节能超高倍浓缩膜组件及其膜袋和水处理系统与方法技术方案

本发明专利技术属于水处理领域，一种节能高倍浓缩膜组件，包括膜壳、产水管和膜袋，膜壳用于容纳膜袋和产水管，膜袋将膜壳内空间分隔为高浓度侧和产水侧，膜袋具有敞口端，膜袋内部空间设有自敞口端开始延伸并使膜袋内表面贴合的粘接边，粘接边将产水侧分隔为相互连通的盐水注入区和混合液输出区，产水管的内腔包括互不联通的盐水通道和混合液通道，膜袋通过其敞口端与产水管的内腔连通，盐水注入区与盐水通道连通，混合液输出区与混合液通道连通，膜壳两端分别具有与高浓度侧连通的原水接口和浓水接口。本发明专利技术在产水侧注入盐水，降低了高浓度侧与产水侧的反渗透压，减小了待处理液从反渗透膜高浓度侧流向产水侧的驱动压力，节约了运行能耗。

【技术实现步骤摘要】
节能超高倍浓缩膜组件及其膜袋和水处理系统与方法
本专利技术属于水处理领域，尤其涉及一种节能超高倍浓缩膜组件及其膜袋、水处理系统与方法。
技术介绍
随着环保政策的愈发严格，以及人们环保意识的逐渐增强，近年来，诸多行业要求对废水进行资源化利用，废水的近零排放也被提上了日程。在废水近零排放和资源化利用的过程中，反渗透技术得到了最广泛和有效的应用。目前在反渗透膜应用领域，卷式膜(RO)及碟管式膜组件(DTRO)以及网管式开放流道膜组件(STRO)占有主导市场。但上述的膜元件或组件在应用的过程中，还存在一些技术上的缺陷和不足：1、不管是现有的普通卷式反渗透还是碟管式膜组件还是网管式开放流道膜组件，因其反渗透膜的高截留率，理论上几乎可以截留所有阴阳离子、有机物、悬浮物等所有污染因子，其产水侧几乎为纯净水，而进水侧/浓水侧盐分及其余污染物含量相对极高，造成了其与产水侧形成了较为严重的浓差极化，需要将溶剂(水)从高浓度侧(进水侧/浓水侧)压向低浓度侧(产水侧)的驱动压力就越大，故在一定的条件下，所需要的高压泵的扬程就越高，系统所消耗的电能就越大。2、同理，现有所有反渗透膜的结构及其运行方式，在对待处理物料浓缩的过程中，研究的方向均在提高其运行压力以获得更高的浓缩倍率。现有90bar的处理系统中，考虑到其升压过程，氯化钠为主的含盐废水最终浓缩终点在80000mg/L左右，硫酸钠为主的废水浓缩终点在130000mg/L左右。其离各溶质的饱和浓度相差甚远，浓缩终点浓度无法再进一步提升，在不采用更高压力的系统的前提下，其后端的蒸发浓缩段的处理量无法再进一步缩减，蒸发器的投资成本和运行成本无法进一步下降。3、现有所有反渗透膜的结构及其运行方式，产水侧透过液均为进水侧几乎绝对过滤后的产物，其盐分浓度很低，且产水侧流量有限，流速较低，在污水处理运行过程中，很容易导致产水侧造成微生物滋生，造成反渗透膜片产水侧微生物污堵和产水的污染。反渗透产水侧在特定压力的条件下，溶液(水)无条件透过，虽然在反渗透膜进水侧形成了错流过滤，但在垂直膜的表面，还是可能有很较大的分子或悬浮物，在高压状态下嵌入膜的过滤孔道，造成反渗透膜的及难恢复的污堵。现有反渗透膜产品上述缺陷和不足，影响这反渗透膜在废水近零排放和资源化利用中的更广泛的推广和应用。因此，研究能够更节能、更能提高浓缩倍率、更能节约整体工艺投资成本、具有更高抗污堵性能的反渗透膜产品及其应用技术意义重大。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的膜组件废水浓缩终点较低的问题，本专利技术提供一种节能超高倍浓缩膜组件及其膜袋、处理装置和处理系统与方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种节能高倍浓缩膜组件，包括膜壳、产水管和膜袋，所述膜壳用于容纳所述膜袋和所述产水管，所述膜袋将膜壳内空间分隔为位于其外部的高浓度侧和位于其内部空间的产水侧，所述膜袋具有敞口端，所述膜袋内部空间设有自所述敞口端开始延伸并使所述膜袋内表面贴合的粘接边，所述粘接边将所述产水侧分隔为相互连通的盐水注入区和混合液输出区，所述产水管的内腔包括互不联通的盐水通道和混合液通道，所述膜袋通过其敞口端与所述产水管的内腔连通，所述盐水注入区与所述盐水通道连通，所述混合液输出区与所述混合液通道连通，所述膜壳两端分别具有与所述高浓度侧连通的原水接口和浓水接口。本专利技术通过在膜袋内腔通入一定浓度的盐水，提高了产水侧的浓度，降低了高浓度侧与产水侧的反渗透压，进而能够减小待处理液体从高浓度侧流向产水侧的驱动压力，降低了高压泵所需要的扬程，从而节约了运行能耗，同时使得浓水接口的出水浓度终点更高，并通过粘接边的阻隔作用能够将盐水由盐水注入区流向混合液输出区，进而将盐水与产水侧的液体尽量多的接触混合，避免盐水通道和混合液通道直接连通所造成的短流，无法有效提高产水侧浓度的问题。作为优选，所述的膜袋由两个边缘粘接的反渗透膜片形成的内部中空的结构，两个所述反渗透膜片之间还设有导流格网，所述粘接边将膜袋内表面分别在所述导流格网的两侧粘结在一起。具体地，所述的膜袋缠绕在所述产水管上形成芯体，所述芯体外周设置有密封层，所述芯体两端设置有抗应力盘。具体可将多个膜袋敞口一端与所述产水管连接，并在相邻两个膜袋之间设置有一边与所述产水管连接的进水管网层，所有膜袋与产水管网层呈以产水管为中心向周围发射状排列，再将所有膜袋与产水管网层朝同一个方向旋转紧致缠绕在所述产水管上，形成所述芯体，并在芯体膜外周用玻璃纤维及环氧树脂胶进行缠绕包裹密封，再在芯体两端安装抗应力盘，用于及进水应力的传递与分散，具体可将抗应力盘可设置为申请号201811066227.0中公开的抗应力盘的结构，为了更好的将芯体密封，需在抗应力盘与膜壳之间设置芯体密封圈。进一步地，所述的膜壳两端均具有法兰端盖，所述原水接口和浓水接口分别设置在所述膜壳两端的法兰端盖上，所述的法兰端盖靠近所述膜袋的一侧还设置有导流盘，另一侧设置有护环片，所述原水接口和所述浓水接口分别与对应的导流盘连接。为了实现更好的密封性，在法兰端盖与膜壳之间设置端盖密封圈，在导流盘与端盖之间设置导流盘密封圈，导流盘可采用申请号为201811066227.0中公开的旋流式导流盘结构；护环片可通过固定螺丝固定在法兰端盖上。具体地，所述的产水管内设置有直径小于所述产水管的拉杆，所述拉杆两端分别穿过所述膜壳两端的法兰端盖，所述拉杆的两端具有螺纹，并以固定螺母固定，且所述膜壳两端的法兰端盖与拉杆之间有均设置有集水配水套，且集水配水套的内径大于所述拉杆的直径，其中一个所述集水配水套与所述拉杆之间形成的通道与所述盐水通道连通，且该集水配水套上设置有盐水注入接口，另一个所述集水配水套与所述拉杆之间的通道与所述混合液通道连通，且该集水配水套上设置有混合液出口。通过盐水注入接口可向盐水通道内通入一定浓度的盐水，通过混合液出口可将混合液通道内液体排出。为达到密封要求，所述集水配水套靠近膜袋的一端与导流盘之间设置有密封圈，另一端与拉杆之间设置有密封圈。作为优选，所述的产水管由两段插接组成，所述产水管的插接处与拉杆之间设置有密封圈进而将所述产水管与所述拉杆之间的通道分隔为互不联通的所述盐水通道和所述混合液通道。将产水管设为两段以插接形式拼接，安装方便，具体可将其中一段的一端设置为扩口端，另一段的一端设置为缩口端(两段产水管的外径相同)，以缩口端插入扩口端进而将两段拼接形成产水管，并将插接处固定和密封，并在插接处设置密封圈，进而将拉杆与产水管之间的间隙通道分隔成互不连通的两段，即盐水通道和混合液通道，避免了盐水在产水管内直接由盐水通道短流进入混合液通道而不经过膜袋产水侧。作为优选，所述的混合液出口与所述原水接口位于所述膜壳的同一端，所述盐水注入接口与所述浓水接口位于所述膜壳的同一端。这样设置使得盐水流动方向与膜壳内高浓度侧的流向相反，形成逆向流动。随着待处理液体从原水接口向浓水接口的流动，其浓度会逐渐增加，其与产水侧的浓度差也会随之逐渐增加，而逆向流动的盐水浓度会随着产水侧透过液的混入而慢慢降低，故两者逆向流动更加有利于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节能高倍浓缩膜组件，其特征在于：包括膜壳(1)、产水管(3)和膜袋(2)，所述膜壳(1)用于容纳所述膜袋(2)和所述产水管(3)，所述膜袋(2)将膜壳(1)内空间分隔为位于其外部的高浓度侧和位于其内部空间的产水侧，所述膜袋(2)具有敞口端(26)，所述膜袋(2)内部空间设有自所述敞口端(26)开始延伸并使所述膜袋(2)内表面贴合的粘接边(21)，所述粘接边(21)将所述产水侧分隔为相互连通的盐水注入区(22)和混合液输出区(23)，所述产水管(3)的内腔包括互不联通的盐水通道(31)和混合液通道(32)，所述膜袋(2)通过其敞口端(26)与所述产水管(3)的内腔连通，所述盐水注入区(22)与所述盐水通道(31)连通，所述混合液输出区(23)与所述混合液通道(32)连通，所述膜壳(1)两端分别具有与所述高浓度侧连通的原水接口(5)和浓水接口(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种节能高倍浓缩膜组件，其特征在于：包括膜壳(1)、产水管(3)和膜袋(2)，所述膜壳(1)用于容纳所述膜袋(2)和所述产水管(3)，所述膜袋(2)将膜壳(1)内空间分隔为位于其外部的高浓度侧和位于其内部空间的产水侧，所述膜袋(2)具有敞口端(26)，所述膜袋(2)内部空间设有自所述敞口端(26)开始延伸并使所述膜袋(2)内表面贴合的粘接边(21)，所述粘接边(21)将所述产水侧分隔为相互连通的盐水注入区(22)和混合液输出区(23)，所述产水管(3)的内腔包括互不联通的盐水通道(31)和混合液通道(32)，所述膜袋(2)通过其敞口端(26)与所述产水管(3)的内腔连通，所述盐水注入区(22)与所述盐水通道(31)连通，所述混合液输出区(23)与所述混合液通道(32)连通，所述膜壳(1)两端分别具有与所述高浓度侧连通的原水接口(5)和浓水接口(6)。


2.根据权利要求1所述的膜组件，其特征在于：所述的膜袋(2)由两个边缘粘接的反渗透膜片(25)形成的内部中空的结构，两个所述反渗透膜片(25)之间还设有导流格网(24)，所述粘接边(21)将膜袋(2)内表面分别在所述导流格网(24)的两侧粘结在一起。


3.根据权利要求1所述的膜组件，其特征在于：所述的膜袋(2)缠绕在所述产水管(3)上形成芯体，所述芯体外周设置有密封层，所述芯体两端设置有抗应力盘(7)。


4.根据权利要求1所述的膜组件，其特征在于：所述的膜壳(1)两端均具有法兰端盖(8)，所述原水接口(5)和浓水接口(6)分别设置在所述膜壳(1)两端的法兰端盖(8)上，所述的法兰端盖(8)靠近所述膜袋(2)的一侧还设置有导流盘(9)，另一侧设置有护环片(10)，所述原水接口(5)和所述浓水接口(6)分别与对应的导流盘(9)连接。


5.根据权利要求4所述的膜组件，其特征在于：所述的产水管(3)内设置有直径小于所述产水管(3)的拉杆(4)，所述拉杆(4)两端分别穿过所述膜壳(1)两端的法兰端盖(8)，所述拉杆(4)的两端具有螺纹，并以固定螺母(112)固定，且所述膜壳(1)两端的法兰端盖(8)与拉杆(4)之间有均设置有集水配水套(11)，且集水配水套(11)的内径大于所述拉杆(4)的直径，其中一个所述集水配水套(11)与所述拉杆(4)之间形成的通道与所述盐水通道(31)连通，且该集水配水套(11)上设置有盐水注入接口(111)，另一个所述集水配水套(11)与所述拉杆(4)之间的通道与所述混合液通道(32)连通，且该集水配水套(11)上设置有混合液出口(113)。


6.根据权利要求5所述的膜组件，其特征在于：所述的产水管(3)由两段插接组成，且两段在插接处固定并密封，所述产水管(3)的插接处与拉杆(4)之间设置有密封圈进而将所述产水管(3)与所述拉杆(4)之间的通道分隔为互不联...

【专利技术属性】
技术研发人员：李方越，孙荣，谢军英，
申请(专利权)人：江苏坤奕环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32