[發(fā)明專利]利用電磁正滲透反應(yīng)器進(jìn)行高鹽廢水零排放回用的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510091113.1
• 申請日: 2015-02-28
• 公開（公告）號: CN104649502A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔健
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門諾迪膜科技有限公司
• 主分類號: C02F9/12
• 分類號: C02F9/12
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢水處理，尤其是涉及一種利用電磁正滲透反應(yīng)器進(jìn)行高鹽廢水零排放回用的方法。

背景技術(shù)

在我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程中，水資源緊缺正在逐漸成為制約我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的主要因素之一。近年來，隨著我國工業(yè)規(guī)模的不斷增大，工業(yè)用水量激增。同時，產(chǎn)生廢水量也迅速增大，給當(dāng)前的廢水處理與回收利用技術(shù)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。工業(yè)廢水如直接排放，將對周圍土壤、水體環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。廢水經(jīng)處理合格達(dá)標(biāo)后，如不回收利用，則造成水資源浪費(fèi)，加劇水資源短缺。對于高鹽廢水，由于缺乏技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的可行性與可靠性，大多數(shù)采取稀釋外排方法。這種方法不但不能真正減少污染物的排放總量，而且造成了淡水的浪費(fèi)，特別是含鹽廢水的排放，勢必造成淡水水資源礦化和土壤堿化(李柄緣，等.高鹽廢水形成及其處理技術(shù)進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2014，33(2)：493-497)。

正滲透技術(shù)是以待處理的具有高水化學(xué)勢的液體作為原料液，選取一種滲透壓相對較高、具有低水化學(xué)勢的溶液作為汲取液，在正向滲透壓差驅(qū)動下，水分子透過正滲透膜從原料液側(cè)進(jìn)入到汲取液側(cè)，稀釋后的汲取液可以通過特定的方式進(jìn)行回收，然后循環(huán)利用，同時制得產(chǎn)品水。與反滲透技術(shù)相比，正滲透技術(shù)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢:能耗低，不需外界壓力即可實(shí)現(xiàn)水的分離過程；膜材料本身親水，可以有效防止膜污染；水的回收率高；汲取液可回收利用，濃水排放少、污染小，它是一種極具潛力的環(huán)境友好型技術(shù)，其應(yīng)用范圍包括海水淡化、污水凈化、食品、醫(yī)藥、能源等諸多領(lǐng)域(魏金枝，等.正滲透技術(shù)中汲取液的研究進(jìn)展[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報，2013，18(1)：61-65)。

以電磁場作用為基礎(chǔ)的水處理方法是近幾年才發(fā)展起來的一項(xiàng)新型水處理技術(shù),其降解過程能耗低、成本低、易操作、無二次污染,是一項(xiàng)極具發(fā)展前景的技術(shù)。在高頻行波磁場作用下,水中正負(fù)離子受電磁場洛侖茲力的作用而作方向相反的螺旋圓周運(yùn)動,相當(dāng)于一方向相同的圓電流,一個小圓電流受磁場的作用可以用它的磁偶極矩(簡稱磁矩)來說明。磁矩的方向也會隨磁場的變化發(fā)生周期性偏轉(zhuǎn),同時正負(fù)電荷重心會隨磁場的變化周期性振動。此外,載流線圈在非均勻強(qiáng)磁場中通常受到轉(zhuǎn)動力矩、平移力和導(dǎo)致形變的張力3種力作用,這些力的作用都是力圖使通過小圓電流線圈中的磁通量增加。雖然有離子熱運(yùn)動的阻礙,但隨著外磁場越強(qiáng),離子磁矩排列得越整齊；隨著形波磁場的移動,載流線圈在上述作用下移向磁場較強(qiáng)處。由于行波磁場是朝一個方向運(yùn)動的,故正負(fù)離子螺旋環(huán)會隨著磁場的移動方向而向一個方向運(yùn)動,從而使大量的離子能夠聚集到一起,起到除雜的作用(王東莉，等.電磁水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].石油礦場機(jī)械，2007，36(1)：9-11)。

膜蒸餾是近年來發(fā)展起來的一種新型膜分離技術(shù)，與反滲透工藝相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：膜蒸餾的過程幾乎在常壓下進(jìn)行，設(shè)備簡單，操作方便；膜蒸餾法可以處理極高濃度的無機(jī)鹽水溶液，理論上通過膜蒸餾除鹽的產(chǎn)水率可以達(dá)到100％，而且獲得的水十分純凈，這是現(xiàn)有幾種工業(yè)除鹽技術(shù)難以達(dá)到的(呂曉龍.膜蒸餾過程探討[J].膜科學(xué)與技術(shù)，2010，30(3):1-10)。

與傳統(tǒng)的生化、物化廢水處理工藝方法相比，膜分離技術(shù)處理廢水工藝具有顯著的優(yōu)越性：(1)在常溫和低壓下進(jìn)行分離，因而能耗和設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用低。(2)設(shè)備體積小、結(jié)構(gòu)簡單，故投資費(fèi)用低。(3)膜分離過程只是簡單的加壓輸送液體，工藝流程簡單，易于操作管理。(4)膜作為過濾介質(zhì)是由高分子材料制成的均勻連續(xù)體，純物理方法過濾，物質(zhì)在分離過程中不發(fā)生質(zhì)的變化，并且在使用過程中不會有任何雜質(zhì)脫落，保證透過液的純凈。(5)可實(shí)現(xiàn)零排放回用(高年發(fā)，寶菊花.超過濾在葡萄酒釀造中的應(yīng)用進(jìn)展[J]，中國釀造，2007，7(172):80-95)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在提供一種電磁結(jié)晶反應(yīng)器、膜過濾反應(yīng)器、正滲透反應(yīng)器、膜蒸餾反應(yīng)器技術(shù)聯(lián)用的利用電磁正滲透反應(yīng)器進(jìn)行高鹽廢水零排放回用的方法。

本發(fā)明所涉及的主要處理設(shè)備是：

原水調(diào)節(jié)池、電磁結(jié)晶反應(yīng)器、膜過濾反應(yīng)器、正滲透反應(yīng)器、膜蒸餾反應(yīng)器。

本發(fā)明包括以下步驟：

1)高鹽廢水經(jīng)過去除濁度調(diào)節(jié)pH值至7后進(jìn)入原水調(diào)節(jié)池穩(wěn)定水量和水質(zhì)；

2)原水調(diào)節(jié)池的出水進(jìn)入電磁結(jié)晶反應(yīng)器進(jìn)行結(jié)晶；

3)電磁結(jié)晶反應(yīng)器的上清液出水經(jīng)膜過濾反應(yīng)器過濾后進(jìn)入正滲透反應(yīng)器濃縮；

4)電磁結(jié)晶反應(yīng)器內(nèi)固體殘?jiān)ㄆ诠纬荒み^濾反應(yīng)器反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池；