[发明专利]用于正渗透水处理的反向可溶溶质的回收

说明书

本发明公开了用于正渗透水净化或脱盐的改进的系统和方法。根据一种实施方式，提供用于净化受污染水的方法，其中包含水且具有第一渗透压的受污染原料溶液物流经过半透膜到达具有汲取溶液物流的汲取侧，该汲取溶液物流在半透膜的汲取侧上具有第二渗透压。稀释的汲取溶解物流被加热、聚结和冷却以产生冷却的单相富水物流，其被净化而产生水产品流。

本申请是基于申请号为201280017645.5、申请日为2012年4月23日、发明名称为“用于正渗透水处理的反向可溶溶质的回收”的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年4月25日提交的名称为“REGENERATION OF RETROGRADESOLUBLE SOLUTES FOR FORWARD OSMOSIS WATER TREATMENT(用于正渗透水处理的反向可溶溶质的再生)”的美国临时申请no.61/517,687以及2011年7月15日提交的名称为“RETROGRADE SOLUBLE SOLUTE FOR FORWARD OSMOSIS WATER TREATMENT(用于正渗透水处理的反向可溶溶质)”的美国临时申请no.61/572,394的权益，这二者的全部内容出于全部目的在此通过引用而被引入本文。

技术领域

本发明涉及海水、微咸水(brackish water)、废水和/或受污染水的脱盐。更特别地，本发明涉及正渗透脱盐。

背景技术

正渗透在现有技术中是已知的并且由于未来淡水短缺的可能性和对成本效益脱盐和水净化技术的需求相应提高的原因而已经成为最近研究的主题。海水、微咸水或者受污染水可通过半透膜汲取水(或溶剂)而进行净化，该半透膜截留盐和其它污染物(溶质)。这种自然或正渗透方法不同于被广泛使用的反渗透法，在该反渗透法中，在压力下使水强制经过类似起作用的半透膜。在正渗透法中，使用汲取溶液通过半透膜汲取水。该正渗透法并不净化水。正渗透只是将水从一组溶质转移到另一组溶质。

正渗透的回顾和概述由Miller和Evens在下文中提供：Forward osmosis:A newapproach to water purification and desalination(正渗透：水净化和脱盐的新方法)，Sandia Report SAND2006-4634，2006年7月，其中讨论了使用反向可溶聚合物汲取溶质的概念。用于实现溶质与水分离的方法并未被描述。

基于氨-二氧化碳的正渗透系统描述于McGinnis的美国专利No.7,560,029和6,393,295中，其中溶质的温度依赖性溶解度被用于溶质与水的部分分离。公开的沉淀溶质是固体盐并且分离的平衡利用蒸馏实现。Collins的美国专利申请序列号11/632,994也描述了使用盐的温度依赖性溶解度以将汲取溶质与水分离。

美国专利申请序列号11/796,118描述了另一种正渗透系统，其使用经涂布的磁性纳米粒子作为汲取溶质。PCT WO/2010/107804描述了使用磁性粒子作为可控渗透剂。

Chakrabarti的美国专利No.5,679,254描述了使用在水中的聚合物的温度依赖性溶解度以实现脱盐，不过不是通过正渗透。

Iyer的美国专利No.8,021,553描述了一种系统，该系统使用反向可溶聚合物溶质和纳滤器用于从产品水分离和回收所产生的溶质胶束。Iyer详细说明了具有既疏水性又亲水性的组分的汲取溶质。Iyer还公开了通过在纳滤器上收集沉淀的(或相分离的)汲取溶质并且通过反冲纳滤器回收溶质来半批量回收溶质。

在此公开了用于正渗透水净化或脱盐的改进的系统和方法。

发明内容