一种膜蒸馏处理废水的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种膜蒸馏处理废水的方法和系统，该系统包括用于存放待处理的废水的进料槽；用于对废水进行预处理，截留废水中的悬浮物，将预处理后的废水送入至加热单元内的预处理单元；用于加热废水的加热单元；用于膜蒸馏处理加热后的废水；用于提高膜组件冷侧端和热侧端两端的压差，进而提高膜组件的通量，便于废水处理的大规模应用的真空组件，本发明专利技术通过真空泵维持冷侧真空，提高膜通量；设置一级预处理，提高系统性能稳定性，可以长时间稳定运行；设置再生式热交换器，提高余热领用；回收冷却水，节约用水。

Method and system for treating wastewater by membrane distillation

The invention provides a method and system for treating wastewater by membrane distillation, which comprises a feed tank for storing wastewater to be treated, a pretreatment tank for wastewater, a suspended substance interception in wastewater, a pretreatment unit for feeding the pretreated wastewater into a heating unit, and a heating unit for heating wastewater. Membrane distillation is used to treat heated wastewater; to increase the pressure difference between the cold and hot sides of the membrane module, thereby increasing the flux of the membrane module, and to facilitate the large-scale application of the vacuum module for wastewater treatment. The invention maintains the cold side vacuum through a vacuum pump to improve the membrane flux; to set up a first-stage pretreatment to improve the stability of the system performance. It can run steadily for a long time, set up regenerative heat exchanger to improve the utilization of waste heat, recover cooling water and save water.

【技术实现步骤摘要】
一种膜蒸馏处理废水的方法和系统
本专利技术涉及一种核电厂的废水处理
，特别涉及一种利用膜蒸馏处理废水的方法和系统。
技术介绍
目前，国内外处理废水传统方法很多，主要包括凝聚沉淀、离子交换、蒸发浓缩以及膜分离等技术方法。在上述的这些方法中，凝聚沉淀去污能力不高，不能深度去除废水中的杂质和离子；离子交换法采用离子交换树脂，当废液中离子含量较高时，树脂很快饱和，树脂床会穿透而失效。蒸发浓缩能耗大，运行成本较高；在运行时还存在设备腐蚀、结垢等潜在威胁。膜分离技术分为超滤(UF)、反渗透(RO)、微滤、电渗析、阴离子交换纸膜和支撑液膜法是目前所采用的主流膜技术，但微滤、纳滤、超滤的化学预处理程序复杂；常规的压膜技术有膜污染，膜清洗易产生二次污染，运行压力高等缺点；常规膜蒸馏技术也存在膜通量小、性能稳定性差等缺点。所以，现有技术中所使用的废水处理方法会有大量二次废物需要再生，凝聚沉淀去污能力不高，不能深度去除废水中的杂质和离子，并存在膜通量低，系统性能运行时不稳定的问题，不能实现“近零”排放。
技术实现思路
本专利技术针对现有的传统废水处理方法中会产生大量二次废物需要再生；凝聚沉淀去污能力不高，膜通量低，系统性能运行时不稳定的问题，提供了一种提高膜组件的通量，便于废水处理的大规模应用的膜蒸馏处理废水的方法和系统。本专利技术就上述技术问题而提出的技术方案如下：一方面，本专利技术提供了一种膜蒸馏处理废水的系统，所述系统包括：进料槽，用于存放待处理的废水；加热单元，连接在进料槽的输出路径上，用于加热废水；膜组件，与加热单元连接，用于膜蒸馏处理加热后的废水；预处理单元，连接在进料槽和加热单元之间，用于对废水进行预处理，截留废水中的悬浮物，将预处理后的废水送入至加热单元内；真空组件，连接在膜组件的冷侧端，用于提高膜组件冷侧端和热侧端两端的压差，进而提高膜组件的通量，便于废水处理的大规模应用。根据本专利技术上述的一种膜蒸馏处理废水的系统，还包括与进料槽连接的第一循环通道和第二循环通道，所述第一循环通道的一端连接膜组件热侧端的入口处，所述第二循环通道的一端连接膜组件热侧端的出口处，所述第一循环通道和第二循环通道的另一端共同连接进料槽进口处；隔离阀，设置在所述第二循环通道路径上，用于在正常运行时，打开隔离阀，将经所述膜组件浓缩后的废水通过所述第二循环通道输送至所述进料槽内进行循环处理；旁通阀，设置在所述第一循环通道路径上，用于在启动阶段，所述第二循环通道关闭时，使所述第一循环通道开启，对进料槽内的废水进行搅拌和加热，减少进料槽中的杂质沉淀。本专利技术上述的一种膜蒸馏处理废水的系统还包括：输送泵，连接在预处理单元和进料槽之间的输送路径上，用于将进料槽废水增压并输送至所述预处理单元；调节阀，设置在所述加热单元和模组件之间管线上，用于调节管线内的废水流量；控制单元，分别可控制地连接输送泵，调节阀，加热单元，真空组件，用于根据不同的输入指令，分别控制将进料槽的废水输送至所述预处理单元内进行预处理，控制所属输送泵输送流量，控制所述加热单元对废水加热至预设温度，并控制真空组件对膜组件的冷侧端抽真空，以提高膜组件冷侧端和热侧端两端的压差。根据本专利技术上述的一种膜蒸馏处理废水的系统，设置在所述加热单元和膜组件之间管线上且沿输送路径依次设置的流量计，温度计，以及电导率仪所述控制单元还分别与所述流量计，温度计，以及电导率仪连接；所述控制单元用于接收所述流量计，温度计和电导率仪的实际流量信号，温度信号和电导率信号，并和所述控制单元内部的预设流量值，预设温度值和预设电导率值进行比较，并根据比较结果控制所述调节阀调节废水的流量和控制所述加热单元调节废水的加热温度。根据本专利技术上述的一种膜蒸馏处理废水的系统，真空组件包括：真空表，设置在所述膜组件冷侧端管线上并与控制单元连接，用于实时监测膜组件冷侧端的真空度信号，将所述真空度信号传送至控制单元；冷凝器，与所述膜组件冷侧端连接，用于将所述膜组件冷侧端馏出气冷凝成馏出液，真空泵，与所述冷凝器连接，用于保持所述膜组件冷侧端的负压值；所述控制单元还连接所述真空表，用于接收所述真空度信号，并与预设真空度值进行比较，根据比较结果控制所述真空泵的工作状态。根据本专利技术上述的一种膜蒸馏处理废水的系统，还包括空冷塔，设置在冷凝器的上方，用于对所述冷凝器进行冷却；馏出液箱，与所述冷凝器连接，用于收集所述馏出液；液位计，与所述馏出液箱连接，用于监测馏出液箱的工作液位；所述控制单元还用于根据接收的液位计监测的馏出液箱的工作液位信号，并与预设最高馏出液箱液位值比较，若实际馏出液箱液位值达到预设最高预设值，则暂停加热单元，膜组件以及真空泵；电导率仪，设置在所述冷凝器和所述馏出液箱之间管线上,并连接所述控制单元，用于在线监测馏出液电导率信号；所述控制单元还用于根据接收的馏出液电导率信号，若判断馏出液未达到标准要求，发出报警信号。根据本专利技术上述的一种膜蒸馏处理废水的系统，控制单元包括存储模块，接收模块，和比较模块；所述存储模块用于预先建立膜组件通量与多个参数之间的关系表，所述多个参数包括流过管线内的液体流量值，加热单元的加热温度值，进料槽和馏出液槽的液位计和的液位值，真空泵抽真空值，以及膜组件进出口的电导率仪和的电导率值；所述接收模块用于接收实时检测到的实际数值，所述数值包括流过管线内的液体流量值，进料槽和馏出液槽的液位值，加热单元的加热温度值，真空泵抽真空值，以及膜组件进出口电导率值；所述比较模块用于根据所检测的参数信号，计算实际测量值与预设值的偏差，由此偏差依据存储模块中预设的多参数间的相互关系，实时控制和调节加热单元、调节阀、真空泵等设备的启停和调节，维持实测值与预设值一致；根据本专利技术上述的一种膜蒸馏处理废水的系统，所述进料槽内还设置有监测工作液位的液位计，所述控制单元与所述液位计相连，用于接收工作液位信号，并与预设进料槽液位值比较；当检测到所述进料槽内液位达到最高工作液位时，控制停止所述进料槽进水，或者当检测到所述进料槽内液位低于最低工作液位时，暂停膜蒸馏单元，所述膜蒸馏单元包括多组并联的所述膜组件。根据本专利技术上述的一种膜蒸馏处理废水的系统，所述膜组件的数量依据处理流量确定。根据本专利技术上述的一种膜蒸馏处理废水的系统，还包括可移动的柜体，所述柜体上开设有：进水口，与进料槽的进口连接，用于外接废水；浓缩液出口，与进料槽的出口连接，用于排出浓缩液；出水口，与馏出液箱连接，用于排出馏出液；进料槽，液位计，输送泵，预处理单元，加热单元，膜组件，真空组件，流量计，调节阀，温度计，电导率仪，隔离阀，旁通阀，电导率仪，馏出液箱，液位计，控制单元设置在柜体内。另一方面，本专利技术还提供一种膜蒸馏处理废水方法，利用上述的膜蒸馏处理废水系统对废水进行处理，包括如下处理步骤：S100、将待处理的废水导入进料槽；S200、通过预处理单元对废水进行预处理，截留废水中的悬浮物，将预处理后的废水送入至加热单元内进行加热；S300、加热后的废水输送至膜组件内进行膜蒸馏，通过连接在膜组件冷侧端的真空组件对其进行抽真空，提高膜组件冷侧端和热侧端两端的压差，提高膜蒸馏的通量。本专利技术上述的膜蒸馏处理废水方法中，在S200步骤之前，还包括如下步骤：系统启动阶段，关闭隔离阀，开启旁通阀，使废水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膜蒸馏处理废水系统，其特征在于，所述系统包括：进料槽(100)，用于存放待处理的废水；加热单元(200)，连接在进料槽(100)的输出路径上，用于加热废水；膜组件(300)，与加热单元(200)连接，用于膜蒸馏处理加热后的废水；其特征在于，还包括：预处理单元(102)，连接在进料槽(100)和加热单元(200)之间，用于对废水进行预处理，截留废水中的悬浮物，将预处理后的废水送入至加热单元(200)内；真空组件(400)，连接在膜组件(300)的冷侧端，用于提高膜组件(300)冷侧端和热侧端两端的压差，进而提高膜组件的通量，便于废水处理的大规模应用。

【技术特征摘要】
1.一种膜蒸馏处理废水系统，其特征在于，所述系统包括：进料槽(100)，用于存放待处理的废水；加热单元(200)，连接在进料槽(100)的输出路径上，用于加热废水；膜组件(300)，与加热单元(200)连接，用于膜蒸馏处理加热后的废水；其特征在于，还包括：预处理单元(102)，连接在进料槽(100)和加热单元(200)之间，用于对废水进行预处理，截留废水中的悬浮物，将预处理后的废水送入至加热单元(200)内；真空组件(400)，连接在膜组件(300)的冷侧端，用于提高膜组件(300)冷侧端和热侧端两端的压差，进而提高膜组件的通量，便于废水处理的大规模应用。2.根据权利要求1所述的膜蒸馏处理废水系统，其特征在于，还包括：与进料槽(100)连接的第一循环通道(110)和第二循环通道(120)，所述第一循环通道(110)的一端连接膜组件(300)热侧端的入口处，所述第二循环通道(120)的一端连接膜组件(300)热侧端的出口处，所述第一循环通道(110)和第二循环通道(120)的另一端共同连接进料槽(100)进口处；隔离阀(106)，设置在所述第二循环通道(120)路径上，用于在正常运行时，打开隔离阀(106)，将经所述膜组件(300)浓缩后的废水通过所述第二循环通道(120)输送至所述进料槽(100)内进行循环处理；旁通阀(107)，设置在所述第一循环通道(110)路径上，用于在启动阶段，所述第二循环通道(120)关闭时，使所述第一循环通道(110)开启，对进料槽(100)内的废水进行搅拌和加热，减少进料槽(100)中的杂质沉淀。3.根据权利要求1所述的膜蒸馏处理废水系统，其特征在于，还包括：输送泵(101)，连接在预处理单元(102)和进料槽(100)之间的输送路径上，用于将进料槽(100)废水增压并输送至所述预处理单元(102)；调节阀(104)，设置在所述加热单元(200)和模组件(300)之间管线上，用于调节管线内的废水流量；控制单元(600)，分别可控制地连接输送泵(101)，调节阀(104)，加热单元(200)，真空组件(400)，用于根据不同的输入指令，分别控制将进料槽(100)的废水输送至所述预处理单元(102)内进行预处理，控制所述输送泵(101)输送流量，控制所述加热单元(200)对废水加热至预设温度，并控制真空组件(400)对膜组件(300)的冷侧端抽真空，以提高膜组件(300)冷侧端和热侧端两端的压差。4.根据权利要求3所述的膜蒸馏处理废水系统，其特征在于，还包括设置在所述加热单元(200)和膜组件(300)之间管线上且沿输送路径依次设置的流量计(103)，温度计(105)，以及电导率仪(501A)；所述控制单元(600)还分别与所述流量计(103)，温度计(105)，以及电导率仪(501A)连接；所述控制单元(600)用于分别接收所述流量计(103)，温度计(105)和电导率仪(501A)的实际流量信号，温度信号和电导率信号，并和所述控制单元(600)内部的预设流量值，预设温度值和预设电导率值进行比较，并根据比较结果控制所述调节阀(104)调节废水的流量和控制所述加热单元(200)调节废水的加热温度。5.根据权利要求1所述的膜蒸馏处理废水系统，其特征在于，所述真空组件(400)包括：真空表(401)，设置在所述膜组件(300)冷侧端管线上并与控制单元(600)连接，用于实时监测膜组件(300)冷侧端的真空度信号，将所述真空度信号传送至控制单元(600)；冷凝器(403)，与所述膜组件(300)冷侧端连接，用于将所述膜组件(300)冷侧端馏出气冷凝成馏出液；真空泵(404)，与所述冷凝器(403)连接，用于保持所述膜组件(300)冷侧端的负压值；所述控制单元(600)还连接所述真空表(401)，用于接收所述真空度信号，并与预设真空度值进行比较，根据比较结果控制所述真空泵(404)的工作状态。6.根据权利要求5所述的膜蒸馏处理废水系统，其特征在于，还包括空冷塔(402)，设置在冷凝器(403)的上方，用于对所述冷凝器(403)进行冷却；馏出液箱(500)，与所述冷凝器(403)连接，用于收集所述馏出液；液位计(100B)，与所述馏出液箱(500)连接，用于监测馏出液箱(500)的工作液位；所述控制单元(600)还用于根据接收的液位计(100B)监测的馏出液箱(500)的工作液位信号，并与预设最高馏出液箱液位值比较，若实际馏出液箱液位值达到预设最高预设值，则暂停加热单元(200)，膜组件(300)以及真空泵(404)；电导率仪(501)，设置在所述冷凝器(403)和所述馏出液箱(...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰立君，潘跃龙，张小宁，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44