CN215161146U - 一种膜蒸馏处理高盐废水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于废水处理设备领域，尤其涉及一种膜蒸馏处理高盐废水系统。所述的系统包括料液罐、料液循环泵，换热器，膜蒸馏组件，冷凝器，冷凝水罐组合；膜蒸馏组件包括外壳、多孔疏水膜，多孔疏水膜密封在外壳内部；料液罐与存放原料水的进水管连通，料液罐的出水管与料液循环泵连通，料液循环泵的出水管承载增压的原料水进入换热器，换热器的出水管与膜蒸馏组件的外壳连通，膜蒸馏组件的出水口分为至少两路，一路出水管与料液罐连接，另一路出水管与冷凝器连通；冷凝器的出水管与冷凝水罐组合连通。该系统设备简单、操作方便，可以利废节能，还有望成为大规模低成本制备超纯水的手段。

Description

一种膜蒸馏处理高盐废水系统

技术领域

本实用新型属于废水处理设备领域，尤其涉及一种膜蒸馏处理高盐废水系统。

背景技术

加热蒸发工艺广泛应用于电力、石化、煤化工和采油等组成复杂的高盐废水处理，技术成熟，适用于处理盐度超过8％的废水浓缩。热的高盐废水经过不断蒸发浓缩，固相盐分从中析出，溶剂蒸发转为气相后经冷凝继续循环使用。加热蒸发形式多样，其中多效蒸发和机械压缩蒸发应用广泛，而与膜分离技术耦合而成的膜蒸馏(Membrane Distillation，MD)技术也受到广泛关注。

膜蒸馏是利用相变(液相转为汽相)的膜分离过程。是以多孔疏水膜为汽液界面支承层的蒸发过程，也是以膜两侧温差为推动力的跨膜传质过程。在传质过程中，膜作为两相间的屏障，没有传统膜技术的分离作用，整个分离过程完全由冷热两侧的气液平衡决定。膜蒸馏过程是热量和质量同时传递的过程。基于MD 膜的强疏水性，水溶液不能从膜孔中通过，仅挥发的蒸气通过膜孔，从高蒸气压侧向低蒸气压侧传递，不挥发组分则被疏水膜阻挡在热侧，从而产生了膜的透过通量，实现了混合物的分离、提纯或浓缩。

目前的膜蒸馏系统中，多效蒸发产品过于笨重，而且零部件比较多，拆卸和安装都比较麻烦，多效蒸发的工作原理复杂，而且要随时观察管内的温度，需要有人一直在机器旁边，非技术人员操作它比较复杂。而机械压缩蒸发的设备投资较大、电能消耗高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种新的膜蒸馏处理废水的系统，采用膜蒸馏技术对浓缩液高盐废水进行处理，整个系统几乎是在常压下进行，设备简单、操作方便，操作温度只需65-80℃，可以有效的利用工厂余热，进一步减少浓缩液，达到低能耗、高效率、节能减排的要求。

本实用新型提供了一种膜蒸馏处理高盐废水系统，包括料液罐(液料箱)、料液循环泵，换热器，膜蒸馏组件(膜件)，冷凝器，冷凝水罐组合；膜蒸馏组件包括膜蒸馏组件包括外壳、多孔疏水膜，多孔疏水膜密封在外壳内部；料液罐与存放原料水的进水管连通，料液罐的出水管与料液循环泵连通，料液循环泵的出水管承载增压的原料水进入换热器，换热器的出水管与膜蒸馏组件的外壳连通，膜蒸馏组件的出水口分为至少两路，一路与料液罐的进水管连接，另一路出水管与冷凝器连通；冷凝器的出水管通过冷凝水罐组合与膜蒸馏处理高盐废水系统的排水管连通。

较好的，所述的换热器是钛材换热器。

较好的，所述的膜蒸馏组件也包括真空泵，真空泵与外壳腔内、多孔疏水膜的上部连通，促使水体流动。

较好的，所述的料液循环泵与钛材换热器之间设置过滤器，可以除去水体中的部分杂质，提高设备和多孔膜的使用寿命，以及废水处理的效率。更好的，所述的过滤器是微米过滤器，能够除去较多的杂质。

所述的冷凝水罐组合包括至少一个冷凝水罐，例如本实用新型的一个实施例中，安置了2个冷凝水罐。较好的，所述的冷凝水罐组合与真空泵连接，通过真空泵和冷凝器促使冷凝水尽快降温排出。

较好的，所述的膜蒸馏处理高盐废水系统还包括膜蒸馏组件包括温度检测元件，温度检测元件与换热器的温控模块连接，将膜蒸馏组件内部的温度信息呈递给换热器的温控模块。较好的，所述的膜蒸馏组件内部的温度不低于60℃，例如65℃以上，65-80℃。也可以控制进入膜蒸馏组件的液体温度为65-85℃。

本实用新型提供的膜蒸馏系统，主体设备包括料液罐、料液循环泵，钛材换热器，膜蒸馏组件，冷却换热器，冷凝水罐，真空泵等。使用时，料液罐中的原水通过料液循环泵增压，首先进入微米过滤器中，进行保安过滤，过滤后原水通入钛材换热器中，采用蒸汽加热，将原水温度提高到65-80℃，进入膜蒸馏组件中进行蒸发浓缩，原水浓缩后大部分返回料液罐中，膜组件顶部切排出小股浓水，保持原水更新。在膜蒸馏组件壳程，通过真空泵抽取负压，蒸发的水蒸气进入冷凝换热器冷凝成水，进入冷凝水罐储存。冷凝换热器中冷却水采用冷却塔进行冷却，并循环使用。

本实用新型由于采用以上技术方案，可以用于处理高盐等浓度高的废水。与现有技术相比，本实用新型具有以下的优点和积极效果：

1.膜蒸馏过程较其他膜分离过程(反渗透)的操作压力低，几乎是在常压下进行，设备简单、操作方便，在技术力量较薄弱的地区也有实现的可能。

2.在膜蒸馏过程中无需把溶液加热到沸点，只需把溶液加热到65-80℃，只要膜两侧维持适当的温差，该过程便可以运行，这就有可能利用工厂的余热，对在能源日趋紧张的情况下，利废节能是很有意义的。

3.在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中，因为只有水蒸气能透过膜孔，所以蒸馏十分纯净，有望成为大规模低成本制备超纯水的手段。

附图说明

图1为本实用新型的膜蒸馏处理高盐废水系统的结构简图。其中，1是料液罐、2是料液循环泵，3是换热器，4是膜蒸馏组件，5是冷凝器。

图2为膜蒸馏组件的结构示意图。其中，41是出水口，42是蒸气出口，43 是进水口，44是膜壳，45是膜丝(多孔疏水膜)。

图3为本实用新型的膜蒸馏处理高盐废水系统运行图。

具体实施方式

以下参见示出的本实用新型实施例的附图，下文将更详细地描述本实用新型。然而，本实用新型可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本实用新型的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

实施例1

本实用新型提供了一种膜蒸馏处理高盐废水系统，包括液料箱、料液循环泵、钛材换热器、膜件、冷却换热器、冷凝水罐、真空泵等。膜件包括外壳、多孔疏水膜，多孔疏水膜密封在外壳内部。料液罐与存放原料水的进水管连通，料液罐的出水由真空泵进入料液循环泵，料液循环泵的出水经过微孔过滤器过滤后进入换热器，水体在换热器中加热后进入膜组件蒸馏。膜蒸馏组件的出水口分为2 路，一路将蒸馏过的液体回流至料液罐；另一路为蒸馏产生的水蒸气和水，通过出水管进入冷凝器；冷凝器的出水通过冷凝水罐组合进行冷却，形成纯水，或者排入淡水区。较好的，所述的膜蒸馏组件还包括真空泵，真空泵与外壳腔内、多孔疏水膜的上部连通。冷凝水罐组合包括2个冷凝水罐，冷凝水罐与真空泵连接，通过真空泵和冷凝器促使冷凝水尽快降温排出。经膜蒸馏出的水蒸汽与冷凝器连接，经冷凝后进入冷凝水罐暂时储存，此水为很干净的蒸馏水，可以回用到需要的地方；经膜蒸馏浓缩后的浓水返回到料液罐，再经料液循环泵送到膜蒸馏组件中继续浓缩，待浓水中TDS(总溶解固体，Total dissolved solids，又称溶解性固体总量)达到设定值时，将浓盐水排出系统。

实施例2

在实施例1的基础上，膜蒸馏处理高盐废水系统还包括膜蒸馏组件包括温度检测元件，温度检测元件与换热器的温控模块连接，将膜蒸馏组件内部的温度信息呈递给换热器的温控模块。控制膜蒸馏组件内部的温度不低于60℃，进入膜蒸馏组件的液体温度不低于65℃。蒸馏时，膜两侧维持适当的温差，以保证蒸馏持续有效的进行。

实施例3

本实用新型的系统用于处理高盐废水。料液罐中的原水通过料液循环泵增压，进入微米过滤器中，进行保安过滤。过滤后原水通入钛材换热器中，采用蒸汽加热，将原水温度提高到65-80℃，进入膜蒸馏组件中进行蒸发浓缩，原水浓缩后大部分返回料液罐中，膜组件顶部切排出小股浓盐水，保持原水更新。在膜蒸馏组件壳程，通过真空泵抽取负压，蒸发的水蒸气进入冷凝换热器冷凝成水，进入冷凝水罐储存。冷凝换热器中冷却水采用冷却塔进行冷却，并循环使用。

因本技术领域的技术人员应理解，本实用新型可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本实用新型的实施案例，应理解本实用新型不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本实用新型的精神和范围之内做出变化和修改。

Claims (9)

1.一种膜蒸馏处理高盐废水系统，其特征在于，所述的膜蒸馏处理高盐废水系统包括料液罐(1)、料液循环泵(2)、换热器(3)、膜蒸馏组件(4)、冷凝器(5)、冷凝水罐组合；膜蒸馏组件(4)包括外壳、多孔疏水膜(45)，多孔疏水膜(45)密封在外壳内部；料液罐(1)与存放原料水的进水管连通，料液罐(1)的出水管与料液循环泵(2)连通，料液循环泵(2)的出水管承载增压的原料水进入换热器(3)，换热器(3)的出水管与膜蒸馏组件(4)的外壳连通，膜蒸馏组件(4)的出水口分为至少两路，一路出水管与料液罐(1)连接，另一路出水管与冷凝器(5)连通；冷凝器(5)的出水管与冷凝水罐组合连通。

2.如权利要求1所述的膜蒸馏处理高盐废水系统，其特征在于，所述的换热器(3)是钛材换热器。

3.如权利要求1所述的膜蒸馏处理高盐废水系统，其特征在于，所述的膜蒸馏组件(4)还包括真空泵，真空泵与外壳腔内、多孔疏水膜的上部连通。

4.如权利要求1所述的膜蒸馏处理高盐废水系统，其特征在于，所述的料液循环泵(2)与钛材换热器(3)之间设置过滤器。

5.如权利要求4所述的膜蒸馏处理高盐废水系统，其特征在于，所述的过滤器是微米过滤器。

6.如权利要求1所述的膜蒸馏处理高盐废水系统，其特征在于，所述的冷凝水罐组合包括至少一个冷凝水罐。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的膜蒸馏处理高盐废水系统，其特征在于，所述的膜蒸馏处理高盐废水系统还包括膜蒸馏组件包括温度检测元件，温度检测元件与换热器(3)的温控模块连接，将膜蒸馏组件内部的温度信息呈递给换热器(3)的温控模块。

8.如权利要求7所述的膜蒸馏处理高盐废水系统，其特征在于，所述的膜蒸馏组件内部的温度不低于60℃。

9.如权利要求7所述的膜蒸馏处理高盐废水系统，其特征在于，所述的冷凝水罐组合与真空泵连接。

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