本實用新型涉及水處理技術領域，具體涉及一種正滲透汲取液循環再生系統。

背景技術：

正滲透是近年來發展起來的一種濃度驅動的新型膜分離技術，它是依靠選擇性滲透膜兩側的滲透壓差為驅動力自發實現水傳遞的膜分離過程，是目前世界膜分離領域研究的熱點之一。相對于壓力驅動的膜分離過程如微濾、超濾和反滲透技術，這一技術從過程本質上講具有許多獨特的優點：如低壓甚至無壓操作，因而能耗較低。對許多污染物幾乎完全截留，分離效果好，具有低膜污染等特點。在許多領域，特別是在海水淡化、飲用水處理和廢水處理中表現出很好的應用前景。

正滲透過程無需外加壓力，通過具有高滲透壓的汲取液，可以透過半滲透膜將水分子自發的由低滲透壓的原水側汲取出來，而且將原水中的其他溶質截留，然后再采用其他工藝將水從被稀釋的汲取液中分離出來，最終獲得純凈的水，汲取液可以循環利用。這一過程的實現需要幾個必要條件：一是可允許水通過而截留其他溶質分子或離子的選擇性滲透膜及膜組件；二是提供驅動力的汲取液；三是對稀釋后的汲取液再濃縮途徑。由于正滲透過程無需額外施加能量驅動，整個工藝的主要能耗集中在汲取液再生過程，因此，汲取液再生過程直接關系整個正滲透系統的運行成本。理想的汲取液應具有以下特征：高溶解度、低分子質量以產生高滲透壓，能夠用簡單經濟的方法分離或再生，與膜兼容性好，惰性、穩定、無毒、接近中性。

目前常用的汲取液及其回收工藝有：

氨和二氧化碳混合氣體溶解水中形成(NH₄)₂CO₃復合溶液，以此為汲取液可產生很高的滲透壓驅動力，使水分子滲透過膜，稀釋后的汲取液可以通過加熱 蒸發分解其中的溶質而得到循環利用，分解后氨和二氧化碳通過冷凝回收再溶解到汲取液中進行重復使用，除去了溶解氨和二氧化碳以后的水即為比較純凈的水。雖然該類汲取液具有滲透壓大、水通量高的優點，但由于該類汲取液再生過程需要加入大量熱量，能耗偏高，且選取的氨為腐蝕性氣體，對現場操作安全及環境危害有一定的隱患，并且其分解再吸收的過程操作復雜，不易控制，汲取液有效成分不能100％回收，需要定期補充。

也有采用溶解度較高的無機鹽做為汲取液，并采用反滲透技術進行濃縮回收的工藝應用，無機鹽類汲取液相對比較簡單，容易配制和回收，但是受制于滲透壓的影響，采用反滲透回收工藝根據所選無機鹽種類的不同只能濃縮至8-12％以上。

以上，正滲透系統能夠連續穩定運行的關鍵因素是如何高效并且低能耗的實現汲取液再生回收，由于正滲透過程的動力來源是原料液和汲取液之間的滲透壓差，滲透壓差越大，過程驅動力就越大，故汲取液本身的滲透壓直接影響正滲透的運行效率。其汲取液再生是正滲透工藝能耗的主要部分，再生過程的難易程度和經濟性直接關系正滲透工藝的能耗與運行成本。因此，如何開發合適的汲取液，提高正滲透過程推動力并降低工藝的能耗是正滲透技術發展和應用的關鍵點。

技術實現要素：

鑒于上述現有技術存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種正滲透汲取液循環再生系統，解決現有碳銨類汲取液分解和吸收過程復雜、不易控制、能耗高且容易泄漏產生氨氣、構成隱患的問題，同樣能解決傳統無機鹽汲取液反滲透回收僅限于低濃度廢水濃縮、難以實現高濃鹽水的濃縮和零排放、系統運行壓力高、設備管路材質要求高、投資成本較高等問題。為實現前述實用新型目的，本實用新型采用的技術方案包括：

一種正滲透汲取液循環再生系統，包括原水箱，還包括與原水箱連接的正滲透裝置、與所述正滲透裝置連接的汲取液循環回收單元，所述正滲透裝置的汲取液是無機鹽水溶液，所述汲取液循環回收單元包括與正滲透裝置連接的稀 釋汲取液箱、與所述稀釋汲取液箱出水口連接的濃縮機構、與濃縮機構出水口連接的濃縮汲取液箱，所述濃縮汲取液箱的出水口連接至正滲透裝置的進水口。其中，所述汲取液包括但不限于NaCl、MgCl₂或CaCl₂的一種或多種組合，無機鹽水溶液中無機鹽的濃度范圍在1～40％之間。

本實用新型正滲透汲取液循環再生系統進一步地，所述濃縮機構包括電滲析裝置和反滲透裝置，所述電滲析裝置進水口連接的稀釋汲取液箱出水口，電滲析裝置產水出水口連接反滲透裝置進水口，電滲析裝置濃水出水口連接濃縮汲取液箱進水口，所述反滲透裝置的濃水出口連接至稀釋汲取液箱。

本實用新型正滲透汲取液循環再生系統進一步地，所述濃縮機構設置為機械蒸汽壓縮裝置，所述機械蒸汽壓縮裝置進水口連接的稀釋汲取液箱出水口，機械蒸汽壓縮裝置的濃水出口連接至濃縮汲取液箱進水口。

本實用新型正滲透汲取液循環再生系統進一步地，設置一用于接收濃縮機構淡水的淡水箱。

本實用新型正滲透汲取液循環再生系統進一步地，正滲透裝置由一段正滲透裝置、二段正滲透裝置和三段正滲透裝置構成。

本實用新型正滲透汲取液循環再生系統進一步地，與所述正滲透裝置還連接設置一用于回收濃水的濃鹽水箱。

借由上述方案，本實用新型至少具有以下優點：

①本實用新型汲取液溶解度高，濃度高，能產生的滲透壓也更高，具有原料來源廣泛、配制方法簡單快捷、成本低廉、無腐蝕氣體泄漏風險的特點，由于廢水中的主要成分也是Na、K、Ca、Mg、Cl、SO₄、NO₃等常規離子，因此本實用新型汲取液無需考慮正滲透膜汲取液反向擴散以及對原水離子截留率較低的問題，即使出現反向擴散較大需要補充的情況，由于其成本低廉，可基本忽略不計或者以零排放系統的最終產品進行補充。

②本實用新型工藝流程簡單，根據所采用汲取液，電滲析濃縮單元或機械蒸汽壓縮濃縮單元可將汲取液濃縮至15～32％以上，以此產生很高的滲透壓回用于正滲透膜分離系統。本實用新型濃縮單元，其占地面積極小，過程控制簡單，可避免電滲析膜污堵和結垢，延長清洗周期和使用壽命，利用正滲透膜抗污染 的優點可減少對預處理工藝的需求甚至取消預處理工藝。本實用新型運行成本低，適應溶解性固體總量的波動范圍廣，可與正滲透相結合處理波動較大的濃鹽水，投資成本低。

上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

附圖說明

圖1是本實用新型正滲透汲取液循環再生系統實施例一結構示意圖；

圖2是本實用新型正滲透汲取液循環再生系統實施例二結構示意圖。

圖中各附圖標記的含義如下。

1 原水箱 2 正滲透裝置

3 稀釋汲取液箱 4 濃縮機構

41 電滲析裝置 42 反滲透裝置

43 機械蒸汽壓縮裝置 5 濃縮汲取液箱

6 淡水箱 7 濃鹽水箱

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例，不用來限制本實用新型的范圍。基于本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

正滲透技術是目前水處理前沿技術，可用于高污染廢水的回用和濃縮，也可用于反滲透濃鹽水的進一步濃縮及零排放系統、特種物料的分離提純等領域。可縮短工藝流程，減少膜污染，延長使用壽命，有效降低能耗。具體優勢，首先，用于反滲透濃鹽水濃縮及零排放系統時，與其他技術相比運行能耗低、投資成本低。其次，進水條件寬泛，產水水質穩定回收率高，最后濃縮的濃水可 直接進結晶器，無需傳統蒸發技術所需的高壓蒸汽系統，正滲透系統管路和設備簡單，并且無需選用耐腐蝕、耐高溫材料。再次，其運行費用低，操作自動化程度高模塊化設計，占地面積少，建設周期短。

本實用新型正滲透汲取液，所述汲取液是無機鹽水溶液，包括但不限于NaCl、MgCl₂或CaCl₂的一種或多種組合，其中無機鹽水溶液中無機鹽的濃度范圍在1～40％之間，該濃度是指質量百分比濃度，優選包括NaCl和MgCl₂，該NaCl和MgCl₂的質量比為1:1。經試驗證明，本實用新型汲取液溶解度高，濃度高，能產生的滲透壓也更高，具有原料來源廣泛、配制方法簡單快捷、成本低廉、無腐蝕氣體泄漏風險的特點，由于廢水中的主要成分也是Na、K、Ca、Mg、Cl、SO₄、NO₃等常規離子，因此本實用新型汲取液無需考慮正滲透膜汲取液反向擴散以及對原水離子截留率較低的問題，即使出現反向擴散較大需要補充的情況，由于其成本低廉，可基本忽略不計或者以零排放系統的最終產品進行補充。

采用本實用新型上述汲取液，其正滲透汲取液循環再生方法簡單易行，具體為：以濃度范圍1～40％的無機鹽溶液為汲取液，在進料液側的水透過正滲透組件進入汲取液側后，將得到的稀釋汲取液進行電滲析濃縮再生或機械蒸汽壓縮濃縮再生，再生后的汲取液重返正滲透過程中循環使用，上述無機鹽包括但不限于NaCl、MgCl₂或CaCl₂的一種或多種組合，優選包括NaCl和MgCl₂，NaCl和MgCl₂的質量比為1:1。優選地，電滲析濃縮的產水經反滲透除鹽處理，將得到的反滲透濃水返回稀釋汲取液中進入下一次濃縮再生。本實用新型方法流程簡單，可將汲取液濃縮至32％，如以電滲析濃縮可濃縮到28～32％范圍，如機械蒸汽壓縮濃縮可濃縮到15～25％范圍，以此產生很高的滲透壓回用于正滲透膜分離系統。

如圖1和圖2所示，本實用新型正滲透汲取液循環再生系統，包括原水箱1，還包括與原水箱1連接的正滲透裝置2、與所述正滲透裝置2連接的汲取液循環回收單元，所述正滲透裝置2的汲取液是無機鹽水溶液，所述汲取液包括但不限于NaCl、MgCl2或CaCl2的一種或多種組合，其中無機鹽水溶液中無機鹽的濃度范圍在1～40％之間，汲取液溫度與正滲透膜的使用溫度范圍相關聯。所述 汲取液循環回收單元包括與正滲透裝置2連接的稀釋汲取液箱3、與所述稀釋汲取液箱3出水口連接的濃縮機構4、與濃縮機構4出水口連接的濃縮汲取液箱5，所述濃縮汲取液箱5的出水口連接至正滲透裝置2的進水口。

應當說明的是，設置一用于接收濃縮機構4淡水的淡水箱6。并且，正滲透裝置2由一段正滲透裝置21、二段正滲透裝置22和三段正滲透裝置23構成，正滲透效果好。與所述正滲透裝置2還連接設置一用于回收濃水，即回收合格的正滲透濃縮液的濃鹽水箱7。

實施例一

參見圖1，正滲透汲取液循環再生系統包括原水箱1、正滲透裝置2、稀釋汲取液箱3、濃縮機構4和濃縮汲取液箱5，所述濃縮機構4包括電滲析裝置41，和反滲透裝置42，所述電滲析裝置41進水口連接的稀釋汲取液箱3出水口，電滲析裝置41產水出水口連接反滲透裝置42進水口，電滲析裝置41濃水出水口連接濃縮汲取液箱5進水口，所述反滲透裝置42的濃水出口連接至稀釋汲取液箱3。

實施例二

參見圖2，正滲透汲取液循環再生系統包括原水箱1、正滲透裝置2、稀釋汲取液箱3、濃縮機構4和濃縮汲取液箱5，所述濃縮機構4設置為機械蒸汽壓縮裝置43，所述機械蒸汽壓縮裝置43進水口連接的稀釋汲取液箱3出水口，機械蒸汽壓縮裝置43的濃水出口連接至濃縮汲取液箱5進水口。

本實用新型工作時，原水箱1源水進入正滲透裝置2，合格的濃縮液出料至濃鹽水箱7。正滲透裝置2內的汲取液由于具有較高的滲透壓，與原水箱1中原液的壓差相差很大，可將原液的水分吸收，而鹽分被正滲透膜阻擋，汲取液吸收水分后變稀。稀釋后的汲取液流出至稀釋汲取液箱3，稀釋汲取液進入濃縮機構4濃縮后，產出的濃汲取液進入正滲透裝置2使用。其電滲析裝置41產水可采用反滲透裝置42進行進一步的除鹽處理，產水作為純水回用，反滲透裝置42濃水回到稀釋汲取液箱3循環使用，反滲透裝置42的濃縮液回到濃縮汲取液箱5循環使用。機械蒸汽壓縮裝置43產水可直接作為純水回用，不需要再用反滲透方式進一步脫鹽，機械蒸汽壓縮裝置43的濃縮液回到濃縮的汲取液箱循環使 用。

因此，本實用新型汲取液溶解度高，濃度高，能產生的滲透壓也更高，具有原料來源廣泛、配制方法簡單快捷、成本低廉、無腐蝕氣體泄漏風險的特點，由于廢水中的主要成分也是Na、K、Ca、Mg、Cl、SO₄、NO₃等常規離子，因此本實用新型汲取液無需考慮正滲透膜汲取液反向擴散以及對原水離子截留率較低的問題，即使出現反向擴散較大需要補充的情況，由于其成本低廉，可基本忽略不計或者以零排放系統的最終產品進行補充。并且，本實用新型工藝流程簡單，根據所采用汲取液，電滲析濃縮單元或機械蒸汽壓縮濃縮單元可將汲取液濃縮至15～32％以上，以此產生很高的滲透壓回用于正滲透膜分離系統。本實用新型濃縮單元，其占地面積極小，過程控制簡單，可避免電滲析膜污堵和結垢，延長清洗周期和使用壽命，利用正滲透膜抗污染的優點可減少對預處理工藝的需求甚至取消預處理工藝。本實用新型運行成本低，適應溶解性固體總量的波動范圍廣，可與正滲透相結合處理波動較大的濃鹽水，投資成本低。本實用新型尚有多種實施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內。