反渗透技术在盐水浓缩中的应用

2019-07-12 17:30:50 中蓝环保 34

技术概览


除了RO外,有许多新兴的膜盐水浓缩技术在过去的十至十五年间相继推出,其中包含取得不少成功市场化应用的垂直管降膜蒸发器(VTFF),以及在市场化应用基础上尚需进一步优化的正渗透(FO)和膜蒸馏(MD)技术等。相较于这些前沿技术,RO的优势在于它在海水淡化领域所积累的相当成熟的应用及运营经验。


在将RO技术用于盐水浓缩方面,以色列反渗透技术公司Desalitech近两年的表现非常出色。在Desalitech一些项目的实际操作中,可将RO处理后的浓水浓度达到80,000 mg/L TDS。目前,该公司在与传统RO系统相竞争的同时,其研发团队也在马不停蹄地优化产品,希望可以实现在1,800 psi的压力下运行,并使盐水浓度进一步浓缩至100,000 mg/L TDS。


另一个创新的RO技术来自以色列Rotec公司所开发的Flow Reversal技术。这一技术与Desalitech相类似,通过其高回收率解决方案来替换或改造传统的RO系统。与此同时,也有许多针对RO浓水处理的初创技术在如火如荼地研发中,有些基于批处理式模式,另一些则使用高压。这些解决方案可以是单个系统或是多级串联系统,主要取决于进水的浓度以及终端客户对排水水质的要求。


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这些技术所应用的系统配置通常包含:盐水预处理技术、定制化的膜过滤系统、新型膜清洗方案、新型盐水排放系统、高压操作条件、循环泵及能量回收装置等。一般而言,限制反渗透将盐溶液浓缩到更高倍数的主要原因,是外加压力达到渗透压的极限,从而导致系统无法进一步对盐水进行浓缩。


常见的标准RO、逆流RO和正渗透FO三者的渗透原理区别如下图所示。而这两项技术则是通过利用不同渗透压(正渗透与反渗透)的原理,在反渗透膜出水端添加少量盐溶液,以维持RO膜进料端和渗透端的盐水浓度,从而有效降低膜两侧的压力差。通过这一新兴的盐浓缩蒸发设备和多级串联的处理,出水浓度可高达250,000 mg/L TDS。这样一来,系统在进行浓缩的同时,其所消耗的外加压力也相应降低,同时实现了节能的目的。