申请日2013.12.24
公开(公告)日2015.06.24
IPC分类号C02F1/44; C02F9/02
摘要
本发明涉及一种反渗透水处理系统，包括反渗透处理装置和过滤装置，过滤装置的进水端与反渗透处理装置的浓水出水端相连，过滤装置的产水出水端与反渗透处理装置的进水端相连。本发明还涉及了采用所述水处理系统进行水处理的方法。本发明提供的反渗透水处理系统和水处理方法能使过滤装置的处理负荷明显降低、能耗消耗减少、成本大幅下降，水处理系统运行更加稳定。
权利要求书
1.一种反渗透水处理系统，包括反渗透处理装置，所述反渗透处理装置 包括进水端、浓水出水端和产水出水端，其中，所述反渗透水处理系统还包 括过滤装置，所述过滤装置包括进水端、浓水出水端和产水出水端，所述过 滤装置的进水端与所述反渗透处理装置的浓水出水端相连，所述过滤装置的 产水出水端与所述反渗透处理装置的进水端相连。
2.根据权利要求1的水处理系统，其中，所述过滤装置选自纳滤装置或 电吸附除盐装置。
3.根据权利要求1或2的水处理系统，其中，所述水处理系统还包括预 处理系统，所述预处理系统的出水端与所述反渗透装置的进水端相连;所述 预处理系统包括依次串联的石灰澄清池、滤池、离子交换装置以及除碳装置。
4.根据权利要求3的水处理系统，其中，所述离子交换装置包括一级钠 离子交换装置以及连接在其下游的二级钠离子交换装置。
5.根据权利要求3的水处理系统，其中，所述石灰澄清池包括一个或多 个加药装置。
6.根据权利要求3的水处理系统，其中，所述预处理系统还包括一个或 多个加药装置。
7.一种反渗透水处理方法，其采用权利要求1-6任一项所述的水处理系 统进行水处理。
8.根据权利要求7的水处理方法，其中，所述水处理方法包括以下步骤：
S1：使待处理水进入反渗透处理装置进行反渗透处理，产水外排;
S2：经步骤S1所述反渗透处理后的浓水进入过滤装置进行过滤处理;
S3：经步骤S2所述过滤处理后的产水返回至所述反渗透处理装置继续 进行反渗透处理，浓水外排。
9.根据权利要求8的水处理方法，其中，所述水处理方法在所述S1步 骤之前还包括S0步骤，所述S0步骤为：将待处理水经预处理系统进行处理。
10.根据权利要求9的水处理方法，其中，经所述预处理系统处理后， 水的pH值为6～8.5。
说明书
一种反渗透水处理系统以及水处理方法
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体而言，涉及一种水处理系统及采用所述水 处理系统的水处理方法。
背景技术
目前，常用的水处理技术有超滤、微滤、纳滤和反渗透等。其中，反渗 透(RO)脱盐工艺通过压力驱动使水通过半透膜，而将水中的离子截留于膜 的另一侧，从而实现水和水中溶解性盐的分离。反渗透脱盐的整个过程无相 变，在常温下进行无需热源，且无需添加再生药剂，脱盐率可达97%以上， 过滤精度极高，安全性最好，因而应用日益广泛。
然而，反渗透脱盐技术的常规水回收率不超过75%，存在水利用率低的 问题。为此，近年来以阿奎特公司为首研发出了一种高回收率RO系统 (HERO)，该系统的主要处理流程包括：石灰软化、离子交换软化和CO2气体去除等预处理工艺，以去除水中的钙、镁及碱度等;将经预处理产生的 出水的pH值调至碱性范围，随后送入高回收率RO装置，进行反渗透处理。 该处理过程在碱性条件下进行，避免了有机物污染、硅污染对反渗透膜系统 运行的危害，因而取得了高回收率。但该HERO系统仍存在以下主要问题： 1)在碱性例如pH8.5～11条件下运行，使得反渗透膜长期处于碱性化学清洗 工况，因而使用寿命将明显缩短，系统经济性降低;2)常规的芳香聚酰胺反 渗透膜一般在反渗透进水的pH值在中性范围时达到最高脱盐率，在进水pH 偏低或偏高的情况下，脱盐率将下降而影响反渗透膜的出水水质，特别是对 于碱性条件下运行的HERO系统反渗透膜，系统回收率越高，脱盐率下降越 明显;3)在应用于污水回用时，反渗透膜的进水中含有少量氨氮，即NH4+和NH3的水平衡体系，在此情况下调节进水至碱性，在反渗透膜的浓水侧会 因氨氮的影响使得反渗透的出水pH值高于进水pH值，而浓水pH值低于进 水pH值，且RO的回收率越高，该趋势愈明显，由此使得该系统所要求的 碱性运行条件无法保证;4)该系统采用卷式反渗透膜，受制于当前反渗透膜 的制造工艺，目前膜能承受的最大进水压力为69～83bar，与此相应反渗透膜 浓水侧的盐分达到50000～70000ppm，若需进一步浓缩盐分，例如在工业废 水进水盐分较高的情况下，HERO系统浓水侧的盐分将达到100000ppm或以 上，渗透压过高，系统无法承受。
综上所述，目前的高回收RO反渗透水处理系统仍存在需碱性条件运行、 受到COD(化学需氧量，衡量水中有机物含量的指标，说明水体受有机物污 染的情况)、盐分限制的问题。
纳滤(NF)工艺也是常用的水处理技术之一，目前的常用水处理工艺之 一便是将RO工艺与NF工艺结合使用，一般来说，是将纳滤处理置于反渗 透处理之前，利用纳滤分离膜的抗有机物污染特性和盐分选择截留特性，实 现在反渗透处理之前去除有机物并部分降低反渗透的渗透压。这种处理工艺 的缺点在于：纳滤和反渗透均需要增压，能耗较高;纳滤处理前置，需要处 理100%的进水负荷，所需设置的纳滤膜数量众多，投资较大;反渗透浓水 回流量越大，纳滤膜的处理负荷越大，可能大于100%的进水负荷，如果将 RO工艺和NF工艺的浓水都排放，仅回收RO工艺产水，纳滤膜的进水负荷 可降低，但系统的总回收率也明显下降。
基于上述原因，目前仍迫切需要改进现有的反渗透水处理系统及水处理 方法，寻找更加有效、安全、经济地水处理技术。
发明内容
为改进现有反渗透水处理系统及水处理方法存在的缺陷，本发明的一个 目的是提供一种反渗透水处理系统。
本发明的另一目的是提供一种反渗透水处理方法。
本发明提供的反渗透水处理系统，包括反渗透处理装置，所述反渗透处 理装置包括进水端、浓水出水端和产水出水端，其中，所述反渗透水处理系 统还包括过滤装置，所述过滤装置包括进水端、浓水出水端和产水出水端， 所述过滤装置的进水端与所述反渗透处理装置的浓水出水端相连，所述过滤 装置的产水出水端与所述反渗透处理装置的进水端相连。
上述水处理系统中，所述过滤装置选自纳滤装置或电吸附除盐装置。
上述水处理系统中，还包括预处理系统，所述预处理系统的出水端与所 述反渗透装置的进水端相连;所述预处理系统包括依次串联的石灰澄清池、 滤池、离子交换装置以及除碳装置。
优选地，所述离子交换装置包括一级钠离子交换装置以及连接在其下游 的二级钠离子交换装置;更优选地，所述钠离子交换装置为钠离子交换柱。 优选地，所述石灰澄清池包括一个或多个加药装置，所述加药装置用以添加 石灰、絮凝剂、助凝剂等水处理药剂。
优选地，所述预处理系统还包括一个或多个加药装置，所述加药装置用 以添加预处理所用的药剂，如阻垢剂、杀菌剂、还原剂、碱等水处理药剂。
本发明提供的反渗透水处理方法采用了以上技术方案任一项所述的水处 理系统进行处理。
优选地，本发明提供的水处理方法包括以下步骤：
S1：使待处理水进入反渗透处理装置进行反渗透处理，产水外排;
S2：经步骤S1所述反渗透处理后的浓水进入过滤装置进行过滤处理;
S3：经步骤S2所述过滤处理后的产水返回至所述反渗透处理装置继续 进行反渗透处理，浓水外排。
其中，所述水处理方法在所述S1步骤之前还包括S0步骤，所述S0步 骤为：将待处理水经预处理系统进行处理。
优选地，经所述预处理系统处理后，水的pH值为6～8.5。
本发明提供的反渗透水处理系统包括反渗透处理装置和过滤装置，与现 有的HERO相比，不要求在碱性条件下运行、突破了处理极限的限制，经过 过滤装置处理可进一步降低水中的COD、盐分、硅等含量。经过滤装置处理 的产水重新循环回到反渗透处理装置中继续进行处理，有效降低了水中有机 物、硅等对反渗透膜的影响并缓解了反渗透膜所承受的高渗透压压力，使反 渗透处理装置的进水品质更高、运行更稳定，产水效率也更高。此外，由于 过滤装置置于反渗透处理装置之后，利用反渗透处理后浓水的余压或少量加 压即可使浓水进入过滤装置，与现有的将过滤装置如纳滤装置等置于反渗透 处理装置之前的系统相比，过滤装置无需100%进水，处理负荷明显降低， 能耗消耗也明显减少，纳滤膜或电吸附除盐模块的数量明显减少，大幅度节 约了水处理成本。
本发明提供的反渗透水处理方法采用了上述水处理系统，整个水处理过 程中反渗透处理装置运行更加稳定，出水品质和效率也都得到了显著提高。 另外，由于过滤装置的部分脱盐特性，可实现分级脱盐，进一步降低了反渗 透处理装置渗透压，从而可使水处理系统处理高含盐的废水。采用本发明的 水处理方法后，反渗透处理的回收率为40～95%、过滤处理的回收率为 20～95%，总回收率可提高至80%以上，甚至可达到95%以上。与过滤装置 设置于反渗透处理装置之前的水处理系统相比，系统运行时能耗可降低至原 能耗的50～70%。
