[發明專利]一種新型膜濃縮系統及其工藝和高倍濃縮裝置

在審

• 申請號: 202110685404.9
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113998793A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 張娜;賽世杰;黨平;鄭陽;余占軍;張佳;李買軍;余占海;杜存志;康花
• 申請（專利權）人: 內蒙古久科康瑞環保科技有限公司
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;C02F9/04;B01D61/08;B01D61/10;C02F101/10;C02F103/08;C02F1/44
• 代理公司: 內蒙古欣洋瑞專利代理有限公司 15110
• 代理人: 陳冠霖

本發明公開一種新型膜濃縮系統，包括預處理裝置、反滲透裝置、高倍濃縮裝置、離子交換裝置以及高級氧化裝置；可實現高倍數的濃縮；運行壓力低，極大的降低了系統的運行能耗。本發明公開一種新型膜濃縮工藝，充分利用了反滲透膜的特點，通過將下一級弱反滲透膜的部分濃水回流至上一級弱反滲透膜的產水側，提高上一級弱反滲透膜產水側的無機鹽含量，減小弱反滲透膜濃水側和產水側的滲透壓差，進而在較低的運行壓力下，實現高倍數的濃縮。本發明還公開一種高倍濃縮裝置，通過多級弱反滲透膜，使濃水中無機鹽的含量逐步提高；通過在每個上一級弱反滲透膜的產水側開設有回流進水口，使部分濃水回流，最終實現高倍數的濃縮。

技術領域：

本發明涉及一種廢水處理領域，尤其涉及一種新型膜濃縮系統及其工藝和高倍濃縮裝置。

背景技術：

在煤化工、電子產品以及其他工業生產過程中會產生大量的廢水，其主要特點是含有無機鹽離子、懸浮物、污染性雜質離子、有機物等，且各物質的含量差別較大，無機鹽含量在5000mg/L～15000mg/L之間；懸浮物含量在30mg/L～500mg/L；污染性雜質離子主要是鈣離子、鎂離子、二氧化硅等易結垢性物質，含量從幾十到幾百mg/L，甚至上千mg/L；有機物是污染物中最難去除的一種，含量也是從幾十到幾百mg/L不等，造成工業廢水水質水量波動大，成分復雜，膜濃縮及資源化回收利用困難。

為實現廢水中水資源的回收利用，通常采用膜濃縮技術將廢水中的水全部回收利用。但是受到當前國內外膜技術發展水平的制約，傳統膜濃縮技術存在單一的膜濃縮設備其濃縮倍數有限，如常規苦咸水膜只能濃縮至25000～30000mg/L，海水淡化膜能濃縮至55000～60000mg/L，高壓反滲透能濃縮至90000～100000mg/L，高壓平板膜能濃縮至110000～120000mg/L。且膜系統的濃縮主要是通過提高運行壓力實現廢水中無機鹽的高倍濃縮，即通過采用高壓條件下將多種膜系統串聯運行，其存在的問題是運行壓力大、投資成本高、運行穩定性差。

部分學者嘗試直接利用高壓平板膜將廢水濃縮至100000mg/L～120000mg/L以縮短工藝流程，但是大量的低濃度廢水直接進入高壓平板膜，導致高壓平板膜的處理負荷大，能耗高，嚴重影響了膜濃縮系統的經濟性；且高壓平板膜的產水水質不好，還需要再處理，進一步增加了系統的復雜性。此外，受到膜技術本身性能的影響，傳統膜技術只能將水中無機鹽離子濃縮至100000mg/L～120000mg/L，如需進一步提高濃縮倍數，則需要采用蒸發系統，導致耗能較高，如，蒸發1kg水，需要蒸汽0.45kg或需要電2～4kwh，極大影響企業的經濟效益。因此，開發一種新型膜濃縮技術，在較低運行壓力條件下可直接將廢水中的無機鹽進行高倍的濃縮，避免傳統多種膜串聯運行造成工藝流程長、穩定性差，能耗高等問題，將是解決目前工業廢水處理的重要途徑。

發明內容：

本發明的第一個目的在于提供一種能耗低、運行穩定的新型膜濃縮系統。

本發明的第二個目的在于提供一種低滲透壓差、高濃縮倍數的新型膜濃縮工藝。

本發明的第三個目的在于提供一種結構簡單、濃縮效果好的高倍濃縮裝置。

本發明的第一個目的由如下技術方案實施：

一種新型膜濃縮系統，包括預處理裝置、反滲透裝置以及高倍濃縮裝置；

所述預處理裝置的浸沒式超濾膜的濃水出水口與所述反滲透裝置的進水口連通，所述反滲透裝置的濃水出水口與所述高倍濃縮裝置的第一級弱反滲透膜的進水口連通，所述高倍濃縮裝置的最后一級弱反滲透膜的濃水出水口與濃水池的進水口連通，所述反滲透裝置的產水出水口與回用水罐的進水口連通，所述高倍濃縮裝置的多個弱反滲透膜的產水出水口均與所述反滲透裝置的進水口連通。

進一步的，所述高倍濃縮裝置包括多級弱反滲透膜，在每個上一級所述弱反滲透膜的產水側開設有回流進水口；