[發明專利]一種高產水率的廢水脫鹽工藝及裝置

有效

• 申請號: 201310253713.4
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN103288252A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 李玉平;林琳;李海波
• 申請（專利權）人: 北京賽科康侖環保科技有限公司
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

技術領域

本發明涉及廢水深度處理技術領域，具體地說，涉及一種高產水率的廢水脫鹽工藝及裝置。

背景技術

淡水資源是人類賴以生存和生產的基本物質。隨著人口增長和經濟發展，人類社會生活、生產活動不斷加劇，淡水資源需求不斷增加，同時水污染日益嚴重，使得淡水資源短缺逐步成為全球性危機。利用脫鹽技術對廢水脫鹽利用，是當前解決水資源短缺的可行方法。對于廢水脫鹽回用，考慮廢水本身帶來的水污染，對脫鹽產水率和避免二次污染帶來較高的要求。

目前脫鹽技術主要有蒸餾法、離子交換法、電滲析、電去離子、膜處理法、電吸附除鹽法等等。蒸餾法由于能耗較高，較適合熱電廠等余熱場合；離子交換法由于樹脂再生產生大量酸堿廢液造成二次污染，常用于精脫鹽場合，同時產水率低；電滲析雖然技術較為成熟，但是離子交換膜對進水要求高，對廢水回用難以適應；電去鹽技術產水質量高，無需酸堿，較適合反滲透產水精制，不適合原水脫鹽；反滲透（RO）是目前應用最廣和最具競爭力的脫鹽技術，相對前述技術成本較低，但是產水率不高，膜污染嚴重，濃水產率高。

發明內容

本發明針對現有脫鹽方法中反滲透存在產水率低、二次污染和電滲析難以適應廢水處理等問題，提出了一種高產水率的廢水脫鹽工藝及裝置。

本發明采用氯化鈉作為汲取液，將正向滲透與電滲析相結合，利用高濃度的氯化鈉產生的滲透壓，自然滲透汲取廢水中的水分子，獲得較高產水率，稀釋后的氯化鈉溶液通過電滲析處理獲得純水，提濃后的氯化鈉溶液返回到正向滲透作為汲取液。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種高產水率的廢水脫鹽工藝，所述工藝采用氯化鈉作為汲取液，滲透汲取廢水中的水分子；得到稀釋后的氯化鈉溶液通過電滲析處理獲得純水，提濃后的氯化鈉溶液返回作為汲取液。

所述作為汲取液的氯化鈉溶液濃度大于原料廢水溶解性總固體濃度。

所述作為汲取液的氯化鈉溶液濃度為8～100g/L，例如可選擇8.01～99.8g/L，8.5～93g/L，14～87.6g/L，20～80g/L，27.8～70.3g/L，35～55g/L，40～50g/L，43.6g/L等，優選為30g/L。

具體地說，本發明所述的高產水率的廢水脫鹽工藝為：

廢水首先進入預處理單元進行預處理脫除懸浮物和膠體，然后進入正向滲透單元；正向滲透單元中的汲取液吸取廢水中的水形成汲取液出水，進入電滲析單元，制備得到純水，電滲析單元濃鹽水返回正向滲透單元作為汲取液進水。

本發明還提供了一種實現如上所述廢水脫鹽工藝的裝置，所述裝置包括連通的正向滲透單元和電滲析單元；所述電滲析單元的出口與正向滲透單元連通。

所述正向滲透單元之前連接預處理單元；所述預處理單元包括砂濾器和浸沒式超濾罐。

所述的正向滲透單元包括廢水室、半滲透膜和汲取液室，廢水室與汲取液室之間使用半滲透膜分隔；所述的半滲透膜優選為聚酰胺復合膜。

所述汲取液室上方連接有氯化鈉溶液罐，下方連接有氯化鈉稀溶液罐；所述氯化鈉稀溶液罐連入電滲析單元。

廢水首先進入預處理單元通過砂濾器和浸沒式超濾罐預處理脫除懸浮物和膠體，然后進入正向滲透單元；正向滲透單元包括廢水室、半滲透膜和汲取液室，廢水室與汲取液室之間使用半滲透膜分隔。由于汲取液為8～100g/L的氯化鈉溶液，其鹽濃度高于廢水鹽度（約1000～2000mg/L），基于滲透壓原理，水分子將自動從廢水室滲透進入汲取液室，通過調整汲取液濃度，可獲得較高的廢水濃縮倍數，從而獲得極高產水率。基于正向滲透為自然滲透過程，相對于反滲透，膜污染極低而且可逆，容易通過反洗恢復膜通量。吸收水分而稀釋后的氯化鈉溶液進入后續電滲析單元，該氯化鈉溶液為純氯化鈉溶液，不存在膜污染，基于氯離子和鈉離子均為一價離子，電滲析效率較高，通過電滲析獲得純水和濃縮后的氯化鈉溶液，純水進行回用，濃縮后的氯化鈉溶液返回到正向滲透單元作為汲取液。

與已有技術方案相比，本發明具有以下有益效果：

通過本發明，電滲析膜不存在膜污染問題，大幅度提高離子交換膜膜壽命，同時正向滲透膜的污染容易通過反洗可逆恢復通量，能獲得極高的產水率（83%以上）。

附圖說明

圖1是本發明具體實施例所述一種高產水率的廢水脫鹽工藝裝置。

圖中：1-砂濾器；2-浸沒式超濾罐；3-正向滲透單元；4-電滲析單元；5-廢水室；6-半滲透膜；7-正向滲透單元之汲取液室；8-氯化鈉溶液罐；9-氯化鈉稀溶液罐；10-廢水；11-濃縮后的廢水；12-氯化鈉濃溶液；13-純水。