一种混合纳滤反渗透净化地下水系统及处理工艺技术方案

本发明专利技术提供一种用于健康饮水的混合纳滤反渗透净化地下水系统，能够解决传统脱盐系统对水体中有益离子，包括锶离子、钙离子过分脱除的问题，提高产品水的感官指数和健康指数。首先利用一级纳滤系统提高水体的感官指数，二级纳滤系统将一级纳滤系统产水水质的健康指数大幅提高，二级纳滤系统的产水进入反渗透系统，二级纳滤系统的浓水与反渗透系统产水进行混合获得产品水，该产品水通过纳滤和反渗透的分盐、浓缩和稀释等作用，使得水质的感官指数和健康指数大幅提高，同时水体中锶离子等有益离子得以适当保留，一价硝酸根等离子可以控制在较低浓度。在较低浓度。在较低浓度。

【技术实现步骤摘要】
一种混合纳滤反渗透净化地下水系统及处理工艺


[0001]本专利技术涉及脱盐系统提高地下水脱盐系统健康饮水领域，具体涉及一种混合纳滤反渗透净化地下水系统及处理工艺。

技术介绍

[0002]煤矿矿井水清污分流是未来矿井水资源化利用的重要环节，未污染的疏干水大多数情况水质较好，部分地区水质中富含有锶离子、钙离子等，以内蒙某煤矿为例疏干水主要是为奥灰水，水体中矿化度为500
‑
600mg/L，钠离子70mg/L左右，钙离子60mg/L左右，硫酸根130mg/L左右，锶离子0.5mg/L左右，偏硅酸13mg/L，pH值7.8左右，但是水体含有一定的硝酸根，对身体健康不利，另外，研究表明，饮用水的口感及对健康的影响与水体离子浓度有关，可以量化，两种指数与不同离子的关系式如下：感官指数感官指数≥2.0表示美味水，健康指数(K)＝Ca
2+
‑
0.87
×
Na
+
，健康指数≥5.2表示健康水，不论是纳滤膜和反渗透膜，一般情况对二价离子大于一价离子的截留率，如何使得这些未污染的地下水开发成美味健康饮用水将会极大提高水资源利用率，目前缺乏相应的技术。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种可准确控制反纳滤/反渗透混合脱盐系统产水水质的系统，该系统可以极大提高产品水的感官指数和健康指数，保留水体中锶离子，去除有害的一价离子硝酸根和氟离子。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种用于健康饮水的混合纳滤反渗透净化地下水系统，设置依次连通的1级纳滤系统、2级纳滤系统和反渗透系统；
[0006]1级纳滤系统采用浓水回流方式运行，1级纳滤系统的产水进入2级纳滤系统，2级纳滤系统的产水进入反渗透系统，2级纳滤系统的浓水再与反渗透系统的产水进行混合。
[0007]可选的，1级纳滤系统采用的纳滤膜满足：产水回收率为50％～100％。
[0008]可选的，1级纳滤系统的产水感官指数公式如下：
[0009][0010][0011][0012]其中C1为与感官指数正相关的离子浓度，包括Ca
2+
、K
+
和SiO2，R1为这些正相关离子在产水回收率≤1％时的透过率，其中C2为与感官指数负相关的离子浓度，包括Mg
2+
和R2为这些负相关离子在产水回收率≤1％时的透过率，Y1为1级纳滤系统的产水回收率；C10为负相关离子原水浓度，C1
’
为正相关离子在产水回收率≤1％时的产水浓度，其中C20为正
相关离子原水浓度，C2
’
为负相关离子在产水回收率≤1％时的产水浓度。
[0013]可选的，所述的1级纳滤系统的回流量为进水量的0％～100％。
[0014]可选的，2级纳滤系统采用的纳滤膜满足：2级纳滤系统的产水回收率为20％～80％，2级纳滤系统的浓水再与反渗透系统的产水进行混合的水健康指数≥5.2。
[0015]可选的，2级纳滤系统的浓水与反渗透系统的产水混合后的水健康指数计算公式如下：
[0016][0017][0018][0019]2级纳滤系统的浓水与反渗透系统的产水混合后的水感官指数计算公式如下：
[0020][0021]其中C
Ca
为2级纳滤系统的进水钙离子浓度，C
Na
为2级纳滤系统的进水钠离子浓度，R
Ca
为钙离子在2级纳滤进水水质条件下以及产水回收率≤1％时的钙离子透过率，R
Na
为钠离子在2级纳滤进水水质条件下以及产水回收率＜1％时的钠离子透过率，Y2为2级纳滤系统的产水回收率；为进水钙离子浓度，C
’
Ca
为钙离子在产水回收率≤1％时的产水浓度，为进水钠离子浓度，C
’
Na
为钠离子在产水回收率＜1％时的产水浓度；C3为与感官指数正相关的离子浓度，包括Ca
2+
、K
+
和SiO2，R
C3
为这些正相关离子在产水回收率≤1％时的透过率，C4为与感官指数负相关的离子浓度，包括Mg
2+
和R
C4
为这些负相关离子在产水回收率≤1％时的透过率。
[0022]可选的，产水回收率为40％～50％，1级纳滤系统和2级纳滤系统的结构采用单段6芯、7芯或8芯膜壳设计。
[0023]可选的，产水回收率50％～90％，1级纳滤系统和2级纳滤系统的结构分别采用两段长度比为2∶1或3∶1排列，每段采用6芯、7芯或8芯膜壳设计。
[0024]可选的，如果地下水需要去除硝酸根离子和氟化物，保留锶离子，2级纳滤系统包括串联的一阶纳滤系统和二阶纳滤系统，一阶纳滤系统的产水作为二阶纳滤系统的进水，二阶纳滤系统的产水进入反渗透系统，一阶纳滤系统和二阶纳滤系统的浓水和反渗透系统的产水进行混合。
[0025]一种用于健康饮水的混合纳滤反渗透净化地下水处理工艺，设置依次连通的1级纳滤系统、2级纳滤系统和反渗透系统；
[0026]1级纳滤系统采用浓水回流方式运行，1级纳滤系统的产水进入2级纳滤系统，2级纳滤系统的产水进入反渗透系统，2级纳滤系统的浓水再与反渗透系统的产水进行混合；
[0027]1级纳滤系统的产水感官指数公式如下：
[0028][0029][0030][0031]其中C1为与感官指数正相关的离子浓度，包括Ca
2+
、K
+
和SiO2，R1为这些正相关离子在产水回收率≤1％时的透过率，其中C2为与感官指数负相关的离子浓度，包括Mg
2+
和R2为这些负相关离子在产水回收率≤1％时的透过率，Y1为1级纳滤系统的产水回收率；C10为负相关离子原水浓度，C1
’
为正相关离子在产水回收率≤1％时的产水浓度，其中C20为正相关离子原水浓度，C2
’
为负相关离子在产水回收率≤1％时的产水浓度；
[0032]2级纳滤系统的浓水与反渗透系统的产水混合后的水健康指数计算公式如下：
[0033][0034][0035][0036]2级纳滤系统的浓水与反渗透系统的产水混合后的水感官指数计算公式如下：
[0037][0038]其中C
Ca
为2级纳滤系统的进水钙离子浓度，C
Na
为2级纳滤系统的进水钠离子浓度，R
Ca
为钙离子在2级纳滤进水水质条件下以及产水回收率≤1％时的钙离子透过率，R
Na
为钠离子在2级纳滤进水水质条件下以及产水回收率＜1％时的钠离子透过率，Y2为2级纳滤系统的产水回收率；为进水钙离子浓度，C
’
Ca
为钙离子在产水回收率≤1％时的产水浓度，为进水钠离子浓度，C
’
Na
为钠离子在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于健康饮水的混合纳滤反渗透净化地下水系统，其特征在于，设置依次连通的1级纳滤系统、2级纳滤系统和反渗透系统；1级纳滤系统采用浓水回流方式运行，1级纳滤系统的产水进入2级纳滤系统，2级纳滤系统的产水进入反渗透系统，2级纳滤系统的浓水再与反渗透系统的产水进行混合。2.根据权利要求1所述的用于健康饮水的混合纳滤反渗透净化地下水系统，其特征在于，1级纳滤系统采用的纳滤膜满足：产水回收率为50％～100％。3.根据权利要求1或2所述的用于健康饮水的混合纳滤反渗透净化地下水系统，其特征在于，1级纳滤系统的产水感官指数公式如下：在于，1级纳滤系统的产水感官指数公式如下：在于，1级纳滤系统的产水感官指数公式如下：其中C1为与感官指数正相关的离子浓度，包括Ca
2+
、K
+
和SiO2，R1为这些正相关离子在产水回收率≤1％时的透过率，其中C2为与感官指数负相关的离子浓度，包括Mg
2+
和R2为这些负相关离子在产水回收率≤1％时的透过率，Y1为1级纳滤系统的产水回收率；C10为负相关离子原水浓度，C1
’
为正相关离子在产水回收率≤1％时的产水浓度，其中C20为正相关离子原水浓度，C2
’
为负相关离子在产水回收率≤1％时的产水浓度。4.根据权利要求1所述的用于健康饮水的混合纳滤反渗透净化地下水系统，其特征在于，所述的1级纳滤系统的回流量为进水量的0％～100％。5.根据权利要求1所述的用于健康饮水的混合纳滤反渗透净化地下水系统，其特征在于，2级纳滤系统采用的纳滤膜满足：2级纳滤系统的产水回收率为20％～80％，2级纳滤系统的浓水再与反渗透系统的产水进行混合的水健康指数≥5.2。6.根据权利要求1所述的用于健康饮水的混合纳滤反渗透净化地下水系统，其特征在于，2级纳滤系统的浓水与反渗透系统的产水混合后的水健康指数计算公式如下：于，2级纳滤系统的浓水与反渗透系统的产水混合后的水健康指数计算公式如下：于，2级纳滤系统的浓水与反渗透系统的产水混合后的水健康指数计算公式如下：2级纳滤系统的浓水与反渗透系统的产水混合后的水感官指数计算公式如下：其中C
Ca
为2级纳滤系统的进水钙离子浓度，C
Na
为2级纳滤系统的进水钠离子浓度，R
Ca
为钙离子在2级纳滤进水水质条件下以及产水回收率≤1％时的钙离子透过率，R
Na
为钠离子在2级纳滤进水水质条件下以及产水回收率＜1％时的钠离子透过率，Y2为2级纳滤系统的产水回收率；为进水钙离子浓度，C
’
Ca
为钙离子在产水回收率≤1％时的产水浓度，为进水钠离子浓度，C
’
Na
为钠离子在产水回收率＜1％时的产水浓度；C3为与感官指数正相关的
离子浓度，包括Ca
2+
、K
+
和SiO2，R
C3
为这些正相关离子在产水回收率≤1％时的透过率，C4为与感官指数负相关的离子浓度，包括Mg
2+
和R
C4
为这些负相关离子在产水回收率≤1％时的透过率。7.根据权利要求1所述的用于健康饮水的混合纳滤反渗透净化...

【专利技术属性】
技术研发人员：张全，胡骁，杨建，葛光荣，乔伟，王强民，张溪彧，李炳宏，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：