[实用新型]一种膜过滤中添加CO2提高产水回收率的装置

说明书

本实用新型公开了一种膜过滤中添加CO₂提高产水回收率的装置，沿进水方向依次设有通过管道相连的进水池、增压泵、预处理过滤系统、中间水箱、NF/RO膜元件和沉淀池构成，其中预处理过滤系统为微滤过滤器、超滤过滤器或多介质过滤器，中间水箱上部的进气口与CO₂密闭添加系统的出气管密封连接，NF/RO膜元件呈一级或多级式串联排列或呈一段或多段式并联排列，NF膜或RO膜采用卷式或中空纤维复合膜，沉淀池内设有加热装置，沉淀池内的上清液通过管道回流与增压泵出水混合进入预处理过滤系统，沉淀池内的沉淀液通过管道排放。本实用新型工艺主体和配套设备结构紧凑，功能齐全，易于操作维修，排列方式可以灵活组合。

技术领域

本实用新型属于节水减排技术领域，具体涉及一种膜过滤中添加CO₂提高产水回收率的装置。

背景技术

纳滤（NF）膜和反渗透（RO）膜在水处理过程中，依据其孔径大小和分离特性可以有效地去除给水中的有机物、藻类、细菌、病原微生物、无机胶体颗粒、重金属离子、硝酸和亚硝酸盐等污染物，但该过程中存在如膜污染和产水回收率低等重要的瓶颈问题。NF膜作为一项新型的膜分离技术，其孔径范围介于RO膜和超滤膜之间，并且NF膜自身具有电荷性（通常表现为荷负电），其对二价和多价离子及分子量介于200-1000kDa的有机物有较高的脱除效果。目前，主要的NF膜分离机理有筛分理论、吸附理论、溶解-扩散理论和电荷排斥理论等。RO膜能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100Da的有机物，但允许水分子透过，被广泛应用于苦咸水淡化和海水淡化中，主要分离机理包括溶解-扩散、优先吸附-毛细孔流理论和氢键理论等。NF膜和RO膜都是压力驱动膜，在外加操作压力作用下分离成浓水和产水。

在NF膜和RO膜分离过程中，产水的回收利用效率往往是较低且有限的，这主要受制于形成的硬度化合物无机垢，如Ca²⁺、Si²⁺、Ba²⁺、Mg²⁺等二价阳离子与CO₃^2-、SO₄^2-等二价阴离子由于浓差极化等原因在膜表面形成沉淀造成的无机污染；细菌、藻类等微生物在膜表面形成群落，同时它们的分泌物也会促使其它有机物粘附在膜表面进而形成薄膜，最终导致更严重的膜污染；有机污染物通过与膜的相互作用，从而在膜表面吸附并堵塞膜孔，进一步使NF膜通量下降，运行成本上升。在NF膜和RO膜净化水的过程中，产水的回收率一般介于40%-75%之间，回收率主要取决于进水物性和浓水回用量。与此同时，大量的浓水排入环境会导致终端造水成本的急剧增加。