CN212924701U - 膜蒸馏反渗透两级膜结晶废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种膜蒸馏反渗透两级膜结晶废水处理系统，包括高浓度废水池、超滤装置、直接接触膜蒸馏装置、反渗透处理组件和储水箱，所述高浓度废水池与储水箱之间按顺序依次连接有超滤装置、直接接触膜蒸馏装置和反渗透处理组件，所述高浓度废水池的输入端与废水输入管连接，所述高浓度废水池用于暂存高浓度废水，所述超滤装置内设置有超滤膜，所述直接接触膜蒸馏装置内设置有中空纤维膜，所述中空纤维膜将直接接触膜蒸馏装置内部区域分为冷凝侧和热侧。本实用新型适用于工业化生产过程中产生的高浓度废水，对废水进行有效化、无害化地处理，在净化废水的同时，还能回收利用废水，一举多得。

Description

膜蒸馏反渗透两级膜结晶废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水净化处理领域，具体的讲是一种膜蒸馏反渗透两级膜结晶废水处理系统。

背景技术

自改革开发以来，随着我国经济突飞猛进地发展，改革开放进程的不断深入，我国工业化产业的发展不断推进，在社会中起到了重要的作用，同时对我国经济增长作出了重大贡献。但是，在工业化进程不断加快的过程中，对环境也造成了严重的污染。电力、化工、冶金、造纸等工业生产过程中产生的废水中通常含有较高的硬度和较高的盐分，若不对其进行有效的净化处理，将对环境造成极大的负担，从而影响我们生活的环境。同时，对于企业的发展、社会经济的提升以及环境的保护也造成了严重的阻碍。因此，高浓度废水的有效化、无害化处理迫在眉睫。

另外，在我国进入新时期后，国民经济快速发展，人民的物质生活水平不断提高，与此同时，我国工业化产生的高浓度废水的排放量也呈现逐年增长的趋势，使得生态环境问题日趋严峻，严重破环水环境，这严重制约了我国社会经济发展，不利于我国生态环境建设工作的进一步改善和居民生活质量的持续提升，工业废水处理已成为新时期中国高质量发展道路上的“拦路虎”，对其进行有效解决刻不容缓。

综上所述，基于我国工业化生产过程中高浓度废水排放量大、处理困难以及有效化、无害化处理的技术不足，提供一种膜蒸馏反渗透两级膜结晶废水处理工艺系统，不仅能有效地处理工业生产过程中产生高浓度废水，而且生产多加盐离子和单价盐离子的结晶体，让资源得以回收，还能得到达标排放水用于农田灌溉，能更好的节约水资源，减轻环境负担。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种膜蒸馏反渗透两级膜结晶废水处理系统，本实用新型适用于工业化生产过程中产生的高浓度废水，对废水进行有效化、无害化地处理，在净化废水的同时，还能回收利用废水，一举多得。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

膜蒸馏反渗透两级膜结晶废水处理系统，包括高浓度废水池、超滤装置、直接接触膜蒸馏装置、反渗透处理组件、冷却结晶罐和储水箱，所述高浓度废水池与储水箱之间按顺序依次连接有超滤装置、直接接触膜蒸馏装置和反渗透处理组件，所述高浓度废水池的输入端与废水输入管连接，所述高浓度废水池用于暂存高浓度废水，所述超滤装置内设置有超滤膜，所述直接接触膜蒸馏装置内设置有中空纤维膜，所述中空纤维膜将直接接触膜蒸馏装置内部区域分为冷凝侧和热侧，所述超滤装置用于将高浓度废水池内的高浓度废水过滤软化后得到第一次处理水并将第一次处理水输送给直接接触膜蒸馏装置的冷凝侧，所述直接接触膜蒸馏装置用于在膜两侧蒸汽压差的作用下，仅允许水蒸汽通过，使得热侧的水蒸汽扩散到冷凝侧；得到冷凝侧的第二次处理水并将第二次处理水输送给反渗透处理组件，所述反渗透处理组件用于截留第二次处理水中的高价盐离子得到净水和浓缩处理水，并将净水输送给储水箱，将浓缩处理水加热后得到热蒸汽并将热蒸汽输送给直接接触膜蒸馏装置的热侧内，所述冷却结晶罐与直接接触膜蒸馏装置的热侧连接，用于吸收并储存直接接触膜蒸馏装置的热侧浓缩处理水。

进一步的，所述直接接触膜蒸馏装置位于冷凝侧一侧设置有冷凝侧入口和冷凝侧出口，所述直接接触膜蒸馏装置位于热侧一侧设置有热侧入口和热侧出口，所述超滤装置的输出端与冷凝侧入口连接，所述超滤装置的输出端与冷凝侧入口之间依次设置有第一增压进料泵和压力传感器，所述第一增压进料泵用于将超滤装置过滤软化后得到的第一次处理水加压泵入冷凝侧内，所述反渗透处理组件内设置有反渗透膜，所述反渗透膜将反渗透处理组件内部区域分为渗透前区和渗透后区，所述反渗透处理组件位于渗透前区一侧设置有高浓度废水入口和高浓度废水出口，所述反渗透处理组件位于渗透后区一侧设置有排放水出口，所述高浓度废水入口和冷凝侧出口连接，所述高浓度废水入口和冷凝侧出口之间设置有第二增压进料泵，所述第二增压进料泵用于将直接接触膜蒸馏装置冷凝侧内的第二次处理水加压泵入反渗透处理组件的渗透前区，所述排放水出口与储水箱的输入端连接，所述高浓度废水出口与热侧入口连接，所述反渗透处理组件还包括第一液体泵和加热器，所述高浓度废水出口与热侧入口之间依次设置有第一液体泵和加热器，所述第一液体泵用于将渗透前区内截留第二次处理水中的高价盐离子浓缩后得到的浓缩处理水泵入热侧内，所述加热器用于加热浓缩处理水，所述热侧出口处设置有冷却结晶罐，所述冷却结晶罐上设置有高浓度多价盐离子废水入口，所述热侧出口与高浓度多价盐离子废水入口连接，所述排放水出口与储水箱的输入端连接，所述排放水出口与储水箱之间设置有第二液体泵，所述第二液体泵用于将渗透后区内的净水泵入储水箱中。

进一步的，所述高浓度废水池与超滤装置之间设置有旋拧阀，所述加热器与热侧入口之间设置有温度传感器。

本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

本实用新型可有效处理工业化生产过程中产生高浓度废水，通过超滤膜只需要很低的外加压力条件下就能运行，而且膜污染情况相对较低，能够长时间使用而不需要清洗，提高水处理效率；通过直接蒸发膜蒸馏装置和反渗透处理组件，可以进一步浓缩高价盐离子废水，排出达标水；利用冷却结晶罐可将浓缩后的废水冷却结晶得到粗盐，可有效解决环境污染问题以及盐类资源浪费问题，一举多得；本系统可实现高浓度含盐废水盐离子的回收利用，同时得到达标水，结构合理简洁，效率高。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1为本实用新型的连接示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、高浓度废水池；2、超滤装置；21、旋拧阀；3、之间接触膜蒸馏装置；31、冷凝侧入口；311、压力传感器；32、冷凝侧出口；33、中空纤维膜；34、热侧入口；341、加热器；342、温度传感器；35、热侧出口；4、反渗透处理组件；41、高浓度废水入口；42、高浓度废水出口；43、反渗透膜；44、排放水出口；5、冷却结晶罐；51、多价盐离子废水入口；6、储水箱；71、第一增压进料泵；72、第二增压进料泵；73、第一液体泵；74、第二液体泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“顺时针”“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，膜蒸馏反渗透两级膜结晶废水处理系统，包括高浓度废水池1、超滤装置2、直接接触膜蒸馏装置3、反渗透处理组件4、冷却结晶罐5 和储水箱6，所述高浓度废水池1与储水箱6之间按顺序依次连接有超滤装置 2、直接接触膜蒸馏装置3和反渗透处理组件4，所述高浓度废水池1的输入端与废水输入管连接，所述高浓度废水池1用于暂存高浓度废水，所述超滤装置2内设置有超滤膜，所述直接接触膜蒸馏装置3内设置有中空纤维膜33，所述中空纤维膜33将直接接触膜蒸馏装置3内部区域分为冷凝侧和热侧，所述超滤装置2用于将高浓度废水池1内的高浓度废水过滤软化后得到第一次处理水并将第一次处理水输送给直接接触膜蒸馏装置3的冷凝侧，所述直接接触膜蒸馏装置3用于在膜两侧蒸汽压差的作用下，仅允许水蒸汽通过，使得热侧的水蒸汽扩散到冷凝侧；得到冷凝侧的第二次处理水并将第二次处理水输送给反渗透处理组件4，所述反渗透处理组件4用于截留第二次处理水中的高价盐离子得到净水和浓缩处理水，并将净水输送给储水箱6，将浓缩处理水加热后得到热蒸汽并将热蒸汽输送给直接接触膜蒸馏装置3的热侧内，所述冷却结晶罐5与直接接触膜蒸馏装置3的热侧连接，用于吸收并储存直接接触膜蒸馏装置3的热侧浓缩处理水。

作为一种实施方式，所述直接接触膜蒸馏装置3位于冷凝侧一侧设置有冷凝侧入口31和冷凝侧出口32，所述直接接触膜蒸馏装置3位于热侧一侧设置有热侧入口34和热侧出口35，所述超滤装置2的输出端与冷凝侧入口31连接，所述超滤装置2的输出端与冷凝侧入口31之间依次设置有第一增压进料泵71和压力传感器311，所述第一增压进料泵71用于将超滤装置2过滤软化后得到的第一次处理水加压泵入冷凝侧内，所述反渗透处理组件4内设置有反渗透膜43，所述反渗透膜43将反渗透处理组件4内部区域分为渗透前区和渗透后区，所述反渗透处理组件4位于渗透前区一侧设置有高浓度废水入口41 和高浓度废水出口42，所述反渗透处理组件4位于渗透后区一侧设置有排放水出口44，所述高浓度废水入口41和冷凝侧出口32连接，所述高浓度废水入口41和冷凝侧出口32之间设置有第二增压进料泵72，所述第二增压进料泵72 用于将直接接触膜蒸馏装置3冷凝侧内的第二次处理水加压泵入反渗透处理组件4的渗透前区，所述排放水出口44与储水箱6的输入端连接，所述高浓度废水出口42与热侧入口34连接，所述反渗透处理组件4还包括第一液体泵73 和加热器341，所述高浓度废水出口42与热侧入口34之间依次设置有第一液体泵73和加热器341，所述第一液体泵73用于将渗透前区内截留第二次处理水中的高价盐离子浓缩后得到的浓缩处理水泵入热侧内，所述加热器341用于加热浓缩处理水，所述热侧出口35处设置有冷却结晶罐5，所述冷却结晶罐5上设置有高浓度多价盐离子废水入口51，所述热侧出口35与高浓度多价盐离子废水入口51连接，所述排放水出口44与储水箱6的输入端连接，所述排放水出口44与储水箱6之间设置有第二液体泵74，所述第二液体泵74用于将渗透后区内的净水泵入储水箱6中。

作为一种实施方式，所述中空纤维膜33可由聚丙烯、聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯制成。

作为一种实施方式，所述高浓度废水池1与超滤装置2之间设置有旋拧阀 21，所述加热器341与热侧入口34之间设置有温度传感器342，所述温度传感器342用于检测加热器341加热后的浓缩后的第二次处理水的温度。

作为一种实施方式，所述高浓度废水池1、超滤装置2、直接接触膜蒸馏装置3、反渗透处理组件4、冷却结晶罐5以及各个液体泵和各个管道均由耐盐耐腐蚀材料制成。

使用时，将高浓度废水池1内的高浓度废水导入超滤装置2，经过超滤装置2过滤软化后得到第一次处理水；

第一增压进料泵71将第一次处理水加压至30bar后泵入直接接触膜蒸馏装置3的冷凝侧中，热侧中的热蒸汽透过中空纤维膜33进入冷凝侧对冷凝侧中的第一次处理水进行稀释得到第二次处理水，第二增压进料泵72将第二次处理水加压至30bar后泵入反渗透处理组件4的渗透前区；第二次处理水中的水分子在压力差的作用下通过反渗透膜43进入渗透后区，得到净水和浓缩处理水，第一液体泵73将渗透前区的浓缩后的第二次处理水泵入加热器341中加热至60℃后进入直接接触膜蒸馏装置3的热侧中；热侧的水蒸汽在蒸汽压的作用下透过中空纤维膜33进入冷凝侧后，得到浓缩处理水，浓缩处理水进入冷却结晶罐5并在冷却结晶罐5中冷却结晶得到粗盐晶体；

所述冷却结晶罐5的温度设置为0～10℃；

第二液体泵74将反渗透处理组件4的渗透后区中的净水泵入储水箱6中储存。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.膜蒸馏反渗透两级膜结晶废水处理系统，其特征在于，包括高浓度废水池（1）、超滤装置（2）、直接接触膜蒸馏装置（3）、反渗透处理组件（4）、冷却结晶罐（5）和储水箱（6），所述高浓度废水池（1）与储水箱（6）之间按顺序依次连接有超滤装置（2）、直接接触膜蒸馏装置（3）和反渗透处理组件（4），所述高浓度废水池（1）的输入端与废水输入管连接，所述高浓度废水池（1）用于暂存高浓度废水，所述超滤装置（2）内设置有超滤膜，所述直接接触膜蒸馏装置（3）内设置有中空纤维膜（33），所述中空纤维膜（33）将直接接触膜蒸馏装置（3）内部区域分为冷凝侧和热侧，所述超滤装置（2）用于将高浓度废水池（1）内的高浓度废水过滤软化后得到第一次处理水并将第一次处理水输送给直接接触膜蒸馏装置（3）的冷凝侧，所述直接接触膜蒸馏装置（3）用于在膜两侧蒸汽压差的作用下，仅允许水蒸汽通过，使得热侧的水蒸汽扩散到冷凝侧；得到冷凝侧的第二次处理水并将第二次处理水输送给反渗透处理组件（4），所述反渗透处理组件（4）用于截留第二次处理水中的高价盐离子得到净水和浓缩处理水，并将净水输送给储水箱（6），将浓缩处理水加热后得到热蒸汽并将热蒸汽输送给直接接触膜蒸馏装置（3）的热侧内，所述冷却结晶罐（5）与直接接触膜蒸馏装置（3）的热侧连接，用于吸收并储存直接接触膜蒸馏装置（3）的热侧浓缩处理水。

2.根据权利要求1所述的膜蒸馏反渗透两级膜结晶废水处理系统，其特征在于，所述直接接触膜蒸馏装置（3）位于冷凝侧一侧设置有冷凝侧入口（31）和冷凝侧出口（32），所述直接接触膜蒸馏装置（3）位于热侧一侧设置有热侧入口（34）和热侧出口（35），所述超滤装置（2）的输出端与冷凝侧入口（31）连接，所述超滤装置（2）的输出端与冷凝侧入口（31）之间依次设置有第一增压进料泵（71）和压力传感器（311），所述第一增压进料泵（71）用于将超滤装置（2）过滤软化后得到的第一次处理水加压泵入冷凝侧内，所述反渗透处理组件（4）内设置有反渗透膜（43），所述反渗透膜（43）将反渗透处理组件（4）内部区域分为渗透前区和渗透后区，所述反渗透处理组件（4）位于渗透前区一侧设置有高浓度废水入口（41）和高浓度废水出口（42），所述反渗透处理组件（4）位于渗透后区一侧设置有排放水出口（44），所述高浓度废水入口（41）和冷凝侧出口（32）连接，所述高浓度废水入口（41）和冷凝侧出口（32）之间设置有第二增压进料泵（72），所述第二增压进料泵（72）用于将直接接触膜蒸馏装置（3）冷凝侧内的第二次处理水加压泵入反渗透处理组件（4）的渗透前区，所述排放水出口（44）与储水箱（6）的输入端连接，所述高浓度废水出口（42）与热侧入口（34）连接，所述反渗透处理组件（4）还包括第一液体泵（73）和加热器（341），所述高浓度废水出口（42）与热侧入口（34）之间依次设置有第一液体泵（73）和加热器（341），所述第一液体泵（73）用于将渗透前区内截留第二次处理水中的高价盐离子浓缩后得到的浓缩处理水泵入热侧内，所述加热器（341）用于加热浓缩处理水，所述热侧出口（35）处设置有冷却结晶罐（5），所述冷却结晶罐（5）上设置有高浓度多价盐离子废水入口（51），所述热侧出口（35）与高浓度多价盐离子废水入口（51）连接，所述排放水出口（44）与储水箱（6）的输入端连接，所述排放水出口（44）与储水箱（6）之间设置有第二液体泵（74），所述第二液体泵（74）用于将渗透后区内的净水泵入储水箱（6）中。

3.根据权利要求2所述的膜蒸馏反渗透两级膜结晶废水处理系统，其特征在于，所述高浓度废水池（1）与超滤装置（2）之间设置有旋拧阀（21），所述加热器（341）与热侧入口（34）之间设置有温度传感器（342）。

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