高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置，可有效解決現(xiàn)有設(shè)備能耗大，無機鹽回收率低的問題，其結(jié)構(gòu)是，包括總管和反滲透裝置，總管上設(shè)置有分別與反滲透裝置相連的第一支管和第二支管；第一支管上設(shè)置有第一減壓閥，第二支管上設(shè)置有第二減壓閥；反滲透裝置為密閉的容腔，容腔內(nèi)設(shè)置有中空纖維膜組件和帶孔隔板；帶孔隔板包裹中空纖維膜組件形成第一空間，第一空間與第一支管相連；容腔與帶孔隔板之間為第二空間，第二空間與第二支管相連，第一轉(zhuǎn)子流量計裝在總路管道上，第二轉(zhuǎn)子流量計裝在第一支管上，第三轉(zhuǎn)子流量計裝在第二支管上。本實用新型結(jié)構(gòu)新穎獨特，安裝使用方便，效果好，實現(xiàn)壓力能的再利用，節(jié)能降耗，環(huán)保。
【專利說明】
高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及廢水處理設(shè)備，特別是一種高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]許多COD含量高的工業(yè)廢水經(jīng)相應(yīng)技術(shù)處理后水中有機污染物的去除率可高達99%，壓力大且無機鹽含量高，但因COD含量低，經(jīng)減壓后直接排放，造成了資源浪費。例如經(jīng)WAO技術(shù)處理后產(chǎn)生的廢水無機鹽含量較高;且反應(yīng)器出口的廢水壓力可高達1MPa以上，需要通過減壓閥減壓后方可排放。處理后的廢水無機鹽含量較高會影響廢水在其他工藝流程的回收利用;壓力能直接減壓排放也會造成大量流體機械能的浪費。因此，回收高壓含鹽廢水的壓力能及無機鹽既經(jīng)濟又節(jié)能。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的反滲透設(shè)備，雖是非常先進和有效節(jié)能的膜分離技術(shù)，是目前高純水設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的一種脫鹽技術(shù)。廢水含鹽量越高，需要的反滲透壓力越大。一般而言，在溫度、回收率以及進水鹽濃度不變的前提下，給水壓力越大，脫鹽率越高。反滲透技術(shù)運行壓力范圍較廣，對于超低壓反滲透膜，其運行壓力可以低于IMPa;但在工業(yè)廢水處理中，運行壓力可達到8_20MPa?？梢娙绻褂酶邏豪鯙槠涮峁﹦恿碓?，能耗很高。與就是說，現(xiàn)有反滲透設(shè)備由于結(jié)構(gòu)上存在的問題，壓力越高，能耗越大，這是反滲透設(shè)備主要不足之一;而且反滲透設(shè)備作為一種膜分離技術(shù)，存在濃差極化現(xiàn)象。即在分離過程中，廢水中的水分子在壓力驅(qū)動下透過膜，無機鹽被截留，在膜與本體溶液界面或臨近膜界面區(qū)域濃度越來越高;在濃度梯度作用下，無機鹽又會由膜面向本體溶液擴散，形成邊界層，使流體阻力與局部滲透壓增加，從而導致水透過通量下降。因此，其改進和創(chuàng)新勢在必行。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實用新型之目的就是提供一種高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置，可有效解決現(xiàn)有設(shè)備能耗大，無機鹽回收率低的問題。
[0005]本實用新型的高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置，包括:總管和反滲透裝置;所述總管上設(shè)置有分別與所述反滲透裝置相連的第一支管和第二支管;第一支管上設(shè)置有第一減壓閥，第二支管上設(shè)置有第二減壓閥；
[0006]所述反滲透裝置為密閉的容腔，所述容腔內(nèi)設(shè)置有中空纖維膜組件和帶孔隔板；所述帶孔隔板包裹所述中空纖維膜組件形成第一空間，所述第一空間與第一支管相連;所述容腔與所述帶孔隔板之間為第二空間，所述第二空間與第二支管相連。
[0007]如上所述的高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置，其中，所述裝置還包括轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子流量計由第一轉(zhuǎn)子流量計1、第二轉(zhuǎn)子流量計2、第三轉(zhuǎn)子流量計3組成；第一轉(zhuǎn)子流量計I裝在總路管道上，第二轉(zhuǎn)子流量計2裝在第一支管上，第三轉(zhuǎn)子流量計3裝在第二支管上。
[0008]如上所述的高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置，其中，第一支管上裝有第一液體壓力表4，第二支管上裝有第二液體壓力表5;反滲透裝置7上還連接有純水收集槽8和濃水收集槽9。
[0009]如上所述的高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置，其中，所述的反滲透裝置7為圓柱形殼體；
[0010]圓柱形殼體7-1內(nèi)面裝有同心相間開的帶孔隔板7-3;圓柱形殼體7-1與帶孔隔板7-3之間構(gòu)成高壓含鹽廢水的環(huán)室7-2，高壓含鹽廢水的環(huán)室7-2與第二支管相連；
[0011 ]圓柱形殼體7-1內(nèi)中心部位設(shè)置有與圓柱形殼體同心的中空纖維膜組件7-5，帶孔隔板7-3與中空纖維膜組件7-5之間構(gòu)成減壓后高壓含鹽廢水的廢水殼程通道7-4;中空纖維膜組件7-5內(nèi)具有多個純水管程通道7-6，純水管程通道7-6與純水收集槽8相連通，廢水殼程通道7-4與濃水收集槽9相連通。
[0012]本實用新型結(jié)構(gòu)新穎獨特，安裝使用方便，效果好，實現(xiàn)壓力能的再利用，節(jié)能降耗;利用反滲透回收無機鹽，是對傳統(tǒng)反滲透設(shè)備的改進和創(chuàng)新，利用壓力能在近膜壁面產(chǎn)生“錯流”，擾動邊界層，減小邊界層厚度，進而減小濃差極化對水透過通量的影響，強化反滲透設(shè)備的鹽回收率，節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟和社會效益顯著。
【附圖說明】

[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)主視圖。
[0014]圖2為本實用新型的反滲透裝置的縱向截面圖。
[0015]圖3為本實用新型的反滲透裝置的橫向截面圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作詳細說明。
[0017]由圖1所示，本實施例的高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置，包括:總管和反滲透裝置7;所述總管上設(shè)置有分別與所述反滲透裝置7相連的第一支管和第二支管;第一支管上設(shè)置有第一減壓閥2，第二支管上設(shè)置有第二減壓閥3;
[0018]如圖2和圖3所示，所述反滲透裝置7為密閉的容腔，所述容腔內(nèi)設(shè)置有中空纖維膜組件7-5和帶孔隔板;所述帶孔隔板包裹所述中空纖維膜組件形成第一空間，所述第一空間與第一支管相連;所述容腔與所述帶孔隔板之間為第二空間，所述第二空間與第二支管相連。
[0019]所述帶孔隔板上設(shè)置的圓孔為毫米級，一般為2-8mm。
[0020]本實施例的高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置，還包括轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子流量計由第一轉(zhuǎn)子流量計1、第二轉(zhuǎn)子流量計2、第三轉(zhuǎn)子流量計3組成;第一轉(zhuǎn)子流量計I裝在總路管道上，第二轉(zhuǎn)子流量計2裝在第一支管上，第三轉(zhuǎn)子流量計3裝在第二支管上。
[0021 ]另外，第一支管上裝有第一液體壓力表4，第二支管上裝有第二液體壓力表5;反滲透裝置7上還連接有純水收集槽8和濃水收集槽9。
[0022]—般情況下，所述的反滲透裝置7為圓柱形殼體；圓柱形殼體7-1內(nèi)面裝有同心相間開的帶孔隔板7-3;圓柱形殼體7-1與帶孔隔板7-3之間構(gòu)成高壓含鹽廢水的環(huán)室7-2，高壓含鹽廢水的環(huán)室7-2與第二支管相連;圓柱形殼體7-1內(nèi)中心部位設(shè)置有與圓柱形殼體同心的中空纖維膜組件7-5，帶孔隔板7-3與中空纖維膜組件7-5之間構(gòu)成減壓后高壓含鹽廢水的廢水殼程通道7-4;中空纖維膜組件7-5內(nèi)具有多個純水管程通道7-6，純水管程通道7-6與純水收集槽8相連通，廢水殼程通道7-4與濃水收集槽9相連通。
[0023]為了保證使用效果，所述的反滲透裝置7為圓柱形的中空纖維反滲透裝置，其結(jié)構(gòu)是，圓柱形殼體7-1內(nèi)面裝有同心相間開的帶孔隔板7-3，圓柱形殼體7-1與帶孔隔板7-3之間構(gòu)成高壓含鹽廢水的環(huán)室7-2，圓柱形殼體7-1內(nèi)中心部位設(shè)置有與圓柱形殼體同心的中空纖維膜組件7-5，帶孔隔板7-3與中空纖維膜組件7-5之間構(gòu)成減壓后高壓含鹽廢水的廢水殼程通道7-4，中空纖維膜組件7-5內(nèi)構(gòu)成純水管程通道7-6，純水管程通道7-6與純水收集槽8相連通，廢水殼程通道7-4與濃水收集槽9相連通(圖2、3所示)。
[0024]本實用新型的工作情況是，如圖1所示，高壓含鹽廢水(一般>10MPa)分成第一支管、第二支管，總路管道和第一支管、第二支管的流量分別通過第一轉(zhuǎn)子流量計1、第二轉(zhuǎn)子流量計2、第三轉(zhuǎn)子流量計3進行調(diào)節(jié)，第一支管、第二支管分別連有第一液體壓力表4和第二液體壓力表5，用來監(jiān)測兩個支路的液體壓力。第一液體壓力表4后側(cè)連有減壓閥6，將液體壓力減壓到(6-8MPa)，而后進入反滲透裝置7。其中反滲透設(shè)備采用中空纖維膜組件(上百根甚至更多根中空纖維膜絲平行地集成在一個圓柱形裝置中，截面如圖2、圖3所示)，如圖2所示。減壓后的含鹽廢水(6-8MPa)進入中空纖維膜組件7-5(膜組件)的廢水殼程通道7-4，水分子透過膜進入純水管程通道7-6，無機鹽被攔截在廢水殼程通道7-4。因此，廢水殼程通道7-4為含鹽率高的濃縮水，純水管程通道7-6為含鹽率極低的淡化水，可視為純水。純水進入純水收集槽8，濃縮水進入濃水收集槽9，后續(xù)經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶干燥可以得到無機鹽固體。在反滲透過程中，隨著反滲透除鹽時間的延長，濃差極化現(xiàn)象導致反滲透水通量越來越小。
[0025]經(jīng)過有機物去除的高壓含鹽廢水，較為清潔，因沒有懸浮物，木質(zhì)素等有機物大分子，可以直接進入反滲透設(shè)備進行除鹽。而且壓力較高(完全可以滿足反滲透在工業(yè)廢水處理應(yīng)用中的運行壓力)，可以直接為反滲透提供動力來源，實現(xiàn)壓力能的再利用；與此同時通過反滲透過程，可以達到無機鹽回收的目的。此外可以利用壓力能在近膜壁面產(chǎn)生的“錯流”來強化反滲透的除鹽效果。
[0026]由上述可以看出，本實用新型是在傳統(tǒng)的中空纖維反滲透設(shè)備基礎(chǔ)上進行改進，在靠近膜器邊緣的殼程加入一個多孔的隔板，高壓含鹽廢水(未減壓)進入此通道，因為此通道內(nèi)水的壓力大于隔板另一側(cè)的水壓(前者未經(jīng)過減壓閥，后者經(jīng)過減壓閥減壓)，在壓差的作用下，高壓含鹽廢水通過微孔進入隔板另一側(cè)(殼程)，顯然水流方向與殼程進入的減壓高鹽廢水流向垂直，形成“錯流”，在錯流的擾動下，近膜壁面附近的邊界層變薄，有效地抑制了濃差極化現(xiàn)象對反滲透效果的不利影響。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出的有益技術(shù)效果:
[0028]1.實現(xiàn)壓力能的再利用，節(jié)能降耗。
[0029]2.利用反滲透回收無機鹽。
[0030]3.對傳統(tǒng)反滲透設(shè)備進行改進，利用壓力能在近膜壁面產(chǎn)生“錯流”，擾動邊界層，減小邊界層厚度，進而減小濃差極化對水透過通量的影響，強化反滲透設(shè)備的鹽回收率，經(jīng)濟和社會效益顯著。
【主權(quán)項】
1.一種高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置，其特征在于，包括:總管和反滲透裝置;所述總管上設(shè)置有分別與所述反滲透裝置相連的第一支管和第二支管;第一支管上設(shè)置有第一減壓閥，第二支管上設(shè)置有第二減壓閥； 所述反滲透裝置為密閉的容腔，所述容腔內(nèi)設(shè)置有中空纖維膜組件和帶孔隔板;所述帶孔隔板包裹所述中空纖維膜組件形成第一空間，所述第一空間與第一支管相連;所述容腔與所述帶孔隔板之間為第二空間，所述第二空間與第二支管相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置，其特征在于，所述該裝置還包括轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子流量計由第一轉(zhuǎn)子流量計(I)、第二轉(zhuǎn)子流量計(2 )、第三轉(zhuǎn)子流量計(3)組成;第一轉(zhuǎn)子流量計(I)裝在總路管道上，第二轉(zhuǎn)子流量計(2)裝在第一支管上，第三轉(zhuǎn)子流量計(3)裝在第二支管上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置，其特征在于，第一支管上裝有第一液壓表(4)，第二支管上裝有第二液壓表(5);反滲透裝置(7)上還連接有純水收集槽(8 )和濃水收集槽(9 )。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓含鹽廢水壓力能及無機鹽回收利用的裝置，其特征在于，所述的反滲透裝置(7)為圓柱形殼體； 圓柱形殼體(7-1)內(nèi)面裝有同心相間開的帶孔隔板(7-3);圓柱形殼體(7-1)與帶孔圓形隔板(7-3)之間構(gòu)成高壓含鹽廢水的環(huán)室(7-2)，高壓含鹽廢水的環(huán)室(7-2)與第二支管相連； 圓柱形殼體(7-1)內(nèi)中心部位設(shè)置有與圓柱形殼體同心的中空纖維膜組件(7-5)，帶孔圓形隔板(7-3)與中空纖維膜組件(7-5)之間構(gòu)成減壓后高壓含鹽廢水的廢水殼程通道(7-4);中空纖維膜組件(7-5)內(nèi)具有多個純水管程通道(7-6)，純水管程通道(7-6)與純水收集槽(8)相連通，廢水殼程通道(7-4)與濃水收集槽(9)相連通。
【文檔編號】B01D61/08GK205710005SQ201620654437
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】劉潔, 袁學玲, 齊靜, 邢陽, 李升軍
【申請人】北京中科奧倍超聲波技術(shù)研究院