[发明专利]正渗透和反渗透技术相结合的海水淡化处理方法及装置

权利要求书

1.一种正渗透和反渗透技术相结合的海水淡化处理方法，该方法包括：

设置一处理容器，该处理容器的容置空间内设置有正渗透膜组件和反渗透膜组件，其中，所述反渗透膜组件设置于正渗透膜组件之上，正渗透膜组件与反渗透膜组件之间形成用于容置工质溶液的空间；

将待处理海水通入处理容器内正渗透膜组件的原料液侧，作为正渗透膜的原料液，利用所述工质溶液作为正渗透膜的汲取液；

其中，控制所述工质溶液在正渗透膜的透过侧具有高于正渗透膜原料液侧的待处理海水的渗透压，在反渗透膜的原料液侧具有高于反渗透膜透过侧的压力，从而，使得待处理海水中的水分透过正渗透膜进入汲取液，经正渗透膜作用后的汲取液向上进一步经反渗透膜作用，其中的水分透过反渗透膜，得到淡水。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，正渗透膜组件与反渗透膜组件之间具有足够的垂直间距，利用热泵控制所述工质溶液在垂直方向形成下部具有较高温度的温度梯度，且利用工质溶液中的溶质的溶解度随温度的变化，使工质溶液在正渗透膜的透过侧具有高于工质溶液在反渗透膜组件的原料液侧的浓度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工质溶液为硝酸钾饱和溶液或磷酸氢二钠饱和溶液。

4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其中，控制所述工质溶液在正渗透膜的透过侧的温度为40～60℃，优选为43～47℃；控制工质溶液在反渗透膜组件的原料液侧的温度为1～10℃，优选为5～10℃。

5.根据权利要求1或2或3所述的方法，其中，所述正渗透膜组件与反渗透膜组件的垂直间距为1～5m，优选为1.0～2.5m。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，经正渗透膜作用后产生的浓海水从处理容器底部引出处理容器，透过反渗透膜的淡水从处理容器顶部引出处理容器，所述方法还包括对引出处理容器的浓海水及淡水的能量进行回收利用；优选地，是回收引出处理容器的浓海水及淡水的能量用于对进入处理容器前的待处理海水进行加热。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其中，引出处理容器的淡水进入设置在处理容器工质溶液空间内的换热器管道内，与工质溶液进行热交换，被加热后的淡水再与进入处理容器前的待处理海水进行换热，加热待处理海水。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述浓海水、淡水与待处理海水的换热在三介质换热器中进行。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述正渗透膜组件为板式、卷式、中空纤维式或管式膜组件，所述正渗透膜组件的正渗透膜为醋酸纤维素正渗透膜、或聚酰胺正渗透膜；所述反渗透膜组件为板式、卷式、中空纤维式或管式膜组件，所述反渗透膜为醋酸纤维素膜、聚酰肼膜或聚酰胺膜。

10.一种用于实现权利要求1～9任一项所述方法的海水淡化处理装置，该海水淡化处理装置包括：

一处理容器，该处理容器的容置空间内设置有正渗透膜组件和反渗透膜组件，其中，所述反渗透膜组件设置于正渗透膜组件之上，正渗透膜组件与反渗透膜组件之间形成用于容置工质溶液的密闭空间；

温度控制系统，该温度控制系统用于控制所述工质溶液在垂直方向形成下部具有较高温度的温度梯度；优选地，所述温度控制系统为热泵；

优选地，所述海水淡化处理装置还包括对引出处理容器的浓海水及淡水的能量进行回收利用的能量回收系统。