带有反渗透(RO)或纳米过滤(NF)元件的膜过滤系统适于提供来自难处理的废水的高回收。系统具有多个级。系统构造成提供浓缩液分级。末级还具有浓缩液再循环。布置系统的阀和泵使得流动的顺序和再循环泵可有时在第一级和末级之间转换。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本说明书涉及膜过滤，例如反渗透或纳米过滤。
技术介绍
反渗透(RO)和纳米过滤(NF)膜典型地以元件(也称为膜组件)的形式使用，诸如螺旋卷式元件、空心纤维元件或管状元件。典型地在I到8个之间的许多个元件串联地安装在压力容器(备选地称为壳体)中，其带有进液口、浓缩液出口、以及渗透液出口。多个压力容器可并联地连接在一起以在过滤系统中形成体(备选地称为级)。过滤系统的各级共同地称作膜阻碍。过滤系统可具有以各种构造连接在一起的多个级。在浓缩液分级(备选地称为多级阵列)中，供水首先被栗送入元件的第一级中。来自各个上游级的浓缩液被供给到各个下游级。末级的浓缩液接口配备有浓缩液阀门。穿过膜阻碍的流动和压力由进给栗和浓缩液阀门控制。渗透液从各个级流动至公共的渗透液主水道。浓缩液分级增加渗透液回收。带有例如80%或更多的高回收率的过滤系统典型地具有至少两个级。
技术实现思路
虽然浓缩液分级增加系统的回收率，但是浓缩液的流量在各个级中下降。对于一些类型的废水，在高回收过滤系统中的流量可不足以防止末级中的污堵。在本说明书描述的过滤系统中，两个或更多个级连接在一起以便提供浓缩液分级。末级具有构造成提供浓缩液再循环的再循环栗和导管。在另一个过滤系统中，布置系统的阀和导管来允许给水流动穿过第一级的一部分和末级的顺序被转换。该部分可以是整个第一级或者小于整个第一级。优选地，有或没有流动的顺序转换，系统在最后接收浓缩液的级中提供浓缩液分级和浓缩液再循环。在本说明书描述的过滤过程中，给水分成渗透液和第一浓缩液。第一浓缩液分成渗透液和第二浓缩液。第二浓缩液部分的一部分被回收并与第一浓缩液混合。在另一个过程中，流动的顺序有时在过滤系统的第一级的一部分和末级之间转换。该部分可以是整个第一级，或者是小于整个第一级的一部分。优选地，在各个顺序中，系统实施具有浓缩液分级和浓缩液再循环两者的过滤过程。【附图说明】图1是过滤系统的示意性的过程流程图。图2是第二过滤系统的示意性的过程流程图。图3是第三过滤系统的示意性的过程流程图。【具体实施方式】参考图1，过滤系统10处理给水12以产生流出物14。过滤系统具有进给栗22、第一级16、末级20、再循环栗24和盐水26。系统10优选地还具有一个或更多个中间级18。在系统10中，末级20可称为第三级，但是在其它系统中末级20可以是第二级、第四级或另一个级。而且在系统10中，中间级18可称为第二级、但是其它系统中中间级可包括第二级、第三级、第四级或更多的级。各个级包括一个或更多个膜过滤元件的组，膜过滤元件例如是纳米过滤或反渗透元件。级中的多个元件典型地在压力容器中串联地提供。较大的级可包括并联地用水管连接的多个压力容器，例如带有连接至8个压力容器中的每一个的入口的进液歧管、连接至8个压力容器中的每一个的浓缩液出口的浓缩液歧管、以及连接至8个压力容器中的每一个的渗透液出口的渗透液歧管。第一级16优选地大于(S卩，具有更多的相同大小的元件)中间级18。末级20优选地大于中间级18。第一级16优选地至少与末级20 —样大。过滤系统还具有阀Vl至V9和构造成提供下面描述的流动路径的各种管道。阀Vl至V9可在完全打开和完全关闭的位置之间移动。然而，阀V9优选地是可设置到各种中间位置的节流阀。穿过膜阻碍的流动和压力由进给栗22或阀V9或它们两者来控制。在所示的第一构造中，阀V1、V3、V5和V7是打开的。阀V2、V4、V6和V8是关闭的。阀V9是至少部分地打开来以选择的流量提供流出的盐水。系统10还可在带有阀V1、V3、V5和V7关闭、阀V2、V4、V6和V8打开、以及阀V9至少部分地打开的第二构造中运转。在两种构造中，盐水26的流量优选地是给水22的流量的20%或更少。给水22的80%或更多回收为渗透液14。在第一构造中，进给栗22将给水12栗送至第一级16。第一级渗透液28产生并变成流出物14的一部分。第一级浓缩液30也产生并流动至中间级18。流动穿过中间级18的进液侧的第一级浓缩液30分成第二级渗透液32和第二级浓缩液34。第二级渗透液32变成流出物14的一部分。第二级浓缩液34流动至再循环栗24。再循环栗24将第二级浓缩液34栗送至末级20。第三级渗透液36产生并变成流出物14的一部分。第三级浓缩液38部分地作为盐水26排出，并且部分地返回至再循环栗24的进液侧。由此第三级浓缩液38的一部分再循环至第三级20。总之，系统10运转带有在级16、18、20之间浓缩液分级并带有在末级20中浓缩液再循环。在第二构造中，系统10再次运转带有在级16、18、20之间浓缩液分级并带有在最后接收浓缩液的级中浓缩液再循环。然而，在该情况下第三级20首先接收给水12 ;浓缩液分级的方向是从第三级20至第二级18至第一级16 ;以及第一级16运转带有浓缩液回收，备选地称为进液和流出。再循环栗24和流动的顺序在当阀从第一构造移动至第二构造时在穿过第一级16和末级20之间转换。然而，优选地，穿过级16、18、20的进液侧的流动的方向在当阀从第一构造移动至第二构造时不改变。虽然一些元件和压力容器可构造用于可逆的流动，但是其它的具有仅运转带有沿一个方向的流动或者优化用于沿一个方向的流动的诸如盐水密封件或渗透液收集器的构件。在带有多个中间级的系统中，在中间级之间的流动的顺序也优选地在当阀从第一构造移动至第二构造时不改变。元件、或管路或栗系统的相对数目也可优化用于在多个中间之间沿一个方向的流动。浓缩液分级的使用允许高回收率，例如80%或更多或者在85%至95%之间。在末级中的浓缩液再循环增加穿过末级的流量以有助于抑制污堵。因为第一和第二级在合理的进液侧浓缩液运转，所以总体渗透液质量保持较高。再循环栗的成本和能量消耗限于末级所需要的。然而，在一些情况中，末级可仍然污堵。至少有时转换流动的顺序允许末级被用给水冲洗以有助于进一步抑制、或在一些情况中移除污堵。特别地，尽管有浓缩液再循环，但是在很难处理的废水中的一些可溶的有机化合物可导致末级中的污堵。然而，有时使末级暴露至未浓缩的给水将有机物污堵层从末级冲洗。在系统10中，末级20可与第一级16转换并接收未浓缩的给水12高达系统10的运转时间的一半。为了便于转换，第一级16和第二级20优选地是相同大小，或至少大约相同的大小。如果第一级16显著地大于末级20，那么末级可与小于整个第一级16的第一级16的一部分转换。在该情况下，该部分优选地是与末级20相同大小，或至少大约相同的大小。例如，与末级20转换的第一级16的一部分(可以是整个第一级16或小于整个第一级)可具有许多个元件或压力容器或两者，其在末级20中相应的数目或多个数目的25%内。系统10可用来处理多种多样的给水12。然而，系统10特别地适于提供来自很难处理的废水的高(80%或更多)回收。给水12可具有200mg/L或更多的化学需氧量(COD)。难处理的废水包括例如垃圾渗滤液、炼焦厂废水、反渗透盐水和冷却塔排污水。可选地，回收可进一步通过处理盐水来增加，例如用热蒸发器、结晶器、零液体排放器(ZLD)或物量-化学处理系统。丞魁 在第一示例中，三级纳米过滤(NF)系统10设计用于以大于200mg/L的化学需氧量(COD)、90m3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种膜过滤系统，包括：a)第一级；b)末级；c)进给泵；d)再循环泵；e)盐水出口；以及，f)导管组，其适于连接：所述进给泵的出口侧至所述第一级的入口；所述第一级的浓缩液出口至所述再循环泵的入口；以及所述再循环泵的出口至所述末级的入口；所述末级的浓缩液出口至所述盐水出口且至所述再循环泵的所述入口。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：翟建文，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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