CN108704486A - 真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法及膜清洗干燥*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法及膜清洗干燥***,该方法包括:废水经过真空膜蒸馏处理后,直接将真空膜蒸馏的膜进行清洗并干燥,其中,废水选自有机废水、无机废水和有机无机混合废水中的一种以上;该***包括:废水处理单元,废水经过真空膜蒸馏装置进行浓缩处理,随着真空膜蒸馏进行一段时间后,真空膜蒸馏中污染膜的产生使得该膜的产水通量和产水水质均下降;清洗单元,用于清洗废水浓缩后的真空膜蒸馏的污染膜;以及干燥单元,用于干燥经过清洗后的真空膜蒸馏的清洗膜,即该膜表面的污染物基本去除后进行干燥;本发明的膜清洗干燥***避免了真空膜蒸馏在运行过程后膜组件繁复的拆卸和组装,从而提高了真空膜蒸馏的使用效率。
Description
技术领域
本发明属于膜清洗及干燥技术领域,具体涉及一种真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法及膜清洗干燥***。
背景技术
膜蒸馏作为一个新兴的膜技术,结合了膜工艺以及蒸馏工艺,能够在较低的温度下处理非挥发性的高浓度废水,不仅截留率高、能耗低,而且还具有占地面积小和设备简单等优点,其中真空膜蒸馏由于在渗透侧增加了负压,从而提高了跨膜压力,使得通量高于其他膜蒸馏过程,因此,真空膜蒸馏是处理高浓度废水的较好选择。但是,随着真空膜蒸馏过程的进行,污染物会在微孔性疏水膜表面或者膜孔内沉积,降低渗透通量及处理效率,同时会导致膜孔湿润的问题,从而影响真空膜蒸馏的使用。常规的处理方式是常将膜组件进行拆卸,清洗干燥后再重新组装,这种处理方式十分费时费力。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足,首要目的是提供一种真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法。
本发明的第二个目的是提供一种实现上述方法的膜清洗干燥***。
为达到上述目的,本发明的解决方案是:
一种真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法,其包括:
废水经过真空膜蒸馏处理后,直接将真空膜蒸馏的膜进行清洗并干燥。
其中,废水选自有机废水、无机废水和有机无机混合废水中的一种以上。
一种实现上述的真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法的膜清洗干燥***,其包括:
废水处理单元,废水经过真空膜蒸馏装置进行浓缩处理;清洗单元,用于清洗废水浓缩后的真空膜蒸馏的污染膜;以及干燥单元,用于干燥真空膜蒸馏的清洗膜。
进一步地,废水处理单元包括:料液箱,用于储存及加热废水;膜池,用于对加热后的废水进行真空膜蒸馏;冷却装置,用于冷却真空膜蒸馏后的水蒸气;以及储存装置,用于储存经过冷却后的清水。
更进一步地,料液箱的加热部分为钛合金加热棒,加热温度为30‐90℃;料液箱中进料液的温度为30‐90℃,料液箱中进料液的流量为10‐120L/h,料液箱的容积为10±2L。
进一步地,膜池中真空膜蒸馏的膜选自平板膜组件、中空纤维膜组件或管式微滤膜组件中的一种以上,膜的孔径为0.1‐0.45μm,孔隙率为40‐50%。
平板膜组件的厚度为0.1‐1.0mm,接触角为133.5‐134.0°,纯水通量为44.00‐47.10L/(m2·h),出水电导率为6.70‐9.20μs/cm;中空纤维膜组件的内径为0.3‐1.4mm,外径为0.5‐2.0mm;管式微滤膜组件的内径为4‐25mm。
其中,膜池中真空膜蒸馏的膜的材质为疏水性材料。
优选地,膜池中真空膜蒸馏的膜的材质选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚醚砜中的一种以上。
膜池中进口的温度为30‐80℃,膜池中真空度为‐80~‐98KPa。
进一步地,冷却装置为含有冷凝管的制冷机。
进一步地,储存装置为储液罐,储液罐的材质为疏水性材料。
优选地,储液罐的材质选自不锈钢、聚四氟乙烯和聚丙烯中的一种以上。
进一步地,清洗单元包括清洗液装置和清水装置。
更进一步地,清洗液装置包括酸清洗液箱和碱清洗液箱,清洗液装置中清洗的流量为10‐120L/h,清洗的时间为10‐60min。
更进一步地,清水装置包括清水箱和清洗废液箱,清水装置中清洗的流量为10‐120L/h,清洗的时间为5‐10min。
进一步地,酸清洗液箱中的酸清洗液为盐酸,浓度为0.1‐1mol/L。
进一步地,碱清洗液箱中的碱清洗液为氢氧化钠,浓度为0.1‐1mol/L。
进一步地,干燥单元为热风机;热风机的加热部分选自镍铬丝、不锈钢发热管、铁铬发热丝和红外发热管中的一种以上。
进一步地,热风机的出风温度为10‐350℃,热风机的出风风量为0.1‐1000m3/h,热风机的干燥的时间为10‐30min。
由于采用上述方案,本发明的有益效果是:
本发明的膜清洗干燥***避免了真空膜蒸馏在运行过程后膜组件繁复的拆卸和组装,从而提高了真空膜蒸馏的使用效率。
附图说明
图1为本发明的膜清洗干燥***的结构示意图。
附图标记:料液箱1、清洗装置2、清水箱3、清洗废液箱4、热风机5、膜池6、制冷机7、冷凝管8、储液罐9、烧杯10、电子天平11、真空泵12、针型阀13、第一阀门14、第二阀门15、第三阀门16、第四阀门17、第六阀门18、第九阀门19、第十阀门20、第十一阀门21、第十三阀门22、第十四阀门23、第十二阀门24、第十五阀门25、第五阀门26、第十六阀门27、第七阀门28、第八阀门29、第一循环泵30、第二循环泵31、流量计32、第一温度计33、第二温度计34、第一压力表35、第三温度计36、第二压力表37、第四温度计38、第五温度计39、第六温度计40、第三压力表41、第一管路a、第二管路b、第三管路c和第四管路d。
具体实施方式
本发明提供了一种真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法及膜清洗干燥***。
<真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法>
本发明的真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法包括如下步骤:
废水经过真空膜蒸馏处理后,直接将真空膜蒸馏的膜进行清洗并干燥。
其中,废水选自有机废水、无机废水和有机无机混合废水中的一种以上。
<膜清洗干燥***>
本发明的膜清洗干燥***包括:
废水处理单元,废水经过真空膜蒸馏装置进行浓缩处理,浓缩料液循环利用,清水收集并回用,随着真空膜蒸馏进行一段时间后,真空膜蒸馏中污染膜的产生使得该膜的产水通量和产水水质均下降,从而进行该膜的清洗;清洗单元,用于清洗废水浓缩后的真空膜蒸馏的污染膜;以及干燥单元,用于干燥经过清洗后的真空膜蒸馏的清洗膜,即真空膜蒸馏的膜的清洗阶段完成后,该膜表面的污染物基本去除,从而进行该膜的干燥。
(废水处理单元)
废水处理单元包括:料液箱,用于储存及加热废水;膜池,用于对加热后的废水进行真空膜蒸馏;冷却装置,用于冷却真空膜蒸馏后的水蒸气;以及储存装置,用于储存经过冷却后的清水。
料液箱的加热部分为钛合金加热棒,加热温度可以为30‐90℃,优选为55℃;料液箱中进料液的温度可以为30‐90℃,优选为55℃;进料液的流量可以为10‐120L/h,优选为80L/h;料液箱的容积可以为10±2L,优选为10L。
膜池中真空膜蒸馏的膜选自平板膜组件、中空纤维膜组件或管式微滤膜组件中的一种以上,膜的孔径可以为0.1‐0.45μm,优选为0.2μm;孔隙率可以为40‐50%,优选为50%。
平板膜组件的厚度可以为0.1‐1.0mm,优选为0.5mm;接触角可以为133.5‐134.0°,优选为134.0°;纯水通量可以为44.00‐47.10L/(m2·h),优选为46.05L/(m2·h);出水电导率可以为6.70‐9.20μs/cm,优选为8.21μs/cm;中空纤维膜组件的内径可以为0.3‐1.4mm,优选为0.5mm;外径可以为0.5‐2.0mm,优选为0.8mm;管式微滤膜组件的内径可以为4‐25mm,优选为10mm。
其中,膜池中真空膜蒸馏的膜的材质为疏水性材料。优选地,膜池中真空膜蒸馏的膜的材质选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚醚砜中的一种以上。
膜池中进口的温度可以为30‐80℃,优选为50℃;膜池中真空度可以为‐80~‐98KPa,优选为‐97KPa。
冷却装置为含有冷凝管的制冷机。
储存装置为储液罐,储液罐的材质为疏水性材料。优选地,储液罐的材质选自不锈钢、聚四氟乙烯和聚丙烯中的一种以上。
(清洗单元)
清洗单元包括清洗液装置和清水装置。其中,清洗液装置包括酸清洗液箱和碱清洗液箱,清洗液装置中清洗的流量可以为10‐120L/h,优选为80L/h;清洗的时间可以为10‐60min,优选为30min。清水装置包括清水箱和清洗废液箱,清水装置中清洗的流量可以为10‐120L/h,优选为80L/h;清洗的时间可以为5‐10min,优选为10min。
酸清洗液箱中的酸清洗液为盐酸,浓度可以为0.1‐1mol/L,优选为0.1mol/L;碱清洗液箱中的碱清洗液为氢氧化钠,浓度可以为0.1‐1mol/L,优选为0.1mol/L。
(干燥单元)
干燥单元为热风机;热风机的加热部分可以选自镍铬丝、不锈钢发热管、铁铬发热丝和红外发热管中的一种以上。
热风机的出风温度可以为10‐350℃,优选为80℃;出风风量可以为0.1‐1000m3/h,优选为10m3/h;干燥的时间可以为10‐30min,优选为30min。
如图1所示,膜清洗干燥***实现真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法的具体步骤为:
(1)、废水进行真空膜蒸馏处理的过程为:关闭所有阀门,打开第一阀门14、第二阀门15、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第一循环泵30和流量计32,废水加入料液箱1内,在钛合金加热棒下加热为热料液,热料液通过第二阀门15、第四阀门17、第一循环泵30和流量计32沿着第一管路a泵入到膜池6内,待膜池6中进口温度稳定后,对真空膜蒸馏的膜的渗透侧抽真空,同时打开真空泵12,在真空和蒸气压力差作用下,热料液中的水蒸气透过膜孔到达渗透侧,而在料液侧中浓缩的另一部分热料液通过第五阀门26、第六阀门18和第一阀门14沿着第一管路a返回至料液箱1内进行循环处理,当料液箱1中的料液浓缩到一定倍数时打开第三阀门16并排出,排出的浓缩废液进行后续处置;渗透侧的水蒸气在真空作用下进入冷凝管8内,在制冷机7产生的逆流冷却水作用下快速冷凝为清水,清水在储液罐9内储存,储液罐9内的清水可以通过第八阀门29排放至位于电子天平11上的烧杯10内,从而测定真空膜蒸馏的产水量和出水水质。或者产生的清水通过针型阀13可直接排放或回用。
其中,第四阀门17和第六阀门18均为三通阀;第一温度计33用于测量料液箱1内废水加热的温度;第二温度计34用于测量膜池6中进口的温度;第一压力表35用于测量膜池6中进口的压力;第三温度计36用于测量水蒸气的温度;第二压力表37用于测量膜池6中渗透侧的压力;第四温度计38用于测量制冷机7中进水的温度;第七阀门28和第二循环泵31用于将制冷机7内的出水泵入至冷凝管8中;第五温度计39用于测量出水进入冷凝管8的温度;第六温度计40用于测量膜池6中出料液温度;第八阀门29用于将储液罐9内的清水排放至烧杯10内;第三压力表41用于测量储液罐9内清水的压力;真空泵12的作用是在渗透侧产生负压,增大膜池中真空膜蒸馏的膜两侧压力差,从而提高膜通量。
(2)、真空膜蒸馏的污染膜进行清洗的过程为:当真空膜蒸馏的膜的通量下降至5L/(m2·h)时,关闭所有阀门,打开第十阀门20、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第九阀门19、第十二阀门24、第十四阀门23、第一循环泵30和流量计32,清洗液通过第三管路c加入清洗装置2内,清洗装置2内的酸清洗液或碱清洗液通过第十阀门20沿着第二管路b流入第四阀门17内,在第一循环泵30和流量计32下沿着第一管路a泵入膜池6内,膜池6内真空膜蒸馏的污染膜经过清洗后,清洗后的废液在第五阀门26下沿着第一管路a流入第六阀门18内,接着通过第九阀门19和第十二阀门24沿着第二管路b流入清洗废液箱4内,清洗废液箱4内的废液通过第十四阀门23排出。
然后关闭所有阀门,打开第十三阀门22、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第九阀门19、第十二阀门24、第十四阀门23、第一循环泵30和流量计32,清水通过第四管路d加入清水装置中的清水箱3内,清水在第十三阀门22下沿着第二管路b流入第四阀门17内,然后在第一循环泵30和流量计下32沿着第一管路a泵入膜池6内,清水冲洗经过酸清洗液或碱清洗液处理后的真空膜蒸馏的污染膜,清洗后的清水废液以及第一管路a中的残留物在第五阀门26下沿着第一管路a流入第六阀门18内,接着通过第九阀门19和第十二阀门24沿着第二管路b流入清洗废液箱4内,清洗废液箱4内的清水废液以及第一管路a中的残留物通过第十四阀门23排出。
其中,可随时通过第三管路c向清洗装置2内补充清洗液,从而保证清洗液的储量充足;同时,也可随时通过第四管路d向清水箱3内补充清水,从而保证清水的储量充足。第十一阀门21的作用是当废水中的污染物为酸性或碱性时,可随时改变清洗装置2使其充满酸清洗液或碱清洗液。
(3)、真空膜蒸馏的清洗膜进行干燥的过程为:关闭所有阀门,打开热风机5、第十五阀门25和第十六阀门27,热风在第十五阀门25下沿着第一管路a进入膜池6内,干燥真空膜蒸馏的清洗膜,然后通过第十六阀门27可以直接排放或返回热风机5内。
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1:
本实施例的真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法包括如下步骤:
(1)、关闭所有阀门,打开第一阀门14、第二阀门15、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第一循环泵30和流量计32,将含盐量为50g/L的废水加入料液箱1(容积为10L)内,在钛合金加热棒下加热(温度为55℃)为热料液,热料液通过第二阀门15、第四阀门17、第一循环泵30和流量计32沿着第一管路a泵入到膜池6内,待膜池6中进口温度稳定后,对聚四氟乙烯平板膜组件的渗透侧抽真空,同时打开真空泵12,在真空和蒸气压力差作用下,热料液中的水蒸气透过膜孔到达渗透侧,而在料液侧中浓缩的另一部分热料液通过第五阀门26、第六阀门18和第一阀门14沿着第一管路a返回至料液箱1内进行循环处理,当料液箱1中的料液浓缩到一定倍数时打开第三阀门16并排出,排出的浓缩废液进行后续处置;渗透侧的水蒸气在真空作用下进入冷凝管8内,在制冷机7产生的逆流冷却水作用下快速冷凝为清水,清水在储液罐9内储存,储液罐9内的清水可以通过第八阀门29排放至位于电子天平11上的烧杯10内,从而测定真空膜蒸馏的产水量和出水水质。或者产生的清水通过针型阀13可直接排放或回用。其中,料液箱1中进料液(即进入废水)的温度为55℃,流量为80L/h,膜池6的进口温度为50℃,膜池6中聚四氟乙烯平板膜组件的熔点为327℃,孔径为0.2μm,孔隙率为50%,厚度为0.5mm,接触角为134.0°,纯水通量(即初始通量)为46.05L/(m2·h),出水电导率为8.21μs/cm(去离子水的电导率为2.18μs/cm),真空度为‐97KPa。
(2)、当聚四氟乙烯平板膜组件的通量下降至5L/(m2·h)时,关闭所有阀门,打开第十阀门20、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第九阀门19、第十二阀门24、第十四阀门23、第一循环泵30和流量计32,浓度为0.1mol/L的盐酸(作为酸清洗液)通过第三管路c加入清洗装置2内,清洗装置2内的盐酸通过第十阀门20沿着第二管路b流入第四阀门17内,在第一循环泵30和流量计32下沿着第一管路a泵入膜池6内,膜池6内聚四氟乙烯平板污染膜组件经过清洗后,清洗后的废液在第五阀门26下沿着第一管路a流入第六阀门18内,接着通过第九阀门19和第十二阀门24沿着第二管路b流入清洗废液箱4内,清洗废液箱4内的废液通过第十四阀门23排出。其中,清洗装置2内清洗的流量为80L/h,清洗的时间为30min。
然后关闭所有阀门,打开第十三阀门22、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第九阀门19、第十二阀门24、第十四阀门23、第一循环泵30和流量计32,去离子水通过第四管路d加入清水装置中的清水箱3内,去离子水在第十三阀门22下沿着第二管路b流入第四阀门17内,然后在第一循环泵30和流量计32下沿着第一管路a泵入膜池6内,去离子水冲洗经过盐酸处理后的聚四氟乙烯平板污染膜组件,清洗后的去离子水废液以及第一管路a中的残留物在第五阀门26下沿着第一管路a流入第六阀门18内,去离子水废液以及第一管路a中的残留物不循环使用,接着通过第九阀门19和第十二阀门24沿着第二管路b流入清洗废液箱4内,清洗废液箱4内的去离子水废液以及第一管路a中的残留物通过第十四阀门23排出。其中,清水装置中清洗的流量为80L/h,清洗的时间为10min。
实际上,可随时通过第三管路c向清洗装置2内补充盐酸,从而保证盐酸的储量充足;同时,也可随时通过第四管路d向清水箱3内补充去离子水,从而保证去离子水的储量充足。
(3)、关闭所有阀门,打开热风机5、第十五阀门25和第十六阀门27,热风在第十五阀门25下沿着第一管路a进入膜池6内,干燥清洗后的聚四氟乙烯平板膜组件,然后通过第十六阀门27可以直接排放或返回热风机5内。其中,热风机5的出风温度为80℃,出风风量为10m3/h,干燥的时间为30min。
干燥过程结束后,关闭所有阀门,打开第一阀门14、第二阀门15、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第一循环泵30和流量计32,将含盐量为50g/L的废水加入料液箱1内,料液箱1中进料液(即进入废水)的温度为55℃,流量为80L/h,膜池6的进口温度为50℃,膜池6中聚四氟乙烯平板膜组件的熔点为327℃,孔径为0.2μm,孔隙率为50%,厚度为0.5mm,接触角为134.0°,真空度为‐97KPa,则该聚四氟乙烯平板膜组件的通量为45.86L/(m2·h),出水电导率为7.86μs/cm(去离子水的电导率为2.18μs/cm),基本恢复至初始水平。由此表明,该实施例的真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法对真空膜蒸馏的无机盐污染物具有较好的清洗和干燥效果。
其中,料液箱的加热温度在30‐90℃之内、料液箱中进料液的温度在30‐90℃之内、进料液的流量在10‐120L/h之内均是可以的。
聚四氟乙烯平板膜组件的孔径在0.1‐0.45μm之内、孔隙率在40‐50%之内、厚度在0.1‐1.0mm之内、接触角在133.5‐134.0°之内、纯水通量在44.00‐47.10L/(m2·h)之内、出水电导率在6.70‐9.20μs/cm之内也是可以的。
膜池中真空度在‐80~‐98KPa之内是可以的。
清洗液装置中清洗的流量在10‐120L/h之内、清洗的时间在10‐60min之内、清水装置中清洗的流量在10‐120L/h之内、清洗的时间在5‐10min之内均是可以的。
盐酸的浓度在0.1‐1mol/L之内也是可以的。
热风机的出风温度在10‐350℃之内、出风风量在0.1‐1000m3/h之内、干燥的时间在10‐30min之内也是可以的。
实施例2:
本实施例的真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法包括如下步骤:
(1)、关闭所有阀门,打开第一阀门14、第二阀门15、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第一循环泵30和流量计32,将含盐量为50g/L的废水加入料液箱1(容积为10L)内,在钛合金加热棒下加热(温度为55℃)为热料液,热料液通过第二阀门15、第四阀门17、第一循环泵30和流量计32沿着第一管路a泵入到膜池6内,待膜池6中进口温度稳定后,对聚四氟乙烯平板膜组件的渗透侧抽真空,同时打开真空泵12,在真空和蒸气压力差作用下,热料液中的水蒸气透过膜孔到达渗透侧,而在料液侧中浓缩的另一部分热料液通过第五阀门26、第六阀门18和第一阀门14沿着第一管路a返回至料液箱1内进行循环处理,当料液箱1中的料液浓缩到一定倍数时打开第三阀门16并排出,排出的浓缩废液进行后续处置;渗透侧的水蒸气在真空作用下进入冷凝管8内,在制冷机7产生的逆流冷却水作用下快速冷凝为清水,清水在储液罐9内储存,储液罐9内的清水可以通过第八阀门29排放至位于电子天平11上的烧杯10内,从而测定真空膜蒸馏的产水量和出水水质。或者产生的清水通过针型阀13可直接排放或回用。其中,料液箱1中进料液(即进入废水)的温度为55℃,流量为80L/h,膜池6的进口温度为50℃,膜池6中聚四氟乙烯平板膜组件的熔点为327℃,孔径为0.2μm,孔隙率为50%,厚度为0.5mm,接触角为134.0°,纯水通量(即初始通量)为46.05L/(m2·h),出水电导率为8.21μs/cm(去离子水的电导率为2.18μs/cm),真空度为‐97KPa。
(2)、当聚四氟乙烯平板膜组件的通量下降至5L/(m2·h)时,关闭所有阀门,打开第十阀门20、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第九阀门19、第十二阀门24、第十四阀门23、第一循环泵30和流量计32,浓度为0.1mol/L的盐酸(作为酸清洗液)通过第三管路c加入清洗装置2内,清洗装置2内的盐酸通过第十阀门20沿着第二管路b流入第四阀门17内,在第一循环泵30和流量计32下沿着第一管路a泵入膜池6内,膜池6内聚四氟乙烯平板污染膜组件经过清洗后,清洗后的废液在第五阀门26下沿着第一管路a流入第六阀门18内,接着通过第九阀门19和第十二阀门24沿着第二管路b流入清洗废液箱4内,清洗废液箱4内的废液通过第十四阀门23排出。其中,清洗装置2内清洗的流量为80L/h,清洗的时间为30min。
然后关闭所有阀门,打开第十三阀门22、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第九阀门19、第十二阀门24、第十四阀门23、第一循环泵30和流量计32,去离子水通过第四管路d加入清水装置中的清水箱3内,去离子水在第十三阀门22下沿着第二管路b流入第四阀门17内,然后在第一循环泵30和流量计32下沿着第一管路a泵入膜池6内,去离子水冲洗经过盐酸处理后的聚四氟乙烯平板污染膜组件,清洗后的去离子水废液以及第一管路a中的残留物在第五阀门26下沿着第一管路a流入第六阀门18内,去离子水废液以及第一管路a中的残留物不循环使用,接着通过第九阀门19和第十二阀门24沿着第二管路b流入清洗废液箱4内,清洗废液箱4内的去离子水废液以及第一管路a中的残留物通过第十四阀门23排出。其中,清水装置中清洗的流量为80L/h,清洗的时间为10min。
实际上,可随时通过第三管路c向清洗装置2内补充盐酸,从而保证盐酸的储量充足;同时,也可随时通过第四管路d向清水箱3内补充去离子水,从而保证去离子水的储量充足。
(3)、关闭所有阀门,打开热风机5、第十五阀门25和第十六阀门27,热风在第十五阀门25下沿着第一管路a进入膜池6内,干燥清洗后的聚四氟乙烯平板膜组件,然后通过第十六阀门27可以直接排放或返回热风机5内。其中,热风机5的出风温度为80℃,出风风量为100m3/h,干燥的时间为10min。
干燥过程结束后,关闭所有阀门,打开第一阀门14、第二阀门15、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第一循环泵30和流量计32,将含盐量为50g/L的废水加入料液箱1内,料液箱1中进料液(即进入废水)的温度为55℃,流量为80L/h,膜池6的进口温度为50℃,膜池6中聚四氟乙烯平板膜组件的熔点为327℃,孔径为0.2μm,孔隙率为50%,厚度为0.5mm,接触角为134.0°,真空度为‐97KPa,则该聚四氟乙烯平板膜组件的通量为46.23L/(m2·h),出水电导率为9.08μs/cm(去离子水的电导率为2.18μs/cm),完全恢复至初始水平。由此表明,该实施例的真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法对真空膜蒸馏的无机盐污染物具有较好的清洗和干燥效果。
实施例3:
本实施例的真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法包括如下步骤:
(1)、关闭所有阀门,打开第一阀门14、第二阀门15、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第一循环泵30和流量计32,将含盐量为50g/L且有机物浓度为500mg/L的废水加入料液箱1(容积为10L)内,在钛合金加热棒下加热(温度为55℃)为热料液,热料液通过第二阀门15、第四阀门17、第一循环泵30和流量计32沿着第一管路a泵入到膜池6内,待膜池6中进口温度稳定后,对聚四氟乙烯平板膜组件的渗透侧抽真空,同时打开真空泵12,在真空和蒸气压力差作用下,热料液中的水蒸气透过膜孔到达渗透侧,而在料液侧中浓缩的另一部分热料液第五阀门26、第六阀门18和第一阀门14沿着第一管路a返回至料液箱1内进行循环处理,当料液箱1中的料液浓缩到一定倍数时打开第三阀门16并排出,排出的浓缩废液进行后续处置;渗透侧的水蒸气在真空作用下进入冷凝管8内,在制冷机7产生的逆流冷却水作用下快速冷凝为清水,清水在储液罐9内储存,储液罐9内的清水可以通过第八阀门29排放至位于电子天平11上的烧杯10内,从而测定真空膜蒸馏的产水量和出水水质。或者产生的清水通过针型阀13可直接排放或回用。其中,料液箱1中进料液(即进入废水)的温度为55℃,流量为80L/h,膜池6的进口温度为50℃,膜池6中聚四氟乙烯平板膜组件的熔点为327℃,孔径为0.2μm,孔隙率为50%,厚度为0.8mm,接触角为134.0°,纯水通量(即初始通量)为44.27L/(m2·h),出水电导率为6.79μs/cm(去离子水的电导率为1.88μs/cm),真空度为‐97KPa。
(2)、当聚四氟乙烯平板膜组件的通量下降至5L/(m2·h)时,关闭所有阀门,打开第十阀门20、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第九阀门19、第十二阀门24、第十四阀门23、第一循环泵30和流量计32,浓度为0.1mol/L的盐酸(作为酸清洗液)和浓度为0.1mol/L的氢氧化钠(作为碱清洗液)通过第三管路c加入清洗装置2内,清洗装置2内的盐酸和氢氧化钠通过第十阀门20沿着第二管路b流入第四阀门17内,在第一循环泵30和流量计32下沿着第一管路a泵入膜池6内,膜池6内聚四氟乙烯平板污染膜组件经过清洗后,清洗后的废液在第五阀门26下沿着第一管路a流入第六阀门18内,接着通过第九阀门19和第十二阀门24沿着第二管路b流入清洗废液箱4内,清洗废液箱4内的废液通过第十四阀门23排出。其中,清洗装置2内清洗的流量为80L/h,清洗的时间为30min。
然后关闭所有阀门,打开第十三阀门22、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第九阀门19、第十二阀门24、第十四阀门23、第一循环泵30和流量计32,去离子水通过第四管路d加入清水装置中的清水箱3内,去离子水在第十三阀门22下沿着第二管路b流入第四阀门17内,然后在第一循环泵30和流量计32下沿着第一管路a泵入膜池6内,去离子水冲洗经过盐酸和氢氧化钠处理后的聚四氟乙烯平板污染膜组件,清洗后的去离子水废液以及第一管路a中的残留物在第五阀门26下沿着第一管路a流入第六阀门18内,去离子水废液以及第一管路a中的残留物不循环使用,接着通过第九阀门19和第十二阀门24沿着第二管路b流入清洗废液箱4内,清洗废液箱4内的去离子水废液以及第一管路a中的残留物通过第十四阀门23排出。其中,清水装置中清洗的流量为80L/h,清洗的时间为10min。
实际上,可随时通过第三管路c向清洗装置2内补充盐酸和氢氧化钠,从而保证盐酸和氢氧化钠的储量充足;同时,也可随时通过第四管路d向清水箱3内补充去离子水,从而保证去离子水的储量充足。
(3)、关闭所有阀门,打开热风机5、第十五阀门25和第十六阀门27,热风在第十五阀门25下沿着第一管路a进入膜池6内,干燥清洗后的聚四氟乙烯平板膜组件,然后通过第十六阀门27可以直接排放或返回热风机5内。其中,热风机5的出风温度为80℃,出风风量为100m3/h,干燥的时间为10min。
干燥过程结束后,关闭所有阀门,打开第一阀门14、第二阀门15、第四阀门17、第五阀门26、第六阀门18、第一循环泵30和流量计32,将含盐量为50g/L且有机物浓度为500mg/L的废水加入料液箱1内,料液箱1中进料液(即进入废水)的温度为55℃,流量为80L/h,膜池6的进口温度为50℃,膜池6中聚四氟乙烯平板膜组件的熔点为327℃,孔径为0.2μm,孔隙率为50%,厚度为0.8mm,接触角为134.0°,真空度为‐97KPa,则该聚四氟乙烯平板膜组件的通量为43.65L/(m2·h),出水电导率为7.14μs/cm(去离子水的电导率为1.88μs/cm),基本恢复至初始水平。由此表明,该实施例的真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法对真空膜蒸馏的无机盐污染物具有较好的清洗和干燥效果。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中,而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理,不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法,其特征在于:其包括:
废水经过真空膜蒸馏处理后,直接将真空膜蒸馏的膜进行清洗并干燥。
2.根据权利要求1所述的真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法,其特征在于:所述废水选自有机废水、无机废水和有机无机混合废水中的一种以上。
3.一种实现如权利要求1所述的真空膜蒸馏的膜清洗干燥方法的膜清洗干燥***,其特征在于:其包括:
清洗单元,用于清洗废水浓缩后的真空膜蒸馏的污染膜;
以及干燥单元,用于干燥真空膜蒸馏的清洗膜。
4.根据权利要求3所述的膜清洗干燥***,其特征在于:所述清洗单元包括清洗液装置和清水装置;和/或,
所述清洗液装置包括酸清洗液箱和碱清洗液箱,所述清洗液装置中清洗的流量为10‐120L/h,清洗的时间为10‐60min;和/或,
所述清水装置包括清水箱和清洗废液箱,所述清水装置中清洗的流量为10‐120L/h,清洗的时间为5‐10min。
5.根据权利要求4所述的膜清洗干燥***,其特征在于:所述酸清洗液箱中的酸清洗液为盐酸,浓度为0.1‐1mol/L;和/或,
所述碱清洗液箱中的碱清洗液为氢氧化钠,浓度为0.1‐1mol/L。
6.根据权利要求3所述的膜清洗干燥***,其特征在于:所述干燥单元为热风机;和/或,
所述热风机的加热部分选自镍铬丝、不锈钢发热管、铁铬发热丝和红外发热管中的一种以上;和/或,
所述热风机的出风温度为10‐350℃,所述热风机的出风风量为0.1‐1000m3/h,所述热风机的干燥的时间为10‐30min。
7.根据权利要求3所述的膜清洗干燥***,其特征在于:其还包括:废水处理单元,废水经过真空膜蒸馏装置进行浓缩处理。
8.根据权利要求7所述的膜清洗干燥***,其特征在于:所述废水处理单元包括:
料液箱,用于储存及加热废水;
膜池,用于对加热后的废水进行真空膜蒸馏;
冷却装置,用于冷却真空膜蒸馏后的水蒸气;
以及储存装置,用于储存经过冷却后的清水。
9.根据权利要求8所述的膜清洗干燥***,其特征在于:所述料液箱的加热部分为钛合金加热棒,加热温度为30‐90℃;和/或,
所述料液箱中进料液的温度为30‐90℃,所述料液箱中进料液的流量为10‐120L/h,所述料液箱的容积为10±2L。
10.根据权利要求8所述的膜清洗干燥***,其特征在于:所述膜池中真空膜蒸馏的膜选自平板膜组件、中空纤维膜组件或管式微滤膜组件中的一种以上,所述膜的孔径为0.1‐0.45μm,孔隙率为40‐50%;和/或,
所述平板膜组件的厚度为0.1‐1.0mm,接触角为133.5‐134.0°,纯水通量为44.00‐47.10L/(m2·h),出水电导率为6.70‐9.20μs/cm;所述中空纤维膜组件的内径为0.3‐1.4mm,外径为0.5‐2.0mm;所述管式微滤膜组件的内径为4‐25mm;和/或,
所述膜池中真空膜蒸馏的膜的材质为疏水性材料;和/或,
所述膜池中真空膜蒸馏的膜的材质选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚醚砜中的一种以上;和/或,
所述膜池中进口的温度为30‐80℃,所述膜池中真空度为‐80~‐98KPa;和/或,
所述冷却装置为含有冷凝管的制冷机;和/或,
所述储存装置为储液罐,所述储液罐的材质为疏水性材料;和/或,
所述储液罐的材质选自不锈钢、聚四氟乙烯和聚丙烯中的一种以上。
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