廢棄物回收反滲透r2ro處理的制作方法
【專利說明】廢棄物回收反滲透R2R0處理
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年8月23日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 61/869, 204的優(yōu)先權(quán)。 該申請(qǐng)通過引用并入運(yùn)里。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 實(shí)施例設(shè)及用來處理水的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 在最近二十年中，流出物處理、再循環(huán)和再利用已經(jīng)變成標(biāo)準(zhǔn)。然而，最近處置標(biāo) 準(zhǔn)已經(jīng)變得更加嚴(yán)格，并且在許多情況和許多國(guó)家中，零液體排出狂LD)設(shè)施是典型的。 陽(yáng)0化]ZLD基本上意味著流出物首先在提取最大可能可用水的一系列處理設(shè)備中被處 理。富含污染物的濃縮的較小流然后被傳到基于熱的蒸發(fā)系統(tǒng)或太陽(yáng)能水池。運(yùn)些選擇都 是高度資金密集的。因此，必要的是最小化進(jìn)入基于熱的蒸發(fā)系統(tǒng)或太陽(yáng)能水池的流動(dòng)，使 得設(shè)備或太陽(yáng)能水池的尺寸W及在蒸發(fā)器/結(jié)晶器的情況中消耗的能量被最小化。
[0006] 流出物流主要被W下物質(zhì)污染：無(wú)機(jī)的和有機(jī)的溶解的物質(zhì)，懸浮的和膠體物質(zhì)， 油，油脂，和難溶的無(wú)機(jī)的和有機(jī)的物質(zhì)。再循環(huán)和再利用設(shè)備必須設(shè)置有用來消除運(yùn)些污 染物的適當(dāng)設(shè)備。然而，為了去除溶解的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，使用各種基于隔膜的系統(tǒng)（超過 濾師)，微過濾（MF)，納米過濾（NF)，和反滲透（R0))，該各種基于隔膜的系統(tǒng)從流出物流 回收好的水（滲透物或產(chǎn)物），留下濃縮的流（廢棄物或濃縮物或鹽水），該濃縮的流帶有 污染物的大部分。有些地方，基于當(dāng)?shù)丨h(huán)境管制，廢棄物流不能被處置。運(yùn)有時(shí)也在缺水地 區(qū)導(dǎo)致水的流失并且從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看可能造成環(huán)境損害。
[0007] 水的任何另外回收經(jīng)常被污染物W及鹽的結(jié)垢可能性和滲透壓力限制（由超過 它們的極限的溶質(zhì)濃度產(chǎn)生）阻止，使得濃縮的流不太適合于任何另外隔膜處理。因此，運(yùn) 種流然后被傳遞到ZLD系統(tǒng)，該ZLD系統(tǒng)由蒸發(fā)器+結(jié)晶器或僅僅結(jié)晶器或蒸發(fā)器+太陽(yáng) 能水池等等組成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 實(shí)施例設(shè)及基于處理和基于隔膜的單元的新穎組合的廢棄物回收和還原系統(tǒng)。運(yùn) 個(gè)系統(tǒng)從濃縮物流回收好的水，其中常規(guī)系統(tǒng)不能進(jìn)一步提取水或進(jìn)一步濃縮鹽水的廢棄 物流，實(shí)施例還可W從來自再循環(huán)設(shè)備的該濃縮物流回收水W實(shí)現(xiàn)從流出物流的大于98% 的總回收率或產(chǎn)生TDS水平大于120000-1500(K)ppm的濃縮物流而不需要昂貴的熱處理。由 于運(yùn)集中于根據(jù)反滲透處理的廢棄物回收和廢棄物還原，我們將它稱為"R2R0"處理。
[0009] 借助于隔膜系統(tǒng)的水的回收水平經(jīng)常受W下因素限制：產(chǎn)物壓力等級(jí)，隔膜的滲 透壓力，和可能W很高的濃度存在的各種密封劑和污染物。實(shí)施例設(shè)及詳細(xì)研究W克服單 元處理和隔膜系統(tǒng)的組合中的運(yùn)些限制W提高該系統(tǒng)的總的回收率。
[0010] 通過W下創(chuàng)新處理方法使得實(shí)施例成為可能：
[0011] 1.廢棄物被預(yù)調(diào)節(jié)W減少或去除離子，如果我們?cè)噲D回收更多的水，該離子引起 結(jié)垢并且很可能飽和并且產(chǎn)生沉淀。
[0012] 2.形成的任何沉淀物被分離。運(yùn)被完成W去飽和無(wú)機(jī)鹽的水使得它可W被進(jìn)一步 濃縮。
[0013] 3.在過濾之后，由于存在濃縮的污染物，如有機(jī)物、油和其它成分，該水可W仍然 具有達(dá)到8-10NTU的高的混濁度和15分鐘SDI(仍然在在已調(diào)節(jié)的水中大于6. 6的范圍 外）。常規(guī)反滲透僅允許小于0. 1NTU的混濁度和小于5優(yōu)選地小于3的SDI。
[0014] 4.在第一階段R0處理期間形成的膠體雜質(zhì)或無(wú)機(jī)復(fù)合物的任何積累可選地通過 微過濾或超過濾被去除。如果水包含油或重的有機(jī)載荷，則運(yùn)個(gè)處理可能是不可能的。對(duì) 于與金屬馨合的膠體有機(jī)污染物，運(yùn)個(gè)處理將是有利的。
[0015] 5.運(yùn)種預(yù)調(diào)節(jié)的水W達(dá)到15化arg的很高的壓力被累送到隔膜系統(tǒng)的構(gòu)造中。該 隔膜系統(tǒng)可W容忍再循環(huán)水中的較高水平的混濁度。通過反滲透處理，從高度濃縮的供給 水產(chǎn)生低TDS滲透物。運(yùn)種構(gòu)造可能設(shè)及圓盤類型或板和框架類型隔膜，該圓盤類型或板 和框架類型隔膜設(shè)計(jì)成具有高壓力外殼W耐受取決于應(yīng)用的設(shè)計(jì)壓力。
[0016] 供給水被保持在跨越隔膜的再循環(huán)模式下，并且補(bǔ)給流被添加到等于廢棄水和滲 透水的總流量的箱。然而，再循環(huán)的流量可W是供給水的流量的5-20倍。該再循環(huán)水流量 可W被添加到高壓累的抽吸W優(yōu)化能量消耗。再循環(huán)流量可W基于水的污染可能性被調(diào) 節(jié)，該污染可能性對(duì)于高污染水較高并且對(duì)于低污染水是低的。滲透物流動(dòng)被調(diào)節(jié)W實(shí)現(xiàn) 大約90%的希望回收率，并且視情況而定基于水化學(xué)或希望的回收率在供給箱中實(shí)現(xiàn)達(dá)到 12-15%濃度之后，允許大約10%作為廢棄物流出。如果供給水化學(xué)或滲透壓力限制不存 在，則對(duì)于較低TDS水，回收率可W進(jìn)一步提高。
[0017] 6.隔膜內(nèi)的內(nèi)部流動(dòng)分布系統(tǒng)保證最小層流空間，該最小層流空間保證最小污 染。此外，該隔膜在較高的速度下W交叉流模式操作并且限制每通過回收率使得不存在跨 越隔膜的壓差的積累，該壓差是污染的度量。R0系統(tǒng)被設(shè)計(jì)并且在壓力下操作W克服達(dá)到 20(K)psi的較高的滲透壓力。
[0018] 7.可W存在再循環(huán)水的溫度的增加，并且運(yùn)減輕污染并且也有助于某些無(wú)機(jī)鹽的 溶解度，因此防止沉淀。
[0019] 8.取決于供給水中的結(jié)垢物的存在，可W添加先進(jìn)的抗結(jié)垢物化學(xué)物質(zhì)。運(yùn)防止 隔膜系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)垢。
[0020] 9.當(dāng)需要去除污染物和結(jié)垢物（運(yùn)在過去一段時(shí)間后是不可避免的）時(shí)，隔膜內(nèi) 的流動(dòng)分布也促進(jìn)高效的清潔。
[0021] 10.低壓力滲透物沖洗的間歇步驟減小對(duì)清潔的需要。運(yùn)通過使用穿過箱和累的 滲透水被促進(jìn)。 陽(yáng)02引 11.來自運(yùn)個(gè)系統(tǒng)的濃縮物或廢棄物流在TDS中可W達(dá)到120000-150000mg/l。
[0023] 12.運(yùn)種廢棄物回收R0系統(tǒng)可W消除熱蒸發(fā)器或鹽水濃縮器的需要并且可W直 接被供給到結(jié)晶器或太陽(yáng)能水池。運(yùn)可W節(jié)省相當(dāng)多的資金成本。
[0024] 13.運(yùn)種處理也可W用于其它高污染水源的高的回收率，該其它高污染水源可W 不具有高的總?cè)芙夤腆w（TDS)。然而，操作壓力需要基于目標(biāo)回收率下的水TDS和鹽水的滲 透壓力被調(diào)節(jié)。
[00巧]圖中示出的流動(dòng)方案包括通過添加化學(xué)物質(zhì)w去飽和結(jié)垢鹽，預(yù)調(diào)節(jié)來自上游反 滲透單元（如硬物，污物沉降和分離裝置）的濃縮的供給水。被凈化且過濾的水被送到可 選的超過濾隔膜過濾，之后是化學(xué)預(yù)調(diào)節(jié)和累送過R0隔膜系統(tǒng)W便去除TDS。
【附圖說明】
[0026] 圖1示出常規(guī)反滲透處理。
[0027] 圖2示出本發(fā)明的實(shí)施例的反滲透處理。
[0028] 圖3示出常規(guī)零液體排出處理。
[0029] 圖4示出本發(fā)明的實(shí)施例的零液體排出處理。
[0030] 圖5-圖7示出對(duì)應(yīng)于運(yùn)里報(bào)告的例子的曲線圖。
[0031] 圖8示出本發(fā)明的實(shí)施例的處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 通過W下創(chuàng)新處理方法使得本發(fā)明成為可能：
[0033] 1.廢棄物被預(yù)調(diào)節(jié)W減少或去除離子，該離子引起結(jié)垢。預(yù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用來 去除結(jié)垢鹽，該結(jié)垢鹽很可能引起結(jié)垢并且限制基于水化學(xué)的回收率。運(yùn)可W是硬物、二氧 化娃或任何其它無(wú)機(jī)鹽。運(yùn)個(gè)處理可能設(shè)及連同石灰、蘇打粉、氧化儀、氯化鐵或堿配量系 統(tǒng)一起的凈化設(shè)計(jì)和相關(guān)的設(shè)備，如壓濾機(jī)或離屯、機(jī)和累等等。
[0034] 2.形成的任何沉淀物被分離并且被分離地處置。由于油或有機(jī)物的存在，凈化的 水可能仍然具有混濁度。對(duì)于常規(guī)反滲透，運(yùn)個(gè)預(yù)處理水平被認(rèn)為是不適當(dāng)?shù)模谠摮Ｒ?guī)反 滲透中，小于0. 1NTU的混濁度和小于5的SDI是希望的并且小于3是優(yōu)選的。
[00對(duì) 3.在運(yùn)個(gè)方法的特別實(shí)施例中，超過濾或微過濾可W用于提高通過R0的回收率 W去除某些膠體雜質(zhì)，該膠體雜質(zhì)可能已經(jīng)在R0濃縮的最初階