[發明專利]一種全膜法海水淡化處理系統及方法

有效

• 申請號: 202010973061.1
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112079466B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 李越彪;姜華;李國亮;張卓
• 申請（專利權）人: 煙臺金正環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;C02F103/08
• 代理公司: 山東重諾律師事務所 37228
• 代理人: 冷奎亨

本發明屬于污水處理領域，尤其涉及一種全膜法海水淡化處理方系統，包括工序依次銜接的一級平板式荷負電納濾單元、二級荷正電卷式納濾單元、高壓卷式反滲透膜單元，本發明同時公開了利用該系統處理海水的方法。本發明創造性地將平板式納濾與反滲透耦合應用于海水淡化處理過程，由于CDNF特殊的膜元件結構形式，其耐污堵性能優于常規納濾，可以省去預處理過程，同時創造性地使用了荷負電平板納濾膜、荷正電卷式納濾膜、高壓卷式反滲透膜耦合工藝，可以對海水中的鹽資源進行有效的分離，極大降低了后續鹽綜合利用難度和處理成本。

技術領域

本發明屬于水處理領域，尤其涉及一種全膜法海水淡化處理系統及方法。

背景技術

海水淡化是解決沿海水資源短缺的有效方法。目前，從大的分類看，海水淡化所用方法為蒸餾法和膜法。反滲透膜法具有投資低、占地面積小、能耗低等優勢逐漸取代蒸餾法成為目前主流的海水淡化技術。但反滲透膜法處理海水過程中，由于反滲透膜面結垢問題導致海水淡化回收率低，需要在原水中加入大量的阻垢劑，整體運行成本仍偏高，且濃水成分復雜，不利于后續濃鹽水的綜合利用。相比于反滲透，納濾所需的驅動壓力低，而且納濾膜對二價或高價離子具有很好的截留效果，因此，可將納濾與反滲透耦合應用于海水淡化。

CN 104817134 A公布了一種采用超濾-納濾-反滲透的全膜法海水淡化的集成系統以及集成工藝，該系統包括依次連接的超濾系統、三段式納濾系統以及反滲透系統。三段式納濾系統，其中第一段納濾膜組件和第二段納濾膜組件作為反滲透的預處理，第三段納濾膜組件對前兩段納濾的濃水進一步處理，以提高海水回收率并降低第一段納濾膜組件和第二段納濾膜組件的納濾膜面的結垢趨勢，進而降低海水淡化成本，同時降低第三段納濾膜組件處理高鹽度濃水時存在的結垢趨勢。該專利目的在于利用納濾提高海水軟化回收率并降低膜面結垢趨勢。然而，該系統需要增加超濾系統對海水進行處理，超濾系統處理時還需要任選地加酸和（或）加阻垢劑防垢。納濾系統需要采用三段式，一、二段為反滲透預處理，三段對前兩段納濾濃水進一步處理，簡單地通過增加納濾系統的段數來提高海水軟化回收率，并通過循環濃水中加入晶種以降低膜面結垢趨勢。整個系統冗長，未從海水資源綜合利用的角度對海水中無機鹽進行有效的選擇性分離。

CN 111423018 A公布了一種膜法海水高效淡化方法，該方法目的是提高淡水的產水率，實現海水高效膜法淡化。該方法通過選擇合適的海水預處理工藝，同時將納濾技術與反滲透技術相結合，降低反滲透膜法海水淡化過程中的結垢風險。其預處理工藝包含預沉淀、殺菌--凈化劑加藥裝置--反應池--混凝沉淀/氣浮裝置--微濾/超濾裝置--PH值調節裝置--海水脫氣，海水經復雜、冗長的預處理工藝處理以后才能進入納濾裝置進行過濾。

在已有的針對海水淡化處理的工藝中，尤其涉及納濾與反滲透耦合的專利中，在海水進入納濾裝置之前，均需要超濾或復雜的預處理工藝來減少處理過程中的污堵、結垢現象，從而保證整個系統的穩定運行。整個處理過程工藝鏈冗長，往往需要添加阻垢劑防止結垢，且未對海水中各種鹽進行選擇性截留、分離，未從提高海水中鹽資源利用效率的角度實現海水資源的綜合利用。

發明內容

針對上述技術缺陷，本發明公開一種全膜法海水淡化處理系統,包括工序依次銜接的一級平板式荷負電納濾單元、二級荷正電卷式納濾單元、高壓卷式反滲透膜單元，其中：

所述一級平板式荷負電納濾單元的膜元件結構采用碟管式或旋流碟管式，過濾膜采用荷負電的納濾膜；

所述二級荷正電卷式納濾單元膜元件結構形式為常規卷式膜元件，過濾膜采用荷正電的納濾膜；

所述高壓卷式膜單元采用的膜元件結構形式為常規卷式，采用的過濾膜為反滲透膜。

進一步地，本發明全膜法海水淡化處理系統,海水進入一級平板式荷負電納濾單元之前，設置保安過濾器進行海水預處理，用以去除泥沙、雜質。

本發明同時公開：一種利用所述全膜法海水淡化處理系統處理海水的方法,包括如下步驟：