[發明專利]一種平板式正滲透濃縮裝置

在審

• 申請號: 202011389167.3
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112456606A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 俞海英;金水玉;胡鑒耿;付曉靖;金可勇
• 申請（專利權）人: 杭州水處理技術研究開發中心有限公司
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;B01D69/12;B01D61/00
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳小良

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種平板式正滲透濃縮裝置。本發明是通過在裝置的最外面采用一對夾緊鋼板夾緊，緊貼著夾緊鋼板的是一對配水板，在配水板往里至少放置一組膜組，一組膜組是由一張正滲透膜和一張隔板組成；在一對配水板分布設置有原料進口、原料出口、汲取液進口和汲取液出口。本發明的優點是具有較高的滲透功效，具有較小的分子量以便能產生較高的滲透壓；它應具有無毒性，在產水中能夠安全存在；它與正滲透膜應該具有化學兼容性，即它不會與膜發生化學反應，且不會將膜降解；在制備飲用水的過程中，它應該能方便且經濟的與滲透水進行分離并且能夠重復使用。

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種平板式正滲透濃縮裝置。

背景技術

正滲透(Forwardosmosis，FO)是一種不需外加壓力做驅動力，而僅依靠滲透壓驅動的膜分離過程。正滲透膜分離技術相對于外加壓力驅動的膜分離技術最顯著的特點就是不需要外加壓力或者在很低的外加壓力下運行，而且膜污染情況相對較輕，能夠持續長時間的運行而不需要清洗。正滲透膜分離技術目前在國際上諸如美國、新加坡、歐洲等國家和地區已得到大量研究和應用。本文綜述了正滲透膜分離技術的基本原理、影響因素以及國際上的應用研究現狀，并展望了未來該領域的研究方向。

正滲透是指水從較高水化學勢(或較低滲透壓)一側區域通過選擇透過性膜流向較低水化學勢(或較高滲透壓)一側區域的過程。不同于反滲透過程，正滲透過程的驅動力是滲透壓，而非外加壓力。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(Feedsolution)，另一種為具有較高滲透壓的驅動液(Drawsolution)，正滲透正是應用了膜兩側溶液的滲透壓差作為驅動力，才使得水能自發地從原料液一側透過選擇透過性膜到達驅動液一側。從圖1還可看出，當對滲透壓高的一側溶液

施加一個小于滲透壓差(Δπ)的外加壓力(ΔP)時，水仍然會從原料液壓一側流向驅動液一側，這種過程叫做壓力阻尼滲透 (Pressure-retardedosmosis，PRO)。壓力阻尼滲透的動力仍然是滲透壓，因此它也是一種正滲透過程。相反，當外加壓力(ΔP)大于滲透壓壓差(Δπ)時，水會從滲透壓較高的驅動液一側流向滲透壓較低的原料液一側，這種過程則是我們通常所說的反滲透。

驅動液是正滲透過程順利進行的關鍵組成部分，驅動液應具有比原料液更高的滲透壓，以便能夠產生滲透壓差，為正滲透過程提供驅動力。用作驅動液的溶質叫做驅動溶質，最理想的驅動溶質應該具備以下條件：(1)它應該具有較高的滲透功效，即它在水中應該具有較高的溶解度，以及它應該具有較小的分子量以便能產生較高的滲透壓；(2)它應具有無毒性，在產水中能夠安全存在；(3)它與正滲透膜應該具有化學兼容性，即它不能與膜發生化學反應，且不能將膜降解；(4)在制備飲用水的過程中，它應該能方便且經濟的與滲透水進行分離并且能夠重復使用。縱觀對正滲透膜分離過程的研究歷史，如何選取合適的驅動液一直是研究的重要課題。

現有的正滲透裝置基本上都是采用卷式或中空纖維式，但這些方式都不能更換膜片，我們基于這些情況，提出可以更換膜片、可以錯流與逆流運行模式的平板式正滲透濃縮裝置。

發明內容

本發明的主要目的是開發一種平板式正滲透濃縮裝置。

本發明通過下述技術方案得以實現的：

一種平板式正滲透濃縮裝置，其特征在于裝置的最外面采用一對夾緊鋼板夾緊，緊貼著夾緊鋼板的是一對配水板，在配水板往里至少放置一組膜組，一組膜組是由一張正滲透膜和一張隔板組成；在一對配水板分布設置有原料進口、原料出口、汲取液進口和汲取液出口。在裝置中，可重復疊裝10-1200對隔板與正滲透膜，最后再加一張配水板與夾緊鋼板組裝成一臺正滲透組器；

作為優選，上述一種平板式正滲透濃縮裝置的原料進口、汲取液出口分別兩塊配水板的上部；原料出口、汲取液進口分別位于兩塊配水板的下部，可充分利用液體的自重、以節省能耗。