[发明专利]高效回收饮用水方法

权利要求书

1.一种图1所示的高效回收饮用水系统，其处理入流地表水或半咸水或城市处理水或它们的组合，产生的反渗透膜渗透回收率在入流水体积的90%-99%范围内，包括：

a)第一过膜前离子交换（IX）水软化树脂柱，以除去入流水中的大部分硬度和其它多价阳离子；

b)反渗透(RO)膜系统，用于净化水；

c)第二过膜后浓缩液硬度修饰IX树脂柱，以除去泄漏的预浓缩硬度和其它多价离子；

d)阻垢剂测量单元或二氧化硅隔离单元，以防止硅垢形成；

e)筒式过滤器，最大标称过滤孔隙度为5微米；

f)一个或多个加压泵，用以将所述水加压和转移到所述膜系统和所述IX树脂柱；

g)盐水罐，以收集所述膜浓缩液并通过添加盐增强所述膜浓缩液的离子强度；

h)控制阀，选自自动机动阀、电磁阀、气动关闭阀及它们的组合，其中控制阀以预定顺序自动打开和关闭。

2.根据权利要求1所述的高效回收饮用水工序，其中通过自动打开和关闭控制阀，液流被引导通过图2中的粗线，所述打开和关闭以这样一种方式和这样一种定时运作顺序进行以提供过膜前IX软化、RO净化和过膜后IX硬度修饰（IXA-RO-IXB过程），其被称为常规水生产循环（模式1），包括：

a)将预过滤和脱氯的入流水引入两个IX水软化树脂柱中之一IXA以除去硬度和其它多价阳离子并产生总硬度以碳酸钙计<5mg/L的低硬度入流水；

b)将所述低硬度入流水与回收的低硬度膜浓缩液共混，以产生共混低硬度入流水；

c)通过添加阻垢剂或使通过二氧化硅阻隔单元，以及通过5微米筒式过滤器过滤，对所述共混低硬度入流水进行预处理，以产生预处理共混低硬度入流水，其污染密度指数SDI15<5；

d)将所述预处理共混低硬度入流水加压并引入一反渗透(RO)膜系统，以净化所述预处理共混低硬度入流水并产生膜渗透产出水和膜浓缩液；

e)以在所述入流水比率的90%-99%范围内的比率回收所述产出水；

f)以在所述入流水比率的1%-10%范围内的比率从所述膜浓缩液除去和处理膜分离废水流；

g)将总溶解固体浓度(TDS)>1，000mg/L的所述膜浓缩液在其自身压力下以所述入流水比率的10%-100%的比率引入到第二IX水软化和硬度修饰柱IXB中，以产生循环利用的低硬度膜浓缩液，其总硬度以碳酸钙计<5mg/L；

h)继续在所述常规水生产循环（模式1）中运作所述高效回收饮用水工序一段时间；

i)可选地延续h)中的时间段，以获得失效的过膜前软化树脂IXA。

3.根据权利要求1所述的高效回收饮用水工序，其中通过自动打开和关闭控制阀，所述液流被引导通过图3中的粗线，以这样一种方式和这样一种定时运作顺序自动打开和关闭控制阀以提供过膜前IX软化、RO净化和使用膜浓缩液的失效的IX树脂再生（IXB-RO-IXAR过程），称为水生产和IX树脂再生循环（模式1），包括：

a)将预过滤和脱氯的入流水引入两个IX水软化树脂柱中之一IXB以除去硬度和其它多价阳离子并产生总硬度以碳酸钙计<5mg/L的低硬度入流水；

b)通过添加阻垢剂或使通过二氧化硅阻隔单元，以及通过5微米筒式过滤器过滤，对所述低硬度入流水进行预处理，以产生污染密度指数SDI15<5的预处理低硬度入流水；

c)将所述预处理低硬度入流水加压并引入一反渗透(RO)膜系统，以净化所述预处理低硬度入流水并产生膜渗透产出水和膜浓缩液；

d)以在所述入流水比率的90%-99%范围内的比率回收所述产出水；

e)使所述失效的IX树脂柱IXA再生：将总溶解固体浓度(TDS)>1，000mg/L的所述膜浓缩液在其自身压力下或经由所述盐水罐和所述加压泵，以足够高的流率和足够高的TDS，引入所述失效的IXA树脂中，以完全除去所述失效的IXA树脂中的硬度和其它多价离子，并产生新鲜的再生IXA树脂柱和少量的失效IX再生剂废物；

f)除去所述再生IXA树脂柱中的所述失效IX再生剂废物，将所述失效IX再生剂废物与一部分所述膜浓缩液混合以产生比率为所述入流水比率的1%-10%的膜处理废水流，以及处理所述膜处理废水流；

g)继续以所述水生产和IX再生循环（模式1）运行所述高效回收饮用水工序，直至所述失效的IXA树脂再生，从而制备所述再生IXA树脂柱用于所述常规水生产循环（模式2）。