[发明专利]一种将废水、海水混合后利用反渗透膜深度处理的海水淡化工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及工业废水、生活污水反渗透（RO）膜法深度处理工艺技术以及反渗透海水淡化（SWRO）工艺技术，特别是涉及沿海地区工业废水的回收利用与SWRO节能的工艺技术，即一种将废水、海水混合后利用反渗透膜深度处理的海水淡化工艺。 

背景技术：

随着工业的迅猛发展，淡水资源、能源短缺，环境问题日益严重，影响国民经济的发展。目前，国家正在大力支持海水淡化，提倡节能减排、环境保护。 

海洋水占全球水总储量的96.15%，而人类有近七成居住在距大海不到120公里的地方，淡水资源严重短缺，因此海水淡化成为新水源开发的必然趋势。目前海水淡化技术已有数十年发展历史，较为常用的技术主要为多级闪蒸和反渗透膜分离，其中多级闪蒸(MSF)和反渗透(RO)各占市场的45%左右。 

SWRO技术因其流程简单、占地少、工程造价和运行成本持续降低，得到迅速发展，已成为海水淡化发展的趋势。反渗透（RO）是一种以压力驱动的无相变的分离过程，其原理是：用膜将含盐浓度不同的两种水分开，在含盐的一侧外加一个压力，使之大于膜两侧的渗透压力差，迫使水从高浓度溶液中析出并透过膜进入低盐浓度溶液，而无机离子被膜阻拦产生淡水。反渗透海水淡化系统由四个主要部分构成：(1)预处理；(2)高压泵；(3)膜组件；(4)后处理。其中，预处理是非常重要的，通常包括去除悬浮固体，调节pH，添加临界隐蔽剂以控制碳酸钙和硫酸钙结垢等，目的都是为了保护膜。高压泵用于对进料海水加压，使之达到适合于所用膜和进料海水所需要的压力。膜组件的核心是半透膜，商业化的反渗透膜主要为卷式膜和中空纤维膜，其材料主要为醋酸纤维素、聚酰胺和其衍生物。后处理主要是进行稳定处理，包括pH调节和脱气处理等。 

目前，SWRO的普及主要受困成本问题。由于海水含盐量大，渗透压比较高，反渗透过程需要较大的压力，一般海水淡化压力4-7MPa，因此海水脱盐过程会消耗大量能源，而主要能耗为高压泵对进水的增压能耗。所以SWRO关键是降低反渗透膜的操作压力，提高反渗透系统回收率，从而降低设备操作费用，使产水成本降低。现有的SWRO工艺主要依靠能量回收装置以及开发新型低压高通量反渗透膜，来降低操作费用，目前能量回收率已超过95%，已经基本没有发展空间。在国家大力提倡节能降耗的环境下，如何继续降低能耗，节省能源必须引起重视。 

工业生产过程中会排出大量污水，目前这些污水都是经过工厂生化或物化处理达到排放 标准后直接排放或进入市政管网。目前我国每年工业用水超过1400亿吨，工业废水排放量约240亿吨，达标废水大量排放浪费了水资源，同时也对环境造成一定影响。如果能将废水深度处理回收利用，就能有效缓解水资源短缺的难题，实现经济、环境、社会的效益共赢，推进资源节约、环境友好型社会的建设。污水深度处理方法主要有：生化处理、膜法处理、物化处理。生化以及物化处理工程量大，水质往往达不到回用要求，而且不便于废水的循环利用。反渗透膜法处理技术产水水质最好，但要处理的废水即使达到合格排放标准，悬浮物、有机物、胶体等浓度仍然较高，这会造成膜的严重污染，缩短使用寿命，限制（RO）反渗透膜法在废水深度处理中的应用和推广。 

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种将废水、海水混合后利用反渗透膜深度处理的海水淡化新工艺。该工艺将达标排放的废水与海水混合后利用反渗透（RO）膜深度处理，产水水质较好，回收率提高，操作方便，运行费用很低，而且占地少、投资成本低，可同时解决SWRO能耗大和废水深度处理循环利用的问题，实现节能减排。 

为了实现上述发明目的，一种将废水、海水混合后利用反渗透膜深度处理的海水淡化工艺，先将达标排放的废水与海水按一定比例混合，然后混合预处理，或者分别进行预处理混合后再进入RO膜反渗透系统，产水达到回用标准，可做软化水或锅炉用水。其工艺流程如下： 

工艺流程1、海水与废水预处理分开：海水依次经过海水取水泵、海水预处理设备预处理后（包括海水一级、二级预处理装置）与经过废水输送泵、废水预处理设备预处理后的达标废水按比例混合后进入反渗透原水箱，经过增压泵、保安过滤器后分流，一部分经高压泵进入反渗透海水淡化装置（反渗透膜），另一部分经过回收高压浓水能量的能量回收装置，经压力提升泵进入反渗透膜，经过反渗透膜的过滤，产水进入反渗透产水箱，浓缩水处理后排放，此工艺适用于废水水质较差的情况。