[發(fā)明專(zhuān)利]一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410169367.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103922530A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬軍;王盼盼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F9/10
• 分類(lèi)號(hào): C02F9/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 牟永林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水處理的方法。

背景技術(shù)

全球水資源短缺已成為共識(shí)，尋求高效水處理技術(shù)成為研究難點(diǎn)與熱點(diǎn)。膜分離技術(shù)以其分離效率高、占地面積小、自動(dòng)化程度高、化學(xué)藥劑少等優(yōu)勢(shì)占據(jù)水處理領(lǐng)域中的重要一席，成為水廠(chǎng)常規(guī)處理工藝的有益補(bǔ)充。近年來(lái)，超濾膜水廠(chǎng)、反滲透海水淡化廠(chǎng)在我國(guó)天津、東營(yíng)等地相繼建立，膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域發(fā)展迅速。

常規(guī)膜分離技術(shù)采用膜兩側(cè)壓力差實(shí)現(xiàn)污染物與水的分離，表現(xiàn)出能耗高、易污染等缺點(diǎn)，據(jù)其分離尺寸大小可分為微濾、超濾、納濾、反滲透；隨著分離半徑逐漸變小，過(guò)濾阻力逐漸變大，原水逐漸濃縮，易形成壓力式膜污染和產(chǎn)生反滲透濃鹽水，需采取二次處理。解決膜污染與濃鹽水問(wèn)題成為膜技術(shù)發(fā)展瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有水處理膜過(guò)程中膜污染嚴(yán)重、濃鹽水難處理的問(wèn)題，而提供一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法。

本發(fā)明一種循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法是按以下步驟進(jìn)行：

一、將原水經(jīng)加熱后通過(guò)正滲透組件低滲透壓側(cè)，同時(shí)在正滲透組件高滲透壓側(cè)通入汲取液，原水與汲取液在正滲透膜兩側(cè)形成錯(cuò)流，原水與汲取液的相對(duì)錯(cuò)流速度為6cm/s～24cm/s，通過(guò)滲透作用完成水處理，同時(shí)得到稀釋的汲取液；正滲透產(chǎn)水速率為0.5L/m²×h～100L/m²×h；

所述原水為受污染的水源水和海水；其中受污染的水源水和海水中污染物為天然腐殖質(zhì)、蛋白質(zhì)類(lèi)、多聚糖類(lèi)、內(nèi)分泌干擾物、新型微污染、重金屬或鹽分中的一種或其中幾種的混合物；所述正滲透組件包含正滲透膜，所述正滲透膜是材料為醋酸纖維素、聚酰胺、聚乙烯醇、聚哌嗪、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈或聚醚醚酮中的一種或其中幾種的混合的致密性親水膜，正滲透膜的形式為單層膜或復(fù)合膜，正滲透組件為平板膜、中空纖維膜、管式膜或卷式膜；所述汲取液為海水、反滲透濃鹽水、氯化鎂、氯化鈉、多糖或聚合電解質(zhì)中的一種或其中幾種的混合物；所述正滲透產(chǎn)水速率為單位時(shí)間內(nèi)原水經(jīng)單位面積正滲透膜透過(guò)而在高滲透壓側(cè)得到的純水產(chǎn)出量；

二、將步驟一得到的稀釋后的汲取液進(jìn)行加熱，待溫度升至35℃～105℃后，通入到滲透汽化組件的料液側(cè)，同時(shí)在滲透汽化組件的蒸汽冷凝側(cè)通入溫度為10℃～25℃的冷凝水，稀釋后的汲取液與冷凝水在滲透汽化膜兩側(cè)形成錯(cuò)流，得到濃縮后的汲取液；滲透汽化產(chǎn)水速率為0.5L/m²×h～100L/m²×h；

所述滲透汽化組件包含滲透汽化膜，所述滲透汽化膜是材料為醋酸纖維素、聚酰胺、聚乙烯醇、聚哌嗪、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈或聚醚醚酮中的一種或其中幾種的混合物的致密性的水蒸氣優(yōu)先透過(guò)膜或水溶液不透過(guò)膜，滲透汽化膜的形式為單層膜或復(fù)合膜，滲透汽化組件為平板膜、中空纖維膜、管式膜或卷式膜；所述滲透汽化產(chǎn)水速率為單位時(shí)間內(nèi)稀釋后的汲取液經(jīng)單位面積滲透汽化膜透過(guò)而在蒸汽冷凝側(cè)得到的純水產(chǎn)出量；

三、將步驟二得到的濃縮后的汲取液，再次通入到步驟一所述正滲透組件高滲透壓側(cè)，重復(fù)步驟一和步驟二，完成循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化水處理。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明將滲透壓驅(qū)動(dòng)過(guò)程、蒸汽壓驅(qū)動(dòng)過(guò)程優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)而循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)水體污染物低壓去除、膜低污染、汲取液循環(huán)再生，其系統(tǒng)效率優(yōu)于單獨(dú)滲透壓驅(qū)動(dòng)過(guò)程或蒸汽壓驅(qū)動(dòng)過(guò)程，更優(yōu)于其他壓力式膜處理技術(shù)、水處理技術(shù)。滲透汽化作為正滲透汲取液循環(huán)利用單元，二者一體化共同產(chǎn)出飲用水，達(dá)到國(guó)家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。具有除污脫鹽效率高、膜污染低、運(yùn)行周期長(zhǎng)、操作自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。

2、本發(fā)明中滲透汽化技術(shù)能夠高效濃縮正滲透汲取液，實(shí)現(xiàn)正滲透汲取液的循環(huán)利用。正滲透膜以膜兩側(cè)溶液的滲透壓差為驅(qū)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)水從低滲液向高滲液的自發(fā)流動(dòng)，因其無(wú)壓或低壓運(yùn)行工況，正滲透技術(shù)能夠很好地減輕膜污染；另一方面，反滲透濃鹽水可以用作正滲透汲取液，同步實(shí)現(xiàn)受污水源水與濃鹽水的處理。對(duì)水源水和海水中天然腐殖質(zhì)、蛋白質(zhì)類(lèi)、多聚糖類(lèi)、內(nèi)分泌干擾物、新型微污染物、重金屬、鹽分等污染物的去除率達(dá)到95％以上。

附圖說(shuō)明

圖1為循環(huán)式正滲透與滲透汽化一體化的水處理方法工藝流程圖；

其中1為原料液槽、2為閥門(mén)、3為水泵、4為加熱器、5為溫度表、6為正滲透組件、7為流量計(jì)、8為汲取液槽、9為滲透汽化組件、10為冷凝器、11為冷凝水槽；