[發(fā)明專利]鹽水濃度

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680008423.5
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN107206320B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彼得·喬治·尼科爾;布萊恩·詹姆斯·摩爾
• 申請（專利權(quán)）人: 薩里水溶劑科技有限公司
• 主分類號: B01D61/02
• 分類號: B01D61/02;B01D61/58;C02F1/44
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 李慧慧;鄭霞

一種用于從進料溶液分離溶劑的工藝，所述工藝包括：使包含溶解于溶劑中的溶質(zhì)的進料溶液與納濾膜的一側(cè)接觸，向進料溶液施加液壓，使得溶劑和來自進料溶液的一些溶解的鹽流過納濾膜，以提供在納濾膜的滲透物側(cè)上的滲透物溶液和在納濾膜的滲余物側(cè)上的濃縮溶液；使來自納濾膜的滲透物溶液與反滲透膜的一側(cè)接觸，并且向滲透物溶液施加液壓，使得來自滲透物溶液的溶劑流過反滲透膜，以使?jié)饪s溶液留在反滲透膜的滲余物側(cè)，使用來自反滲透膜的滲余物側(cè)的濃縮溶液作為至納濾膜的進料溶液的至少一部分；從納濾膜的滲余物側(cè)收回濃縮溶液的至少一部分。

背景

本發(fā)明涉及一種用于從進料溶液分離溶劑例如水的工藝。具體但非排他地，本發(fā)明涉及一種用于凈化水的工藝。

水的凈化和濃縮的各種方法是已知的。這種方法的一個例子是反滲透。在反滲透中，通過施加超過高溶質(zhì)濃度溶液的滲透壓的壓力，迫使水從高溶質(zhì)濃度的區(qū)域通過半透膜到低溶質(zhì)濃度的區(qū)域。例如，通常使用反滲透從海水獲得飲用水。反滲透也用于將水從例如工業(yè)廢物流分離。通過使用反滲透來處理工業(yè)廢物流，能夠從工業(yè)廢物產(chǎn)生相對干凈的水，同時減少需要處置或進一步處理的不合意的廢物的體積。

反滲透需要在膜的高溶質(zhì)濃度側(cè)施加相對高的壓力。例如，為了通過常規(guī)的反滲透技術(shù)對海水脫鹽，通常使用高達82barg的壓力來提高產(chǎn)物水的回收率。這對依賴常規(guī)反滲透的脫鹽方法造成相當大的能源負擔。此外，具有比海水高的溶質(zhì)濃度的流可能需要施加甚至更高的液壓。許多可商購的反滲透膜不適合承受大于82barg的液壓。因此，這可能對可以使用可商購的反滲透膜處理的進料溶液的濃度造成限制，這實際上使?jié)饪s的進料流的最大濃度受限于相當于反滲透膜和壓力容器的最大液壓等級的滲透壓。

描述

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于從進料溶液分離溶劑的工藝，所述工藝包括：

使包含溶解于溶劑中的溶質(zhì)的進料溶液與納濾膜的一側(cè)接觸，

向所述進料溶液施加液壓，使得溶劑和來自所述進料溶液的一些溶解的溶質(zhì)流過所述納濾膜，以提供在所述納濾膜的滲透物側(cè)上的滲透物溶液，和在所述納濾膜的滲余物側(cè)上的濃縮溶液；

使來自所述納濾膜的所述滲透物溶液與反滲透膜的一側(cè)接觸，并且向所述滲透物溶液施加液壓，使得來自所述滲透物溶液的溶劑流過所述反滲透膜，以使?jié)饪s溶液留在所述反滲透膜的所述滲余物側(cè)，

使用來自所述反滲透膜的所述滲余物側(cè)的所述濃縮溶液作為至所述納濾膜的所述進料溶液的至少一部分；和

從所述納濾膜的所述滲余物側(cè)收回所述濃縮溶液的至少一部分。

來自納濾膜的滲余物側(cè)的濃縮溶液的收回部分可以直接或間接地處置。在一種實施例中，收回部分可以在處置之前與另外的溶液組合。在一種實施方案中，收回部分可以在處置之前進一步濃縮。可選擇地，收回部分可以與正滲透膜的一側(cè)接觸，以通過正向滲透從正滲透膜的相對側(cè)上的源水汲取水。其中正向滲透定義為任何滲透驅(qū)動的膜工藝，例如壓力增強滲透、壓力輔助滲透、滲透和壓力延遲滲透。

在本發(fā)明中，將包含溶解于溶劑中的鹽的進料溶液與納濾膜的一側(cè)接觸。進料溶液可以是含鹽的地下水或地表水、鹽水、海水或廢物流。選擇納濾膜是因為它是具有相對高的溶質(zhì)滲透率的相對“疏松”的膜。因此，與溶劑一樣，來自進料溶液的相當大量的溶質(zhì)(例如鹽)穿過納濾膜以提供具有相對高的溶質(zhì)濃度的滲透物。因為滲透物具有相對高的溶質(zhì)濃度，為保持穿過納濾膜的期望的通量水平所需的液壓，與例如利用例如具有較低溶質(zhì)滲透率的常規(guī)反滲透膜所需的液壓相比，是相對低的。

在某些實施方案中，進料溶液是廢物流。進料溶液可以含有多價陽離子和/或多價陰離子。多價陽離子的實例包括二價陽離子和三價陽離子。二價陽離子的實例包括堿土金屬陽離子，例如鈣、鎂、鍶和鋇。三價陽離子的實例包括鋁。二價陰離子的實例包括硫酸根陰離子和碳酸根陰離子。