利用渗透能回用非洁净水源的方法和系统

摘要

本发明提供一种利用渗透能回用非洁净水源的方法和系统，该方法包括：将原料液经过泵循环到半透膜组件的一侧，该原料液为工业、市政、生活过程所产生的不可直接利用的非洁净水源；可溶解驱动物质以驱动溶液的形态由泵循环到前述半透膜组件的另一侧；原料液中的水通过半透膜组件单向扩散至驱动溶液中，从而将驱动溶液稀释，原料液实现浓缩；以及被稀释的驱动溶液回到驱动溶液存储池，使得驱动溶液回到饱和状态或者提高浓度，恢复驱动效果，重复前述循环、单向渗透和恢复驱动过程。本方法和系统可同时实现非洁净水源的浓缩以及驱动溶质溶解两个过程，降低洁净水源使用量，降低工业能耗，从而降低生产成本，提高经济效益。

主权项

一种利用渗透能回用非洁净水源的方法，其特征在于，包括以下过程：将原料液经过泵循环到半透膜组件的一侧，该原料液为工业、市政过程所产生的不可直接利用的非洁净水源；可溶解驱动物质以驱动溶液的形态由泵循环到前述半透膜组件的另一侧；原料液中的水通过半透膜组件单向扩散至驱动溶液中，从而将驱动溶液稀释，原料液实现浓缩；以及被稀释的驱动溶液回到驱动溶液存储池，使得驱动溶液回到饱和状态或者提高浓度，恢复驱动效果，重复前述循环、和恢复驱动过程；前述半透膜组件为半透膜材料所构成的器件，其中，半透膜膜材料选用平板膜、中空纤维膜、管式膜中的至少一种；前述半透膜膜材料的截留分子量小于1000道尔顿；前述可溶解驱动物质的溶解度不低于5%；应用于碱厂氯化钠盐溶解水和地下卤水耦合，采用半透膜组件浓缩地下卤水，地下卤水为原料液，浓缩的出水将固体氯化钠盐溶解，控制卤水的浓缩比例为，25‑65%的水从卤水中单向渗透取出；或应用于氯碱厂氯化钠溶解水和市政污水耦合：半透膜组件浓缩市政污水处理厂二层池出水为原料液，浓缩的出水将固体盐溶解，其中市政污水为原料液COD含量100－300 毫克/升，以固体氯化钠为驱动物质，界面聚合半透膜为分离膜进行处理；市政污水体积浓缩到原来的15‑60%，污水中COD含量提高到160－780毫克/升再进行后继处理；半透膜组件的膜采用界面聚合半透、醋酸纤维素、二醋酸纤维素、三醋酸纤维素、醋酸乙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、磺化聚醚醚酮、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺膜；膜处理时的温度为4‑45°C；应用于碱厂氯化钠盐溶解水和地下卤水耦合，当卤水的浓缩比例到45±12%时、即是45±10%的水从卤水中取走，将卤水中水量的45±10%单向渗透取出；固体氯化钠溶解，污水体积浓缩到原来的20±6%，污水中COD含量提高到400－500毫克/升；前述方法中，被稀释的驱动溶液回到存储池后，通过如下方式中的至少一种来恢复驱动效果：与固态的驱动物质接触；与饱和卤水混合或者接触；与高于被稀释的驱动溶液浓度的溶液混合或者接触。2. 根据权利要求1所述的利用渗透能回用非洁净水源的系统，其特征在于，包括：驱动溶液存储池、驱动溶液循环管路、半透膜组件、原料液存储池、原料液循环管路，其中：原料液为工业、市政所产生的不可直接利用的非洁净水源，驱动溶液为可溶解驱动物质的溶液形态，半透膜组件为只允许水分子透过的分离介质，前述原料液和驱动溶液经由各自的循环管路到达半透膜组件并被隔开在其两侧，前述半透膜组件其两侧的溶液的渗透压差为推动力使得水分子自动从原料液侧渗透到驱动溶液侧从而实现原料液的浓缩和驱动溶液的稀释；前述半透膜膜材料是以聚酰亚胺复合涂层为基础的界面聚合膜材料；半透膜膜材料或为均质材料，选用醋酸纤维素、二醋酸纤维素、三醋酸纤维素、羟丙基甲基纤维素、醋酸甲酸纤维素、醋酸乙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、磺化聚醚醚酮、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺中的一种或两种以上的混合物；前述半透膜组件为半透膜材料所构成的器件，其中，半透膜膜材料选用平板膜、中空纤维膜、管式膜中的至少一种，前述半透膜膜材料的截留分子量小于1000道尔顿。