[发明专利]一种能量回收型反渗透工艺及其能量回收装置

说明书

技术领域

本发明属于环保水处理领域，具体涉及了一种能量回收型反渗透工艺及其能量回收装置。 

背景技术

反渗透系统是当今脱盐水处理的主要工艺，利用高压泵给原水增压，使其克服溶液渗透压，H₂O分子可以通过反渗透膜，而原水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过反渗透膜而被截留在膜外侧，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓水被严格区分开来，反渗透系统因具有过滤精度高，适用水质广泛等多种优点而被广泛应用。 

反渗透系统的设计和制造主要面临两个方面的困难，即较高的运行能耗和较大的浓水比例，以上问题直接导致反渗透系统吨水成本较高，其中运行能耗主要是用于克服溶液的渗透压，以使溶质从浓度较小的一侧透过反渗透膜进入浓度较大的一侧，以陶氏FILMTEC^TM系列BW30-400型反渗透膜为例，其最高操作压力41bar，最高压降仅为1.0bar，由水泵输入的能量97.5％被浓水带走，整个系统用于克服溶液渗透压而消耗的能量仅占全部能量的2.5％。由此看来，如能将浓水中夹带的能量回收，将会大量节约水处理过程中的能耗，产生巨大的经济效益。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种能量回收型反渗透工艺及其能量回收装置。该工艺将反渗透系统中的能量回收重复利用的同时也提供了原水回收率。反渗透装置能够透过半透膜的水量为原水的70％～80％，被截留在反渗透膜外侧的污染物质溶解在20％～30％的原水中而被直接排放，但这部分水却夹带着水泵增压后90％以上的能量，本发明正是将此部分的浓水回流到反渗透装置之前，与新进原水进行混合，其主要作用是增加了原水的膜前压力，并进行能量回收，降低反渗透系统吨水能耗，提高了原水的回收率。 

一种能量回收型反渗透工艺，是在普通反渗透工艺的基础上增加一个浓水高压循环回路和一个浓水低压循环回路，其中高压循环回路用于回收浓水及其能量，低压循环回路用于转换成高压循环回路之前的浓水储存，该工艺具体操作如下： 

A、反渗透装置浓水出口16处的浓水经入口处第一高压电磁阀17流入第一压力容器9，然后依次经出口处第一高压电磁阀19和循环泵6，从循环泵6流出的浓水与反渗透装置的原水进口处的原水混合后进入反渗透装置7进行反渗透处理，从而形成了浓水的高压循环回路；同时反渗透装置浓水出口16处的浓水经入口处第二低压电磁阀23流入第二压力容器20，然后依次经出口处第二低压电磁阀24和循环泵6，从循环泵6流出的浓水与反渗透装置的原水进口处的原水混合后进入反渗透装置7从而形成了浓水的低压循环回路； 

B、当处于高压循环回路中的浓水含盐量达到反渗透膜能够承受的极限时，打开循环浓水排放阀13将处理高压循环回路的浓水排掉； 

C、然后通过调节第一压力容器9和第二压力容器20两端的电磁阀将低压循环回路转换为高压循环回路，而将原高压循环回路转换为低压循环回路； 

D、返回步骤B。 

高压循环回路和低压循环回路由第一压力容器9和第二压力容器20分别来完成，交替运行，以达到对整个系统浓水能量的连续回收和循环再利用。第一压力容器9和第二压力容器20轮换运行，当第一压力容器9被接入高压循环回路时，第二压力容器20进入低压循环回路进行浓水冲洗并储存新浓水待循环，两个压力容器交替工作。 

普通反渗透工艺主要由预处理系统和反渗透装置两部分组成，其中预处理系统包括砂滤、活性炭过滤和精密过滤三部分，主要去除原水中的悬浮物、胶体和余氯；使用高压泵将预处理后的原水泵入反渗透装置进行分离，原水中的水分子通过反渗透膜进入纯水通道内，而胶体和离子则被截留在反渗透膜的外侧，此时被截留的为浓水。 

所述高压循环回路的压力范围为0.7～0.9Mpa，所述低压循环回路压力范围为0.3～0.5Mpa。 

上述反渗透工艺使用的能量回收装置，主要由第一压力容器9、第二压力容器20、八个电磁阀和一个循环泵6组成，第一压力容器9和第二压力容器20进口处和出口处均设有高压电磁阀和低压电磁阀，且两个压力容器并联，第一压力容器9和第二压力容器20的出 口经各自的电磁阀与循环泵6连接，循环泵6的出口与反渗透装置的原水进口处的管路相连，第一压力容器9和第二压力容器20的入口经各自的电磁阀与反渗透装置浓水出口相连，第一压力容器9和第二压力容器20的出口处设有循环浓水排放阀13。同一个压力容器的两个回路不能同时开启。