用于反渗透的系统的制作方法

本发明涉及用于反渗透的系统，特别地涉及具有提高的能量效率的用于多级反渗透的系统。本发明还涉及用于操作这种系统的方法，示例性地用于生产淡水。本发明允许适配不同的能量价格和/或溶解盐浓度。

背景技术：

1、渗透是其中溶剂从面向较低溶质浓度的膜侧朝向面向较高溶质浓度的膜侧横跨半透膜移动的过程。其中，溶剂粒子的移动由扩散驱动，并且总体上，较多的溶剂粒子朝向较高的溶质浓度（即，较低的水势能）扩散，从而导致溶剂的净移动。这种自然发生的过程也是如下所述的反渗透过程的基础。

2、在反渗透中，将超过渗透压的压力施加到较高溶质浓度的一侧，从而恢复渗透系统的能量平衡，进而导致横跨膜的从高溶质浓度到低溶质浓度的整体净扩散移动，由此增加被加压膜侧的溶质浓度。反渗透系统包括由半透膜隔离开的至少两个室，其中可以控制所述室的流入和流出，以设定体积流条件以及横跨该膜的压力梯度。

3、反渗透（ro）经常被应用于水净化或脱盐应用，其中它在净化水和/或脱盐水旁边产生高度浓缩的盐水。盐水保留在膜的加压侧，而净化水和/或脱盐水（渗透物）以低压力从另一膜侧被去除。从反渗透室去除加压盐水，以避免渗透压的过度增加，并且允许新鲜的进料溶液流入室中。还已知使用能量回收装置（例如，液压涡轮机），以用于将液压能从加压盐水传递到进料溶液的目的，以便提高反渗透过程的总体能量效率。

4、还已知在这种系统中组合多个ro级以提高能量效率和淡水产量。在这种多级ro系统中，通常以线性方式组合ro室。其中，盐水在进入后续级之前通常被加压，以便补偿该盐水的增加的溶质浓度。液压涡轮机也被用于多级ro系统中，以用于能量回收和提高效率。

5、涡轮机的使用通常需要在马达侧将液压能转换为机械能，以及转换为电能以用于能量传输。在泵侧处，然后需要从电能反向转换为机械能，并且进一步转换为液压能。这通常降低ro系统的总体能量效率。允许液体流之间的直接能量传递的压力交换器避免了此类转换损失，但具有相当窄的最佳传递效率窗口，这在ro系统中通常不能满足。

6、ep 4 342 573 a1公开了一种有利的多级ro系统，其中第一级ro级的盐水出口被另一压力泵进一步加压并且被进料到第二ro级。通过添加另外的级可以相应地扩展原理。

7、然而，根据ep 4 342 573 a1的ro系统的一个限制是，来自一个级的出口的所有盐水需要完全进入下一级，从而联接两个级之间的膜交叉流。为了这样做，来自（例如）第一级的出口的所有盐水通常需要被进一步加压，这是因为后续级的压力由于较高的溶质浓度而通常需要显著高于前一级。尽管所有尝试都要回收尽可能多的能量，但有时希望有可能降低能量消耗，特别是在能量价格确实增加时。此外，期望适配于不同的卤水浓度、不同的水温度、ro系统中的部件的不同磨损程度、以及甚至不同的膜类型。

8、因此，本公开的目的是克服或至少减少现有技术的缺点，并且提供具有可适配的能量效率的用于反渗透的多级系统。

技术实现思路

1、通过本发明的主题，即通过根据所附权利要求的用于反渗透（ro）的系统以及通过用于操作这种系统的方法，解决本公开的目的并且克服或至少减少现有技术的缺点。当前的多级ro系统的特征在于后续级之间的快捷连接，这允许系统更好地适配于外部因素，诸如能量价格、淡水需求、卤水浓度和交叉流要求。

2、本公开的第一方面涉及用于反渗透（ro）的系统，该系统包括第一ro级，该第一ro级具有第一进料入口、第一盐水出口和第一渗透物出口。第一ro级包括由第一ro膜隔离开的第一高压力ro室和第一低压力ro室。这些室优选地形成ro罐，该ro罐被配置为容纳第一ro过程并且承受出现的压力。第一ro级可以包括更多的入口和/或出口，例如多个第一进料入口、多个第一盐水出口和/或多个第一渗透物出口。为了简洁起见，以下仅分别指代这些入口和出口中的一个。在包括多个入口和/或出口的第一ro级中，以下解释可以指单个入口和/或出口之间的关系、和/或多个入口与/或出口之间的关系。在ep 4 342 573 a1中已经公开了这种系统。

3、（至少一个）第一进料入口被配置为向第一高压力ro室供应进料溶液流，并且（至少一个）第一盐水出口被配置为从所述室排出盐水溶液。第一低压力ro室被配置为经由第一ro膜接收渗透物，即具有降低的溶质浓度的进料溶液。（至少一个）第一渗透物出口被配置为从第一低压力ro室排出渗透物。在与（至少一个）第一进料入口处的进料溶液的压力大致相同的压力下，经由（至少一个）第一盐水出口排出向上浓缩的进料溶液（盐水）。在明显低于进料压力的压力（该压力优选地尽可能低，以用于在该膜处具有最佳压力差）下，经由（至少一个）第一渗透物出口排出渗透物。

4、第一ro膜被配置为允许进料溶液的溶剂在被施加到第一高压力ro室的外部压力下扩散。在优选的实施例中，进料溶液是盐水，例如海水，并且第一ro膜被配置为允许水扩散通过该膜，同时不让盐离子（例如，na+和cl-）通过该膜。优选地，第一ro膜被配置为不让有机物、细菌和热原质通过该膜，然而这些组分可能在ro室之前的预处理级中已经被去除了。第一ro膜优选地为醋酸纤维素ca膜或聚砜膜中的一种，其可以涂覆有芳香族聚酰胺。同样优选的是，第一ro膜是纳米结构的，沸石膜和/或螺旋卷式ro膜。

5、本公开的ro系统还包括第二ro级，该第二ro级具有第二进料入口、第二盐水出口和第二渗透物出口。第二ro级包括由第二ro膜分离开的第二高压力ro室和第二低压力ro室。这些室优选地形成第二ro罐，该第二ro罐被配置为容纳第二ro过程并且承受出现的压力。第二ro级可以包括更多的入口和/或出口，例如多个第二进料入口、多个第二盐水出口和/或多个第二渗透物出口。为了简洁起见，以下仅分别指代这样的入口和出口中的一个。在包括多个入口和/或出口的第二ro级中，以下解释可以指单个入口和/或出口之间的关系、和/或多个入口和/或出口之间的关系。

6、（至少一个）第二进料入口被配置为向第二高压力ro室供应进料溶液流，并且（至少一个）第二盐水出口被配置为从所述第二室排出盐水溶液。其中，进料到（至少一个）第二进料入口的进料溶液是（至少部分地是）从（至少一个）第一盐水出口排出的盐水溶液。第二低压力ro室被配置为经由第二ro膜接收渗透物。（至少一个）第二渗透物出口被配置为从第二低压力ro室排出渗透物。来自第一低压力室和第二低压力室的渗透物可以被共同地排出。有时，两个渗透物出口保持分离。有时，渗透物中的仅一种渗透物具有足够低的盐含量以供能够饮用。有时，第二级被配置为仅将进料脱盐至第一进料入口的浓度的盐度水平。然后，该第二渗透物出口可以连接到第一高压力泵的入口侧。

7、同样，在第二ro级中，在与（至少一个）第二进料入口处的进料溶液（第一级盐水）的压力大致相同的压力下，经由（至少一个）第二盐水出口排出盐水，而在较低的压力下，优选地在显著低于进料压力的压力下，甚至尽可能低的压力下，经由（至少一个）第二渗透物出口排出渗透物。第二ro膜以与第一ro膜相同或相似的方式被配置。

8、本公开的系统还包括压力交换器pe，该压力交换器连接在第二盐水出口和第一进料入口之间。换句话说，压力交换器包括：入口（特别是高压力hp入口），该入口被配置为接收从第二盐水出口排出的盐水流；以及出口（特别是高压力hp出口），该出口被配置为向第一进料入口提供进料溶液流。压力交换器还包括：另一出口（特别是低压力lp出口），该另一出口被配置为排出减压的盐水流；以及另一入口（特别是低压力lp入口），该另一入口被配置为接收待加压的进料溶液流。

9、在本公开的系统中，第一盐水出口与第二进料入口之间的第一压力差δp1对应于第二盐水出口与压力交换器之间的第二压力差δp2。换句话说，第一压力差δp1涉及经由第一盐水出口排出的盐水溶液的压力与经由第二进料入口进入第二ro级的进料溶液的压力之间的差。其中，经由第二进料入口进入第二ro级的进料溶液至少部分地、优选地完全地来自经由第一盐水出口排出的盐水溶液。因此，第一压力差δp1和第二压力差δp2不是彼此独立的，而是彼此对应的，这是因为第一压力差δp1被设定为取决于第二压力差δp2的值的值、或第二压力差δp2被设定为取决于第一压力差δp1的值的值。

10、特别地，本公开的系统包括：用于产生第一压力差的第一装置，该第一装置设置在第一盐水出口与第二进料入口之间；以及用于产生第二压力差的第二装置，该第二装置设置在第二盐水出口与压力交换器之间。本公开的系统还包括用于控制用于产生第一压力差的第一装置和用于产生第二压力差的第二装置的控制单元。控制单元被配置为控制第一装置和第二装置，以便彼此对应地设定第一压力差和第二压力差。特别地，控制单元被配置为依据第二压力差δp2的值来设定第一压力差δp1的值，或者依据第一压力差δp1的值来设定第二压力差δp2的值。进一步优选地，控制单元被配置为控制第一压力差和第二压力差，使得该第一压力差和第二压力差相对于彼此自动地调节，使得该第一压力差和第二压力差彼此匹配。

11、当第一装置优选地是液压泵和液压马达中的一者，并且然后第二装置优选地是液压泵和液压马达中的另一者时。第一装置和第二装置中的每一个也可以是高压力泵、级间增压泵、涡轮机和与高压力增压泵连接的等压式压力交换器中的一种（优选地用danfossisave泵实现，该danfoss isave泵提供与高压力增压泵连接的等压式压力交换器的组合），只要能确保上述对应关系即可。

12、因此，本公开的系统能够进行操作，其中第一盐水出口与第二进料入口之间的压力改变第一压力差δp1，并且第二盐水出口与压力交换器之间的压力改变与第一压力差δp1对应的第二压力差δp2，并且其中液压能因此有利地以提高的效率经由压力交换器从自第二盐水出口流出的第二盐水流传递到被提供至第一进料入口的第一进料流。通过所公开的系统的压力配置（即，对应的第一压力差和第二压力差），能够实现提高的效率，该压力配置允许压力交换器以最佳的传递效率操作。根据本公开，第一压力差δp1和/或第二压力差δp2可以具有正压力值或负压力值。

13、根据ro系统的优选实施例，压力交换器pe具有连接到第二盐水出口的高压力hp入口和连接到第一进料入口的pe hp出口，并且第二压力差δp2发生在第二盐水出口与pe hp入口之间。因此，在本公开的ro系统中，在盐水流被进料到压力交换器之前产生第二压力差δp2，以便以优化的压力将盐水流进料到压力交换器。通过这种方式，有利地提高了压力交换器中的液压能的传递效率，该压力交换器被配置为对向第一进料入口提供的进料流加压。同样有利的是，在该实施例中，增压泵在第二盐水出口的上游。

14、进一步优选地，在本公开的系统中，利用第一压力差δp1以产生第二压力差δp2。换句话说，与第一压力差δp1相关联的液压能被获取，并且被用于产生第二压力差δp2。同样优选地，利用第二压力差δp2以产生第一压力差δp1。同样，这本质上是指与第一压力差δp1和第二压力差δp2相关联的液压能的传递。其中，通过利用第一压力差δp1产生第二压力差δp2并不一定意味着提供能量以产生第二压力差δp2，但以相同的方式，可以通过利用第一压力差δp1从系统中去除液压能来产生第二压力差δp2。与第一压力差δp1和第二压力差δp2相关的液压能的传递可以通过转换成其他形式的能量而直接地或间接地发生。示例性地，液压能可以被转换为机械能和/或电能，以用于在第一压力差δp1与第二压力差δp2之间传递。优选地，用于产生第一压力差的第一装置和用于产生第二压力差的第二装置经由一连接部而彼此连接，该连接部允许能量直接地（例如，机械地）传递或间接地（例如，经由从液压能到电能的转换和从电能到液压能的反向转换）传递。

15、在本公开的系统的特别优选的实施例中，压力交换器是等压式压力交换器。进一步优选地，压力交换器被配置为利用正排量原理将压力从第二盐水出口下游的加压盐水流传递到第一进料入口上游的低压力进料溶液。在这样的等压式压力交换器中，通过使高压力（盐水）流、低压力（进料）流直接瞬时接触，发生从高压力（盐水）流到低压力（进料）流的压力转移。这种等压式压力交换器对于本领域技术人员是已知的，并且早期形式中的这种等压式压力交换器例如在us 2,675,173 b或ep 0298097a1中公开。等压式压力交换器的一个现代示例是danfoss isave装置内的压力交换器。

16、如在ep 4 342 573 a1中解释的，当压力交换器中的压力差减小时，等压式压力交换器的能量效率增加。特别地，高压力流入物与高压力流出物之间的压力差越小，能量效率越好。此外，等压式压力交换器的能量效率越好，低压力流入物与低压力流出物之间的压力差越小。本公开的系统有利地减少了这些压力差。

17、优选地，压力交换器是旋转式压力交换器，特别优选地具有圆柱形转子，该圆柱形转子具有平行于旋转轴线定向的纵向管道，如在ep 4 342 573 a1中示出的。

18、在本公开的系统的特别优选的实施例中，液压马达连接在第二盐水出口与压力交换器高压力入口之间。进一步优选地，液压马达是包括机械轴的轴向活塞马达，该机械轴连接到承载布置在缸体内部的多个活塞的斜盘、或者直接连接到这样的缸体，如在ep 4 342573 a1中公开的。

19、在该优选实施例中，第一盐水出口处的压力优选地小于第二进料入口处的压力。示例性地，第一ro级以大约60巴的高压力水平操作，而第二ro级以大约120巴的高压力水平操作。由于高压力ro室中的压力差可忽略，第一盐水出口处的压力为大约60巴，而第二进料入口处的压力为大约120巴。因此，此处的第一压力差δp1是压力上升，并且因此第二压力差δp2是压力下降。特别优选地，液压泵相互连接在第一盐水出口与第二进料入口之间，以用于向第二进料入口上游的盐水流提供第一压力差δp1的压力上升。进一步优选地，第一盐水出口和第二进料入口之间的液压泵（至少部分地）由液压马达提供动力，该液压马达在压力交换器上游的第二盐水出口的下游提供第二压力差δp2的压力下降。

20、在另一特别优选的实施例中，液压泵连接在第二盐水出口与压力交换器的高压力入口之间。液压泵优选地是包括机械轴的轴向活塞泵，该机械轴连接到承载布置在缸体内部的多个活塞的斜盘、或者直接连接到这样的缸体，如在ep 4 342 573 a1中公开的。

21、在该优选实施例中，第一盐水出口处的压力优选地大于第二进料入口处的压力。示例性地，第一ro级以大约120巴的高压力水平操作，而第二ro级以大约60巴的高压力水平操作。由于高压力ro室中的压力差可忽略，第一盐水出口处的压力为大约120巴，而第二进料入口处的压力为大约60巴。因此，此处的第一压力差δp1是压力下降，而第二压力差δp2是压力上升。优选地，液压马达连接在第一盐水出口与第二进料入口之间，以用于提供作为第一压力差δp1的压力下降。进一步优选地，第一盐水出口与第二进料入口之间的液压马达（至少部分地）为液压泵提供动力，从而在压力交换器上游提供第二压力差δp2的压力上升。

22、在本公开的系统中以及在上述实施例中的每个实施例中，第一压力差δp1优选地大于5巴，优选地大于10巴，进一步优选地大于15巴，特别优选地大于20巴，还优选地大于30巴，优选地大于40巴，并且进一步优选地大于50巴。换句话说，第一ro级和第二ro级优选地以彼此不同（“远离”）的高压力水平操作。在本公开的系统中，高压力水平存在的差异作为第一压力差δp1，其对应于被引入到压力交换器的上游的第二压力差δp2。通过耦合第一压力差δp1和第二压力差δp2，通过在不需要外部能量的情况下操纵压力交换器的压力水平来提高系统的能量效率。因此，如果多级ro系统的高压力水平存在相当高或可变的差异，则可以有利地使用本公开的系统。下面将更详细地描述一种特别有利的耦合方法。

23、优选地，在本公开的系统中，第一压力差δp1为第二压力差δp2的大约70％至130％，也优选地，第一压力差δp1为第二压力差δp2的大约80％至120％，进一步优选地，第一压力差δp1为第二压力差δp2的大约90％至110％，并且特别优选地，第一压力差δp1为第二压力差δp2的大约95％至105％。而特别优选的是，第一压力差δp1具有与第二压力差δp2相等的量，在第一ro级和第二ro级的高压力ro室、流体导管和ro系统的其他部分中会发生一些压力损失。因此，相等量的第一压力差δp1和第二压力差δp2可能不被维持在系统的所有操作状态中。优选地，控制单元控制用于产生第一压力差的第一装置和用于产生第二压力差的第二装置，使得实现第一压力差与第二压力差之间的上述对应关系。

24、然而，第一压力差δp1和第二压力差δp2都不能是常数值。在任何多级ro系统中，在ro室、pe单元和/或管道中都会出现压力损失。尽管人们会努力将其保持在尽可能低的水平，但不可能有意地设定（即，严格意义上的控制）第一压力差δp1与第二压力差δp2之间的关系，但这些压力差是系统设计和通过该系统的流量的结果。然而，在本公开的系统中，压力损失的任何变化，例如，由于流量增加、膜老化等，第一压力差δp1和/或第二压力差δp2相对于彼此自动地调整，使得第一压力差δp1和第二压力差δp2彼此匹配。因此，在需要在带有外部能量的附加增压器中增加压力的情况下，压力交换器的hp入口处的压力总是匹配hp出口压力。因此，本公开的系统有利地提供了一种非常灵活的解决方案，该解决方案可以容易地处理系统中流量或压力的变化而不会造成任何效率损失。

25、在本公开的系统的优选实施例中，在第一盐水出口和第二进料入口或第二盐水出口中的一者与pe hp入口之间相互连接的液压马达和在第一盐水出口和第二进料入口或第二盐水出口中的另一者与pe hp入口之间相互连接的液压泵彼此机械连接。该实施例有利地允许能量从液压马达直接传递到液压泵，而没有任何转换损耗，特别是没有由于机械能转换成电能以及相反由电能转换成机械能而产生的任何损耗。在ep 4 342 573 a1中公开了液压马达的优选实施例。

26、在这样的实施例中，由液压泵提供的液压能和/或由液压马达消耗的液压能可以被适配，以便彼此匹配，从而允许无故障的直接机械连接。示例性地，可以调节（例如，降低）液压马达处的压力下降，以便适配（例如，减少）在那里转换成机械能的液压能。以相同的方式，可以调节（例如，增加）液压泵处的压力上升，以便匹配经由公共轴提供的机械能。可以使用可调节的阀来执行这种适配。因此，上述部件可以实现被配置为允许用于产生压力差的第一装置和第二装置之间的能量传递的连接部。

27、进一步优选地，机械连接是间接机械连接，例如经由齿轮箱、变速器和/或离合器。在这样的实施例中，优选地，液压马达的输出轴经由变速箱、变速器和/或离合器机械地连接到液压泵的输入轴，如在ep 4 342 573 a1中详细解释的。因此，上述部件可以实现被配置为允许用于产生压力差的第一装置和第二装置之间的能量传递的连接部。

28、本领域技术人员知道这种感应马达的多种设计，其通常用于各种工业应用，诸如例如风力涡轮机。示例性设计、示意图和电路图例如被公开在s.müller；s.等人的（2002）“doubly fed induction generator systems for wind turbines（用于风力涡轮机的双馈感应发电机系统）”（pdf）；ieee行业应用杂志；ieee.8（3）:26-33；doi:10.1109/2943.999610，以及在roberts，paul c.的（2004）“study of brushless doubly-fed（induction）machines；contributions in machine analysis,design and control（无刷双馈（感应）马达的研究；对马达分析、设计和控制的贡献）”（pdf）；剑桥大学埃马纽埃尔学院。上述文件的全部内容通过引用合并在本文中。

29、根据该优选实施例，感应马达的转子机械地连接到液压泵（的输入轴），并且还机械地连接至液压马达（的输出轴）。换句话说，也在本实施例中，在液压泵和液压马达之间存在间接机械连接。在本技术的上下文中，输入/输出轴指的是被配置为传送由给定装置输入/输出的机械能的任何机械部件（例如，小齿轮）。转子与液压马达和/或液压泵的机械连接是直接机械连接（例如，经由感应马达的公共轴）或间接机械连接（如，经由齿轮箱）。特别优选地，感应马达是两轴（dual-shaft）感应马达或双轴（double shaft）感应马达，其中转子连接到两个轴，其中一个轴然后优选地连接到液压马达，另一个轴连接到液压泵。在根据该实施例的系统中，液压泵和液压马达经由感应马达的转子来机械地连接。这再次允许能量从液压马达直接传递到液压泵，而没有转换损耗，特别是没有由于功率转换器（诸如例如ac/dc、ac/ac或dc/dc转换器或变频驱动器）中的电力转换而引起的损耗。因此，上述部件可以实现被配置为允许用于产生压力差的第一装置和第二装置之间的能量传递的连接部。

30、此外，液压马达、感应马达和液压泵的组合可以（被配置为）以净正功率生产来操作，其中所产生的功率可以有利地被分配和/或被用于操作该系统中的其他用电设备，例如进料泵等。此外，系统的配置允许通过向系统添加电力或从系统获取电力来简单地补偿液压马达和液压泵之间的能量差。优选地，感应马达能够以可变滑差操作，其中正滑差对应于感应马达例如为了补偿压力损失而消耗能量的操作模式，并且其中负滑差对应于感应马达产生电能的操作模式，即是其中感应马达用作发电机。因此，上述部件可以实现被配置为允许用于产生压力差的第一装置和第二装置之间的能量传递的连接部。

31、与ep 4 342 573 a1中描述的ro系统相比，当前系统包括连接第一盐水出口与第二液压泵的管线和连接液压马达与压力交换器pe的高压力入口的管线之间的流体连接部（参见图2a）。这种附加的流体连接部不需要任何阀或节流阀。附加的流体连接部产生第二级盐水出口和第一级盐水出口的捷径。这实现了几种感兴趣的操作模式。如果系统如上所述通过例如在第一ro级10处产生大约60巴的高压力水平并且通过产生大约120巴的高压力水平来工作，并且级间增压泵的设定点被调节成使得其驱动与离开第一盐水出口相同量的流量通过它，则结果与没有附加流体连接部的情况相同。第二液压泵将来自第一盐水出口的所有盐水泵送到第二ro室中。然而，如果第二液压泵和涡轮机被关停，则来自第一盐水出口的盐水将通过附加管线直接流动到压力交换器中，类似于标准的单级ro操作。在这种操作模式中，整个系统消耗显著更少的能量。也可以将级间增压泵的操作点设定为仅泵送离开第一级盐水出口的流的一半。以这种方式，可以实现前两种操作模式之间的场景，说明了本发明的操作灵活性。如果级间增压泵正在泵送比离开第一级盐水出口的流更多的流，则可以想象另一种操作模式。在这种情况下，由级间增压泵泵送的附加流将从第二级盐水出口供应，从而将第二级盐水重新循环回到第二级入口中。存在可以通过调节通过过程限定机器的流量来实现的许多其他灵活的操作模式，过程限定机器是：高压力泵、级间增压泵、涡轮机、和与高压力增压泵连接的等压式压力交换器（优选地用danfoss isave泵实现，其提供与高压力增压泵连接的等压式压力交换器的组合）。并且当这些所识别的机器基于正排量技术时，这使得能够进行超精确的流控制，而不管两级中存在什么压力，从而极大地简化了操作控制。

32、根据经验，所描述的ro系统的第二级需要与第一级相同的能量，但是仅产生50%的渗透物（即，脱盐水）。换句话说：通过关停第二级，该系统通过使用大约50%的能量而产生大约67%的渗透物。

33、本领域技术人员将理解，通过使用该原理，系统可以适配于不同的能量价格和/或水需求：如果电力价格低，则系统可以使用两个级来用于淡水生产，而如果能量价格上升，则系统可以关停第二级。同样，当水需求高时，系统可以使用两个级，而当水需求下降，系统可以仅使用第一级。最后，如果所期望的输出不是主要产生淡水，而是最终盐水出口的向上浓缩，则系统可以按如上所述被配置，以将第二级的盐水出口重新循环回到第二级的进料入口中。这将消耗更多的能量，因为盐度水平将在第二级中升高，最终盐水出口的浓度水平增加。

34、这种对不同需求的适配是重要的，例如，在主要由太阳能电池面板产生电力的区域中：在白天，当太阳能供应高以及水消耗高时，ro系统可以使用两个级，而在夜间，第二级可以被关闭，这节省了50%的电能，同时维持67%的淡水生产。

35、本领域技术人员将进一步理解，系统不仅可以被开启或关停，而且可以在整个范围（0至100%的功率）内被调控，以便优化能量消耗与水生产的比率。例如，第一级可以以上述60巴的第一压力差δp1工作，并且第二级可以以上述例如20巴、30巴或40巴的第二压力差δp2工作。

36、类似地，该系统可以适配于不同的卤水浓度。在某些区域，地下水具有波动的盐含量。当盐含量较高时，溶液的渗透压较高，这进而需要较高的压力以用于反渗透。由于盐水的溶质浓度远高于进料的溶质浓度，因此对于第二级需要过大的压力。在此类区域中，ro系统可以在进料具有高溶质浓度时仅使用第一级，并且在溶质浓度下降时开启第二级。

37、本公开的另一方面涉及用于操作如上所述的根据本公开的用于反渗透（ro）的系统的方法。其中，本公开的方法至少包括如下步骤：优选地经由用于产生第一压力差的第一装置（该第一装置特别优选地是液压马达（压力下降）和液压泵（压力上升）中的一者），将第一盐水出口与第二进料入口之间的压力改变第一压力差δp1。进一步优选地，第一压力差δp1至少部分地或完全地受到液压泵和液压马达中的所述一者的影响。该方法还包括如下步骤：优选地经由用于产生第二压力差的第二装置（该第二装置特别优选地是液压马达（压力下降）和液压泵（压力上升）中的另一者），将第二盐水出口与压力交换器之间的压力改变与第一压力差δp1相对应的第二压力差δp2。其中，第二压力差δp2优选地至少部分地或完全地受到液压泵和液压马达中的所述另一者的影响。优选地通过控制单元控制用于产生压力差的第一装置和第二装置来执行上述步骤。该方法还包括如下步骤：经由压力交换器，将液压能从自第二盐水出口流出的第二盐水流转移到被提供至第一进料入口的第一进料流。该步骤优选地经由第一装置与第二装置之间的连接部来执行，所述连接部允许（液压）能量的直接传递或间接传递。本公开的方法能够以最佳的传递效率进行这种能量传递。

38、在优选实施例，本公开的方法用于操作还包括第三ro级的系统，该第三ro级相互连接在第一ro级与第二ro级之间，并且包括第三进料入口、第三盐水出口和第三渗透物出口。在这样的实施例中，其中在连接第二盐水出口与第三液压泵的管线和连接液压马达与压力交换器pe的高压力入口的管线之间建立可选的另外的流体连接部。

39、根据该实施例，该方法还包括如下步骤：将第一盐水出口与第三进料入口之间的压力改变压力差δp3,1，以及将第三盐水出口与第二进料入口之间的压力改变压力差δp3,2。其中，压力差δp3,1和压力差δp3,2的总和至少等于第一压力差δp1。此外，压力差δp3,1和压力差δp3,2中的至少一个压力差受液压马达和液压泵中的一者影响，同时第二压力差δp2受液压马达和液压泵中的另一者影响。进一步优选地，如果压力差δp3,1和压力差δp3,2中的一个压力差受液压马达和液压泵中的一者影响，则第一盐水出口与第二进料入口之间的压力被认为（也）经由液压马达和液压泵中的所述一者改变第一压力差δp1。换句话说，在这种情况下，第一压力差δp1可以部分地受液压马达和液压泵中的一者影响，并且部分地受到其他装置（例如，压力交换器）影响。对于包括甚至其他ro级（例如，第四ro级、第五ro级等）并由此引入其他压力差δp4,1和δp4,2，δp5,1和δp5,2等的ro系统，情况也是如此。此外，这些压力差中的一些可以由液压泵或马达和/或压力交换器引入。在该实施例中，系统优选地包括用于产生第三压力差的第三装置，并且控制单元优选地被配置为控制用于产生压力差的第一装置、第二装置和第三装置以彼此对应地调节第一压力差、第二压力差和第三压力差。

40、本公开的方法的另外的优选实施例对应于如上所述的本公开的系统的优选实施例，并且提供如上所述的关于本公开的系统的优点。由从属权利要求、附图和以下对附图的描述来公开本发明的其他方面和优选实施例。如果没有另外明确说明，则不同的所公开的实施例有利地彼此组合。