[發明專利]使用壓力驅動膜實現高回收率脫鹽

有效

• 申請號: 201380029095.3
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN104736226B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: J.吉爾羅恩;D.佩萊德;Y.戈德凱恩;S.布萊希
• 申請（專利權）人: 本古里安大學內格夫研究及發展中心;麥考羅特自來水有限公司
• 主分類號: B01D61/00
• 分類號: B01D61/00;B01D63/00;B01D65/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 吳俊

一種用于在穿過并聯于錐形流路系統中的多組膜壓力容器區段的水溶液流之間切換的系統和方法，其中，該系統包括系統入口供給管線、系統出口流路管線、配置為向系統提供高壓供入液流的高壓增壓泵；并聯布置的膜壓力容器區段、以及分別與該區段并聯的第一和第二旁通管線。

背景技術

在錯流壓力驅動膜脫鹽系統中，供入液流通常供入壓力容器的高壓進液口中，該壓力容器在與膜元件中的膜并聯的流路上引導加壓鹽溶液，并且一部分水通過連接自該壓力容器的低壓連接穿過膜并流出。含有已提高濃度的存留溶解物的剩余鹽溶液可從連接自壓力容器的第二高壓連接流出，該第二高壓連接以濃縮液口表示(參見圖1)。

圖1A和1B涉及現有技術(EP1691915)中用于壓力驅動膜脫鹽的錯流壓力容器，示出了在順流(1A)和逆流(1B)過程中的流路布置，其中，在不斷消除穿過膜的低壓產品流(Q3)的同時，高壓液流Q1和液流Q4的連接在左側(L)和右側(R)之間切換。

研究表明(I&EC v46,EP1691915)，在這種壓力驅動錯流脫鹽系統中，通過切換與壓力容器的高壓口連接的供液和濃縮液連接，可逆轉待脫鹽的液流，在誘導時間結束前執行此操作可防止礦物質結垢。這樣，可以不使用或幾乎不使用防密封劑來防止膜元件中發生沉淀。而且，一個慣常做法是，在高回收率壓力驅動膜脫鹽過程中，一個或多個脫鹽膜元件按多級方式布置在壓力容器中，從而在上游級中有更多的壓力容器，并且這些壓力容器把其濃縮液流引至下游級中的較少數目的壓力容器的供液口。這稱為壓力容器的錐形流路布置形式。這種做法可保證下游壓力容器中的最低錯流速率，而這有助于防止被膠體、有機物和生物物質淤塞，并能降低膜表面的鹽濃度。根據業界研究成果的揭示(歐洲專利公告EP1893325，其完整揭示內容通過引用結合于此)，通過使用一種特別的閥門布置形式，在切換待換位的壓力容器區段上的濃縮液和進液連接的同時，可以把下游級壓力容器區段從下游級移至上游級，并與移至下游級的由相似壓力容器數目構成的上游級壓力容器區段交換。通過這樣的方式，承受最高濃度濃縮液的下游級的膜元件末端現在與最低濃度的供入溶液和最低濃度的微溶鹽類接觸。這會使I&EC v46和EP1691915(這些文獻的完整揭示內容通過引用結合于此)中所述的誘導時間變為零。

在I&EC v46的逆流布置形式中以及在與壓力容器的換位相關的專利申請EP1893325的錐形流路布置形式中，壓力容器中的所有膜元件都定期接觸不飽和溶液。另一方面，處于第二級壓力容器的開關閥(例如圖2所示的V_Bf、V_Af和V_Cb，當這些閥門處于第二級壓力容器的下游時)的下游的管道始終承受過飽和溶液，這些過飽和溶液可能沒有或幾乎沒有防密封劑。因此，雖然能防止壓力容器中的膜發生結垢，但是可能無法防止這些開關閥的下游管道中發生結垢。當壓力維持裝置P/FV是可能導致釋放壓力的下游區產生氣穴的減壓閥時，尤其可能發生這種結垢，如圖2的液流14所示。一個慣常做法是把流量傳感器、傳導率傳感器和其它成分傳感器布置在壓力維持裝置下游的濃縮液管線上，而這些傳感器若發生結垢則可能導致其發生故障或誤報。這又可能干擾工廠的適當控制策略。本發明的一個目的是提供一種解決此問題的實用方案，此方案不會浪費滲透液，并且不會中斷采用壓力容器逆流或換位布置形式的脫鹽系統的平穩運轉。