本发明专利技术涉及一种实例水净化系统，其包含正向渗透模块、逆向渗透模块、由电动马达提供动力的泵及压力传感器。所述正向渗透模块可接收进料流及汲取流，且可产生中间产物流。所述中间产物流可由泵加压且被提供到所述逆向渗透模块。所述逆向渗透模块可产生产物流并将所述汲取流返回到所述正向渗透模块。所述压力传感器可监测所述中间产物流的压力，且所述压力可用于确定所述电动马达的速度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 香叉参考 本申请案主张2013年3月15日申请的第61/794, 537号美国临时申请案的早期【申请日】的优先权，所述申请案的全文出于任何目的W引用的方式并入本文中。
本文中描述的实例设及分离系统、元件及方法，其可用于正向渗透（F0)或逆向渗 透（R0)或通常任何分离过程。 政府替巧 阳0化]本专利技术是根据美国国防部授予的第W911NF-09-C-0079号合约在美国政府的支持 下实现。美国政府对本专利技术拥有特定权利。
技术介绍
渗透驱动隔膜过程能够通过用两种溶液之间的化学能量梯度驱动水流动跨过隔 膜来W节能方式处理高度污染的溶液。渗透预处理过程利用相对于进料溶液具有高渗透势 或渗透压的汲取溶液W提供使水输送跨过隔膜的驱动力。随着相对纯净的水流过隔膜，其 稀释汲取溶液。 在渗透驱动隔膜水净化系统中，随后必须再浓缩汲取溶液，或W某种方式回收溶 质W用于重复利用。典型系统采用脱盐设备（例如逆向渗透、蒸馈或其它析盐技术）或用 于汲取溶质回收的其它方法（例如热交换盐）。通常，此类系统被作为两个单独的子系统进 行控制：渗透系统及再浓缩系统，在所述两个子系统之间具有缓冲容积并具有两个单独的 抽排系统。单独的抽排系统调整每一流的流速及压力。 渗透系统中的总生产率是由跨渗透隔膜的水流量规定，所述流量大部分是由汲取 溶液渗透压与进料溶液渗透压的差来确定。在传统的系统中，汲取溶液浓度是通过用喷射 累及汲取溶液缓冲胆槽将溶质添加到汲取溶液而控制。 在所有情况中，汲取溶液渗透势必须高于要处理的进料。在一些情况中，高的进料 水浓度可使得汲取溶液浓度必需高于在依较低能量脱盐技术（例如逆向渗透（R0))进行再 浓缩时通常可处理的浓度。 常规的R0系统中通常使用的能量回收累还可W不同方式操作W用于压力延缓渗 透（PRO)系统。在PRO系统中，高渗透势汲取溶液被低渗透势进料溶液稀释。由于对汲取 溶液加压，渗透驱动力被部分抵消，但是水通量仍然在汲取溶液的方向上。通过能量产生装 置（例如满轮机）解除汲取溶液中的过量水。
技术实现思路
本文中掲示了用于净化的设备及方法的实例。例如，一种设备可包含：正向渗透模 块，其经配置W接收进料流及汲取流，且产生废弃进料流及中间流；压力传感器，其可测量 所述正向渗透模块的汲取侧上的第一压力；及隔膜模块，其可接收所述中间流并产生产物 流。所述设备可进一步包含液压累，其可使所述中间流循环并将所述中间流加压到第二压 力。所述设备可进一步包含能量回收装置，其可将所述汲取流从所述第二压力降低到所述 第一压力；计量累，其可将浓缩的汲取溶液提供到所述汲取流；及流量计，其可测量所述产 物流的流速。 一种实例方法可包含将进料流提供到正向渗透模块；将汲取流提供到所述正向渗 透模块；使所述进料流浓缩且使所述汲取流循环通过所述正向渗透模块，运可产生中间流； 监测所述正向渗透模块的汲取侧上的压力；将所述中间流抽排到另一过滤器模块；及用另 一过滤器模块过滤所述中间流，运可产生所述汲取流及产物流。所述方法可进一步包含监 测所述产物流的流速并W可至少部分基于所述产物流的所述流速的计量速率将溶质提供 到所述汲取流。【附图说明】 图1是根据本专利技术的实施例的净化系统。图2是根据本专利技术的另一实施例的净化系统。 图3是根据本专利技术的实施例的能量回收装置。【具体实施方式】 下文陈述特定细节W提供对本专利技术的实施例的足够理解。然而，所属领域的技术 人员将明白，可在无此类特定细节中的各种细节的情况下实施本专利技术的实施例。在某些情 况下，并未详细展示熟悉的化学结构、化学成分、分子、材料、制造组件、控制系统、电子组 件、时序协议及软件操作W避免不必要地混淆本专利技术的所描述实施例。 根据本专利技术的实施例的净化系统100被说明为图1中的方框图。为了避免不必要 地混淆本专利技术的实施例，考虑稳定状态的系统。 净化系统包含正向渗透（F0)模块4中的F0隔膜元件的阵列，所述F0模块4可包 含串联、并联或W其某个组合组成管道的一或多个F0隔膜元件。F0模块4可具有四个端 口-用于接收进料流3的一个端口、用于接收汲取流17的一个端口、用于产生废弃进料流5 的一个端口及用于产生中间流6的一个端口。净化系统100进一步包含另一隔膜模块13， 其可为逆向渗透（R0)模块。隔膜模块13可包含串联、并联或W其某个组合组成管道的一 或多个R0隔膜元件。隔膜模块13可包含S个端口 -用于接收加压中间流12的一个端口、 用于产生产物流15的一个端口及用于产生汲取流16的一个端口。 进料流1可由进料累2加压，形成低压进料流3。通常，可使用需要净化的任何进 料流，包含但不限于海水或废水。流3可沿管道进入F0模块4中，其中所述流的流速可随 着纯净水W某个F0透过流速跨F0隔膜转移到汲取流17而下降。进料溶质可保持在进料 流中且按流3的流速减去F0透过流速的速率在废弃进料流5 (例如，废流）中排出系统。 汲取流17可具有高于进料溶液流3的压力的某个渗透压及接近大气压的静水压 力，且可沿管道进入F0模块4的阵列中，其中所述流可随着纯净水W某个F0透过流速从进 料流3转移跨过F0隔膜而增加。汲取流退出元件，形成中间流6(例如，中间产物流），其中 所述中间流6可由累9 (例如，由电动马达8提供动力的液压累）加压到大于汲入流17的 渗透压的静水压力，从而形成经加压中间产物流12。 流12随后可沿管道进入到隔膜模块13中的隔膜元件的阵列中，在一些实例中所 述隔膜模块13可为R0模块，其中所述流的流速可随着纯净水W某个R0透过流速转移跨过 R0模块而下降。此R0透过W某个R0透过流速形成产物流15,所述产物流15是系统的产 物水。R0模块13还可产生浓缩汲取，其退出R0模块13,从而形成具有等于流17的流速的 加压汲取流16。流16经过液压马达10 (也称作能量回收装置）降压，从而形成汲取流17， 其可处于接近大气压的某个压力下，从而重复利用汲取溶液。在一些实例中，可使用多个能 量回收装置。 随着系统运行，汲取溶质可跨F0模块4及隔膜模块13缓慢地分别损失到废流5 及产物流15中。包括浓缩汲取溶液18的计量溶液可由计量累19缓慢地或定期地抽排到 汲取回路中，运可允许系统保持在稳定状态。汲取溶液的溶质可为氯化钢，但是也可使用其 它溶质。由于汲取溶液的体积是固定的（忽略浓缩汲取流18的输入），为使所述系统在数 分钟内保持稳定状态，平均F0透过流速及R0透过流速可彼此相等。在常规系统中，汲取溶 液缓冲胆槽（未描绘）被添加到中间产物流6,从而允许可变的汲取溶液体积。此汲取溶液 缓冲胆槽允许F0透过流速及R0透过流速随时间相对于彼此浮动，从而提供简单的控制方 案。可在不修改任一透过流速的情况下添加计量溶液。 常规系统的汲取溶液缓冲胆槽允许净化系统的更简单控制，但是具有若干缺点。 注意，常规系统的缺点及本文中描述的实例的优点是通过实例方式提供W促进理解。应理 解，并非所有实例均可具有所有或甚至任何所描述优点，且并非所有实例均可解决所有或 甚至任何所描述常规系统缺点。常规缓冲胆槽系统的一个缺点可为，缓冲胆槽显著地增加 净化系统的重量及容积。例如，如图1中说明的典型系统可具有近似20加仑的容积，且缓 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种设备，其包括：正向渗透模块，其经配置以接收进料流及汲取流，所述正向渗透模块经进一步配置以产生废弃进料流及中间流；压力传感器，其经配置以测量所述正向渗透模块的汲取侧上的第一压力；隔膜模块，其经配置以接收所述中间流，所述隔膜模块经进一步配置以依至少部分基于所述第一压力的流速产生产物流。
【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：查尔斯·本登，克里斯托弗·基思，卡尔·伦丁，
申请(专利权)人：波里费拉公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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