本發(fā)明屬于廢水處理，具體是一種高鹽廢水分鹽裝置。

背景技術：

1、高鹽廢水是指含有大量可溶性無機鹽類的廢水，主要來源于化工、制藥、食品加工和石化等行業(yè)。這類廢水中不僅含有較高濃度的氯化鈉、硫酸鹽、氯化鈣等鹽類物質，還可能含有有機污染物、重金屬離子等有害物質。由于高鹽廢水中鹽分含量高，直接排放會對水體、土壤和生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染，同時也會對污水處理設施產生腐蝕和抑制作用，因此對其進行有效處理具有重要意義。

2、當前，高鹽廢水的處理方法主要包括物理法、化學法和生物法三大類。物理法主要包括蒸發(fā)結晶、膜分離技術，如反滲透和電滲析等；化學法包括化學沉淀、氧化還原處理等；生物法則包括耐鹽微生物處理技術和組合生物處理工藝。其中物理法是高鹽廢水處理中較為成熟的技術，且相比于化學法以及生物法，物理法對不同來源及成分的高鹽廢水的處理普適性較強。

3、膜分離技術通過帶有濾孔的物理屏障膜實現微濾、超濾、納濾或者反滲透，可將水與鹽分分離。不同孔徑的膜處理方法對高鹽廢水的攔截物以及攔截效率不同，通常大孔徑濾膜僅作為預處理使用，即使是小孔徑濾膜也無法實現完全攔截，還需搭配其它處理技術進一步進行分離。蒸發(fā)結晶技術是通過蒸發(fā)去除廢水中的水分，將剩余的高鹽溶液進一步濃縮和結晶以回收鹽分，提高水的回收率，該方法水與鹽分離率較高，但設備的腐蝕和結晶問題限制了其發(fā)展。

4、膜蒸餾(md)技術是一種結合了膜分離技術和傳統(tǒng)蒸餾工藝的新型分離技術，通過加熱溶液側在膜的冷側界面形成水蒸氣逃逸后冷凝收集，以得到高純度的潔凈水，但該技術對濾膜的穩(wěn)定性要求較高，技術尚不成熟。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高鹽廢水分鹽裝置，以解決上述現有技術中提出的問題。

2、提供一種高鹽廢水分鹽裝置，包括：

3、沿廢水流動方向依次布置的廢水區(qū)、濾膜、多孔材料層、蒸餾膜以及蒸發(fā)區(qū)；

4、所述濾膜的膜孔徑范圍為0.01μm～0.3μm；

5、經所述濾膜過濾后的含鹽廢水能滲透至多孔材料層內，不定期對多孔材料層進行反沖洗處理；

6、所述蒸餾膜為疏水性多孔材料；

7、所述蒸發(fā)區(qū)對蒸餾膜進行加熱處理并流通蒸汽。

8、作為本發(fā)明進一步的實施例：進入所述廢水區(qū)前對高鹽廢水進行預處理，在高鹽廢水中加入堿，調節(jié)高鹽廢水的ph為9～10.5以降低廢水硬度，其中堿為naoh或na2co3中的至少一種；

9、高鹽廢水進入廢水區(qū)后加入酸，調節(jié)高鹽廢水的ph為3～6。

10、在高鹽廢水中加入堿是為了促使鎂、鈣等金屬離子，與水中的陰離子(如碳酸根、磷酸根、氫氧根)反應生成難溶的金屬氫氧化物或金屬鹽，從而沉淀出來。通過去除廢水中大部分的鎂、鈣等金屬離子，以降低廢水的硬度，并減少這些離子在多孔材料層內以及蒸餾膜表面生成結晶水垢。

11、作為本發(fā)明進一步的實施例：所述蒸發(fā)區(qū)的真空度為0.07mpa～0.09mpa。降低蒸發(fā)區(qū)內的氣壓是為了降低蒸餾膜上廢水的沸點，避免高溫對濾膜、多孔材料層以及蒸餾膜材料產生不利影響，降低材料使用壽命。此外，低壓環(huán)境能顯著降低廢水蒸發(fā)濃縮耗時，提高廢水處理效率。

12、作為本發(fā)明進一步的實施例：還包括沿水蒸氣流動方向依次設置的蒸發(fā)輸出管道以及冷凝室，所述冷凝室連通有反沖洗管道，所述反沖洗管道的另一端與多孔材料層連通。蒸發(fā)輸出管道將水蒸氣流通至冷凝室內，在冷凝室內降溫后冷凝形成液相收集。當多孔材料層內鹽類物質堆積過多時，會影響后續(xù)廢水的流通，因此需要不定期通過反沖洗將多孔材料層內的鹽帶走，以保證廢水處理的效率。這部分反沖洗的水可直接從冷凝室內調取，經過反沖洗后鹽與水的混合相從多孔材料層的另一端排出。

13、作為本發(fā)明進一步的實施例：所述蒸餾膜與多孔材料層之間設置有電阻網。蒸餾膜為微孔膜，蒸餾膜靠近多孔材料層一側通過電阻網加熱形成暖側溶液，多孔材料層與蒸餾膜端面上形成水蒸氣，在熱驅動下水蒸氣通過疏水性膜的微孔蒸發(fā)并擴散到蒸餾膜的另一側(低溫側)。由于蒸餾膜的疏水性，液相不能通過膜的孔隙，只能允許氣相通過，實現液-氣相隔離。

14、作為本發(fā)明進一步的實施例：所述蒸發(fā)輸出管道上設置有分配閥，所述分配閥的一個輸出口連通有熱交換設備，所述熱交換設備的輸出端與蒸發(fā)區(qū)連通。分配閥將處理后的部分水蒸氣至冷凝室內冷凝收集，另一部分水蒸氣進入熱交換設備后升溫進入蒸發(fā)區(qū)，通過氣流吹掃將蒸發(fā)區(qū)內壁上部分冷凝的水升溫帶走。

15、作為本發(fā)明進一步的實施例：所述多孔材料層為多層片式結構，多孔材料層在濾膜側的孔徑范圍為0.5μm～10μm，多孔材料層在蒸餾膜側的孔徑范圍為30μm～50μm，多孔材料層的片式結構孔徑從濾膜側至蒸餾膜側由小至大依次布置。由于濾膜的孔徑較小，為了平衡濾膜兩側壓差，需要縮小多孔材料層在濾膜側的孔徑，防止濾膜因壓差被脹破。多孔材料層在蒸餾膜一側由于位于廢水流動下游，且處于廢水蒸發(fā)濃縮位置，鹽類物質堆積較多，因此需要增大多孔材料層此處的孔徑，給鹽類物質更多容納空間，并增大反沖洗水流以提高反沖洗的效果。當多孔材料層發(fā)生堵塞時，可以將多孔材料層以片式結構進行拆解，并使用高壓水槍進行沖洗，方便內部疏通，提高疏通效率和效果。當某一片層因損耗無法使用時，可僅更換該片層進行替換，提高材料利用率。

16、作為本發(fā)明進一步的實施例：所述蒸餾膜所用膜材料包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯或疏水改性陶瓷。

17、作為本發(fā)明進一步的實施例：所述濾膜的膜孔徑范圍為0.001μm～0.1μm。該膜孔徑下能夠截流膠體、蛋白質和大分子有機物，濾膜滲透效率較高，但由于無法過濾鹽類物質，導致多孔材料層的結晶率提高，因此多孔材料層的反沖洗頻率需要提高。

18、作為本發(fā)明進一步的實施例：所述濾膜的膜孔徑范圍為1nm～10nm。該膜孔徑下除了能夠截流膠體、蛋白質和大分子有機物外，能夠去除20％～50％的一價鹽，并能夠去除90％以上的二價鹽，可用于去除絕大多數的ca2+，mg2+，so42-等易結垢離子，進而降低多孔材料層內的結晶率，能夠降低多孔材料層的反沖洗頻率。

19、與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：

20、1、本申請?zhí)岢隽艘环N在濾膜與蒸餾膜之間設置多孔材料層的復合廢水處理結構。濾膜對廢水中的大粒徑、有機物以及部分鹽進行截流后，廢水進入多孔材料層內，多孔材料層內的廢水繼續(xù)聚集在蒸餾膜，并在蒸發(fā)區(qū)的加熱下形成水蒸氣逃逸，而剩余的鹽則被留在多孔材料層內。當鹽積聚至一定量后，對多孔材料層進行反沖洗將鹽帶走，實現高鹽廢水處理。

21、2、由于多孔材料層在濾膜與蒸餾膜之間作為結構過渡，廢水在高溫氛圍下于蒸餾膜上蒸發(fā)時，高溫不會對濾膜產生影響，提高了濾膜的使用壽命。多孔材料層利用其多孔的特性，能對濾膜起到支撐作用，能有效平衡濾膜兩側壓力，進一步提高濾膜使用壽命。

技術特征：

1.一種高鹽廢水分鹽裝置，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的一種高鹽廢水分鹽裝置，其特征在于，進入所述廢水區(qū)(1)前對高鹽廢水進行預處理，在高鹽廢水中加入堿，調節(jié)高鹽廢水的ph為9～10.5以降低廢水硬度，其中堿為naoh或na2co3中的至少一種；

3.根據權利要求1所述的一種高鹽廢水分鹽裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)區(qū)(5)的真空度為0.07mpa～0.09mpa。

4.根據權利要求3所述的一種高鹽廢水分鹽裝置，其特征在于，還包括沿水蒸氣流動方向依次設置的蒸發(fā)輸出管道(61)以及冷凝室(62)，所述冷凝室(62)連通有反沖洗管道(63)，所述反沖洗管道(63)的另一端與多孔材料層(3)連通。

5.根據權利要求4所述的一種高鹽廢水分鹽裝置，其特征在于，所述蒸餾膜(4)與多孔材料層(3)之間設置有電阻網。

6.根據權利要求4所述的一種高鹽廢水分鹽裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)輸出管道(61)上設置有分配閥(64)，所述分配閥(64)的一個輸出口連通有熱交換設備(65)，所述熱交換設備(65)的輸出端與蒸發(fā)區(qū)(5)連通。

7.根據權利要求1所述的一種高鹽廢水分鹽裝置，其特征在于，所述多孔材料層(3)為多層片式結構，多孔材料層(3)在濾膜(2)側的孔徑范圍為0.5μm～10μm，多孔材料層(3)在蒸餾膜(4)側的孔徑范圍為30μm～50μm，多孔材料層(3)的片式結構孔徑從濾膜(2)側至蒸餾膜(4)側由小至大依次布置。

8.根據權利要求1所述的一種高鹽廢水分鹽裝置，其特征在于，所述蒸餾膜(4)所用膜材料包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯或疏水改性陶瓷。

9.根據權利要求1所述的一種高鹽廢水分鹽裝置，其特征在于，所述濾膜(2)的膜孔徑范圍為0.001μm～0.1μm。

10.根據權利要求1所述的一種高鹽廢水分鹽裝置，其特征在于，所述濾膜(2)的膜孔徑范圍為1nm～10nm。

技術總結
本發(fā)明公開了一種高鹽廢水分鹽裝置，屬于廢水處理技術領域，包括沿廢水流動方向依次布置的廢水區(qū)、濾膜、多孔材料層、蒸餾膜以及蒸發(fā)區(qū)。濾膜對廢水區(qū)的廢水進行過濾。經濾膜過濾后的含鹽廢水能滲透至多孔材料層內，不定期對多孔材料層進行反沖洗處理。蒸餾膜為疏水性多孔材料。蒸發(fā)區(qū)對蒸餾膜進行加熱處理并流通蒸汽。濾膜對廢水中的大粒徑、有機物以及部分鹽進行截流后，廢水進入多孔材料層內，多孔材料層內的廢水繼續(xù)聚集在蒸餾膜，并在蒸發(fā)區(qū)的加熱下形成水蒸氣逃逸，而剩余的鹽則被留在多孔材料層內。當鹽積聚至一定量后，對多孔材料層進行反沖洗將鹽帶走，實現高鹽廢水處理。

技術研發(fā)人員：周甜,羅雅婧,蔡昕彤
受保護的技術使用者：湖南天為環(huán)?？萍加邢薰?br/>技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/10