[發(fā)明專利]一種正滲透反滲透（FO-RO）耦合的新型海水淡化工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010634390.3
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111792743A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 高書連;黎晟;魯杰;盧析;陳明;李達;吳紹興;陳琦;毛贊慶;王善濤;魯成秀;王婷婷;王凱林
• 申請（專利權）人: 青島涌利興水科技有限公司;青島市益水工程股份有限公司
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;C02F103/08
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 田黎絨

本發(fā)明公開了一種正滲透反滲透(FO?RO)耦合的新型海水淡化工藝，其工藝步驟如下：步驟一：通過水泵使FO系統的原料液(海水)以2700L/h從水流通道1進入FO3系統,同時，FO系統的汲取液(2Mol/L氯化鈉溶液)通過流道5進入FO1系統的汲取液側；步驟二：FO3濃縮后的海水從流道2進入FO2原料液側，FO1稀釋后的氯化鈉溶液從流道6進入FO2的汲取液側；步驟三：FO2進一步濃縮的海水從流道3進入FO1系統的原料液側，經FO2進一步稀釋的氯化鈉溶液進入FO3的汲取液側，最終經FO1濃縮的海水從流道4流出經FO3稀釋的氯化鈉溶液從流道8流出汲取液側，并進入緩沖池1，步驟四：RO系統通過高壓泵抽取把緩沖池1中的稀釋氯化鈉溶液，正滲透的膜污染可以通過物理方法進行有效控制。

技術領域

本發(fā)明涉及環(huán)境工程、海洋工程、界面化學等領域，具體是一種正滲透反滲透(FO-RO)耦合的新型海水淡化工藝。

背景技術

1.正滲透技術。

正滲透是一種自然現象，是指水從較高水化學勢(或較低滲透壓,即低鹽度)側區(qū)域通過選擇透過性膜流向較低水化學勢(或較高滲透壓，即高鹽度)—側區(qū)域的過程。在具有選擇透過性膜的兩側分別放置兩種具有不同滲透壓的溶液，一種為具有較低滲透壓的原料液(Feed solution)，另一種為具有較高滲透壓的驅動溶液(Draw solution)，正滲透則是應用膜兩側溶液的滲透壓差作為驅動力，使得水能自發(fā)地(無需外部壓力驅動)從原料液一側透過選擇透過性膜到達驅動液—側。

2.反滲透技術。

反滲透是一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側的料液施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑，即滲透液；高壓側得到濃縮的溶液，即濃縮液。若用反滲透處理海水，在膜的低壓側得到淡水，在高壓側得到鹵水。

反滲透時，溶劑的滲透速率即液流能量N為：N＝Kh(Δp-Δπ)

式中Kh為水力滲透系數，它隨溫度升高稍有增大；Δp為膜兩側的靜壓差；Δπ為膜兩側溶液的滲透壓差。

稀溶液的滲透壓π為：π＝iCRT

式中i為溶質分子電離生成的離子數；C為溶質的摩爾濃度；R為摩爾氣體常數；T為絕對溫度。

反滲透通常使用非對稱膜和復合膜。反滲透所用的設備，主要是中空纖維式或卷式的膜分離設備。

反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質，從而取得凈制的水。

現有海水淡化技術：

現時常用的海水淡化工藝為：MED,MSF,RO。

1.多效蒸發(fā)(MED)

在蒸發(fā)生產中，二次蒸氣的產量較大，且含大量的潛熱，故應將其回收加以利用，若將二次蒸氣通入另一蒸發(fā)器的加熱室，只要后者的操作壓強和溶液沸點低于原蒸發(fā)器中的操作壓強和沸點，則通入的二次蒸氣仍能起到加熱作用，這種操作方式即為多效蒸發(fā)。

多效蒸發(fā)中的每一個蒸發(fā)器稱為一效。凡通入加熱蒸汽的蒸發(fā)器稱為第一效，用第一效的二次蒸氣作為加熱劑的蒸發(fā)器稱為第二效，依此類推。采用多效蒸發(fā)器的目的是為了節(jié)省加熱蒸氣的消耗量。理論上，1kg加熱蒸氣大約可蒸發(fā)1kg水。