[實用新型]一種膜過濾中添加CO2提高產水回收率的裝置

有效

• 申請號: 201721555082.1
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN207552098U
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 李鐵梅;宋躍飛;趙果;秦文博;戶啟華;張小轉;樊靜
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

本實用新型公開了一種膜過濾中添加CO₂提高產水回收率的裝置，沿進水方向依次設有通過管道相連的進水池、增壓泵、預處理過濾系統、中間水箱、NF/RO膜元件和沉淀池構成，其中預處理過濾系統為微濾過濾器、超濾過濾器或多介質過濾器，中間水箱上部的進氣口與CO₂密閉添加系統的出氣管密封連接，NF/RO膜元件呈一級或多級式串聯排列或呈一段或多段式并聯排列，NF膜或RO膜采用卷式或中空纖維復合膜，沉淀池內設有加熱裝置，沉淀池內的上清液通過管道回流與增壓泵出水混合進入預處理過濾系統，沉淀池內的沉淀液通過管道排放。本實用新型工藝主體和配套設備結構緊湊，功能齊全，易于操作維修，排列方式可以靈活組合。

技術領域

本實用新型屬于節水減排技術領域，具體涉及一種膜過濾中添加CO₂提高產水回收率的裝置。

背景技術

納濾（NF）膜和反滲透（RO）膜在水處理過程中，依據其孔徑大小和分離特性可以有效地去除給水中的有機物、藻類、細菌、病原微生物、無機膠體顆粒、重金屬離子、硝酸和亞硝酸鹽等污染物，但該過程中存在如膜污染和產水回收率低等重要的瓶頸問題。NF膜作為一項新型的膜分離技術，其孔徑范圍介于RO膜和超濾膜之間，并且NF膜自身具有電荷性（通常表現為荷負電），其對二價和多價離子及分子量介于200-1000kDa的有機物有較高的脫除效果。目前，主要的NF膜分離機理有篩分理論、吸附理論、溶解-擴散理論和電荷排斥理論等。RO膜能阻擋所有溶解性鹽及分子量大于100Da的有機物，但允許水分子透過，被廣泛應用于苦咸水淡化和海水淡化中，主要分離機理包括溶解-擴散、優先吸附-毛細孔流理論和氫鍵理論等。NF膜和RO膜都是壓力驅動膜，在外加操作壓力作用下分離成濃水和產水。

在NF膜和RO膜分離過程中，產水的回收利用效率往往是較低且有限的，這主要受制于形成的硬度化合物無機垢，如Ca²⁺、Si²⁺、Ba²⁺、Mg²⁺等二價陽離子與CO₃^2-、SO₄^2-等二價陰離子由于濃差極化等原因在膜表面形成沉淀造成的無機污染；細菌、藻類等微生物在膜表面形成群落，同時它們的分泌物也會促使其它有機物粘附在膜表面進而形成薄膜，最終導致更嚴重的膜污染；有機污染物通過與膜的相互作用，從而在膜表面吸附并堵塞膜孔，進一步使NF膜通量下降，運行成本上升。在NF膜和RO膜凈化水的過程中，產水的回收率一般介于40%-75%之間，回收率主要取決于進水物性和濃水回用量。與此同時，大量的濃水排入環境會導致終端造水成本的急劇增加。