CN109092065A - 一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置及方法 - Google Patents
一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109092065A CN109092065A CN201811208061.1A CN201811208061A CN109092065A CN 109092065 A CN109092065 A CN 109092065A CN 201811208061 A CN201811208061 A CN 201811208061A CN 109092065 A CN109092065 A CN 109092065A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reverse osmosis
- stage
- osmosis units
- level
- units
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 title claims abstract description 340
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 83
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 51
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 title claims abstract description 42
- 230000001839 systemic circulation Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 49
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 37
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 75
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 29
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 24
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 238000009295 crossflow filtration Methods 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 4
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000009738 saturating Methods 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 235000013772 propylene glycol Nutrition 0.000 claims 1
- 230000004087 circulation Effects 0.000 abstract description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 10
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 238000009991 scouring Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/08—Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/58—Multistep processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明涉及环保及工业生产领域，具体涉及一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置及方法，包括一个单级RO浓缩段设备及一个多级RO反渗透设备；多级RO反渗透设备包括一级循环罐及至少三个依次串联的反渗透单元，一级循环罐物料通过一级高压泵进入多个依次串联反渗透单元的首端反渗透单元，从尾端的反渗透单元排出为出系统透过液，相邻反渗透单元间设置有中间罐及输送物料的高压泵。本发明用于反渗透膜(RO)浓液大循环运行工艺脱出各类水溶液中低分子量醇类，反渗透(RO)透过液低分子醇类浓度含量低于30ppm，处于国内外领先水平。
Description
技术领域
本发明涉及环保及工业生产领域，进一步涉及反渗透领域，具体是指一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置及方法。
背景技术
反渗透又称逆渗透，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。
与其他传统分离过程相比，反渗透分离过程有其独特的优势：
(1)压力是反渗透分离过程的主动力，不经过能量密集交换的相变，能耗低；
(2)反渗透不需要大量的沉淀剂和吸附剂，运行成本低；
(3)反渗透分离过程设计和操作简单，建设周期短；
(4)反渗透净化效率高，环境友好。
因此，反渗透技术在生活和工业水处理中已有广泛应用，如海水和苦咸水淡化、医用和工业用水的生产、纯水和超纯水的制备、工业废水处理、食品加工浓缩、气体分离等。
反渗透运行工艺根据浓液循环方式可分为单循环工艺、双循环(外循环兼内循环)工艺；以及本发明所涉及的大循环运行工艺三种；
单循环工艺特点：膜组件浓料全部直接进入循环罐与原液混合(如图1所示)，因而降低了膜组件进料浓度，膜面浓度较小。循环泵流量大小对膜面凝胶或膜面阻力冲刷效果明显。适宜膜对物料具有较高的拦截率和较高浓度的物料。缺点是循环量较大、运行成本较高，对于拦截率低的物料“跑料”严重，兼具初期和后期“跑料”浓度差异很大的特点。
双循环工艺特性：膜组件浓料小部份直接进入循环罐与原液混合(外循环)，绝大部分由循环泵吸入以循环液(内循环)的形式进入膜组件(如图2所示)。因此，膜组件进料浓度很高，膜面浓度很高。循环泵流量大小对膜面凝胶或膜面阻力冲刷效果很有限。突出优势是对于循环量大的工程节能效果明显。适宜膜对物料具有较高的拦截率和低浓度的物料。缺点是遇到浓度比较高的物料(透过液)膜通量衰减很快，拦截率低的物料“跑料”非常严重，兼具初期和后期“跑料”浓度差异非常大的特点。
大循环工艺特点：大循环膜工艺主要目的是稳定膜面浓度从而保证透过液浓度稳定，同时采用每级浓液循环到第一级膜的办法稀释原液来料浓度波动对最终出系统透过液浓度的影响，即原液浓度波动很大也能保证透过液品质符合工艺要求。其工艺特点是对产品品质要求高，必须采用两级以上膜过滤的物料，采用上一级的透过液作为本级的进料，本级的透过液作为下一级的进料。本级和后面的各级浓液均返回到上一级或第一级原料罐(如图3所示)。该工艺的突出优势是能很好克服原液波动对透过液品质的影响；透过液品质稳定性相当好；循环泵流量大小对膜面凝胶或膜面阻力冲刷效果相当明显。适宜膜对物料拦截率不高和特别高浓度的物料。缺点是工艺复杂、浓液循环量大、能耗较高。
膜过滤技术原理：
以选择性膜为分离介质；
以机械筛分(溶解扩散、优先吸附毛细管流动理论)为基础；
通过在膜两侧施加一个推动力(如浓度差、压力差、电位差等)；
根据物料分子量的大小、形状、构像、电极性等因素；
通过错流过滤的运行方式，使原料侧组分选择性地透过膜；
实现固液、气固或者分子之间的分离，达到分离提纯的目的。
目前，国际公认拦截率最高的反渗透膜供应商日本东丽、美国GE、美国KOCH、美国DOW等，没有任何一种型号的反渗透膜(RO)能够直接或采用不同工艺将低分子量醇类截留到30ppm以下。
由于反渗透膜对低分子量的醇类拦截效果很差，醇类极易透过膜造成膜透过液中低分子量的醇类含量很高。根据膜过滤原理分析属于浓度扩散控制，而非大多数膜分离技术中提及的精度控制。浓度扩散控制过程的显著特点：膜面浓度越高，膜组件对低分子醇类的截留率越高，但当截留率达到一定值，由于膜面浓度大幅度提升，远远大于膜面因浓度提升形成的凝胶助滤作用，阻止低分子醇类继续向膜面扩散时，透过液低分子醇类浓度会大幅度上升。因此，浓液低分子醇类浓度上升非常缓慢，最终不能实现低分子醇类通过膜浓缩技术回收高浓度的低分子醇类产品。
膜过滤原理分析表明，采用单一或传统反渗透工艺脱出低分子醇类技术难度很大。目前，没有关于采用反渗透技术用于脱出水溶液中低分子醇类达30ppm以下的技术专利。中国专利文献申请号CN201420746818.3(公开号CN204265568U)“机场除冰废水回收处理装置”中提及采用预处理、纳滤膜、反渗透膜使含乙二醇/丙二醇、增稠剂、可溶性盐、表面活性剂、缓蚀剂等物质的废水达到排放标准。没有明确提出乙二醇或丙二醇低于30ppm即与本发明专利相同或更高的标准，并且上述发明专利采用传统、单一的反渗透工艺不能达到本发明技术要求：出液低分子醇类低于30ppm，并可根据整个工艺的经济性调节透过液低分子醇类出液浓度，以达到回用于生产或达环保排放标准直接排放的目的。
发明内容
基于以上问题，本发明提供了一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置及方法。本发明能有效将水溶液中少量低分子醇类去除达30ppm以下,所得较高浓度低分子醇类水溶液进行醇类回收,过滤后的纯净的水溶液可以返回到生产中使用或直接排放,不仅提高了醇类回收率，节约了新鲜水的使用量，降低生产成本，还减少了污水的排放量，对环境保护和可持续发展都有着重要意义，对缺水地区具有巨大的经济效益。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置，包括一个单级RO浓缩段设备及一个多级RO反渗透设备；
一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置，其特征在于：包括一个单级RO浓缩段设备及一个多级RO反渗透设备；
单级RO浓缩段设备包括单级反渗透单元及浓缩段循环罐，浓缩段循环罐出料与单级反渗透单元间设有循环泵用于供料；
多级RO反渗透设备包括一级循环罐及至少三个依次串联的反渗透单元，一级循环罐与多个依次串联反渗透单元间设有一级用于供料高压泵，相邻反渗透单元间设置有中间罐及输送物料的高压泵，多个依次串联的反渗透单元的浓液出口设有回流管线，回流管线的连接方式为与一级循环罐连接、与上一级反渗透单元连接、与本级的中间罐连接中或者三者任意组合中的一种；
单级RO浓缩段设备中单级反渗透单元的清液出口与一级循环罐进料口连接。
作为一种优选的方式，多级RO反渗透设备为四个依次串联的一级反渗透单元、二级反渗透单元、三级反渗透单元、四级反渗透单元，一级循环罐出料口通过一级高压泵与一级反渗透单元连接，一级反渗透单元透过液出口通过一级中间罐及二级高压泵与二级反渗透单元连接，二级反渗透单元透过液出口通过二级中间罐及三级高压泵与三级反渗透单元连接，三级反渗透单元透过液出口通过三级中间罐及四级高压泵与四级反渗透单元连接，一级反渗透单元、二级反渗透单元、三级反渗透单元、四级反渗透单元的浓液出口经回流管线回流至一级循环罐内。
作为一种优选的方式，一级反渗透单元的浓液出口与三通入口连接，三通一出口通过管线与一级循环罐连接用于部分回流，另外一出口通过管线与浓缩段循环罐连接用于浓液再处理。
作为一种优选的方式，单级反渗透单元浓液出口与三通入口连接，三通一出口通过管线与浓缩段循环罐连接用于浓液再处理，另外一出口连接管线用于浓液排出。
作为一种优选的方式，单级反渗透单元及多级反渗透单元的反渗透膜材料为无机膜和有机膜中的一种；结构形式为板式膜、卷式膜、管式膜、中空纤维膜中的一种。
作为一种优选的方式，单级反渗透单元及多级反渗透单元膜分离结构为终端过滤结构、错流过滤结构或者两种过滤结构任意组合中的一种。
一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的方法，包括以下步骤：
处理方式选择单级RO浓缩段设备与多级RO反渗透设备串联处理、单级RO浓缩段设备与多级RO反渗透设备并联处理方式中的一种进行；
单级RO浓缩段设备与多级RO反渗透设备串联处理，包括以下步骤：
步骤a1:将原料送入浓缩段循环罐内并经浓缩段高压泵送入单级反渗透单元进行反渗透处理，单级浓缩单元的浓液部分回流至浓缩段循环罐进行再处理，部分作为浓液排出；
步骤b1:将步骤a1的透过液送入多级RO反渗透设备进行处理，透过液进入一级循环罐使其物料浓度混合均匀，随后经高压泵打入多个依次串联的反渗透单元内，透过液经多个反渗透单元内的反渗透膜处理并最终从串联尾端的反渗透单元排出为出系统透过液，每级反渗透单元的浓液进行回流再处理，即完成低分子量醇类脱出；
单级RO浓缩段设备与多级RO反渗透设备并联处理，包括以下步骤：
步骤a2:将原料送入第一级循环罐，随后经高压泵打入多个依次串联的反渗透单元内，第一级的反渗透单元部分浓液回流至单级RO浓缩段设备的浓缩段循环罐内，浓缩段高压泵将浓液送入单级反渗透单元内，并经单级反渗透单元内的反渗透膜处理，处理后的浓液排出；透过液与原一起送入一级循环罐内；
步骤b2:将步骤a2混合后的原液再次经高压泵打入多个依次串联的反渗透单元，透过液经多个反渗透单元内的反渗透膜处理并最终从串联尾端的反渗透单元排出为出系统透过液，每级反渗透单元的浓液进行回流处理，即完成低分子量醇类脱出。
作为一种优选的方式，多个依次串联的反渗透单元至少为三级，每级反渗透单元的浓液回流方式为回流至一级循环罐内、回流至上一级反渗透单元内、回流至本级的中间罐内或者三者相互任意组合中的一种回流方式。
作为一种优选的方式，原料溶液中低分子量醇类为甲醇及其衍生物，乙醇、乙二醇及其衍生物，丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇及其衍生物，丁醇、叔丁醇、异丁醇等及其衍生物，正戊醇等及其衍生物中的一种。
作为一种优选的方式，多个依次串联的反渗透单元中的每个反渗透单元的透过液与浓液的流量比值为1:1～10:1
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明能有效将水溶液中少量低分子醇类去除达30ppm以下,所得较高浓度低分子醇类水溶液进行醇类回收,过滤后的纯净的水溶液可以返回到生产中使用或直接排放,不仅提高了醇类回收率，节约了新鲜水的使用量，降低生产成本，还减少了污水的排放量，对环境保护和可持续发展都有着重要意义，对缺水地区具有巨大的经济效益；
(2)相对于传统纳滤(NF)工艺和反渗透(RO)工艺，透过液中低分子醇类含量随运行时间呈线性上升，而本发明反渗透膜(RO)大循环运行工艺处理后透过液出液低分子醇类含量相当稳定；
(3)本发明利用大循环工艺各级浓液返回原液罐或上一级循环罐，使反渗透膜组件进液低分子醇浓度稳定，避免传统反渗透工艺膜面进液浓度不断升高引起透过液低分子醇浓度上升，容易造成排放超标这一技术难题；
(4)本发明利用大循环工艺循环泵流量大小对膜面凝胶或膜面阻力冲刷效果相当明显的特性，调节工艺中每级反渗透浓液的回流量，从而调节各级透过液低分子醇浓度，达到稳定各级透过液低分子醇类浓度目的，每级调节相对独立，对上下各级影响很小；
(5)本发明利用大循环工艺稀释原液，能充分克服因原液低分子醇类浓度波动对出系统透过液低分子醇类浓度的影响；
(6)本发明专门设置单独的浓缩段，既保证浓液出液低分子醇类浓度含量达到最高，同时保证各级透过液低分子醇浓度稳定，最终保证出系统透过液低分子醇类浓度稳定的低于30ppm这一标准。
附图说明
背景技术附图
图1为反渗透单循环工艺流程图。
图2为反渗透双循环工艺流程图。
图3为反渗透大循环工艺流程图。
实施例附图
图4为单级RO浓缩段设备的示意图。
图5为多级RO反渗透设备的示意图。
图6为单级RO浓缩段设备与多级RO反渗透设备串联的示意图。
图7为单级RO浓缩段设备与多级RO反渗透设备并联的示意图。
图8为串联浓缩段大循环反渗透工艺运行流程图。
图9为并联浓缩段大循环反渗透工艺运行流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例1：
一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置，包括一个单级RO浓缩段设备及一个多级RO反渗透设备；
参见图4，单级RO浓缩段设备包括单级反渗透单元及浓缩段循环罐，浓缩段循环罐出料与单级反渗透单元间设有循环泵用于供料；
参见图5，多级RO反渗透设备为四个依次串联的一级反渗透单元、二级反渗透单元、三级反渗透单元、四级反渗透单元，一级循环罐出料口通过一级高压泵与一级反渗透单元连接，一级反渗透单元透过液出口通过一级中间罐及二级高压泵与二级反渗透单元连接，二级反渗透单元透过液出口通过二级中间罐及三级高压泵与三级反渗透单元连接，三级反渗透单元透过液出口通过三级中间罐及四级高压泵与四级反渗透单元连接，一级反渗透单元、二级反渗透单元、三级反渗透单元、四级反渗透单元的浓液出口经回流管线回流至一级循环罐内。
多级RO反渗透设备也可以为五个及五个以上依次串联的反渗透单元，若原料本身浓度较低，多级RO反渗透设备也可以是两个或三个依次串联的反渗透单元，四个依次串联的反渗透单元仅作为原始物料(如各类废水、蒸发设备蒸出液清水、工艺循环水或超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)过滤后透过液低分子量醇类浓度较高的水溶液)处理的最佳方式。多个依次串联的反渗透单元的浓液也可以为回流至上一级反渗透单元内、本级的中间罐内、一级循环罐内或者三者任意组合的回流方式。
参见图6，一级反渗透单元的浓液出口与三通入口连接，三通一出口通过管线与一级循环罐连接用于部分回流，另外一出口通过管线与浓缩段循环罐连接用于浓液再处理。单级反渗透单元浓液出口与三通入口连接，三通一出口通过管线与浓缩段循环罐连接用于浓液再处理，另外一出口连接管线用于浓液排出。
单级反渗透单元及多级反渗透单元的反渗透膜材料为无机膜和有机膜中的一种；结构形式为板式膜、卷式膜、管式膜、中空纤维膜中的一种。
单级反渗透单元及多级反渗透单元膜分离结构为终端过滤结构、错流过滤结构或者两种过滤结构任意组合中的一种。此结构为现有技术，此处不再进行详细阐述。
一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的方法，将单级RO浓缩段设备与多级RO反渗透设备串联处理，包括以下步骤：
步骤a1:将原料送入浓缩段循环罐内并经浓缩段高压泵送入单级反渗透单元进行反渗透处理，单级浓缩单元的浓液部分回流浓缩段循环罐进行再处理，部分作为浓液排出；
步骤b1:将步骤a1的透过液送入多级RO反渗透设备进行处理，透过液进入一级循环罐使其物料浓度混合均匀，随后经高压泵打入多个依次串联的反渗透单元内，透过液经多个反渗透单元内的反渗透膜处理并最终从串联尾端的反渗透单元排出为出系统透过液，每级反渗透单元的浓液进行回流再处理，即完成低分子量醇类脱出；
作为一种优选的方式，多个依次串联的反渗透单元为四级，每级反渗透单元的浓液回流方式为回流至一级循环罐内、回流至上一级反渗透单元内、回流至本级的中间罐内或者三者相互任意组合中的一种回流方式。
作为一种优选的方式，原料溶液中低分子量醇类为甲醇及其衍生物，乙醇、乙二醇及其衍生物，丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇及其衍生物，丁醇、叔丁醇、异丁醇等及其衍生物，正戊醇等及其衍生物中的一种。
作为一种优选的方式，多个依次串联的反渗透单元中的每个反渗透单元的透过液与浓液的流量比值为1:1～10:1。该比例也根据不同处理物料的浓度进行相应的调整。
参见图8，在本实例中，第一级反渗透单元因与浓缩段并联浓液回流较大因而采用8040反渗透膜，其余各级采用4040膜串联。让原液进入单级RO浓缩段设备，运行流程即实验数据如下，并联浓缩段大循环反渗透工艺中型实验设备典型运行数据如下表：
表一、串联浓缩段大循环反渗透工艺中型实验数据
实施例2：
一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置，包括一个单级RO浓缩段设备及一个多级RO反渗透设备；
参见图4，单级RO浓缩段设备包括单级反渗透单元及浓缩段循环罐，浓缩段循环罐出料与单级反渗透单元间设有循环泵用于供料；
参见图5，多级RO反渗透设备为四个依次串联的一级反渗透单元、二级反渗透单元、三级反渗透单元、四级反渗透单元，一级循环罐出料口通过一级高压泵与一级反渗透单元连接，一级反渗透单元透过液出口通过一级中间罐及二级高压泵与二级反渗透单元连接，二级反渗透单元透过液出口通过二级中间罐及三级高压泵与三级反渗透单元连接，三级反渗透单元透过液出口通过三级中间罐及四级高压泵与四级反渗透单元连接，一级反渗透单元、二级反渗透单元、三级反渗透单元、四级反渗透单元的浓液出口经回流管线回流至一级循环罐内。
多级RO反渗透设备也可以为五个及五个以上依次串联的反渗透单元，若原料本身浓度较低，多级RO反渗透设备也可以是两个或三个依次串联的反渗透单元，四个依次串联的反渗透单元仅作为原始物料(如各类废水、蒸发设备蒸出液清水、工艺循环水或超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)过滤后透过液低分子量醇类浓度较高的水溶液)处理的最佳方式。多个依次串联的反渗透单元的浓液也可以为回流至上一级反渗透单元内、本级的中间罐内、一级循环罐内或者三者任意组合的回流方式。
参见图7，一级反渗透单元的浓液出口与三通入口连接，三通一出口通过管线与一级循环罐连接用于部分回流，另外一出口通过管线与浓缩段循环罐连接用于浓液再处理。单级反渗透单元浓液出口与三通入口连接，三通一出口通过管线与浓缩段循环罐连接用于浓液再处理，另外一出口连接管线用于浓液排出。
单级反渗透单元及多级反渗透单元的反渗透膜材料为无机膜和有机膜中的一种；结构形式为板式膜、卷式膜、管式膜、中空纤维膜中的一种。
单级反渗透单元及多级反渗透单元膜分离结构为终端过滤结构、错流过滤结构或者两种过滤结构任意组合中的一种。此结构为现有技术，此处不再进行详细阐述。
一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的方法，将单级RO浓缩段设备与多级RO反渗透设备串联处理，包括以下步骤：
步骤a2:将原料送入第一级循环罐，随后经高压泵打入多个依次串联的反渗透单元，第一级的反渗透单元部分浓液回流至单级RO浓缩段设备的浓缩段循环罐内，浓缩段高压泵将浓液送入单级反渗透单元内，并经单级反渗透单元内的反渗透膜处理，处理后的浓液排出，清液与原液一起送入一级循环罐内；
步骤b2:将步骤a2混合后的原液再次经高压泵打入多个依次串联的反渗透单元内，透过液经多个反渗透单元内的反渗透膜处理并最终从串联尾端的反渗透单元排出为出系统透过液，每级反渗透单元的浓液进行回流处理，即完成低分子量醇类脱出。
作为一种优选的方式，多个依次串联的反渗透单元为四级，每级反渗透单元的浓液回流方式为回流至一级循环罐内、回流至上一级反渗透单元内、回流至本级的中间罐内或者三者相互任意组合中的一种回流方式。
作为一种优选的方式，原料溶液中低分子量醇类为甲醇及其衍生物，乙醇、乙二醇及其衍生物，丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇及其衍生物，丁醇、叔丁醇、异丁醇等及其衍生物，正戊醇等及其衍生物中的一种。
作为一种优选的方式，多个依次串联的反渗透单元中的每个反渗透单元的透过液与浓液的流量比值为1:1～10:1。该比例也根据不同处理物料的浓度进行相应的调整。
参见图9，在本实例中，第一级反渗透单元因与浓缩段并联浓液回流较大因而采用8040反渗透膜，其余各级采用4040膜串联。让原液进入多级RO反渗透设备，运行流程即实验数据如下，并联浓缩段大循环反渗透工艺中型实验设备典型运行数据如下表：
表二、并联浓缩段大循环反渗透工艺中型实验数据
综合实施例1及实施例2的实验数据，本发明脱出水溶液低分子醇类到30ppm以下，并根据整个工艺的经济性调节透过液低分子醇类浓度，以达到回用于生产或达环保排放标准直接排放的目的。本发明可连续运行6个月以上，能很好达到该发明的各项功能、性能。以含3000ppm低分子醇类为进入系统的原液，采用四级反渗透串联和浓缩段串、并联组成工艺，通过独立调节各级浓液回流比能使透过液低分子醇类浓度始终维持在30ppm以下，最低含量可达到2ppm。国际上尚无关于反渗透工艺脱出低分子醇类达30ppm以下的报道，因此，该发明技术先进、工艺稳定可靠。
如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置，其特征在于：包括一个单级RO浓缩段设备及一个多级RO反渗透设备；
所述单级RO浓缩段设备包括单级反渗透单元及浓缩段循环罐，所述浓缩段循环罐出料与单级反渗透单元间设有循环泵用于供料；
所述多级RO反渗透设备包括一级循环罐及至少三个依次串联的反渗透单元，所述一级循环罐与多个依次串联反渗透单元间设有一级高压泵用于供料，相邻所述反渗透单元间设置有中间罐及输送物料的高压泵，多个依次串联的所述反渗透单元的浓液出口设有回流管线，所述回流管线的连接方式为与一级循环罐连接、与上一级反渗透单元连接、与本级的中间罐连接或者三者任意组合中的一种；
所述单级RO浓缩段设备中单级反渗透单元的透过液出口与一级循环罐进料口连接。
2.根据权利要求1所述的一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置，其特征在于：所述多级RO反渗透设备为四个依次串联的一级反渗透单元、二级反渗透单元、三级反渗透单元、四级反渗透单元，所述一级循环罐出料口通过一级高压泵与一级反渗透单元连接，所述一级反渗透单元透过液出口通过一级中间罐及二级高压泵与二级反渗透单元连接，所述二级反渗透单元透过液出口通过二级中间罐及三级高压泵与三级反渗透单元连接，所述三级反渗透单元透过液出口通过三级中间罐及四级高压泵与四级反渗透单元连接，所述一级反渗透单元、二级反渗透单元、三级反渗透单元、四级反渗透单元的浓液出口经回流管线回流至一级循环罐内。
3.根据权利要求2所述的一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置，其特征在于：所述一级反渗透单元的浓液出口与三通入口连接，所述三通一出口通过管线与一级循环罐连接用于部分回流，另外一出口通过管线与浓缩段循环罐连接用于浓液再处理。
4.根据权利要求1所述的一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置，其特征在于：所述单级反渗透单元浓液出口与三通入口连接，所述三通一出口通过管线与浓缩段循环罐连接用于浓液再处理，另外一出口连接管线用于浓液排出。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置，其特征在于：所述单级反渗透单元及多级反渗透单元的反渗透膜材料为无机膜和有机膜中的一种；结构形式为板式膜、卷式膜、管式膜、中空纤维膜中的一种。
6.根据权利要求5所述的一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置，其特征在于：所述单级反渗透单元及多级反渗透单元膜分离结构为终端过滤结构、错流过滤结构或者两种过滤结构任意组合中的一种。
7.一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的方法，其特征在于，包括以下步骤：
处理方式选择单级RO浓缩段设备与多级RO反渗透设备串联处理、单级RO浓缩段设备与多级RO反渗透设备并联处理方式中的一种进行；
单级RO浓缩段设备与多级RO反渗透设备串联处理，包括以下步骤：
步骤a1:将原料送入浓缩段循环罐内并经浓缩段高压泵送入单级反渗透单元进行处理，单级浓缩单元的浓液部分回流浓缩段循环罐进行再处理，部分作为浓液排出；
步骤b1:将步骤a1透过的透过液送入多级RO反渗透设备进行处理，透过液进入一级循环罐使其物料浓度混合均匀，随后经高压泵打入多个依次串联的反渗透单元内，透过液经多个反渗透单元内的反渗透膜处理并最终从串联尾端的反渗透单元排出为出系统透过液，每级反渗透单元的浓液进行回流再处理，即完成低分子量醇类脱出；
单级RO浓缩段设备与多级RO反渗透设备并联处理，包括以下步骤：
步骤a2:将原料送入第一级循环罐，随后经高压泵打入多个依次串联的反渗透单元内，第一级的反渗透单元部分浓液回流至单级RO浓缩段设备的浓缩段循环罐内，浓缩段高压泵将浓液送入单级反渗透单元内，并经单级反渗透单元内的反渗透膜处理，处理后的浓液排出，透过液送入一级循环罐内；
步骤b2:将步骤a2混合后的原液再次经高压泵打入多个依次串联的反渗透单元内，透过液经多个反渗透单元内的反渗透膜处理并最终从串联尾端的反渗透单元排出为出系统透过液，每级反渗透单元的浓液进行回流处理，即完成低分子量醇类脱出。
8.根据权利要求7所述的一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的方法，其特征在于：所述多个依次串联的反渗透单元至少为三级，每级反渗透单元的浓液回流方式为回流至一级循环罐内、回流至上一级反渗透单元内、回流至本级的中间罐内或者三者相互任意组合中的一种回流方式。
9.根据权利要求8所述的一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的方法，其特征在于：所述原料溶液中低分子量醇类为甲醇及其衍生物，乙醇、乙二醇及其衍生物，丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇及其衍生物，丁醇、叔丁醇、异丁醇等及其衍生物，正戊醇等及其衍生物中的一种。
10.根据权利要求7～9任一项所述的一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的方法，其特征在于：所述多个依次串联的反渗透单元中每个反渗透单元的透过液与浓液的流量比值为1:1～10:1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811208061.1A CN109092065A (zh) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | 一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811208061.1A CN109092065A (zh) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | 一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109092065A true CN109092065A (zh) | 2018-12-28 |
Family
ID=64868895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811208061.1A Pending CN109092065A (zh) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | 一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109092065A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110064305A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-07-30 | 成都泓润科技有限公司 | 一种提高膜浓缩倍数和浓液浓度的装置及使用方法 |
| CN110367415A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-10-25 | 章志强 | 一种植物饮料浓缩装置及浓缩过程 |
| CN111453812A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-07-28 | 成都民航六维航化有限责任公司 | 一种浓缩含低分子量醇类溶液的反渗透装置和方法 |
| CN113797758A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-17 | 黄山华绿园生物科技有限公司 | 一种植物饮料浓缩装置及其浓缩方法 |
| CN114096342A (zh) * | 2019-04-01 | 2022-02-25 | 盐水转换公司 | 脱盐盐水浓缩系统及方法 |
| US12434192B2 (en) | 2021-12-14 | 2025-10-07 | Saudi Water Authority | Method and system for extraction of minerals based on divalent cations from brine |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0676374A2 (de) * | 1994-04-08 | 1995-10-11 | Günter Lauer | Verfahren und Vorrichtung zur Reinwasserherstellung |
| CN101215023A (zh) * | 2008-01-17 | 2008-07-09 | 张文波 | 一种反渗透净水处理工艺 |
| CN102258942A (zh) * | 2010-05-26 | 2011-11-30 | 覃正元 | 三级反渗透 |
| CN103745759A (zh) * | 2014-01-09 | 2014-04-23 | 清华大学 | 一种放射性废水处理的方法和装置 |
| US20160339390A1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-11-24 | Basel Abusharkh | Method of solvent recovery from a dilute solution |
| CN107055692A (zh) * | 2017-01-05 | 2017-08-18 | 深圳清华大学研究院 | 一种梯级反渗透水分离方法及水分离系统 |
| CN208990574U (zh) * | 2018-10-17 | 2019-06-18 | 成都泓润科技有限公司 | 一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置 |
-
2018
- 2018-10-17 CN CN201811208061.1A patent/CN109092065A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0676374A2 (de) * | 1994-04-08 | 1995-10-11 | Günter Lauer | Verfahren und Vorrichtung zur Reinwasserherstellung |
| CN101215023A (zh) * | 2008-01-17 | 2008-07-09 | 张文波 | 一种反渗透净水处理工艺 |
| CN102258942A (zh) * | 2010-05-26 | 2011-11-30 | 覃正元 | 三级反渗透 |
| CN103745759A (zh) * | 2014-01-09 | 2014-04-23 | 清华大学 | 一种放射性废水处理的方法和装置 |
| US20160339390A1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-11-24 | Basel Abusharkh | Method of solvent recovery from a dilute solution |
| CN107055692A (zh) * | 2017-01-05 | 2017-08-18 | 深圳清华大学研究院 | 一种梯级反渗透水分离方法及水分离系统 |
| CN208990574U (zh) * | 2018-10-17 | 2019-06-18 | 成都泓润科技有限公司 | 一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114096342A (zh) * | 2019-04-01 | 2022-02-25 | 盐水转换公司 | 脱盐盐水浓缩系统及方法 |
| US12404197B2 (en) | 2019-04-01 | 2025-09-02 | Saudi Water Authority | Desalination brine concentration system and method |
| CN110064305A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-07-30 | 成都泓润科技有限公司 | 一种提高膜浓缩倍数和浓液浓度的装置及使用方法 |
| CN110064305B (zh) * | 2019-05-31 | 2024-08-13 | 成都泓润科技有限公司 | 一种提高膜浓缩倍数和浓液浓度的装置及使用方法 |
| CN110367415A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-10-25 | 章志强 | 一种植物饮料浓缩装置及浓缩过程 |
| CN111453812A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-07-28 | 成都民航六维航化有限责任公司 | 一种浓缩含低分子量醇类溶液的反渗透装置和方法 |
| CN111453812B (zh) * | 2020-04-21 | 2022-10-18 | 成都民航六维航化有限责任公司 | 一种浓缩含低分子量醇类溶液的反渗透装置和方法 |
| CN113797758A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-17 | 黄山华绿园生物科技有限公司 | 一种植物饮料浓缩装置及其浓缩方法 |
| US12434192B2 (en) | 2021-12-14 | 2025-10-07 | Saudi Water Authority | Method and system for extraction of minerals based on divalent cations from brine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109092065A (zh) | 一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置及方法 | |
| CN110064305B (zh) | 一种提高膜浓缩倍数和浓液浓度的装置及使用方法 | |
| WO2021047417A1 (zh) | 压能复合型脱盐工艺 | |
| CN114133065B (zh) | 一种蒸氨废水制取氯化钙浓液的方法 | |
| CN202766342U (zh) | 一种模块化高倍数连续膜浓缩装置 | |
| CN208990574U (zh) | 一种大循环反渗透工艺脱出低分子量醇类的装置 | |
| CN222834129U (zh) | 一种磷酸铁锂清洗废水回收处理系统 | |
| CN111530293A (zh) | 一种连续过流式膜过滤装置及方法 | |
| CN102219341A (zh) | 一种基于mbr-ro技术的电镀废水在线回用方法及装置 | |
| CN204017671U (zh) | 高效率低能耗的高倍浓缩装置 | |
| CN214862548U (zh) | 一种提纯浓缩异vc原液的高压纳滤膜系统 | |
| CN103194925A (zh) | 正渗透黑液浓缩装置及运行方法 | |
| CN111994999A (zh) | 一种正渗透耦合反渗透的浓缩系统及其使用方法 | |
| CN212396392U (zh) | 一种膜元件的优化组合装置 | |
| CN116216853A (zh) | 一种多级纳滤膜盐浓缩系统 | |
| CN214973085U (zh) | 一种膜浓缩多元醇系统 | |
| CN206476786U (zh) | 净水器浓水回收系统 | |
| CN210419557U (zh) | 一种连续运行的多组模块化膜浓缩处理装置 | |
| CN222684374U (zh) | 一种梯级浓缩的反渗透装置 | |
| CN205856491U (zh) | 糖化液膜过滤系统 | |
| CN218924051U (zh) | 植物提取液精制过滤设备 | |
| CN217698289U (zh) | 盐泥浓缩装置 | |
| CN104096480B (zh) | 高效率低能耗的高倍浓缩装置及其用于料液处理的方法 | |
| CN105905984A (zh) | 一种mbr工艺所得出水的深度处理方法 | |
| JPH06285340A (ja) | 複合膜分離方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |