用于正渗透水处理的反向可溶溶质的回收的制作方法_3

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06可被分成两个稀释的汲取溶液物流206并且被供应到包 含两个或更多个换热器208、210、214的换热器网络。一个稀释的汲取溶液物流206被供应到 富溶质换热器208并且另一稀释的汲取溶液物流206被供应到富水换热器210。两个稀释的 汲取溶液物流206在各自的换热器208、210中被加热并且所产生的加热的汲取溶液物流被 再合并而形成合并的稀释的汲取溶液物流212。调节稀释的汲取溶液物流206的流速比率W 便从换热器网络中的换热器208、210离开的两个稀释的汲取溶液物流206之间的溫度差小 于5°C,优选小于:TC并且更优选小于rC。合并的稀释的汲取溶液物流212可经过另外的补 充换热器214,在该处增加来自废热源、太阳热源或者燃料燃烧热源(未示出)的外部热,W 调节溫度并且补偿工艺热损失。
[0056] 稀释的汲取溶液物流206和合并的汲取溶液物流212在换热器网络208、210、214中 被加热到足W引发相分离并且W溶质过饱和稀释的汲取溶液物流206、212。作为从补充换 热器214离开的流出物的合并的稀释的汲取溶液物流212的溫度足W沉淀出大部分的溶质 并且产生两相流出物212。
[0057] 离开补充换热器214的两相汲取溶液流出物流5被供应到溫度控制的聚结器216, W聚结在换热器网络208、210、214中沉淀出的富含小溶质的小液滴。聚结器216被设计为聚 结富溶质液滴足够大W便在随后的相分离工艺218中分离。在一种示例性实施方式中,聚结 器216被设计为聚结富溶质液滴至大于10皿,优选大于25皿并且更优选大于50皿。由经过聚 结器216的两相流动物流所引起的压降显著小于由经过纳滤器的两相流动物流所引起的压 降。聚结器216的使用消除了额外的复杂性和在半批量操作中所需的反冲。
[0058] 聚结器216还可被分隔成包含疏水性聚结成分用于聚集汲取溶质的顶部部分W及 包含亲水性聚结成分用于水聚集的底部部分。选择疏水性聚结成分的疏水性程度和亲水性 聚结成分的亲水性程度W实现大于ΙΟμπι的汲取溶质的特定聚结程度。在一种示例性实施方 式中,选择疏水性聚结成分的疏水性程度和亲水性聚结成分的亲水性程度W聚结汲取溶质 到大于10皿。
[0059] 聚结器流出物流220被供应到溫度控制的重力分离器218,离屯、机,水力旋流器或 类似装置,在其中累积来自聚结器的富溶质液滴。重力相分离器218被设计为将溶质与水分 离并且产生连续富水物流222和连续富溶质物流224。在一种示例性实施方式中,聚结器216 和重力相分离器218的操作溫度被保持在小于150°C,优选小于100°C并且更优选小于80°C, W实现作为离开分离器218的流出物的富水物流222的特定的溶质浓度和渗透压。在一种示 例性实施方式中,聚结器216和重力相分离器218的操作溫度被选择W实现富水物流222中 溶质浓度为小于5%,优选小于2%并且更优选小于1%重量溶解的溶质。在一种示例性实施 方式中,重力相分离器218被设计为将富溶质物流224中的溶质浓缩到大于60%,优选大于 80 %并且更优选大于90 %重量溶解的溶质的浓度。
[0060] 作为离开分离器218的流出物的富水物流222经过富水换热器210,在该处其被稀 释的汲取溶液物流206冷却并且稀释的汲取溶液物流206进而被富水物流22巧日热。作为从 分离器218离开的流出物的富溶质物流224经过富溶质换热器208,在该处其被稀释的汲取 溶液物流206冷却并且稀释的汲取溶液物流206进而被富溶质物流224加热。因而,换热器网 络208、210、214首要地清除/回收来自包含连续富水物流222和连续富溶质物流224的重力 相分离器218流出物的显热。富水物流222和富溶质物流224被冷却到在正渗透模块202操作 溫度的几度之内,而稀释的汲取溶液物流206被相应地加热。
[0061] 作为流出物从相分离器218离开的富水物流222通过富水换热器210冷却W允许残 余溶质再溶解并且产生单相冷却的富水物流226。冷却的富水物流226是单相物流,被供应 到纳滤器228、超滤器、反渗透模块(包含半透膜)或者类似装置,其用于将残余溶质与产品 水分离。纳滤器228被选择为根据尺寸或结构截留溶质分子并且理想地通过大部分的溶解 的盐。在纳滤器228、超滤器、反渗透模块或类似装置中的最终过滤步骤仅用于回收单相冷 却的富水物流226中的残余溶质。溶质再溶解在单相冷却的富水物流226中W最小化跨越纳 滤器228的压降并且简化操作。无溶质水过滤器渗透物230是该方法产品。
[0062] 离开纳滤器228的富溶质物流232在混合器234中与离开富溶质换热器208的冷却 的富溶质物流224合并W产生合并的富溶质物流240。混合器234被用来在所产生的合并的 富溶质物流240中完全溶解溶质。合并的富溶质物流240被供应到正渗透模块202 W便W连 续方式对源物流200进行净化或者脱盐。作为流出物离开相分离器218的富溶质物流224在 富溶质换热器208中被冷却至特定溫度,W保持合并的富溶质物流240的溫度足够低并且提 供在进入正渗透模块202的合并的富溶质物流240中溶质的完全溶解。
[0063] 在图2的一种示例性实施方式中,聚结器216和/或相分离器218可利用另外的外部 热源(未示出)加热到操作溫度。
[0064] 在图2的另一种示例性实施方式中,聚结器216和相分离器218被合并成一个物理 装置。
[0065] 在图2的另一种示例性实施方式中,并不根据溶质浓度保持溫度,而是控制聚结器 216和相分离器218的溫度W保持富水物流222的渗透压在小于50m0sm,优选小于25m0sm并 且更优选小于15m0sm。
[0066] 在图2的另一种示例性实施方式中,稀释的汲取溶液物流206中的溶质浓度使用稀 释的汲取溶液物流216或合并的富溶质物流240的流速来控制。稀释的汲取溶液物流206中 的目标浓度被控制W保持至少化/(m2*hr)的在正渗透模块202中的最小流量。
[0067] 在图2的另一种示例性实施方式中,在稀释的汲取溶液物流206中的微生物浓度通 过使用UV消毒器或者添加生物杀灭剂来控制。
[0068] 在图2的另一种示例性实施方式中,先进的氧化方法或者吸附系统被用来从过滤 器渗透物228中除去残余汲取溶质。
[0069] 在图2的另一种示例性实施方式中,选择纳滤器228、超滤器或反渗透过滤器W获 得小于2000,优选小于1000并且更优选小于500的分子量截止;小于50%,优选小于25%并 且更优选小于10%的化C1截留;W及大于95%,优选大于99%并且更优选大于99.9%重量 溶解的溶质的溶质截留。
[0070] 图3示出了根据另一种实施方式的示例性正渗透方法。微咸水源物流300被供应到 正渗透模块304中半透膜的原料侧。汲取溶液物流318被供应到正渗透模块304中半透膜的 汲取侧。微咸水源物流300的渗透压小于汲取溶液物流318的渗透压。运种压差驱动微咸水 源物流300的水渗透经过半透膜,导致产生稀释的汲取溶液物流306和盐水物流302。
[0071] 稀释的汲取溶液物流306经过换热器网络308,在该处溫度被升高到足W引发相分 离并且W溶质过饱和该稀释的汲取溶液物流306。换热器网络308可包括一个或多个串联或 并联配置的换热器W用于提高稀释的汲取溶液物流306的溫度。作为从换热器网络308离开 的流出物的稀释的汲取溶液物流30的溫度足W沉淀出大部分的溶质并且产生两相流出物。
[0072] 离开换热器网络308的两相汲取溶液流出物流340被供应到初级溫度控制的聚结 器310W聚结在换热器网络308中沉淀出的富含小溶质的小液滴。初级聚结器310被设计为 聚结富溶质液滴足够大W便在随后的相分离工艺312中分离。在一种示例性实施方式中,初 级聚结器310被设计为聚结富溶质液滴至大于ΙΟμπι,优选大于25WI1并且更优选大于50μπι。由 经过初级聚结器310的两相流动物流所引起的压降显著小于由经过纳滤器的两相流动物流 所引起的压降。聚结器310的使用消除了额外的复杂性和在半批量操作中所需的反冲。
[0073] 初级聚结器流出物流314被供应到溫度控制的重力分离器312,离屯、机,水力旋流 器或类似装置,在其中累积来自初级聚结器310的
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