[发明专利]一种耦合三种膜分离技术将高盐高浓度有机废水脱盐的方法及装置

说明书

本发明公开了一种耦合三种膜分离技术将高盐高浓度有机废水脱盐的方法及装置。对废水进行扩散脱盐，得扩散脱盐废水和扩散脱盐循环水；对扩散脱盐循环水反渗透，得纯水和高浓度盐水；对扩散脱盐废水正渗透，得正渗透废水和正渗透循环水，正渗透废水即为脱盐浓缩后的废水。通过扩散脱盐，将高盐高浓度有机废水中的盐扩散至含低浓度盐的水的一侧，降低废水盐度和膜污染程度。通过正渗透、反渗透和蒸发结晶产出盐和回收纯水，循环利用。扩散脱盐和正渗透处理依靠液体间的浓度差产生驱动力，不需外侧压力驱动。扩散脱盐中盐通量达15～20g/(msupgt;2/supgt;·h)，正渗透水通量达15～25L/(msupgt;2/supgt;·h)，脱盐效率高，膜污染程度低，运行稳定。

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，具体地，涉及一种耦合三种膜分离技术将高盐高浓度有机废水脱盐的方法及装置。

背景技术

工业活动产生了大量的高盐高浓度有机废水，这些废水中含有的高浓度盐分和有机物会造成土壤盐渍化、水体富营养化、地下水污染和饮用水安全隐患等严重的水体环境污染问题，对生命健康带来严重的威胁。

高盐高浓度有机废水中含有大量总溶解固体和高浓度有机污染物，常规处理废水的方法是生物法，常用的生物法是活性污泥法，通过曝气的方式将污泥与有机物充分接触，在大量溶解氧条件下，将有机物代谢分解。但盐度对活性污泥法影响较大，需要驯化出耐盐的微生物，花费较长的时间周期。

脱盐是处理高盐高浓度有机废水最为关键的一步，热法是一种最常用的脱盐方法，其中蒸馏法脱盐最具有代表性。目前绝大部分蒸馏脱盐处理废水的技术，是从海水脱盐淡化技术上发展而来的。多效蒸发(MED)技术通过串联多个的蒸发器，让加热后的高盐废水在前一个蒸发器蒸发，产生蒸汽，蒸汽作为下一蒸发器的热源，最后蒸汽冷凝成为淡水。多级闪蒸(MSF)通过让闪蒸室内压力低于加热后的盐水对应的饱和蒸气压，使进入闪蒸室的热盐水快速气化，蒸汽冷凝后产出淡水。多级闪蒸通过使经过多个闪蒸室的蒸汽压逐步降低，最终达到浓缩盐水，产出淡水的目的。蒸汽压缩冷凝(MVR)技术将加热盐水通入蒸发器内，产生蒸汽，用压缩机压缩蒸汽，压缩后蒸汽充当蒸发器加热侧热源，最后冷凝产水。蒸发需要消耗大量的热量，提高了运营成本。蒸发处理高盐高浓度有机废水过程中，由于废水中有机物过多，容易产生泡沫，蒸发产出的水也会夹带过多有机物。

膜分离是一种以分离膜为核心的新兴分离技术，可通过分离污染物和水，完成高效、低耗的废水处理。超滤、纳滤等膜分离技术已被应用于废水处理过程中，超滤是以0.1～0.5MPa的压力差为推动力，利用多孔膜以物理截留方式，将溶液中的物质分开，从而筛分溶液中不同组分，需要外界施加压力。纳滤膜的孔径范围较小，结构致密，可以保留的颗粒也越小。然而，由于纳滤膜具有致密的膜孔径结构，需要更高的压力来强制进行液体净化，比超滤能耗更高。同时，纳滤所用膜对结垢问题更敏感，膜容易被污染和破坏。因此目前的用膜分离技术需要外界加压处理，难以有效分离过滤高盐高浓度有机废水，产水率低，操作时间长，能耗高，不能实现循环可持续脱盐。因此，亟需研发可持续工作、能效高的新型膜工艺。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种耦合三种膜分离技术将高盐高浓度有机废水脱盐的方法及装置。

本发明的第一个目的是提供一种耦合三种膜分离技术将废水脱盐的方法。

本发明的第二个目的是提供一种耦合三种膜分离技术将废水脱盐的装置。

本发明的三种膜分离技术分别是指扩散膜分离技术、正渗透膜分离技术和反渗透膜分离技术。用扩散膜分离技术对废水脱盐，正渗透对脱盐后有机废水进行浓缩，这两种仅依靠液体间的浓度差产生驱动力，不需要外侧压力驱动，其中扩散膜分离技术也减少了膜污染程度。反渗透膜分离技术对水中盐浓缩得高浓度盐水和纯水，一方面为正渗透脱盐提供汲取液，另一方面经蒸发结晶回收精制盐，还为扩散脱盐提供纯水，实现循环可持续脱盐。

为了实现上述目的，本发明是通过以下方案予以实现的：