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    處理采出水的方法技術

    技術編號:25644927 閱讀:47 留言:0更新日期:2020-09-15 21:36
    本發明專利技術公開一種用于處理廢水的系統和方法。系統包括用于去除溶解的固體的反滲透單元。所述反滲透單元產生滲透物和濃縮物。為了減小與反滲透單元相關的膜結垢可能性和/或延長膜壽命和/或提高系統回收,使至少一部分濃縮物再循環,并與廢水流在反滲透單元上游的點混合。

    【技術實現步驟摘要】
    【國外來華專利技術】處理采出水的方法專利
    本專利技術涉及廢水處理,更具體地講,涉及利用反滲透膜的廢水處理系統和方法。專利技術背景在廢水處理系統中用反滲透(RO)單元去除溶解的固體。利用RO單元處理廢水流(例如采出水)的挑戰在于,即使在低濃度,有機物,特別是芳族化合物,也傾向于沉淀到RO單元中所用的膜表面上。隨著時間的流逝,沉淀物積聚在RO膜上,導致膜結垢和降解。至少在一些情況下,RO回收率越高,膜進料/鹽水通道中芳族化合物的濃度越高,因此膜結垢和降解的速率越高。在很多應用中,希望回收率最大化,以使引導到廢物處置設施的液體廢物最少。這也促使RO膜結垢和降解。這種結垢和降解縮短RO膜的壽命。已知通過提高到RO單元的進料的pH來解決RO膜結垢問題。這通常是有幫助的,但經常無法完全清除有機起垢物。因此,已經并且繼續需要采用RO單元的廢水處理方法,該方法延長RO膜壽命和/或增加回收率,同時使需要處置的液體廢物最少。專利技術概述本專利技術公開了廢水處理方法,該方法利用一個或多個減少RO膜結垢或降解和/或實現更高系統回收率的RO單元。一個實施方案,稱為模式1,包括RO進料罐和下游RO單元。將可能已經過預處理的進料直接或間接引到RO單元,產生滲透物和濃縮物。使一部分RO單元濃縮物再循環到RO單元上游的點。在一種設計中,將RO濃縮物按路線送到RO進料罐,在此其與進料混合。如下解釋,該方法減少RO膜結垢和降解,并因此延長膜的壽命,而且可提高系統回收率。如上提到,可將部分濃縮物再循環按路線送到RO單元上游的不同點。在另一個實施方案中,有時稱為模式2,將部分濃縮物再循環按路線送到預處理過程,例如化學軟化過程。這使得濃縮物再循環(特別是其中的有機物)與被處理的廢物流一起經過預處理。例如,濃縮物再循環中的有機物可與在化學軟化過程中形成的化學沉淀物進行共沉淀,或者可使其吸附到形成的化學沉淀物的表面上。如下解釋,該過程減少有機膜結垢,并延長RO膜壽命,同時一般性提高系統的回收率。可組合模式1和模式2,以產生本文中稱為模式3的模式。在這里,使RO濃縮物再循環分成至少兩個流。在一個實例中,如上關于模式1解釋,將一個RO濃縮物再循環流引到RO進料罐。可將另一個RO濃縮物再循環流引到上游預處理過程,例如化學軟化過程。這個過程也減小RO膜結垢可能性,同時提高系統整體的RO回收率。除了解決RO膜結垢問題外,本專利技術還公開一種處理廢水(特別是采出水)的方法,該方法采用第一程RO單元、第二程RO單元和側流廢料(reject)回收RO單元。該系統和方法旨在提高RO系統回收,同時減少RO濃縮物廢物。第一程RO單元產生滲透物和濃縮物。將來自第一程RO單元的濃縮物引到廢料回收RO單元,后者進而產生滲透物和濃縮物。將來自廢料回收RO單元的滲透物與來自第一程RO單元的滲透物混合,并引到第二程RO單元。可任選將模式1和2方法合并到該方法,以減少RO膜結垢,同時進一步提高RO膜系統回收率。例如,由廢料回收RO單元產生的一部分濃縮物可分成兩個流。可將第一濃縮物流與來自第一程RO單元的濃縮物混合。例如,可將第二濃縮物流引到上游,并與在預處理過程中處理的廢水處理流混合。因此,在這個過程中,通過側流廢料回收RO單元提高回收率,并且通過使部分濃縮物從廢料回收RO單元再循環到第一程RO單元上游的各個點減少膜結垢。通過研究只為本專利技術說明的以下描述和附圖,本專利技術的其它目的和優點將變得顯而易見。附圖簡述圖1為采用RO單元的廢水處理方法的示意圖,其中使由RO單元產生的部分濃縮物再循環到RO進料罐。圖2為采用RO單元的廢水處理方法的示意圖,其中使由RO單元產生的部分濃縮物再循環到上游預處理過程。圖3為結合圖1和圖2中所繪的部分濃縮物再循環過程的廢水處理方法的示意圖。圖4為廢水處理方法的示意圖,廢水處理方法采用第一程RO單元、第二程RO單元和用于處理來自第一程RO單元的濃縮物的側流廢料回收RO單元。圖5為結合圖1、2和4的方法特征的廢水處理方法的示意圖。示例性實施方案詳述在討論圖1-5中所示的具體方法之前,應注意,盡管本文所述方法有效地處理由石油和天然氣開采產生的采出水,但這些方法通常也有效地處理廢水流。因此,在一些情況下,本文公開的各種方法將在處理采出水的背景下討論。然而,本領域的技術人員應理解,通常可用相同的方法處理廢水流。另外,圖1-5中所繪的示意方法并不是要顯示每種可能的方法布置。最后,通常將最終廢水處理方法定制用于具有特定目的的特定應用。通常,設計廢水方法和系統要考慮正被處理的廢水流的組成和最終排出液限制。轉向圖1中所示的方法,所用系統的基本組件包括RO進料罐12和RO單元14。RO單元14在圖1中被稱為反滲透容器陣列。在圖1中,這是第一程RO單元或單程RO單元,但應注意,在此布置中也可包括任選的第二程RO。本領域的技術人員應了解,RO單元14包括膜。圖1中所繪的方法始于將進料水引入RO進料罐12。本領域的技術人員應了解和理解,可在RO進料罐12的上游進行各種預處理過程。例如,這樣的預處理過程可包括一種或多種脫氣、化學軟化、澄清(即沉降)、pH調節、二氧化硅去除和任何多種過濾過程(例如介質過濾或膜過濾)之一,以去除懸浮的固體和沉淀物。在圖1所示的實施方案中,除了RO進料罐12和RO單元14外,還提供了用于將RO調節化學物質注入進料的注入部位16。注入部位16的下游為筒式過濾單元18,而從RO單元14的高壓側的下游為任選的能量回收裝置20。進水罐12中的進料水由低壓進料泵(未示出)泵送通過注入部位16。將一種或多種RO調節化學物質與進料混合。RO調節化學物質可包括防垢劑,以及特別適合某些應用的其它RO調節化學物質。進料水從注入部位16流到筒式過濾系統18,在此從進料水去除懸浮的固體。高壓泵(未顯示)將來自筒式過濾系統18的排出液泵送到RO單元14。RO單元14產生低壓滲透物22和高壓濃縮物24。RO單元14產生的濃縮物的壓力可以變化,但通常根據應用在約400-1200psig的范圍內。作為選項,用能量回收裝置20從RO濃縮物24回收相當大部分加壓能量。由于這種能量的回收(和轉移),來自能量回收裝置20濃縮物排出液通常在約15-30psig的范圍內。然后,利用能量回收裝置20回收的能量減少進料RO單元14的RO高壓進料泵的能量消耗。使從能量回收裝置20流出的低壓濃縮物26分成兩個流,部分濃縮物再循環28和濃縮物廢物流30。將部分濃縮物再循環28引回到RO進料罐12,并與流入的進料水混合。有多種方法利用部分濃縮物再循環28。圖1中所示和在此所述的方法稱為模式1。在模式1中,RO單元14為單程RO單元,并且有意設計成以低"滑回收"(skidrecovery)運行。術語“滑回收”為跨RO單元14的回收(即,流22的流速除以兩個流22和24的流速之和)。在典型情況下,根據具體應用,這種低滑回收在30%至50%的范圍內。然而,根據應用,預期這種方法實現高總系統回收,通常在85-95%的范圍內本文檔來自技高網...

    【技術保護點】
    1.一種用包括膜的反滲透(RO)單元處理采出水并且在處理采出水的過程中減少RO膜結垢的方法,所述方法包括:/n預處理采出水,并從采出水去除微粒和結垢物;/n在預處理采出水后,將采出水引到第一程RO單元,并產生第一滲透物和第一濃縮物;/n將第一滲透物引到第二程RO單元,并產生第二滲透物和第二濃縮物;/n將第一濃縮物在側流中引到濃縮物回收RO單元,并產生第三滲透物和第三濃縮物;/n將第三滲透物與第一滲透物混合,或將第三滲透物引到第二程RO單元;/n將第三濃縮物分成廢物流以及第一和第二再循環流;/n使第一再循環流再循環到濃縮物回收RO單元上游的側流中的點;并且/n使第二再循環流再循環到第一程RO單元上游的點。/n

    【技術特征摘要】
    【國外來華專利技術】20171207 US 62/5958061.一種用包括膜的反滲透(RO)單元處理采出水并且在處理采出水的過程中減少RO膜結垢的方法,所述方法包括:
    預處理采出水,并從采出水去除微粒和結垢物;
    在預處理采出水后,將采出水引到第一程RO單元,并產生第一滲透物和第一濃縮物;
    將第一滲透物引到第二程RO單元,并產生第二滲透物和第二濃縮物;
    將第一濃縮物在側流中引到濃縮物回收RO單元,并產生第三滲透物和第三濃縮物;
    將第三滲透物與第一滲透物混合,或將第三滲透物引到第二程RO單元;
    將第三濃縮物分成廢物流以及第一和第二再循環流;
    使第一再循環流再循環到濃縮物回收RO單元上游的側流中的點;并且
    使第二再循環流再循環到第一程RO單元上游的點。


    2.權利要求1所述的方法:
    其中預處理采出水包括在化學軟化單元中化學軟化采出水;
    其中由濃縮物回收RO單元產生的第二再循環流包括濃縮的有機化合物;并且
    通過將第二再循環料流引入化學軟化單元,并在化學軟化單元中使有機化合物吸附到的懸浮的固體上,或使有機化合物與在化學軟化單元中形成的沉淀劑共沉淀,從第二再循環料流去除有機化合物。


    3.權利要求1所述的方法,所述方法還包括,通過用包含第一和/或第二滲透物的滲透溶液間歇沖洗至少一些膜,所述滲透溶液使膜上的起垢物從膜解吸附,并溶于滲透溶液,來減少至少一些膜上起垢物的積累。


    4.權利要求3所述的方法,所述方法包括將表面活性劑注入滲透溶液,在此表面活性劑形成膠束,膠束使在膜上積累的起垢物隔絕。


    5.權利要求3所述的方法,所述方法包括將表面活性劑注入第一程RO單元上游的采出水,其中表面活性劑形成膠束,膠束使起垢物隔絕,使得起垢物保留在采出水中的溶液中,而不是附著到膜。


    6.權利要求1所述的方法,所述方法包括在位于第一程RO單元上游的離子交換單元從采出水去除硬度,并且所述方法包括再生離子交換單元,并產生再生廢物流,使再生廢物流再循環到用于預處理采出水的預處理單元。


    7.權利要求1所述的方法,所述方法包括在位于第一程RO單元上游的離子交...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:J·科爾皮爾L·N·S·P·納哈潘B·比亞吉尼
    申請(專利權)人:威立雅水務技術支持公司
    類型:發明
    國別省市:法國;FR

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