公布日：2023.10.24
申请日：2023.08.28
分类号：C02F1/44(2023.01)I;B01D61/02(2006.01)I;B01D61/08(2006.01)I;B01D61/10(2006.01)I
摘要
本发明提供了一种高浓度废水的浓缩系统和浓缩方法，借助N段串联、M级并联的辅助反渗透装置进行辅助反渗透，能在施加较小压力的前提下，实现高盐度、高浓度废水的净化，再经过二级反渗透处理，最终产水TDS达到小于500mg/L，可以做为回用水回用。该高浓度废水的浓缩系统，具有设备简单，可操作性强等优点。本发明所提供的高浓度废水的浓缩方法，破反渗透浓缩极限，在70bar下理论可以达到氯化钠盐份的饱和度，相比于蒸发器浓缩，可以大大降低进蒸发器的量，从而降低整体系统的能耗。
权利要求书
1.一种高浓度废水的浓缩系统，其特征在于，包括N段串联、M级并联的辅助反渗透浓缩装置、第一反渗透装置和第二反渗透装置；其中，N≥2，M≥1，即同一级含有N段串联的所述辅助反渗透浓缩装置；每个所述辅助反渗透浓缩装置包括腔体，以及设置在所述腔体内的反渗透膜，所述反渗透膜将所述腔体分成高压侧和低压侧，所述高压侧具有第一进水口和第一浓水出水口，低压侧具有汲取液的进液口和出液口；第一级的第一段所述辅助反渗透浓缩装置的所述高压侧的第一进水口与待处理废水相连接；每级辅助反渗透浓缩装置中，废水经第一段辅助反渗透浓缩后，从所述高压侧的所述第一浓水出水口排出，再进入第二段所述辅助反渗透浓缩装置的所述高压侧的所述第一进水口进行第二段辅助反渗透浓缩，之后从所述高压侧的所述第一浓水出水口排出再进入第三段、第四段，直至第N段所述辅助反渗透浓缩装置；上一级的所有所述辅助反渗透浓缩装置的所述低压侧的所述出液口与下一级第一段的所述辅助反渗透浓缩装置的所述高压侧的所述第一进水口相连接；所述第一反渗透装置包括第二进水口，第二浓水出水口和第一产水出水口；所述第二反渗透装置包括第三进水口，第三浓水出水口和第二产水出水口；所述第一反渗透装置的所述第二进水口与每一级、每一段的所述辅助反渗透浓缩装置的所有所述低压侧的所述出液口相连接，所述第一反渗透装置的所述第一产水出水与所述第二反渗透装置的所述第三进水口相连接；所述第一反渗透装置的所述第二浓水出水口与第M级的所有所述辅助反渗透浓缩装置的所述低压侧相连接；所述第二反渗透装置的所述第三浓水出水口与所述第一反渗透装置的所述第二进水口相连接。
2.根据权利要求1所述的高浓度废水的浓缩系统，其特征在于，每一级所述辅助反渗透浓缩装置还包括增压装置。
3.根据权利要求1所述的高浓度废水的浓缩系统，其特征在于，所述第一反渗透装置与所述辅助反渗透浓缩装置之间设置有增压装置。
4.根据权利要求1所述的高浓度废水的浓缩系统，其特征在于，所述第一反渗透装置和/或所述第二反渗透装置内设置有不同截留率的串联的反渗透膜，所述反渗透膜的所述截留率从进水侧至浓水侧逐渐降低。
5.根据权利要求4所述的高浓度废水的浓缩系统，其特征在于，所述截留率为50％～90％。
6.一种高浓度废水的浓缩方法，其特征在于，所述高浓度废水的浓缩方法使用如权利要求1-5任一项所述的高浓度废水的浓缩系统对废水进行浓缩，包括以下步骤：(1)、辅助反渗透浓缩处理：待处理废水经过加压处理，加压至60～70bar，然后进入第一级、第一段的辅助反渗透浓缩装置的高压侧，然后再进入第二段的辅助反渗透浓缩装置，进行第二级辅助反渗透浓缩处理，直到辅助反渗透处理后的汲取液浓度小于60000mg/L；(2)、反渗透浓缩处理：经过M级辅助反渗透浓缩处理后的汲取液进行第一反渗透处理和第二反渗透处理后，得到的最终产水小于500mg/L。
7.根据权利要求6所述的高浓度废水的浓缩方法，其特征在于，所述待处理废水中氯化钠的浓度大于等于70000mg/L。
8.根据权利要求6所述的高浓度废水的浓缩方法，其特征在于，在步骤(1)中，每两级相邻的辅助反渗透浓缩处理后的浓水的浓度差为4％～7％。
9.根据权利要求6所述的高浓度废水的浓缩方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述第一反渗透处理的压力为65～70bar。
10.一种高浓度废水的处理方法，其特征在于，包括如权利要求6-9任一项所述的高浓度废水的浓缩方法。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种高浓度废水的浓缩系统，借助N段串联、M级并联的辅助反渗透装置进行辅助反渗透，能在施加较小压力的前提下，实现高盐度、高浓度废水的净化，再经过二级反渗透处理，最终产水TDS达到小于500mg/L，可以做为回用水回用。所述的高浓度废水的浓缩系统，具有设备简单，可操作性强等优点。
本发明的第二目的在于提供一种所述的高浓度废水的浓缩方法，该方法破反渗透浓缩极限，在70bar下理论可以达到氯化钠盐份的饱和度，相比于蒸发器浓缩，可以大大降低进蒸发器的量，从而降低整体系统的能耗。得到的最终产水TDS达到小于500mg/L，可以做为回用水回用。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明所提供一种高浓度废水的浓缩系统，N段串联、M级并联的辅助反渗透浓缩装置、第一反渗透装置和第二反渗透装置；
其中，N≥2，M≥1，即同一级含有N段串联的所述辅助反渗透浓缩装置；
每个所述辅助反渗透浓缩装置包括腔体，以及设置在所述腔体内的反渗透膜，所述反渗透膜将所述腔体分成高压侧和低压侧，所述高压侧具有第一进水口和第一浓水出水口，低压侧具有汲取液的进液口和出液口；
第一级的第一段所述辅助反渗透浓缩装置的所述高压侧的第一进水口与待处理废水相连接；
每级辅助反渗透浓缩装置中，废水经第一段辅助反渗透浓缩后，从所述高压侧的所述第一浓水出水口排出，再进入第二段所述辅助反渗透浓缩装置的所述高压侧的所述第一进水口进行第二段辅助反渗透浓缩，之后从所述高压侧的所述第一浓水出水口排出再进入第三段、第四段，直至第N段所述辅助反渗透浓缩装置；
上一级的所有所述辅助反渗透浓缩装置的所述低压侧的所述出液口与下一级第一段的所述辅助反渗透浓缩装置的所述高压侧的所述第一进水口相连接；
所述第一反渗透装置包括第二进水口，第二浓水出水口和第一产水出水口；
所述第二反渗透装置包括第三进水口，第三浓水出水口和第二产水出水口；
所述第一反渗透装置的所述第二进水口与每一级、每一段的所述辅助反渗透浓缩装置的所有所述低压侧的所述出液口相连接，所述第一反渗透装置的所述第一产水出水与所述第二反渗透装置的所述第三进水口相连接；
所述第一反渗透装置的所述第二浓水出水口与第M级的所有所述辅助反渗透浓缩装置的所述低压侧相连接；所述第二反渗透装置的所述第三浓水出水口与所述第一反渗透装置的所述第二进水口相连接。
优选地，每一级所述辅助反渗透浓缩装置还包括增压装置。
优选地，所述第一反渗透装置与所述辅助反渗透浓缩装置之间设置有增压装置。
优选地，所述第一反渗透装置和/或所述第二反渗透装置内设置有不同截留率的串联的反渗透膜，所述反渗透膜的所述截留率从进水侧至浓水侧逐渐降低。
优选地，所述截留率为50％～90％。
本发明所提供的一种高浓度废水的浓缩方法，使用如上所述的高浓度废水的浓缩系统对废水进行浓缩，包括以下步骤：
(1)、辅助反渗透浓缩处理：待处理废水经过加压处理，加压至60～70bar，然后进入第一级、第一段的辅助反渗透浓缩装置的高压侧，然后再进入第二段的辅助反渗透浓缩装置，最后一段处理后的汲取液再进入第二级辅助反渗透浓缩装置的高压侧，进行第二级辅助反渗透浓缩处理，直到辅助反渗透处理后的汲取液浓度小于60000mg/L；
(2)、反渗透浓缩处理：经过M级辅助反渗透浓缩处理后的汲取液进行第一反渗透处理和第二反渗透处理后，得到的最终产水小于500mg/L。
优选地，所述待处理废水中氯化钠的浓度大于等于70000mg/L。
优选地，在步骤(1)中，每两级相邻的辅助反渗透浓缩处理后的浓水的浓度差为4％～7％。
优选地，在步骤(2)中，所述第一反渗透处理的压力为65～70bar。
本发明所提供的一种高浓度废水的处理方法，包括所述的高浓度废水的浓缩方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所提供的高浓度废水的浓缩系统，借助N段串联、M级并联的辅助反渗透装置进行辅助反渗透，能在施加较小压力的前提下，实现高盐度、高浓度废水的净化，再经过二级反渗透处理，该浓缩系统具有设备简单，可操作性强等优点。
(2)本发明所提的高浓度废水的浓缩方法，该方法破反渗透浓缩极限，在70bar下理论可以达到氯化钠盐份的饱和度，相比于蒸发器浓缩，可以大大降低进蒸发器的量，从而降低整体系统的能耗。
(3)本发明所提的高浓度废水的浓缩系统和方法，最终产水TDS达到小于500mg/L，可以做为回用水回用。
（发明人：谭斌;李鑫;李滨;汪凯）
