[发明专利]用于将含有溶质的溶液富集成高浓度的无渗透压反向渗透的方法

权利要求书

1.一种在低Δπ条件中浓缩含有溶质的水溶液的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)通过包含进料室和π-平衡器室的零渗透压差浓缩器来浓缩含有溶质的水溶液，所述进料室和π-平衡器室通过反向渗透膜彼此分离，其中所述进料室和所述π-平衡器室之间的低Δπ条件使用以下一个或多个形成：

(i)(进料)输入-分流级联方法，

(ii)(进料)输出-分流逆流方法，和

(iii)纳米过滤膜方法；和

(b)通过另一个零渗透压差浓缩器或反向渗透来回收浓缩的含有溶质的水溶液。

2.权利要求1的方法，其进一步包括步骤(c)，所述步骤(c)通过使用方法(i)至(iii)中的一个或多个藉由步骤(b)的另一个零渗透压差浓缩器来最大化溶质的回收。

3.权利要求1的方法，其进一步包括在步骤(a)之前通过反向渗透来浓缩所述含有溶质的水溶液的步骤。

4.权利要求1的方法，其中，通过所述另一个零渗透压差浓缩器来浓缩所述含有溶质的水溶液的步骤(b)包括以下步骤：

(i)将所述含有溶质的水溶液或浓缩的水溶液转移到所述零渗透压差浓缩器的进料室中，并且将与转移到所述进料室中的浓缩的水溶液具有相同渗透压的溶液引入到所述π-平衡器室中，由此在所述进料室和所述π-平衡器室之间形成零渗透压差条件；和

(ii)在所述零渗透压差条件下，将用于反向渗透的10-200atm的压力施加于所述进料室以将所述浓缩水溶液中的水转移到所述π-平衡器室，由此进一步浓缩所述浓缩的水溶液。

5.权利要求1的方法，其中，步骤(a)中的输入-分流级联方法包括以使进料至所述零渗透压差浓缩器的进料溶液的一半进料至所述进料室且使另一半进料至所述π-平衡器室的这样的方式将进一步浓缩的含有溶质的水溶液转移到另一个零渗透压差浓缩器，然后通过低压来浓缩所述进料室的水溶液，并且将所述浓缩的含有溶质的水溶液转移到另一个零渗透压差浓缩器。

6.权利要求1的方法，其中，步骤(a)的输出-分流逆流方法包括将在所述零渗透压差浓缩器中浓缩的一部分π-平衡器流股发送到进料流股。

7.权利要求1的方法，其中，步骤(a)中的方法(iii)通过方法(i)来应用，并且考虑到所述进料室和所述π-平衡器室之间的渗透压差和回收的水的量，以将具有高溶质选择性的膜布置在所述零渗透压差浓缩器的前部，且将具有低溶质选择性的膜布置在所述零渗透压差浓缩器的后部的这样的方式应用于方法(ii)。

8.权利要求2的方法，其进一步包括步骤(d)，所述步骤(d)通过使用热能、电能或电压从所述浓缩的含有溶质的水溶液回收固化的溶质。

9.权利要求1的方法，其进一步包括压力延迟渗透(PRO)发电方法，资源利用方法、稀土回收方法等以增加所述方法的附加值。

10.权利要求1的方法，其进一步包括以下步骤：最佳化质量平衡和能量平衡。

11.一种使用权利要求1至10中任一项的方法从含有溶质的水溶液中分离溶剂和溶质的方法。

12.权利要求11的方法，其中，所述溶质是盐或液体，并且所述溶剂是水。