[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

说明书

本发明公开了一种包含能量回收在内的多段膜浓缩组合装置和工艺，组合装置包括一个进水泵，N段高压膜浓缩单元M(1)、M(2)…、M(N)，以及对应每段独立的驱动和控制模块；每段高压膜浓缩单元M(K)(1≤K≤N)包含不同的高压膜组合，且具有独立的总进水口、总透过液出口和总浓缩液出口。本发明通过对该装置中每段高压膜浓缩单元的匹配组合和工艺运行参数的控制调节，实现较低压力下液体的高倍率浓缩。

技术领域

本发明涉及高浓度流体(包括高盐废水、物料浓缩等)的膜浓缩技术领域，尤其是指包含能量回收在内的多段高压膜浓缩组合装置和工艺。

背景技术

目前对于高盐废水的处理回用和减量排放，一般采用的是海水淡化反渗透的膜法和蒸发结晶的热法技术为主。常规的热法技术一般采用蒸发器、结晶器通过利用外部热源(能量)对废水加热蒸发、浓缩、结晶处理，使废水中水与盐分分离，最大限度回收利用淡水。但通常高盐废水处理水量较大，在浓缩过程中需要消耗大量的热量，且热法工艺对蒸发结晶设备制造和运行维护要求较高，设备的一次性投入和运行维护成本处于较高水平。与热法技术相比，膜法技术一般通过常规海水淡化膜系统实现，通过高压将高盐废水通过海水淡化膜进行多级浓缩减量，而产生的较纯净产品水得到回用。

与热法技术相比，膜法技术在废水总溶解性固体(Total Dissolved Solids，简称TDS)为100-150g/L的较低浓缩终点情况下具有明显的设备投资和运行维护上具有明显的优势。但是通常的反渗透系统的设计和运行要求系统的操作压力大于最终浓缩液的渗透压，在高盐废水TDS大于70g/L的时候需要采用超高压的反渗透系统设计和超高压膜元件，其高压系统、高压膜元件的一次性投资以及运行维护成本同样较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包含能量回收在内的多段高压膜浓缩组合装置和工艺，通过对该装置中每段高压膜浓缩单元的匹配组合和工艺运行参数的控制调节，实现较低压力下液体的高倍率浓缩。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种含能量回收功能的多段高压膜浓缩组合装置，其包括，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。

优选的，每段高压膜单元M(K)包含若干高压螺旋卷式膜元件。

优选的，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。

优选的，所述进水阀为球阀。

本发明的一种包含能量回收在内的多段高压膜浓缩组合工艺，其包括以下步骤：

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)设计对应不同压力；