，最終多效蒸餾工藝濃鹽水質(zhì)量濃度26.5％，產(chǎn)水tds≤20mg/l，過程噸水耗電0.26kw/m³(以產(chǎn)水計)，蒸汽消耗量1t/m³(以產(chǎn)水計)。

將“納濾/反滲透/多效蒸餾工藝”的熱膜集成工藝用于反滲透濃海水淡化與制取高濃度鹽液，全流程獲取淡水18m³，獲取質(zhì)量分?jǐn)?shù)26.5％高濃度鹽液2.5m³。全流程耗電量82kw，全流程噸水電耗4.56kw/m³(以產(chǎn)水計)，同時消耗蒸汽1t/m³。