[發明專利]膜耦合凈化水處理方法與裝置

無效

• 申請號: 200810052861.9
• 申請日: 2008-04-23
• 公開（公告）號: CN101565257A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 呂曉龍
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F1/08;C02F1/44;C02F1/52
• 代理公司: 天津三元專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 鄭永康

技術領域

本發明涉及一種水處理系統及處理方法，尤其涉及工業污水凈化處理的膜耦合凈化處理方法。

背景技術

循環冷卻水是工業用水中的用水大項，在石油化工、電力、鋼鐵、冶金等行業，循環冷卻水的用量占企業用水總量的50-90％，某些電廠、化工企業的冷卻水占總用水量的90-95％。循環冷卻水在系統不斷地循環使用中，由于水溫、流速的變化，水分不斷蒸發，無機離子和有機物逐漸濃縮，水中的Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-等離子、溶解固體和懸浮物相應增加，加之空氣中污染物如灰塵、雜物、可溶性氣體以及換熱器物料泄露等，引起循環冷卻水水質變壞，致使水冷換熱等設備產生水垢沉積和腐蝕，造成使用效率和壽命降低，甚至妨礙系統的正常運行。為了防止鈣、鎂離子水垢的析出，減少泥團雜質等污垢對傳熱的影響，控制循環冷卻水系統金屬腐蝕和控制循環冷卻水系統微生物的孳生，目前最有效和最常用的方法則是向循環水中加入大量的緩蝕劑、阻垢劑、分散劑、殺生劑等化學藥劑，但這些傳統處理方法，不能從根本上解決鹽與有機物濃縮引起的各種問題，并且投加各種水處理劑的操作系統復雜、藥劑費用高，使循環水的總體濃縮倍數不高、運行管理成本很高。

一般污水經過一、二級處理后，總懸浮固體去除70％～80％，BOD去除80％～90％，已基本上達到排放標準，但是二級處理不能去除一些污染物，其中包括微生物，未能降解的有機物、磷、氟和可溶性無機物。目前，城市污水及工業廢水的資源化已成為當今世界的發展趨勢。通常是在常規的生化處理后，采用超濾或微濾加反滲透，使大部分的污水得到再凈化回用，但是，采用反滲透技術，仍存在兩個問題：一是反滲透技術對被處理水質預處理要求高，通常要求采用超、微濾技術作為前級處理，而且，原水溫度通常不得高于40℃，導致設備投資高和運行費用高，二是水回收利用率低，一般只能達到70％左右，仍有30％左右濃水排放，排放量大。

因此，針對工業循環水、二沉池排放水、反滲透濃水等高濃度污水，研究新的水處理技術，降低投資和運行費用，提高水的利用率，減少污水排放，可以取得顯著的經濟效益和社會效益。

膜蒸餾(Membrane?Distillation，MD)在近年來吸引了世界范圍內的關注和研究。與常規的蒸餾(Distillation)過程相比，MD的操作溫度低，無需將溶液加熱至沸騰，而且蒸發面積大、蒸汽空間小；與其它壓力驅動的膜分離過程相比，MD的操作壓力低，脫鹽率高，膜污染少。MD技術具有操作壓力低，接近100％的非揮發性物質脫除率和在良好操作條件下與高的產水通量，顯示了它作為RO技術的替代(大規模純水制備)或補充技術(如用于船舶飲用水等)的應用潛力，可以用于海水淡化與濃縮制鹽、工業循環水凈化于減少污水排放、發酵液中氨基酸等產物濃縮結晶以及藥物純化分離等方面。膜蒸餾技術應用于工業循環水處理的一個獨特的優勢在于它不僅可以在膜的透過側產生純水，而且在濃水側可以產生含鹽量很高甚至接近飽和的高度濃縮水，高度濃縮的污水則可進一步采用化學絮凝等其他物化方法進行處理，從而大大減少污水的排放量。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的缺陷，提供一種高濃度工業污水膜耦合凈化處理工藝裝置和方法。

本發明提供一種膜耦合凈化水處理裝置，包括兩過濾處理，其特征在于，包括：第一級膜蒸發池5，用于第一級過濾、處理經過預熱的原水；上述第一級膜蒸發池5的蒸汽排出口43連接至第一級冷凝單元111，用于冷凝、回收蒸汽；第一級膜蒸發池5的濃水引出口46經過第一級加藥裝置后，連接至上述第一級浸沒式超濾反應過濾池7；在上述第一級浸沒式超濾反應過濾池7中，混合液繼續混合、反應；第一級浸沒式超濾反應過濾池7的排出口與第二級膜蒸發池10管路相通，上述第二級膜蒸發池10用于對二次液進行第二級蒸發處理；第二級膜蒸發池10的蒸汽排出口54連接至第二級冷凝單元222；第二級膜蒸發池10的濃水引出口經過第二級加藥裝置后，連接至第二級浸沒式超濾反應過濾池12；上述第二級浸沒式超濾反應過濾池12的出口管接至第二級膜蒸發池10，將處理液返回到膜池中繼續蒸發處理。

第一級膜蒸發池5上連接有熱泵3，熱泵3連接原水預過濾器2的出口；熱泵3的冷端接口70與第一級冷凝單元111的換熱器4的冷端入口65相連接；熱泵3的熱水出口69通過管路連接至膜蒸發池5的原水入口41；上述從熱泵3中引出的冷端液體進入換熱器4，使從膜蒸發池5蒸汽引出接口43處引出的蒸汽冷卻凝結，再由換熱器4冷端出口66返回熱泵3原水入口。