[发明专利]一种正渗透反渗透（FO-RO）耦合的新型海水淡化工艺

说明书

本发明公开了一种正渗透反渗透(FO‑RO)耦合的新型海水淡化工艺，其工艺步骤如下：步骤一：通过水泵使FO系统的原料液(海水)以2700L/h从水流通道1进入FO3系统,同时，FO系统的汲取液(2Mol/L氯化钠溶液)通过流道5进入FO1系统的汲取液侧；步骤二：FO3浓缩后的海水从流道2进入FO2原料液侧，FO1稀释后的氯化钠溶液从流道6进入FO2的汲取液侧；步骤三：FO2进一步浓缩的海水从流道3进入FO1系统的原料液侧，经FO2进一步稀释的氯化钠溶液进入FO3的汲取液侧，最终经FO1浓缩的海水从流道4流出经FO3稀释的氯化钠溶液从流道8流出汲取液侧，并进入缓冲池1，步骤四：RO系统通过高压泵抽取把缓冲池1中的稀释氯化钠溶液，正渗透的膜污染可以通过物理方法进行有效控制。

技术领域

本发明涉及环境工程、海洋工程、界面化学等领域，具体是一种正渗透反渗透(FO-RO)耦合的新型海水淡化工艺。

背景技术

1.正渗透技术。

正渗透是一种自然现象，是指水从较高水化学势(或较低渗透压,即低盐度)侧区域通过选择透过性膜流向较低水化学势(或较高渗透压，即高盐度)—侧区域的过程。在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液，一种为具有较低渗透压的原料液(Feed solution)，另一种为具有较高渗透压的驱动溶液(Draw solution)，正渗透则是应用膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，使得水能自发地(无需外部压力驱动)从原料液一侧透过选择透过性膜到达驱动液—侧。

2.反渗透技术。

反渗透是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。

反渗透时，溶剂的渗透速率即液流能量N为：N＝Kh(Δp-Δπ)

式中Kh为水力渗透系数，它随温度升高稍有增大；Δp为膜两侧的静压差；Δπ为膜两侧溶液的渗透压差。

稀溶液的渗透压π为：π＝iCRT

式中i为溶质分子电离生成的离子数；C为溶质的摩尔浓度；R为摩尔气体常数；T为绝对温度。

反渗透通常使用非对称膜和复合膜。反渗透所用的设备，主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。

反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质，从而取得净制的水。

现有海水淡化技术：

现时常用的海水淡化工艺为：MED,MSF,RO。

1.多效蒸发(MED)

在蒸发生产中，二次蒸气的产量较大，且含大量的潜热，故应将其回收加以利用，若将二次蒸气通入另一蒸发器的加热室，只要后者的操作压强和溶液沸点低于原蒸发器中的操作压强和沸点，则通入的二次蒸气仍能起到加热作用，这种操作方式即为多效蒸发。

多效蒸发中的每一个蒸发器称为一效。凡通入加热蒸汽的蒸发器称为第一效，用第一效的二次蒸气作为加热剂的蒸发器称为第二效，依此类推。采用多效蒸发器的目的是为了节省加热蒸气的消耗量。理论上，1kg加热蒸气大约可蒸发1kg水。