本发明专利技术公开了一种装置，该装置通过反渗透对盐水进行连续闭合回路依次连贯脱盐，其包括闭合回路系统，该系统包含一个或者多个具有其各自进口和出口的、通过连接管线并联连接的脱盐模块，各个脱盐模块包括一个或者多个膜片元件；用于产生反向压力以能反渗透脱盐和由未经处理进料替换释放的渗透液的加压装置；用于通过脱盐模块再循环脱盐溶液的循环系统；用于收集来自脱盐模块渗透液的连接管线系统、用于去除浓盐水流出物的连接管线系统、能无需中断脱盐就定期地从闭合回路中排出浓盐水的阀门系统、以及能使所需要回收率的连续闭合回路脱盐在可变或者恒定压力条件下按依次连贯的步骤进行的监测和控制系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及一种通过反渗透对闭合回路中的盐水溶液连续地依次连贯脱盐的无需容器的方法和装置。
技术介绍
常规的反渗透(RO)借助于流体力学的“柱活塞流”技术实施，由此受压进料流连续分离为渗透液和盐水。在80年代后期，Szuz等人的美国专利US4,983,301和Bartt的美国专利US4,814,086首先报道了在闭合回路中流体静力脱盐的注重节能的独特方法。根据闭合回路脱盐(CCD)方法，在流体静力学的压力下将受压进料再循环直至所需的回收率，然后用淡水替换盐水并且重复该间歇式过程。上述专利建议在闭合回路中交替使用两个贮存罐，使连续脱盐得以进行。此方法的根本缺陷产生于需要“两个容积相对巨大的贮存罐”。Szuz等人提到通过膜过滤设备除去外部材料，因而与从溶液和流体中过滤悬浮颗粒物质一样应用于RO。在闭合回路中脱盐或者过滤涉及再循环中的强稀释作用，因而，在相对和缓的条件下容易实现高回收率。最近的专利申请WO 2005/016830公开了具有单一容器用于连续CCD的装置。本专利申请公开了一种新颖的有创意的装置和方法，其通过无需容器的通过连续地依次连贯的方法对盐水溶液连续的闭合回路脱盐。专利技术概述本专利技术公开了使用闭合回路的用于盐水溶液或者盐水进料(下文称为“进料”)连续脱盐的装置和方法，其中浓缩液通过循环装置经由包含一个或者多个可半透的RO膜元件的并联模块进行再循环，加压的未经处理的进料供给装置至所述闭合回路以替换所释放的渗透液，以及阀门装置使盐水能从所述闭合回路以所需的回收水平释放而无需停止该脱盐过程的。根据本专利技术，通过依次连贯的过程进行连续脱盐的方法和装置可以在可变流量和渗透流的恒定压力下操作，或者在恒定流量和由固定净驱动压力(NDP)产生的渗透流的可变压力下操作。在本专利技术装置运行期间每一阶段中所施加压力和渗透压之间差值NDP被控制在预定最小数值之上。本专利技术所述的装置和方法能够以模块形式实现，集中产生加压的进料并且同时向一个以上模块单元供给。该装置的模块形式可以用于任意生产能力的脱盐装置。本专利技术所述的装置和方法可以包含商品化的部件和零件，其使用时无需超出它们的标准规格。本专利技术所述的装置和方法的特点在于通过简单廉价的结构、使用相对少的动力部件、减少膜元件的数量并且所需的低单位能量从而无需能量再利用。可以发现本专利技术的方法对于低浓度盐水的高回收率(约75％-95％)脱盐特别具有吸引力，并且在本文中提供一种廉价有效的方法以从SWRO渗透液中部分地去除硼达到可接受的浓度(约小于0.5ppm)。附图简述附图说明图1A是根据本专利技术的一个优选具体实施方式所述的、在浓缩液再循环模式期间在具有五个模块的闭合回路脱盐的本专利技术装置的示意图，该模块各自具有三个膜片元件(M5E15结构)。图1B是根据本专利技术的一个优选具体实施方式所述的、在浓缩液排放模式期间在具有五个模块的闭合回路脱盐的本专利技术装置的示意图，该模块各自具有三个膜片元件(M5E15结构)。图2A是根据本专利技术的一个优选具体实施方式所述的、在浓缩液再循环模式期间在具有五个模块的闭合回路脱盐的本专利技术装置的模块单元的示意图，该模块各自具有三个膜片元件(M5E15结构)。图2B是根据本专利技术的一个优选具体实施方式所述的、在浓缩液排放模式期间在具有五个模块的闭合回路脱盐的本专利技术装置的模块单元的示意图，该模块各自具有三个膜片元件(M5E15结构)。图3是根据本专利技术的一个优选具体实施方式所述的、由本专利技术装置的五模块单元形成的设备的示意图，各自具有五个模块和十五个膜片元件(M5E15结构)。图4是一曲线图，其描绘了根据本专利技术的一个优选具体实施方式所述的、在高回收百分率的CCD过程中所模拟的TDS浓度。图5是一曲线图，其描绘了根据本专利技术的一个优选具体实施方式所述的、在高回收百分率的CCD过程中所模拟的硼浓度。图6是根据本专利技术的一个优选具体实施方式所述的、在高回收百分率的CCD过程中所模拟的镁浓度。专利技术详述在图1A中的本专利技术RO装置的优选具体实施方式包含具有5个各自有三个膜元件的模块(M1、M2、M3、M4和M5)的闭合回路脱盐系统、进料口(F)、进料加压泵(PP)、循环泵(CP)、盐水排放口(B)、渗透液出口(P)、三路阀(V3)、溶液电导率监测装置(CM(1)和CM(2))、压力监测装置(PM(1)和PM(2))。在图1A中，用于与浓缩物混合或者不混合的未经处理进料连通管线用实线表示，用于去除盐水的连通管线用点线表示，而用于渗透液收集的连通管线用虚线表示。在各种管线中流动方向由箭头表示。闭合回路的体积由包含在压力容器(也是已知的模块)中的浓缩液体积得到，并管道和所需要闭合回路的体积根据适当的选择管线直径来设计。如图1A所描绘的构造是浓缩液再循环模式的构造，本专利技术装置大多数时间采用该模式。本专利技术的连续的依次连贯脱盐需要在闭合环路中在需要的体系回收率下定期地用未经处理进料替换盐水浓缩液，并且图1B描述了这一操作的简易模式。通过将浓缩物经由三通阀V3流入外部，可以从闭合回路中除去盐水。借助于以CM(1)信号形式的“在线”监测电导率实现对整个脱盐过程的控制，该信号形式表明达到所需要的回收率，停止再循环以有助于除去盐水，同样，另一CM(2)信号形式表明盐水去除的完成，再次激活再循环模式。所讨论的本专利技术装置的压力监测装置PM(1)和PM(2)提供了控制压力的手段，尤其是在盐水去除模式期间(图1B)，借助于阀门作用实现对不受欢迎的“在线上”压力变化作出响应，使系统中压力变化最小。图2(A和B)表示了本专利技术装置的模块单元的优选具体实施方式，其不含加压装置，而在此构造中的双通阀V2旨在能将特定模块单元隔离以维护和/或检修而无需停止系统中其余单元的运行。与图1A和图1B类似，在图2A和图2B中公开的功能分别是再循环和去除盐水。图3显示了将图2(A和B)中公开的优选具体实施方式的五个模块单元连同其进料加压装置结合到一个脱盐装置中。在图3中的该五模块单元(MU-1，MU-2，MU-3，MU-4和MU-5)经由同一管线(F)集中地提供自PP接收的加压进料，并且类似这样的连接管线用于收集渗透液(P)以及用于去除盐水(B)。尽管该系统中的各个模块也可采用可变压力操作，也可配备可变压力调压器，由此在每个模块单元中离散地产生所需要的压力变化，但包含依据本专利技术方法的模块单元的设备的优选操作模式是在恒压状态下。可以理解显示于图1(A和B)、图2(A和B)和图3的本专利技术装置和模块化脱盐单元的优选具体实施方式的构造是示意性的和简化的，从而并不被视作对本专利技术的限制。实际上，本专利技术所述的脱盐单元和装置可以包含许多其它的管线、支管、阀门和根据其它具体需要所必需的装置与设备，同样也包含于本专利技术和权利要求的范围中。在图1-3中所有优选的具体实施方式公开了基本的脱盐装置和由五个模块(压力容器)构成的模块单元，每个模块具有三个膜片元件，并且这是为了使表述简化、清楚、一致和方便的目的。应理解根据本专利技术的一般设计既不局限于也不限制为每个模块单元和/或装置有五个模块，以及每个模块的膜片数不限制为三个。具体说，应理解本专利技术方法的装置和模块单元可以由n个模块(M(1)，M(2)，M(3)....M(n))组成，应理解根据本专利技术所述的方法各个本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过反渗透对盐水溶液进行连续的闭合回路依次连贯脱盐的装置，其包括： 至少一个闭合回路系统，所述系统包括一个或者多个脱盐模块，该模块具有各自进口和出口的、通过连接管线并联连接，各个所述的脱盐模块包含一个或者多个膜片元件； 至少一个加压装置，所述装置用于产生反向压力以实现反渗透脱盐和由所述闭合回路中未经处理的进料替换所释放的渗透液； 至少一个循环系统，所述系统通过所述闭合回路的一个或者多个所述脱盐模块再循环所述脱盐溶液； 至少一个连接管线系统，所述系统用于从所述闭合回路的一个或者多个所述脱盐模块收集渗透液； 至少一个连接管线系统，所述系统用于去除来自所述闭合回路的盐水流出物； 至少一个阀门系统，所述系统无需中断脱盐就能定期地从闭合回路中排出盐水；以及 监测和控制系统，所述系统在可变或者恒定压力条件下能使所期望回收率的连续闭合回路脱盐按依次连贯的步骤进行。
【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：阿维埃弗拉特，
申请(专利权)人：阿维埃弗拉特，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]
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