[发明专利]一种反渗透水处理系统以及水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体而言，涉及一种水处理系统及采用所述水处理系统的水处理方法。

背景技术

目前，常用的水处理技术有超滤、微滤、纳滤和反渗透等。其中，反渗透（RO）脱盐工艺通过压力驱动使水通过半透膜，而将水中的离子截留于膜的另一侧，从而实现水和水中溶解性盐的分离。反渗透脱盐的整个过程无相变，在常温下进行无需热源，且无需添加再生药剂，脱盐率可达97%以上，过滤精度极高，安全性最好，因而应用日益广泛。

然而，反渗透脱盐技术的常规水回收率不超过75%，存在水利用率低的问题。为此，近年来以阿奎特公司为首研发出了一种高回收率RO系统（HERO），该系统的主要处理流程包括：石灰软化、离子交换软化和CO₂气体去除等预处理工艺，以去除水中的钙、镁及碱度等；将经预处理产生的出水的pH值调至碱性范围，随后送入高回收率RO装置，进行反渗透处理。该处理过程在碱性条件下进行，避免了有机物污染、硅污染对反渗透膜系统运行的危害，因而取得了高回收率。但该HERO系统仍存在以下主要问题：1)在碱性例如pH8.5～11条件下运行，使得反渗透膜长期处于碱性化学清洗工况，因而使用寿命将明显缩短，系统经济性降低；2)常规的芳香聚酰胺反渗透膜一般在反渗透进水的pH值在中性范围时达到最高脱盐率，在进水pH偏低或偏高的情况下，脱盐率将下降而影响反渗透膜的出水水质，特别是对于碱性条件下运行的HERO系统反渗透膜，系统回收率越高，脱盐率下降越明显；3)在应用于污水回用时，反渗透膜的进水中含有少量氨氮，即NH₄⁺和NH₃的水平衡体系，在此情况下调节进水至碱性，在反渗透膜的浓水侧会因氨氮的影响使得反渗透的出水pH值高于进水pH值，而浓水pH值低于进水pH值，且RO的回收率越高，该趋势愈明显，由此使得该系统所要求的碱性运行条件无法保证；4)该系统采用卷式反渗透膜，受制于当前反渗透膜的制造工艺，目前膜能承受的最大进水压力为69～83bar，与此相应反渗透膜浓水侧的盐分达到50000～70000ppm，若需进一步浓缩盐分，例如在工业废水进水盐分较高的情况下，HERO系统浓水侧的盐分将达到100000ppm或以上，渗透压过高，系统无法承受。

综上所述，目前的高回收RO反渗透水处理系统仍存在需碱性条件运行、受到COD（化学需氧量，衡量水中有机物含量的指标，说明水体受有机物污染的情况）、盐分限制的问题。

纳滤（NF）工艺也是常用的水处理技术之一，目前的常用水处理工艺之一便是将RO工艺与NF工艺结合使用，一般来说，是将纳滤处理置于反渗透处理之前，利用纳滤分离膜的抗有机物污染特性和盐分选择截留特性，实现在反渗透处理之前去除有机物并部分降低反渗透的渗透压。这种处理工艺的缺点在于：纳滤和反渗透均需要增压，能耗较高；纳滤处理前置，需要处理100%的进水负荷，所需设置的纳滤膜数量众多，投资较大；反渗透浓水回流量越大，纳滤膜的处理负荷越大，可能大于100%的进水负荷，如果将RO工艺和NF工艺的浓水都排放，仅回收RO工艺产水，纳滤膜的进水负荷可降低，但系统的总回收率也明显下降。

基于上述原因，目前仍迫切需要改进现有的反渗透水处理系统及水处理方法，寻找更加有效、安全、经济地水处理技术。

发明内容

为改进现有反渗透水处理系统及水处理方法存在的缺陷，本发明的一个目的是提供一种反渗透水处理系统。

本发明的另一目的是提供一种反渗透水处理方法。

本发明提供的反渗透水处理系统，包括反渗透处理装置，所述反渗透处理装置包括进水端、浓水出水端和产水出水端，其中，所述反渗透水处理系统还包括过滤装置，所述过滤装置包括进水端、浓水出水端和产水出水端，所述过滤装置的进水端与所述反渗透处理装置的浓水出水端相连，所述过滤装置的产水出水端与所述反渗透处理装置的进水端相连。

上述水处理系统中，所述过滤装置选自纳滤装置或电吸附除盐装置。

上述水处理系统中，还包括预处理系统，所述预处理系统的出水端与所述反渗透装置的进水端相连；所述预处理系统包括依次串联的石灰澄清池、滤池、离子交换装置以及除碳装置。

优选地，所述离子交换装置包括一级钠离子交换装置以及连接在其下游的二级钠离子交换装置；更优选地，所述钠离子交换装置为钠离子交换柱。优选地，所述石灰澄清池包括一个或多个加药装置，所述加药装置用以添加石灰、絮凝剂、助凝剂等水处理药剂。