[发明专利]一种包含能量回收在内的多段膜浓缩组合装置和工艺

权利要求书

1.一种含能量回收功能的多段高压膜浓缩组合装置，其特征在于，包括，

一个总进水泵，其进口管路接原水罐；

N段高压膜单元M(1)、M(2)…、M(N)，每段高压膜单元M(K)(1≤K≤N)包含进水阀、保安过滤器、变频高压泵、高压膜组合和高压能量回收泵；其中，

所述高压膜组合设进口、透过液出口和浓缩液出口；所述进水阀、保安过滤器、变频高压泵通过管道依次连接，总进水泵出口接每段高压膜单元M(K)的进水阀进口；

所述变频高压泵出口接高压膜单元M(K)的进口，高压膜单元M(K)的浓缩液出口接高压能量回收泵进口，高压能量回收泵出口接高压膜单元M(K+1)单元中的保安过滤器进口，高压膜单元M(K)的透过液出口接高压膜单元M(K-1)进口；

当K＝1时，高压膜单元M(1)的透过液出口接至产水罐；

至少一个控制模块，所述变频高压泵、高压能量回收泵电性连接该控制模块。

2.如权利要求1所述的包含能量回收在内的多段高压膜浓缩组合装置，其特征在于：每段高压膜单元M(K)包含若干高压螺旋卷式膜元件。

3.如权利要求1所述的包含能量回收在内的多段高压膜浓缩组合装置，其特征在于：每段高压膜单元M(K)中高压膜组合进口管路中设有一压力传感器和流量计，所述压力传感器和流量计电性连接所述控制模块。

4.如权利要求1所述的包含能量回收在内的多段高压膜浓缩组合装置，其特征在于：所述进水阀为球阀。

5.一种包含能量回收在内的多段高压膜浓缩组合工艺，其特征是，包括以下步骤：

1)高盐废水进入原水罐，之后再由总进水泵经总输水管路分别输送至N段高压膜单元M(K)，1≤K≤N；所述N段高压膜单元M(K)从M(1)到M(K)设置每一个高压膜单元膜的截盐率依次降低；

2)进入各段高压膜单元中的高盐废水，由进水阀控制进入保安过滤器，过滤后进入各级变频高压泵和高压能量回收泵进口，变频高压泵和高压能量回收泵共同将高盐废水升至不同压力后经管路送至各段高压膜单元M(K)进口；高压膜单元M(K)膜的截盐率依次降低，高压膜单元对应的变频高压泵的操作压力逐步增高，并通过调节每一段高压膜单元对应的变频高压泵的操作压力控制该段产水量，进而控制该段浓盐水总量及盐浓度，作为下一段的进水，从而达到各段进水盐浓度依次增加；

3)对于高压膜单元M(K)(1≤K≤N)，进入的部分高盐废水经高压膜浓缩后浓缩液经高压能量回收泵降压后，进入高压膜单元M(K+1)过滤器进口与高压膜单元M(K+1)进水部分混合，高压膜单元M(K)的透析液部分进入高压膜单元M(K-1)过滤器进口与高压膜单元M(K-1)进水部分混合；

当K＝1时，高压膜单元M(1)的透析液直接进入产水罐；

4)经N段高压膜单元组合浓缩的高盐废水浓缩液，经高压膜单元M(N)浓缩液管路降压输送至总排出口统一收集排出。

6.如权利要求4所述的包含能量回收在内的多段高压膜浓缩组合工艺，其特征是，所述步骤1)中高盐废水进水总溶解固体含量为10g/L-200g/L，废水中主要成分为溶解性盐。

7.如权利要求5所述的包含能量回收在内的多段高压膜浓缩组合工艺，其特征是，所述溶解性盐包括钠离子、镁离子、氯离子或硫酸根离子。

8.如权利要求4所述的包含能量回收在内的多段高压膜浓缩组合工艺，其特征是，所述步骤1)中高盐废水由变频高压泵和高压能量回收泵共同增压，使进高压膜单元M(K)高盐废水的压力为20-150bar，高压浓缩液再次经过高压能量回收泵降低多余压力后，其能量输送回变频高压泵。

9.如权利要求4所述的包含能量回收在内的多段高压膜浓缩组合工艺，其特征是，每段高压膜单元M(K)(1≤K≤N)中，每段废水压力和流量由独立控制模块通过调节变频高压泵和高压能量回收泵的变频电机频率，来控制各段进入高压膜单元的废水压力、流量和回收率。

10.如权利要求4所述的包含能量回收在内的多段高压膜浓缩组合工艺，其特征是，所述步骤4)中经多段浓缩的高盐废水的总溶解性固体含量为50-250g/L。