[发明专利]两级正渗透耦合两效膜蒸馏废水高浓缩处理系统

说明书

本发明公开了节能型两级正渗透耦合两效膜蒸馏废水高浓缩处理系统，包括第一级正渗透膜组件、第二级正渗透膜组件、第一效膜蒸馏组件和第二效膜蒸馏组件；换热器、泵、冷凝器和蒸发器，本发明的系统通过膜蒸馏组件将汲取液浓缩至近饱和状态，为正渗透提供更高的渗透压，含盐废水浓缩倍率更高，正渗透过程与膜蒸馏过程耦合，浓缩效率更高。本发明中加入热回收系统(由冷凝器、蒸发器、压缩机、节流阀等构成)进行能量回收利用，实现了系统的能量循环，降低了系统的总能耗，节能。两效膜蒸馏通过蒸发实现汲取液浓缩，蒸发所得蒸汽冷凝形成淡水，具有较高的产水品质。本发明的系统无高压工况，设备机械强度要求低，操作简便，环境友好，成本低。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及两级正渗透耦合两效膜蒸馏废水高浓缩处理系统。

背景技术

当前，经济社会高速发展，随之而来的是工业生产中的含盐废水排放量越来越大，这些含盐废水中同时也含有大量的有机物，直接排放会对生态环境造成严重的破坏，因此，含盐废水处理已经成为了亟需解决的工业问题。

目前可用于含盐废水处理的技术方法有多种，主要包括化学法、物理法、生物法等。化学法一般采用添加化学药剂调整酸碱性，进行化学反应沉淀以及离子交换等措施，当废水含盐量高且水量大时，成本高，难达到废水处理的应用方便及经济实用的要求。物理法中常用的有反渗透以及蒸馏法，这些方法的能耗高，电能或蒸汽需求量大，设备操作维护工作量大。生物法是目前应用最普遍的方法，绿色环保，不产生二次污染，但对于废水含盐量有很严格的要求，盐含量过高会对微生物产生抑制或毒害，造成废水处理工艺不能稳定进行。

正渗透是利用溶液自身渗透压作为驱动力的新型膜分离技术，具有低能耗、低污染的优点，其原理是利用膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，使水自发地从较低渗透压一侧通过选择透过性膜流向较高渗透压一侧。膜两侧的溶液分别是具有较低渗透压的原料液和具有较高渗透压的汲取液。汲取液作为正渗透过程中的关键因素之一，汲取液的高效再生对整个正渗透过程至关重要，汲取液应该具备渗透压高、回收利用率高等特点。膜蒸馏技术作为一种溶液浓缩技术，可以很好的解决正渗透过程中汲取液再生的问题。膜蒸馏以疏水膜为分离介质，利用膜两侧的蒸汽分压差为推动力，进行废水浓缩和纯水回收。膜蒸馏采用疏水性膜材料，只允许蒸汽气体透过膜，具有较高的截留率，可以进行溶液的高浓缩。同时膜蒸馏技术原料液的蒸发温度在70℃左右，可以利用工业低品位余热，经济性高。目前含盐废水处理中普遍应用的是单级正渗透和单效膜蒸馏的简单耦合，此种方式虽然也可以降低能耗、再生汲取液，但节能效率和浓缩效率有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种两级正渗透耦合两效膜蒸馏废水高浓缩处理系统。

本发明的第二个目的是提供一种两级正渗透耦合两效膜蒸馏废水高浓缩处理方法。

本发明的技术方案概述如下：

两级正渗透耦合两效膜蒸馏废水高浓缩处理系统，包括第一级正渗透膜组件1-1、第二级正渗透膜组件1-2、第一效膜蒸馏组件2-1和第二效膜蒸馏组件2-2；

第一级正渗透膜组件1-1原液侧出口通过管路分别与第二级正渗透膜组件1-2原液侧进口和第一泵4-1的进口连接，第一泵4-1的出口通过管路分别与第一级正渗透膜组件1-1原液侧进口和废水原液通入管1-3连接；

第二级正渗透膜组件1-2原液侧出口通过管路分别与第二泵4-2的进口和废水浓缩液排放管1-7连接，第二泵4-2的出口通过管路与第二级正渗透膜组件1-2原液侧进口连接；