专利名称：一种高效节能式水电分子膜方法与装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种水电分子膜的方法与装置，具体的说涉及一种高效、节能的膜技术工艺方法与装置。
背景技术：
淡水资源短缺、水环境质量持续恶化，是我国乃至全球面临的一个难题。膜技术在水处理中的应用也十分广泛。近年来，中国每年排放污水量约400-500亿m3，经处理后排放的仅15-25%左右。由于污水到处横流，使中国各大水系都产生不同程度的污染，水环境严重恶化。海水或苦咸水脱盐是沿海地区生产淡水的主要方式，一般的RO处理方法对进水要求严苛，且产生的浓水含盐量较高。工业废水一直都是水处理研究的重点，此类废水直接排放对环境影响恶劣，尤其是含高浓度有机物和重金属的工业废水，水体中含有的重金属是引起环境污染，损害人体健康和生物生存条件的罪魁祸首。现如今，国家对废水的排放要求越来越严格。膜技术自问世以来，在工业废水回用、城市污水的处理以及苦咸水的淡化过程中发挥举足轻重的作用，成为现阶段发展最快的水处理技术。水电分子膜技术作为一种新型的膜技术，较膜蒸馏温度低，该装置具有热利用效率高、传质阻力小、膜通量大、无透过物挥发，分离效率高、结构紧凑、操作条件简单温和、能耗低等优点。可用于反渗透浓水、挥发性有机废水、含重金属废水、工业废水、回收有用物质、海水或苦咸水的淡化等。此类废水直接排放对环境影响恶劣，传统处理方法有诸如处理效率低、二次污染严重等问题，因此需要开发有效且节能的新型技术。具有膜通量大和处理能力强的特点。文献1 王军，栾兆坤，曲丹，张珊珊，王小军，王龙龙.疏水膜蒸馏浓缩技术用于 RO浓水回用处理的研究[J].中国给水排水，2007，23 (19):广5，进行了疏水膜蒸馏处理反渗透浓水的研究，对反渗透浓水具有很好的处理效果，但是膜通量仅为8 L/m2 · h左右。文献2 杜军，刘作华，陶长元等.减压膜蒸馏分离含Cr(VI)水溶液的实验研究 [J].膜科学与技术，2000，20 (3): 1Γ17，对减压膜蒸馏法分离Cr(VI)水溶液进行了实验研究，在该工艺条件下膜具有良好的分离性能，但是进料温度为60°C，能耗较高。文献3 发明专利200810119250. 1 一种气提式膜蒸馏高盐水处理方法，研究了气体作用对膜通量的改善，但不能解决膜润湿的现状，且没有考虑到提高效率和降低能耗的问题。
发明内容
本发明采用一种高效节能的膜技术工艺方法与装置，装置的膜组为水电分子膜， 通过曝气提高水电分子膜效率，通过换热器减小能耗。水电分子膜为平板膜形式，也可将其制成管式膜件。水电分子膜为疏水性膜，升温到一定温度的进水，水分子能够与膜表面的荷电基团结合，在压力差作用下发生定向迁移。进入膜组内的水分子以气态水形式存在，通过冷凝产生液态产水。该膜技术工艺过程产水水质优良、稳定。
本发明的目的在于提供一种高效、节能的水电分子膜装置。该装置的核心部件包括换热器(10)加热保温槽(2)、反应池(4)、产水罐(3);所述换热器(10)—侧为进水(1)， 另一侧为气态产水(22)，气态产水(22)出口处配备温度计(19);所述加热保温槽(2)包括加热器(8)、温度传感器(20)和排水阀(23)；所述反应池(4)包括料液槽(5)、低压区(6)、 膜组(7)、曝气系统(9)和隔槽(25)，进水(1)进口处配备热水泵(12)、流量计(15)和温度计(16 )，气态产水(22 )出口处配备温度计(17 )和真空压力表(18 )，浓水(21)出口处配有循环泵(13);所述产水罐(3)进口处配有冷凝器(11)，出口处配有真空泵(14)。其特征在于， 进水(1)依次通过换热器(10 )、加热保温槽(2 )、热水泵(12 )、料液槽(5 )；浓水(21)依次通过循环水泵(13)、加热保温槽(2);气态产水(22)依次通过换热器(10)、冷凝器(11);产水 (24)依次通过产水罐(3)、真空泵(14)。该发明装置可用于处理反渗透浓水、挥发性有机废水、含重金属废水、工业废水、 回收有用物质、海水或苦咸水的淡化等。所有这些均具有较强的腐蚀性，且该装置运行时进水经加热系统加热至40°C -80°C，因此进水、浓水、产水和气态产水流经的所有管路、容器以及部件均为耐温防腐材料。反应池流出的高温气态产水与加热保温槽前的低温进水之间进行热交换，即给进水进行预加热，减小加热系统的能耗，又降低气态产水温度，减小冷凝装置的能耗，有效降低整个系统的能耗。加热保温槽为密封槽，槽体为保温设计，有效保证进水温度，降低能耗。料液槽底部有曝气系统，可以减小膜污染，增加膜通量，提高系统效率。浓水出口处有隔槽，有效防止气泡进入回流系统。膜组至少由1支板式或管式水电分子膜组成，低压区的最大真空度为0. IMPa0本发明的详细工艺步骤为
A.进水首先经过换热器，温度得到一定的升高，再进入加热保温槽，经加热器加热到一定温度，通过热水泵进入反应器，进入反应器前温度计监测进水温度，流量计监测进水流量；
B.料液槽底部进行曝气，浓水由料液槽上部的隔槽通过循环泵回流至加热保温槽中；
C.低压区出来的气态产水由温度计监测温度、真空压力表监测压强，通过换热器后温度得到一定降级，温度计再次监测温度；
D.换热器出来的气态产水经过冷凝器进行冷凝，得到的液态产水进入产水罐后排出， 产水通量大于10 L/m2 · h ；
F.根据进水流量与浓度，每隔一定时间通过排水阀排出部分浓水。该装置可用于处理反渗透浓水、挥发性有机废水、含重金属废水、工业废水、回收有用物质、海水或苦咸水的淡化等，处理效果优良、稳定，处理过程节能多。本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果可用于处理反渗透浓水、挥发性有机废水、含重金属废水、工业废水、回收有用物质、海水或苦咸水的淡化等；水电分子膜使用寿命长，抗污染能力高；出水水质优良稳定，对COD和色度去除效果良好；换热器节约系统能耗30%-50% ；曝气提高系统效率10%-30% ；产水通量大于10 L/m2 · h，是一种高效节能的水处理方法与装置。
图1为本发明提供的一种高效节能式水电分子膜装置工艺流程示意图。
图中1-进水，2-加热保温槽，3-产水罐，4-反应池，5-料液槽，6_低压区，7_膜组，8-加热器，9-曝气系统，10-换热器，11-冷凝器，12-热水泵，13-循环泵，14-真空泵， 15-流量计，16-温度计，17-温度计，18-真空压力表，19-温度计，20-温度传感器，21-浓水，22-气态产水，23-排水阀，24-产水，25-隔槽。
具体实施例方式下面结合技术方案和附图详细说明本发明的实施方式。如图所示，该装置的核心部件包括换热器(10)加热保温槽(2)、反应池(4)、产水罐(3)；所述换热器(10)—侧为进水(1)，另一侧为气态产水(22)，气态产水(22)出口处配备温度计(19 )；所述加热保温槽(2 )包括加热器(8 )、温度传感器(20 )和排水阀(23 )；所述反应池(4)包括料液槽(5)、低压区(6)、膜组(7)、曝气系统(9)和隔槽(25)，进水(1)进口处配备热水泵(12)、流量计(15)和温度计(16)，气态产水(22)出口处配备温度计(17)和真空压力表(18)，浓水(21)出口处配有循环泵(13);所述产水罐(3)进口处配有冷凝器(11)， 出口处配有真空泵(14)。其特征在于，进水(1)依次通过换热器(10)、加热保温槽(2)、热水泵(12)、料液槽(5);浓水(21)依次通过循环水泵(13)、加热保温槽(2)；气态产水(22)依次通过换热器(10)、冷凝器(11)；产水(24)依次通过产水罐(3)、真空泵(14)。本发明提供了一种如上所述的高效节能水电分子膜装置，其详细工艺步骤为
A.进水首先经过换热器，温度得到一定的升高，再进入加热保温槽，经加热器加热到一定温度，通过热水泵进入反应器，进入反应器前温度计监测进水温度，流量计监测进水流量；
B.料液槽底部进行曝气，浓水由料液槽上部的隔槽通过循环泵回流至加热保温槽中；
C.低压区出来的气态产水由温度计监测温度、真空压力表监测压强，通过换热器后温度得到一定降级，温度计再次监测温度；
D.换热器出来的气态产水经过冷凝器进行冷凝，得到的液态产水进入产水罐后排出， 产水通量大于10 L/m2 · h ；
F.根据进水流量与浓度，每隔一定时间通过排水阀排出部分浓水。该装置可用于处理反渗透浓水、挥发性有机废水、含重金属废水、工业废水、回收有用物质、海水或苦咸水的淡化等，处理效果优良、稳定，处理过程节能多。以下列举几个实例来说明本发明的效果，但本发明的权利要求范围并非仅限于此。实例1 污水来源于苦咸水，原水NaCl浓度35000mg/L，水温17°C，采用水电分子膜装置进行处理，膜组采用1支管式水电分子膜膜件，料液进水温度40°C，真空度0. IMPa, 曝气量为0，未采用换热器。出水NaCl浓度500mg/L，NaCl去除率98. 57%，加热器与冷凝器电力消耗为5. 5kff. h/m3，膜产水的平均通量一直保持在10L/m2. h。实例2 污水来源于苦咸水，原水NaCl浓度35000mg/L，水温17°C，采用高效节能水电分子膜装置进行处理，膜组采用1支管式水电分子膜膜件，料液进水温度40°C，真空度 0. IMPa,曝气量为0。出水NaCl浓度500mg/L，加热器与冷凝器电力消耗为2. 9kff. h/m3，节能47%，膜产水的平均通量一直保持在10L/m2. h。实例3 污水来源于苦咸水，原水NaCl浓度35000mg/L，水温17°C，采用高效节能水电分子膜装置进行处理，膜组采用1支管式水电分子膜膜件，料液进水温度40°C，真空度 0. IMPa,曝气量为100L/h。出水NaCl浓度200mg/L，NaCl去除率99. 43%，膜产水的平均通量一直保持在10L/m2. h。实例4 污水来源于焦化废水，原水COD为450 mg/L,电导率11700 μ s/cm,色度 600，采用高效节能水电分子膜装置进行处理，膜组采用1支管式水电分子膜膜件，料液进水温度60°C，真空度0. IMPa，曝气量100L/h。产水COD为47 mg/L，导率110 μ s/cm，无色度，COD去除率89. 6%，脱盐率99. 1%，色度去除率100%，达到焦化废水排放一级标准，膜产水的平均通量一直保持在100 L/m2.h。实例5 污水来源于含六价铬废水，原水Cr (VI)浓度为100mg/L，采用高效节能水电分子膜装置进行处理，膜组采用1支管式水电分子膜膜件，料液进水温度80°C，真空度 0. IMPa，曝气量100L/h。产水Cr (VI)浓度为0. 5mg/L，Cr(VI)去除率99. 5%，达到国家排放标准，膜产水的平均通量一直保持在40 L/m2.h。实例6 污水来源于含乙醇废水，原水乙醇质量分数为25%，采用高效节能水电分子膜装置进行处理，膜组采用1支管式水电分子膜膜件，料液进水温度^°c，真空度 0. 03MPa，产水乙醇体积分数36%，，膜产水的平均通量一直保持在100 L/m2. h。实例7 污水来源于RO浓水，原水电导率100000 μ s/cm,采用高效节能水电分子膜装置进行处理，膜组采用8支管式水电分子膜膜件，料液进水温度60°C，真空度为0. IMPa, 曝气量100L/h。产水电导率43.0 μ s/cm，脱盐率达99. 96%，膜产水的平均通量一直保持在 50L/m2. h。
权利要求
1.一种高效节能式水电分子膜装置，该装置的核心部件包括换热器(10)加热保温槽 (2)、反应池(4)、产水罐(3)；所述换热器(10)—侧为进水(1)，另一侧为气态产水(22)，气态产水(22 )出口处配备温度计(19 )；所述加热保温槽(2 )包括加热器(8 )、温度传感器(20 ) 和排水阀(23);所述反应池(4)包括料液槽(5)、低压区(6)、膜组(7)、曝气系统(9)和隔槽 (25 )，进水(1)进口处配备热水泵(12 )、流量计(15 )和温度计(16 )，气态产水(22 )出口处配备温度计(17)和真空压力表(18)，浓水(21)出口处配有循环泵(13);所述产水罐(3)进口处配有冷凝器(11)，出口处配有真空泵(14)；其特征在于，进水(1)依次通过换热器(10)、 加热保温槽(2)、热水泵(12)、料液槽(5)；浓水(21)依次通过循环水泵(13)、加热保温槽 (2)；气态产水(22)依次通过换热器(10)、冷凝器(11)；产水(24)依次通过产水罐(3)、真空泵(14)。
2.如权利要求1所述的一种高效节能式水电分子膜装置，其特征在于，该工艺方法包括如下步骤A.进水首先经过换热器，温度得到一定的升高，再进入加热保温槽，经加热器加热到一定温度，通过热水泵进入反应器，进入反应器前温度计监测进水温度，流量计监测进水流量；B.料液槽底部进行曝气，浓水由料液槽上部的隔槽通过循环泵回流至加热保温槽中；C.低压区出来的气态产水由温度计监测温度、真空压力表监测压强，通过换热器后温度得到一定降级，温度计再次监测温度；D.换热器出来的气态产水经过冷凝器进行冷凝，得到的液态产水进入产水罐后排出， 产水通量大于10 L/m2 · h ；F.根据进水流量与浓度，每隔一定时间通过排水阀排出部分浓水。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能式水电分子膜装置，其特征在于，反应池流出的高温气态产水与加热罐前的低温进水之间进行系统内部热交换，换热器可节约能耗 309^50%。
4.根据权利要求1所述的一种高效节能式水电分子膜装置，其特征在于，所述加热保温槽为密封槽，槽体为保温设计，反应池进水的最佳温度范围为40°C 80°C。
5.根据权利要求1所述的一种高效节能式水电分子膜装置，其特征在于，所述反应池的料液槽底部有曝气系统，可提高系统效率，有效降低膜污染，浓水出口处有隔槽。
6.根据权利要求1所述的一种高效节能式水电分子膜装置，其特征在于，所述膜组至少由1支管式、板式或卷式水电分子膜组成。
7.根据权利要求2所述的一种高效节能式水电分子膜装置的工艺流程，其特征在于， 可用于处理反渗透浓水、挥发性有机废水、含重金属废水、工业废水、回收有用物质、海水或苦咸水的淡化等。
全文摘要
一种高效节能式水电分子膜方法与装置，核心部件包括换热器、加热保温槽、热水泵、反应池、曝气系统、循环水泵、冷凝器、产水罐、真空泵；本发明采用水电分子膜技术，出水水质优良稳定，对COD和色度去除效果良好；水电分子膜使用寿命长，抗污染能力高；换热器节约系统能耗30%-50%；曝气提高系统效率10%-30%；产水通量大于10L/m2·h；可用于处理反渗透浓水、挥发性有机废水、含重金属废水、工业废水、回收有用物质、海水或苦咸水的淡化等，是一种高效节能的水处理方法与装置。
文档编号C02F1/44GK102500236SQ201110451590
公开日2012年6月20日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者褚永前, 郝福锦, 陈福泰 申请人:北京清大国华环保科技有限公司