[发明专利]一种利用驱动剂反向渗透的正渗透浓缩回收藻酸盐的方法

说明书

本发明涉及一种利用驱动剂反向渗透的正渗透浓缩回收藻酸盐的方法，包括驱动剂存储装置、料液存储装置以及正渗透膜组件，驱动剂存储装置用于存储驱动剂，驱动剂为高价金属离子溶液，料液存储装置用于存储原料液，原料液为藻酸钠溶液，料液存储装置中的原料液通过正渗透膜组件进行正渗透，同时驱动剂存储装置中的驱动剂进行反向渗透，且原料液在正渗透膜组件靠近料液存储装置的一侧形成滤饼层，滤饼层即为浓缩回收的目标产物，且滤饼层的成分为高价金属藻酸盐。本发明具有操作简单以及回收效率高的特点，同时对驱动剂反向渗透形成的高价金属藻酸盐滤饼层进行回收，又能以此减轻正渗透过程中的膜污染，提高水通量。

技术领域

本发明涉及污水处理的技术领域，尤其涉及一种利用驱动剂反向渗透的正渗透浓缩回收藻酸盐的方法。

背景技术

污水资源化已成为未来污水处理技术的发展方向。自好氧颗粒污泥中回收藻酸盐，为新兴污水资源化方向。藻酸盐是一种具有较高经济附加值的生物聚合物，由于其具有凝胶强度高、增稠性好、保水能力强等特点，可广泛应用于农业、园艺、造纸业、医疗和建筑工业。

好氧颗粒污泥中藻酸盐最高含量可达污泥干重的25％，然而，回收的藻酸盐溶液含水率高达99.8％以上。要实现藻酸盐的浓缩脱水，可以通过向藻酸盐溶液中添加乙醇、氯化钙、无机酸等化学试剂，使溶解态藻酸盐从水中沉淀析出，以实现浓缩脱水。但是化学法会消耗大量化学试剂，并可能造成二次污染，无法实现规模化工程应用。膜分离法浓缩藻酸盐，无须添加化学试剂，不会造成二次污染，可替代传统方法。膜分离方式主要为外加压力驱动的微滤、超滤、纳滤和反渗透。研究显示微滤与超滤对藻酸盐有良好回收效果，但外加压力导致运行成本较高，且存在严重膜污染；纳滤与反渗透可获得较高的藻酸盐截留率，但在压力驱动下，存在更为严重的膜污染现象。区别于以上外加压力的传统膜分离方法，正渗透是一种利用半透膜两侧溶液渗透压差，使水分子自发从低渗透压侧流向高渗透压侧的新型膜分离方式，更有望成为浓缩藻酸盐的适宜技术。

然而，正渗透过程中驱动剂溶质的反渗透是制约其发展的瓶颈之一。溶质反向渗透会导致正渗透过程中驱动力降低，膜通量减小；另外，溶质反向渗透还会对原料液造成污染，并且驱动剂补充成本增加。因此，许多研究致力于新型驱动剂的开发，以及从原料液中分离反向渗透溶质。正渗透运行过程中驱动剂不断被稀释，通常采用反渗透、纳滤、超滤、膜蒸馏以及热处理等方法对稀释的驱动剂进行回收再利用。基于上述问题，寻找高水通量，低反向盐质通量，容易进行回收处理或稀释后可直接使用的驱动剂仍是目前正渗透技术中驱动剂研究的重点。但驱动剂的反向渗透问题至今没有得到根本解决。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种利用驱动剂反向渗透的正渗透浓缩回收藻酸盐的方法，其具有操作简单以及回收效率高的特点，同时对反向渗透形成的高价金属藻酸盐滤饼层进行回收，又能以此减轻正渗透过程中的膜污染，提高水通量。

本发明的技术方案是这样的：

一种利用驱动剂反向渗透的正渗透浓缩回收藻酸盐的方法，包括驱动剂存储装置、料液存储装置以及正渗透膜组件，所述驱动剂存储装置用于存储驱动剂，且所述驱动剂为高价金属离子溶液，所述料液存储装置用于存储原料液，且所述原料液为藻酸钠溶液，所述料液存储装置中的原料液通过正渗透膜组件进行正渗透，同时所述驱动剂存储装置中的驱动剂进行反向渗透，且所述原料液在所述正渗透膜组件靠近所述料液存储装置的一侧形成滤饼层，所述滤饼层即为浓缩回收的目标产物，且所述滤饼层的成分为高价金属藻酸盐。

所述料液存储装置通过第一输送管与所述正渗透膜组件相连通，所述正渗透膜组件通过第二输送管与所述驱动剂存储装置相连通，所述驱动剂存储装置还通过第三输送管与所述正渗透膜组件相连通，且所述正渗透膜组件通过第四输送管与所述料液存储装置相连通。

所述第三输送管上设置有第一齿轮泵，且所述第四输送管上设置有第二齿轮泵。

所述高价金属离子溶液为CaCl₂溶液或MgCl₂溶液中的一种或两种。