[发明专利]用于净化液体的方法和系统

说明书

用于净化液体的方法和系统。所述方法使用多个第一阶段反渗透(RO)单元和至少一个最后阶段反渗透单元净化含盐液体(例如，盐水)。多个第一阶段反渗透单元串联布置。该系列的最后一个反渗透单元中的至少一些浓缩液被再循环回到该单元的渗透侧或输出侧，以提供混合渗透液。混合渗透液然后被连续地传送到该系列中各在前反渗透单元的渗透侧。这提高各阶段的渗透侧中的液体的盐含量，由此，减小跨第一阶段反渗透单元的反渗透膜的浓度差。

相关申请的交叉引用

这是2015年5月22日提交的、目前未决的本申请人的第14/720,666号在先申请的继续。

技术领域

本发明总体涉及液体处理系统和方法，并且更特别地涉及一种用于使用一系列反渗透单元净化液体的方法，在该方法中，减小跨反渗透单元的膜的压差。

背景技术

不断增大的人口压力、扩大工业化以及各种其它因素已经导致对世界许多地区中的淡水供应的需求日益增加。响应于该需求，已经开发用于净化水的若干技术。这些技术主要从海水去除盐和其它杂质，以产生淡水。

在水(或其它液体)净化中使用的最常见技术中的一个是反渗透(RO)，在该RO中，通过施加大于渗透压力的压力迫使溶剂从高溶质浓度的区域穿过渗透膜到达低溶质浓度的区域。然而，反渗透(RO)技术经受包括低再循环率和膜结垢的特定挑战。这两个挑战控制RO脱盐的经济意义，并且这两个挑战与跨膜的压力有关。更高回收可以通过增大跨膜的压力来获得。然而，压力的这种增大引起(1)由于压紧而促进的更高结垢和(2)膜的浓缩侧中的更高盐浓度。另外，增大的跨膜压力需要昂贵的膜组件和更高的功耗。

在过去已经开发了若干液体净化系统。这种系统的示例在2000年7月19日公开的Uwatech GMBH等人的欧洲专利公开No.1,020,407中找到。该参考(根据附图和英文摘要)描述了通过连续反渗透来处理包含硝酸铵的浓缩废水，以产生工艺水流和再循环的浓缩液。

由此，期望一种解决前面提及的问题的用于净化液体的方法。

发明内容

用于净化液体的方法包括第一阶段液体净化和最后阶段液体净化。第一阶段液体净化包括向多个第一阶段反渗透单元提供含盐液体。最后阶段液体净化包括向最后阶段反渗透单元提供来自第一阶段液体净化的已处理液体，以便通过反渗透脱盐。

第一阶段反渗透单元从第一个反渗透单元到最后一个反渗透单元彼此串联布置。各个第一阶段反渗透单元具有浓缩侧(concentrate side)、渗透侧(permeate side)以及分离浓缩侧与渗透侧的反渗透膜。第一阶段反渗透单元通过使用低截留膜(rejectionmembrane)和/或将盐水从浓缩侧传送到渗透侧以形成混合渗透液来维持跨膜的小离子浓度差。该小离子浓度差减小跨膜的压力梯度。来自第一个反渗透单元的混合渗透液被馈送到最后阶段反渗透单元。最后阶段反渗透单元包括高截留膜并产生纯脱盐水。

本发明的这些和其它特征将在进一步查阅以下说明书和附图时容易变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的用于净化液体的系统和方法的第一实施方式的示意图。

图2是结合蒸发器和/或结晶器的根据本发明的用于净化液体的系统和方法的第二实施方式的示意图。

图3是在进入液体进料流中结合纳滤装置的根据本发明的用于净化液体的系统和方法的第三实施方式的示意图。

图4是在进入液体进料流中结合电渗析装置的根据本发明的用于净化液体的系统和方法的第四实施方式的示意图。

图5是在输出液体进料流中结合氢氧化镁回收装置的根据本发明的用于净化液体的系统和方法的第五实施方式的示意图。

类似附图标记贯穿附图一致地指示对应特征。

具体实施方式