一種含鹽廢水處理系統(tǒng)及利用該系統(tǒng)處理含鹽廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種蒸發(fā)裝置及處理系統(tǒng)和方法，更具體地，本發(fā)明涉及一種含鹽廢水處理系統(tǒng)及利用該系統(tǒng)處理含鹽廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在中國(guó)，石油石化行業(yè)、煤化工行業(yè)，一直是廢水產(chǎn)生重點(diǎn)企業(yè)，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的含鹽廢水以及經(jīng)廢酸廢堿中和后的含鹽廢水。雖然針對(duì)環(huán)保要求會(huì)采用相應(yīng)手段對(duì)廢水進(jìn)行一定量的回收，但是隨著廢水中鹽、酸或堿的濃度增大，處理費(fèi)用也越來(lái)越高。現(xiàn)有技術(shù)中用于含鹽廢水的處理，都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、處理效率低、運(yùn)行成本高、材質(zhì)耐腐蝕程度差等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種含鹽廢水處理系統(tǒng)及利用該系統(tǒng)處理含鹽廢水的方法。本發(fā)明的含鹽廢水處理系統(tǒng)可以克服現(xiàn)有工藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜、處理效率低、運(yùn)行成本高等問(wèn)題，同時(shí)克服現(xiàn)有蒸發(fā)材質(zhì)耐腐蝕程度差的問(wèn)題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種膜蒸餾設(shè)備，所述膜蒸餾設(shè)備包括:
[0005]蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器具有進(jìn)水口和出水口；
[0006]疏水膜，所述疏水膜設(shè)置于所述蒸發(fā)器內(nèi)；
[0007]冷凝膜，所述冷凝膜設(shè)置于所述蒸發(fā)器內(nèi)；
[0008]二次蒸汽增壓裝置，所述二次蒸汽增壓裝置設(shè)置于所述蒸發(fā)器外，且分別與所述疏水膜和所述冷凝膜聯(lián)通；以及
[0009]冷凝水收集罐，所述冷凝水收集罐設(shè)置于所述蒸發(fā)器外，且與所述冷凝膜聯(lián)通；
[0010]其中，所述進(jìn)水口用于向所述蒸發(fā)器供應(yīng)廢水，所述出水口用于從所述蒸發(fā)器排出所述廢水，所述蒸發(fā)器用于使所述廢水蒸發(fā)而產(chǎn)生蒸汽，所述疏水膜用于使所述蒸汽進(jìn)入所述疏水膜，所述二次蒸汽增壓裝置用于吸入所述疏水膜中的所述蒸汽、使所述蒸汽增壓轉(zhuǎn)變?yōu)槎握羝⑺龆握羝?yīng)到所述冷凝膜，所述冷凝膜用于使所述二次蒸汽冷凝形成冷凝水，所述冷凝水收集罐用于收集所述冷凝水。
[0011]其中，優(yōu)選地，所述疏水膜和所述冷凝膜呈交叉排列設(shè)置。
[0012]更優(yōu)選地，所述疏水膜均水平排列于所述蒸發(fā)器內(nèi)，所述冷凝膜均豎直排列于所述蒸發(fā)器內(nèi)，所述疏水膜和所述冷凝膜兩者外壁間的垂直距離為0.2?0.4毫米。
[0013]優(yōu)選地，所述疏水膜為中空纖維式膜，構(gòu)成所述疏水膜的中空纖維的直徑為2?3毫米、壁厚為0.1?0.2毫米、孔徑為0.5?5微米，所述疏水膜的材質(zhì)選自PTFE、PVDF、PE和PVC0
[0014]優(yōu)選地，所述冷凝膜為中空纖維式膜，構(gòu)成所述冷凝膜的中空纖維的直徑為2?3毫米、壁厚為0.1?0.2毫米，所述冷凝膜的材質(zhì)選自PP、CPVC和PVC。
[0015]本發(fā)明的膜蒸餾設(shè)備在工作時(shí)，所有疏水膜的內(nèi)側(cè)相互連通且與二次蒸汽增壓裝置進(jìn)口連通，外壁與廢水進(jìn)行接觸，使廢水充滿(mǎn)疏水膜和冷凝膜的外表面;所有冷凝膜上端內(nèi)側(cè)互相連通且與二次蒸汽增壓裝置出口連通，下端內(nèi)側(cè)與冷凝水收集罐連通，外壁與廢水進(jìn)行接觸。
[0016]本發(fā)明的膜蒸餾設(shè)備在工作時(shí)，廢水無(wú)法浸潤(rùn)或穿透疏水膜，而廢水所產(chǎn)生的蒸汽可以穿透疏水膜外側(cè)進(jìn)入其內(nèi)側(cè)，二次蒸汽在冷凝膜內(nèi)側(cè)液化，將熱量傳遞給冷凝膜外側(cè)的廢水。
[0017]優(yōu)選地，本發(fā)明的膜蒸餾設(shè)備在工作時(shí)，廢水的溫度為30?80°C，二次蒸汽經(jīng)二次蒸汽增壓裝置增壓后溫度提升15?20°C。
[0018]優(yōu)選地，本發(fā)明的膜蒸餾設(shè)備在工作時(shí)，所述疏水膜內(nèi)側(cè)至二次蒸汽增壓裝置進(jìn)口段壓力為50?200mbar，二次蒸汽增壓裝置出口至冷凝膜內(nèi)部段壓力為800?950mbar。
[0019]優(yōu)選地，所述二次蒸汽增壓裝置可以為羅茨式蒸汽壓縮機(jī)、離心式蒸汽壓縮機(jī)、隔膜式蒸汽壓縮機(jī)或油環(huán)式蒸汽壓縮機(jī)。
[0020]本發(fā)明的第二方面提供一種含鹽廢水處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)包括如上所述的膜蒸餾設(shè)備。
[0021]優(yōu)選地，所述處理系統(tǒng)還包括位于所述膜蒸餾設(shè)備體外的廢水收集裝置、預(yù)處理裝置、過(guò)濾裝置，所述廢水收集裝置、預(yù)處理裝置、過(guò)濾裝置經(jīng)串聯(lián)后與膜蒸餾設(shè)備的進(jìn)水口連通。
[0022]優(yōu)選地，所述處理系統(tǒng)還包括位于所述膜蒸餾設(shè)備體外的濃縮液收集裝置，所述濃縮液收集裝置與所述的膜蒸餾設(shè)備的出水口連通。
[0023]更優(yōu)選地，所述處理系統(tǒng)還包括位于所述膜蒸餾設(shè)備體外的自清洗裝置，所述自清洗裝置為膜蒸餾清洗配套裝置，其與所述的膜蒸餾設(shè)備的進(jìn)水口和出水口連通。
[0024]本發(fā)明的第三方面還提供一種采用上述含鹽廢水處理系統(tǒng)處理含鹽廢水的方法，其包括以下步驟:
[0025]I)將待處理廢水收集后通入預(yù)處理裝置，根據(jù)廢水的成分將廢水中的溶解性氣體和/或硬度脫除，隨后通過(guò)5?100微米孔徑的過(guò)濾裝置將廢水中的懸浮物去除，隨后將廢水通入膜蒸餾設(shè)備；
[0026]2)在膜蒸餾設(shè)備中，廢水在30?80°C條件下一部分變成水蒸氣通過(guò)疏水膜進(jìn)入二次蒸汽增壓裝置，經(jīng)增壓后轉(zhuǎn)變?yōu)槎握羝M(jìn)入冷凝膜，二次蒸汽氣化潛熱在冷凝膜中與廢水進(jìn)行換熱后液化為冷凝水作為優(yōu)質(zhì)水被收集，廢水吸熱后在系統(tǒng)中維持30?80°C ；
[0027]3)廢水經(jīng)蒸發(fā)減量后由膜蒸餾設(shè)備的出水口排放至濃縮液收集裝置，用于后續(xù)處理。
[0028]其中，所述的含鹽廢水為本領(lǐng)域常規(guī)，但不限于此，含鹽、含酸或含堿的廢水均適用于本發(fā)明，效果良好。
[0029]本發(fā)明的方法在實(shí)施時(shí)，在所述膜蒸餾設(shè)備中，所處理廢水在冷凝膜外壁吸熱后在疏水膜外壁表面蒸發(fā)放熱，由于冷凝膜和疏水膜外壁之間的距離非常小，僅有0.2?0.4毫米，避免了蒸發(fā)過(guò)程中溫差極化的問(wèn)題;在所述膜蒸餾設(shè)備中，所處理廢水產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)增壓裝置增壓后在冷凝膜中與廢水進(jìn)行換熱，廢水在不需要外部熱源的條件下蒸發(fā)的同時(shí)可維持住自身的溫度。所述的二次蒸汽增壓裝置在對(duì)二次蒸汽增壓的同時(shí)，對(duì)疏水膜內(nèi)部起到了抽真空的作用，使得疏水膜內(nèi)部的壓力降到50?200mbar，使廢水的沸點(diǎn)降低，加快廢水蒸發(fā)的速度。由于處理后的產(chǎn)水是由蒸汽凝結(jié)而成，故產(chǎn)水水質(zhì)非常好，電導(dǎo)率可小于 1ys/cm。
[0030]本發(fā)明較佳地還可以利用系統(tǒng)自帶的自清洗裝置進(jìn)行定期清洗維護(hù)。
[0031]經(jīng)過(guò)處理，含鹽廢水可濃縮至近飽和的狀態(tài)，以TDS含量為20，000mg/L的海水為例，可將其減量為原海水體積的I /15。
[0032]本發(fā)明具有顯著的進(jìn)步:
[0033]利用含有本發(fā)明膜蒸餾設(shè)備的含鹽廢水處理系統(tǒng)處理含鹽廢水，處理效率高，產(chǎn)水品質(zhì)好，產(chǎn)水效率高。實(shí)驗(yàn)表明，含鹽廢水經(jīng)過(guò)本發(fā)明的設(shè)備處理后，產(chǎn)水中的COD、TP、SS以及TDS的去除率大于99.99%，其電導(dǎo)率小于10ys/cm，可以放心用于廠區(qū)的鍋爐補(bǔ)充水，在進(jìn)水流量為5m3/h時(shí)可以使產(chǎn)水量高達(dá)4.875m3/h以上。另外，廢水經(jīng)處理后，可使含鹽廢水濃縮至接近飽和的狀態(tài)，體積大大減少，減量后廢水體積能夠達(dá)到僅為原廢水體積的I/15以下，甚至少至1/40。因此，本發(fā)明的膜蒸餾裝置及其系統(tǒng)和方法在處理含鹽廢水時(shí)大大提高了處理效率，降低了運(yùn)行成本，能夠產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
【附圖說(shuō)明】
[0034]附圖用于提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
[0035]圖1A、圖1B是實(shí)施例1中所述膜蒸餾設(shè)備的示意圖，其中，圖1A是膜蒸餾設(shè)備的正視圖，圖1B是膜蒸餾設(shè)備的俯視圖。
[0036]圖2是實(shí)施例2中所述含鹽廢水處理系統(tǒng)的在工作時(shí)的流程示意圖。
[0037]【附圖標(biāo)記說(shuō)明】
[0038]I進(jìn)水口2出水口
[0039]3疏水膜4冷凝膜
[0040]5 二次蒸汽增壓裝置6冷凝水收集罐
【具體實(shí)施方式】
[0041]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0042]實(shí)施例1
[0043]如圖1A和圖1B所示(部分結(jié)構(gòu)圖中未示出)，本實(shí)施例提供一種膜蒸餾設(shè)備，所述膜蒸餾設(shè)備包括蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器具有進(jìn)水口 I和出水口 2;疏水膜3，所述疏水膜設(shè)置于所述蒸發(fā)器內(nèi)；冷凝膜4，所述冷凝膜設(shè)置于所述蒸發(fā)器內(nèi)；二次