[發明專利]一種浸沒式溶氣真空膜蒸餾水處理方法

有效

• 申請號: 201210003547.8
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN103193295A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 張新妙;趙鵬;楊永強;彭海珠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;C02F1/04
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;盧綺琴

技術領域

本發明涉及水處理和膜分離技術領域，具體地說，本發明涉及一種反滲透濃水的浸沒式溶氣式真空膜蒸餾處理方法，更具體地說，本發明涉及一種石化企業反滲透濃水的溶氣式真空膜蒸餾處理回用方法。

背景技術

近年來，為了響應國家節能減排的號召，石化企業廢水多采用超濾/反滲透雙膜工藝進行深度處理后回用，基本滿足了上游生產工藝的用水需求。然而，由此產生的反滲透濃水成為一個處理難題，該股廢水既不能排放也不能回用，給各企業帶來極大的困擾。

膜蒸餾由于能夠脫除更高濃度的鹽分以及更高的脫鹽率而逐漸受到各國專家重視并展開了廣泛研究，它可以算是迄今為止脫鹽效率最高的膜技術，脫鹽率高達99％以上。膜蒸餾是上世紀80年代為海水脫鹽而研發的疏水膜技術，它是采用微孔疏水膜，以膜兩側蒸汽壓差為驅動力的一種新型膜分離過程。

膜蒸餾所用的膜為不被待處理溶液潤濕的疏水微孔膜，即只有蒸汽能夠進入膜孔，液體不能透過膜孔。根據蒸汽擴散到膜冷側冷凝方式的不同，膜蒸餾一般可分為四種類型：直接接觸式膜蒸餾(DCMD)、氣隙式膜蒸餾(AGMD)、真空式膜蒸餾(VMD)、氣掃式膜蒸餾(SGMD)。其中VMD是恒溫的膜過程，膜透過側用真空泵抽真空，以造成膜兩側更大的蒸汽壓差，揮發組份從冷側引出后冷凝，這種膜蒸餾過程的熱傳導損失較小，基本可以忽略。

在VMD過程的進料液中混入氣體是近幾年本領域較受關注的方法。專利CN?101659451A涉及一種氣提式膜蒸餾高鹽水處理方法，該方法采用中空纖維膜組件的直接接觸式膜蒸餾，污水在原水箱加熱后經熱液循環泵與空壓機或風機產生的空氣形成氣液兩相流進入膜高溫側，膜滲透側采用循環泵循環流動冷凝水將透過膜的蒸汽和氣體冷凝并輸送到產水箱，未透過膜的濃水回流至原水箱。供氣方式為通過電磁閥的間開間停脈沖進氣，采用脈沖進氣的缺點是，對膜本身的沖擊較大，并且導致氣水混合不均和汽提作用不連續，對真空側的操作也造成沖擊。

專利CN?101664642A和文獻《鼓氣減壓膜蒸餾過程研究》(水處理技術，2009，35(12)，34～37)也涉及一種鼓氣真空膜蒸餾裝置和方法，該裝置和方法采用中空纖維膜組件的真空膜蒸餾，抽真空方式為內壓式即管程抽真空，污水走中空纖維膜孔內。該方法也在中空纖維膜組件進口處鼓入低壓壓縮空氣與污水形成氣液兩相流，原水不包括化工廢水，且未限定操作條件。

此外，專利CN1526650涉及一種高效率低成本的膜蒸餾海水淡化系統，該專利是在飼水回路連接一結構較為復雜的泡沫發生器，用作微細氣泡化裝置，在該裝置之前設有加壓氣體供應器，該裝置提供的預熱加壓氣體與海水混合成帶有高溫的工作液體，該工作液體通過微細氣泡化裝置進行碎解乳化，其中的水分子因為大量曝氣而變得微細化，相對的所產生的蒸汽量增加。該專利需用設備較多，結構較為復雜，操作過程繁復，生產成本較高，能耗較大，且所采用的膜材料孔徑大小為0.001～0.005μm。并且，專利CN1526650給出的膜蒸餾處理體系為海水。

上述膜蒸餾技術采用的均為有外殼的中空纖維膜，均為外置式操作，盡管膜蒸餾類型不同，但污水均走中空纖維膜孔內，膜組件的殼程形成真空或冷凝體系。該種方式的缺點是由于膜絲較細，容易在膜組件進口處和膜絲內造成污堵，濃差極化影響較大，容易形成膜污染，并且污染后的膜組件不易清洗。此外，由于采用外置式操作，熱量在管路輸送過程中部分損失，熱量利用率低，并且過大的氣量容易引起滲透側真空度的降低，增加能耗。上述專利均采用空壓機或風機鼓入空氣，空壓機或風機產生的氣泡較大，與污水在管路中混合后進入膜組件，由于管路限制，可能會造成氣體在水中的分散性不好，氣水混和不均勻等問題。

膜蒸餾采用的是微孔疏水膜，基于微孔疏水膜的傳質機理，膜蒸餾的抗污染能力較強，但也不可避免地形成膜污染，膜蒸餾所用微孔疏水膜的污染主要為膜面污染，膜孔內污染相對較少。由于膜蒸餾所處理的一般均為懸浮物含量較低的高鹽污水，如反滲透濃水等體系，因此，膜蒸餾過程的膜污染主要為濃差極化造成的鹽結晶、結垢和有機物污染。所以，膜蒸餾過程中濃差極化是一個很重要的影響因素，要盡量避免或減少。

因此，針對目前存在的問題，需要開發一種所需設備簡單，氣液混合均勻，運行過程中熱傳導損失少，能耗低，操作簡便，既可以很好的抗膜污染，又可以減少膜潤濕，降低濃差極化和溫差極化的影響，延長膜組件的運行周期和使用壽命的反滲透濃水膜蒸餾處理技術。

發明內容