[發明專利]兩級正滲透耦合兩效膜蒸餾廢水高濃縮處理系統

有效

• 申請號: 202110382300.0
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113105053B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 邢玉雷;王付杉;張乾;徐國榮;孫靖;呂宏卿
• 申請（專利權）人: 自然資源部天津海水淡化與綜合利用研究所
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F1/08;C02F1/44
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 陸藝

1.兩級正滲透耦合兩效膜蒸餾廢水高濃縮處理系統，包括第一級正滲透膜組件（1-1）、第二級正滲透膜組件（1-2）、第一效膜蒸餾組件（2-1）和第二效膜蒸餾組件（2-2）；

其特征是第一級正滲透膜組件（1-1）原液側出口通過管路分別與第二級正滲透膜組件（1-2）原液側進口和第一泵（4-1）的進口連接，第一泵（4-1）的出口通過管路分別與第一級正滲透膜組件（1-1）原液側進口和廢水原液通入管（1-3）連接；

第二級正滲透膜組件（1-2）原液側出口通過管路分別與第二泵（4-2）的進口和廢水濃縮液排放管（1-7）連接，第二泵（4-2）的出口通過管路與第二級正滲透膜組件（1-2）原液側進口連接；

第一汲取液通入管（1-5）與第三泵（4-3）連接后再通過管路與第一級正滲透膜組件（1-1）汲取液側進口連接，第一級正滲透膜組件（1-1）汲取液側出口通過管路分別與第一冷凝器（5-1）冷側進口和第一汲取液排放管（1-4）連接，第一冷凝器（5-1）冷側出口通過管路與第二冷凝器（5-2）冷側進口連接，第二冷凝器（5-2）冷側出口通過管路與第一效膜蒸餾組件（2-1）液相側進口連接，第一效膜蒸餾組件（2-1）液相側出口通過管路與換熱器（3）熱側進口連接，換熱器（3）熱側出口通過管路與第三泵（4-3）連接；

第二汲取液通入管（1-8）與第四泵（4-4）連接后再通過管路與第二級正滲透膜組件（1-2）汲取液側進口連接，第二級正滲透膜組件（1-2）汲取液側出口通過管路分別與換熱器（3）冷側進口和第二汲取液排放管（1-6）連接，換熱器（3）冷側出口通過管路與第三冷凝器（5-3）冷側進口連接，第三冷凝器（5-3）冷側出口通過管路與第二效膜蒸餾組件（2-2）液相側進口連接，第二效膜蒸餾組件（2-2）液相側出口通過管路與第一蒸發器（8-1）熱側進口連接，第一蒸發器（8-1）熱側出口通過管路與第四泵（4-4）連接；

第一效膜蒸餾組件（2-1）汽相側出口通過管路與第三冷凝器（5-3）熱側進口連接，第三冷凝器（5-3）熱側出口與膜蒸餾冷凝水管（2-3）連接；第二效膜蒸餾組件（2-2）汽相側出口通過管路與第二蒸發器（8-2）熱側進口連接，第二蒸發器（8-2）熱側出口與膜蒸餾冷凝水管（2-3）連接；

第一冷凝器（5-1）熱側出口通過管路與第一節流閥（7-1）連接后再與第一蒸發器（8-1）冷側進口連接，第一蒸發器（8-1）冷側出口通過管路與第一壓縮機（6-1）連接后再與第一冷凝器（5-1）熱側進口連接；

第二冷凝器（5-2）熱側出口通過管路與第二節流閥（7-2）連接后再與第二蒸發器（8-2）冷側進口連接，第二蒸發器（8-2）冷側出口通過管路與第二壓縮機（6-2）連接后再與第二冷凝器（5-2）熱側進口連接。

2.根據權利要求1所述的兩級正滲透耦合兩效膜蒸餾廢水高濃縮處理系統，其特征在于所述第一級正滲透膜組件為板式正滲透膜組件、卷式正滲透膜組件、管式正滲透膜組件或中空纖維式正滲透膜組件；

第二級正滲透膜組件與第一級正滲透膜組件類型相同。

3.根據權利要求1所述的兩級正滲透耦合兩效膜蒸餾廢水高濃縮處理系統，其特征在于所述第一效膜蒸餾組件為板式膜蒸餾組件、卷式膜蒸餾組件、管式膜蒸餾組件或中空纖維式膜蒸餾組件；

第二效膜蒸餾組件與第一效膜蒸餾組件類型相同。

4.根據權利要求1所述的兩級正滲透耦合兩效膜蒸餾廢水高濃縮處理系統，其特征在于所述換熱器為管殼式換熱器或板式換熱器。

5.根據權利要求1所述的兩級正滲透耦合兩效膜蒸餾廢水高濃縮處理系統，其特征在于所述第一冷凝器為直形冷凝器、球形冷凝器、空氣冷凝器或蛇形冷凝器；

第二冷凝器、第三冷凝器和第一冷凝器的類型相同。

6.根據權利要求1所述的兩級正滲透耦合兩效膜蒸餾廢水高濃縮處理系統，其特征在于所述第一蒸發器為臥式蒸發器、立管式蒸發器或螺旋管式蒸發器；

第二蒸發器與第一蒸發器類型相同。

7.使用權利要求1-6任一所述的兩級正滲透耦合兩效膜蒸餾廢水高濃縮處理系統的處理方法，包括如下步驟：將廢水原液通過廢水原液通入管（1-3）通入第一級正滲透膜組件（1-1）的原液側，打開第一泵（4-1）和第二泵（4-2），在第一級正滲透膜組件內經過一級濃縮后的廢水一部分通過第一泵（4-1）回流至第一級正滲透膜組件（1-1）原液側進口，一部分進入第二級正滲透膜組件（1-2）原液側，在第二級正滲透膜組件內經過二級濃縮后的廢水一部分通過第二泵（4-2）回流至第二級正滲透膜組件（1-2）原液側進口，一部分經廢水濃縮液排放管（1-7）排放；

開啟第三泵（4-3），將汲取液通過第一汲取液通入管（1-5）打入第一級正滲透膜組件（1-1）的汲取液側，廢水原液中的水在滲透壓作用下透過正滲透膜進入汲取液側，汲取液被稀釋，被稀釋后的汲取液一部分依次經過第一冷凝器（5-1）冷側和第二冷凝器（5-2）冷側吸收熱量后進入第一效膜蒸餾組件（2-1）液相側，進行膜蒸餾濃縮，濃縮后的汲取液進入換熱器（3）熱側釋放熱量，經過降溫的汲取液通過第三泵（4-3）進入第一級正滲透膜組件（1-1）的汲取液側，當汲取液品質變差時，部分汲取液從第一級正滲透膜組件（1-1）汲取液側連接的第一汲取液排放管（1-4）排放；

開啟第四泵（4-4），將汲取液通過第二汲取液通入管（1-8）打入第二級正滲透膜組件（1-2）的汲取液側，廢水原液中的水在滲透壓作用下透過正滲透膜進入汲取液側，汲取液被稀釋，被稀釋后的汲取液一部分依次經過換熱器（3）冷側和第三冷凝器（5-3）冷側吸收熱量后進入第二效膜蒸餾組件（2-2）液相側，進行膜蒸餾濃縮，濃縮后的汲取液進入第一蒸發器（8-1）熱側釋放熱量，經過降溫的汲取液通過第四泵（4-4）進入第二級正滲透膜組件（1-2）的汲取液側，當汲取液品質變差時，部分汲取液從第二級正滲透膜組件（1-2）汲取液側連接的第二汲取液排放管（1-6）排放；

第一效膜蒸餾組件（2-1）汽相側產生的高溫蒸汽進入第三冷凝器（5-3）熱側進行冷凝；

第二效膜蒸餾組件（2-2）汽相側產生的高溫蒸汽進入第二蒸發器（8-2）熱側進行冷凝，第三冷凝器（5-3）熱側和第二蒸發器（8-2）熱側冷凝產生的冷凝水匯總經膜蒸蹓冷凝水管（2-3）排放；

熱交換工質依次經過第一冷凝器（5-1）、第一節流閥（7-1）、第一蒸發器（8-1）和第一壓縮機（6-1）；

熱交換工質依次經過第二冷凝器（5-2）、第二節流閥（7-2）、第二蒸發器（8-2）和第二壓縮機（6-2）。