CN214990744U - 废水净化用多级膜透结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种废水净化用多级膜透结构，它属于水处理技术领域。本实用新型包括多级膜过滤机构和絮凝净化机构，多级膜过滤机构包括依次连接的微孔膜组件、超滤膜组件、纳滤膜组件和RO膜组件，絮凝净化机构包括絮凝废水储罐和多个絮凝罐，凝废水储罐与多个絮凝罐均连接，絮凝废水储罐连接微孔膜组件的进水端，微孔膜组件、超滤膜组件、纳滤膜组件和RO膜组件的浓缩液出口分别连接絮凝废水储罐。本实用新型通过前期的絮凝处理后，将有机物先行去除，从而降低了后续膜处理的压力，膜处理过程中，将无机物与大分子颗粒继续逐级分离，得到浓度提高后的含盐废水，通过结晶将盐从废水中去除，从而实现污水处理。

Description

废水净化用多级膜透结构

技术领域

本实用新型涉及一种结构，尤其是涉及一种废水净化用多级膜透结构，它属于水处理技术领域。

背景技术

随着工业的发展，环境污染和水资源短缺的问题日益严重。因此研发新型的水处理技术进行工业废水处理、回收纯水和有价值的溶质资源、实现废水的“近零排放”和资源循环利用，显得尤为重要。其中，高盐废水由于排放量大、含盐度高、对环境破坏性强等特点一直是工业废水处理的重点。

高浓度Na+、Mg2+//Cl水溶液是一种典型的高盐废水，该类废水目前主要采用先浓缩后蒸发结晶的方式处理，由于蒸发结晶操作温度高、蒸发器内的结晶过饱和度不可控，导致操作能耗一直居高不下，结晶过程可控性差，产品纯度低，过程处理产生大量固废、危废副产物。

膜分离-结晶技术是一种新型的水处理和结晶耦合分离技术，可实现纯水和有价值盐的同步回收。相比传统的反渗透、多效蒸发技术，膜蒸馏有诸多显著优点；但是膜分离过程往往容易产生堵塞，导致分离效果和效率降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计简单合理，稳定可靠，污水处理净化效果好，适用性较好的废水净化用多级膜透结构。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该废水净化用多级膜透结构，包括多级膜过滤机构，其特征在于：所述多级膜过滤机构包括依次连接的微孔膜组件、超滤膜组件、纳滤膜组件和RO膜组件，其特征在于：还包括絮凝净化机构，所述絮凝净化机构包括絮凝废水储罐和多个絮凝罐，凝废水储罐与多个絮凝罐均连接，絮凝废水储罐连接微孔膜组件的进水端，微孔膜组件、超滤膜组件、纳滤膜组件和RO膜组件的浓缩液出口分别连接絮凝废水储罐。

作为优选，本实用新型所述多级膜过滤机构还包括结晶残留液储罐、净化水储罐和连接纳滤膜组件透过液出口的结晶罐，该结晶罐与结晶残留液储罐连接，结晶残留液储罐连接RO膜组件的进水端，RO膜组件的透过液出口与净化水储罐连接。

作为优选，本实用新型所述结晶罐包括结晶柱、结晶物下料套、出料人孔、结晶孔和提拉杆，该结晶罐内设有若干结晶柱，结晶柱上套设有能沿结晶柱轴向往复运动的结晶物下料套，结晶罐底部设有出料人孔，结晶柱上密布有结晶孔，结晶物下料套上固连有一根提拉杆。

作为优选，本实用新型所述结晶柱呈中空状且底部密封顶部敞口。

作为优选，本实用新型所述结晶物下料套套设在结晶柱上，结晶物下料套呈环形且内壁与结晶柱外壁之间具有间隙。

作为优选，本实用新型所述若干结晶柱呈环形阵列设置在结晶罐内。

作为优选，本实用新型所述絮凝净化机构还包括固液分离器、气浮除油器和砂滤池，该固液分离器连接絮凝罐出料口，固液分离器的出料口与气浮除油器连接，气浮除油器的出料口连接砂滤池，砂滤池的出料口与絮凝废水储罐连接。

作为优选，本实用新型所述的微孔膜组件、超滤膜组件、纳滤膜组件和RO膜组件的滤径分别为1-10μm、10-100nm、2-10nm和0.5-2nm。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：整体结构设计简单合理，稳定可靠，通过前期的絮凝处理后，将有机物先行去除，从而降低了后续膜处理的压力，膜处理过程中，将无机物与大分子颗粒继续逐级分离，得到浓度提高后的含盐废水，通过结晶将盐从废水中去除，从而实现污水处理；其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图2是本实用新型实施例结晶罐的结构示意图。

图3是本实用新型实施例结晶柱在结晶罐内的结构示意图。

图4是本实用新型实施例结晶柱的结构示意图。

图中：多级膜过滤机构Z，微孔膜组件1，超滤膜组件2，纳滤膜组件3，RO膜组件4，絮凝净化机构5，絮凝罐6，絮凝废水储罐7，结晶罐8，结晶残留液储罐9，净化水储罐10，结晶柱11，结晶物下料套12，出料人孔13，结晶孔14，提拉杆15，固液分离器16，气浮除油器17，砂滤池18；

多级膜过滤机构Z：微孔膜组件1，超滤膜组件2，纳滤膜组件3，RO膜组件4，结晶罐8，结晶残留液储罐9，净化水储罐10；

絮凝净化机构5：絮凝罐6，絮凝废水储罐7，固液分离器16，气浮除油器17，砂滤池18；

结晶罐8：结晶柱11，结晶物下料套12，出料人孔13，结晶孔14，提拉杆15。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图4，本实施例废水净化用多级膜透结构包括多级膜过滤机构Z和絮凝净化机构5，多级膜过滤机构Z包括依次连接的微孔膜组件1、超滤膜组件2、纳滤膜组件3、RO膜组件4、结晶残留液储罐9、净化水储罐10和连接纳滤膜组件3透过液出口的结晶罐8。

本实施例结晶罐8与结晶残留液储罐9连接，结晶残留液储罐9连接RO膜组件4的进水端，RO膜组件4的透过液出口与净化水储罐10连接。

本实施例絮凝净化机构5包括依次连接的絮凝罐6、固液分离器16、气浮除油器17、砂滤池18和絮凝废水储罐7，絮凝废水储罐7连接微孔膜组件1的进水端，微孔膜组件1、超滤膜组件2、纳滤膜组件3和RO膜组件4的浓缩液出口分别连接絮凝废水储罐7。另一种方案是，微孔膜组件1、超滤膜组件2、纳滤膜组件3和RO膜组件4的浓缩液出口分别连接砂滤池18；絮凝罐6上设有搅拌器。

本实施例絮凝罐6出料口连接固液分离器16，固液分离器16的出料口连接气浮除油器17，气浮除油器17的出料口连接砂滤池18，砂滤池18的出料口连接絮凝废水储罐7。

如图2和图3所示，本实施例结晶罐8包括结晶柱11、结晶物下料套12、出料人孔13、结晶孔14和提拉杆15，该结晶罐8内设有若干结晶柱11，结晶柱11上套设有能沿结晶柱11轴向往复运动的结晶物下料套12，结晶罐8底部设有出料人孔13，结晶柱11上密布有结晶孔14，结晶物下料套12上固连有一根提拉杆15。

本实施例结晶柱11呈中空状且底部密封顶部敞口，结晶柱11上密布有结晶孔14，在结晶柱11内填充有NaCl和MgSO₄的混合物。

结合图2和图4所示，本实施例结晶物下料套12套设在结晶柱11上，结晶物下料套12呈环形且内壁与结晶柱11外壁之间具有间隙，结晶物下料套12上固连有一根提拉杆15。其中，结晶柱11与结晶罐8固定连接，提拉杆15与结晶罐8活动连接，可在结晶罐8上开设一个供提拉杆15活动的小孔即可，结晶柱11上下两端设置定位卡块，防止结晶物下料套12从结晶柱11上脱落或滑出，结晶物作为工业副产品处理。

如图3所示，若干结晶柱11呈环形阵列设置在结晶罐8内，使无机物更容易结晶，加快结晶速度。

本实施例结晶柱11内NaCl和MgSO₄的摩尔比为1:1；当然，本领域技术人员也可是适当调整NaCl和MgSO₄的摩尔比，但是本实施例中的摩尔比，保持了氯离子和硫酸根离子为1:1，对于不同的废水的适用性较好。

本实施例具体的过程是：废水进入到絮凝罐6中后，在絮凝罐6中加入聚合硫酸铁絮凝剂和PAM，并加入NaOH溶液调废水的pH至7-9，搅拌5-10min，之后用泵打入到固液分离器16中进行固液分离，分离后的固体作为固体废弃物处理，废水进入到气浮除油器17中除油，除油后的废水进入到砂滤池18中过滤，之后进入絮凝废水储罐7储存，其中，聚合硫酸铁絮凝剂和PAM与絮凝罐6中的废水的重量比分别为0.1-2wt‰：1和0.1-1wt‰：1，优选为0.5wt‰：1和0.2wt‰：1，絮凝废水储罐7的废水用泵打入到微孔膜组件1的进水端，微孔膜组件1浓缩液回流到絮凝废水储罐7中，透过液用泵打入到超滤膜组件2的进水端，超滤膜组件2的浓缩液回流到絮凝废水储罐7中，透过液用泵打入到纳滤膜组件3的进水端，纳滤膜组件3的浓缩液回流到絮凝废水储罐7中，透过液进入到结晶罐8中静置5-24hr后，将结晶罐8中的废水打入到结晶残留液储罐9中，结晶残留液储罐9中的废水用泵打入到RO膜组件4的进水端，RO膜组件4的浓缩液回流到絮凝废水储罐7中，透过液进入到净化水储罐10中，净化水储罐10中的水已经达到排放标准，可作为中水回用，或者直接排放。

本实施例结晶罐8中的液体全部打入到结晶残留液储罐9中后，上下抽提结晶物下料套12，将结晶柱11上的结晶物从结晶柱11上刮下，并往结晶柱11内补充NaCl和MgSO₄的混合物，打开出料人孔13，将结晶物从结晶罐8中取出。

本实施例中的结晶柱11不同于一般的结晶，本申请通过预先在结晶柱11内填充NaCl和MgSO₄后，制造晶核，结晶孔14作为晶核产生出，从而加速无机盐在结晶孔14快速结晶，并且使结晶过程完整充分。

微孔膜组件1、超滤膜组件2、纳滤膜组件3和RO膜组件4的滤径分别为1-10μm、10-100nm、2-10nm和0.5-2nm，微孔膜组件1、超滤膜组件2、纳滤膜组件3和RO膜组件4进水端的压力分别为0.2MPa、0.5MPa、2 MPa和5 MPa，在本实施例中，可进水端需要的压力来配置不同的泵。

本实用新型的工作原理是：废水中往往含有有机物和无机物两类杂质，通过絮凝净化机构5后，有机物被大量去除，从而减轻多级膜过滤机构Z的压力。微孔膜组件1、超滤膜组件2和纳滤膜组件3通过逐级去除大分子物质，为后续的膜过滤减轻压力，从而提高膜组件连续工作的时间，减少反冲洗时间，防止膜组件堵塞，同时有机物和无机物相对分离完成，为后续结晶完成创造条件。

在经过结晶罐8结晶后，无机盐基本结晶完成，结晶后的无机盐可作为工业副产品进一步处理，经过结晶的水可作为中水回用。之后的水通过RO膜组件4处理，得到纯化水；纯化水可作为工艺用水。

本实施例废水净化用多级膜透结构包括在絮凝净化机构5中进行絮凝净化的步骤，经过絮凝净化后的废水经过多级膜过滤机构Z后的透过液收集，浓缩液回流至絮凝净化机构5继续进行絮凝净化步骤。

应用例1

某工厂废水中的Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺和Mg²⁺的浓度分别为351.82mg/L、542.33 mg/L、164.12 mg/L和213.65 mg/L，浊度为120NTU，含油量12.1mg/L，未达排放标准。

采用实施例1的方法，在絮凝罐6中投放的聚合硫酸铁絮凝剂和PAM与废水的重量比分别为0.6wt‰：1和0.2wt‰：1，30NaOH调节pH至8.0，经过絮凝罐6、气浮除油器17和砂滤池18后的废水，Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺和Mg²⁺的浓度分别为351.60 mg/L、541.12 mg/L、163.25 mg/L和213.35 mg/L，浊度为20NTU，含油量1.8mg/L。含油量和浊度明显改善，但盐离子未见降低。

经过微孔膜组件1、超滤膜组件2、纳滤膜组件3后的透过液中，Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺和Mg²⁺的浓度分别为2.22g/L、3.37g/L、3.65g/L和1.41g/L，浊度为4NTU，含油量0.2mg/L。浊度和含油量进一步降低，但盐离子浓度提高，为后续结晶做准备。

透过液进入结晶罐8，结晶8hr后，Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺和Mg²⁺的浓度分别为12.56mg/L、8.21mg/L、11.75mg/L和2.32mg/L，浊度为4NTU，含油量0.2mg/L。盐离子浓度明显降低，但电导率仍然偏高。但已经达到排放标准。

经过RO膜组件4后，进入净化水储罐10中的水，浊度为0.2 NTU，其余指标根据中国药典2015版纯化水标准检测均合格，达到纯化水标准。

采用本实施例废水净化用多级膜透结构，多级膜过滤机构Z可连续工作7-10天再进行反冲洗12-24hr，工作连续性强。

通过上述阐述，本领域的技术人员已能实施。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种废水净化用多级膜透结构，包括多级膜过滤机构（Z），其特征在于：所述多级膜过滤机构（Z）包括依次连接的微孔膜组件（1）、超滤膜组件（2）、纳滤膜组件（3）和RO膜组件（4），其特征在于：还包括絮凝净化机构（5），所述絮凝净化机构（5）包括絮凝废水储罐（7）和多个絮凝罐（6），凝废水储罐（7）与多个絮凝罐（6）均连接，絮凝废水储罐（7）连接微孔膜组件（1）的进水端，微孔膜组件（1）、超滤膜组件（2）、纳滤膜组件（3）和RO膜组件（4）的浓缩液出口分别连接絮凝废水储罐（7）。

2.根据权利要求1所述的废水净化用多级膜透结构，其特征在于：所述多级膜过滤机构（Z）还包括结晶残留液储罐（9）、净化水储罐（10）和连接纳滤膜组件（3）透过液出口的结晶罐（8），该结晶罐（8）与结晶残留液储罐（9）连接，结晶残留液储罐（9）连接RO膜组件（4）的进水端，RO膜组件（4）的透过液出口与净化水储罐（10）连接。

3.根据权利要求2所述的废水净化用多级膜透结构，其特征在于：所述结晶罐（8）包括结晶柱（11）、结晶物下料套（12）、出料人孔（13）、结晶孔（14）和提拉杆（15），该结晶罐（8）内设有若干结晶柱（11），结晶柱（11）上套设有能沿结晶柱（11）轴向往复运动的结晶物下料套（12），结晶罐（8）底部设有出料人孔（13），结晶柱（11）上密布有结晶孔（14），结晶物下料套（12）上固连有一根提拉杆（15）。

4.根据权利要求3所述的废水净化用多级膜透结构，其特征在于：所述结晶柱（11）呈中空状且底部密封顶部敞口。

5.根据权利要求3所述的废水净化用多级膜透结构，其特征在于：所述结晶物下料套（12）套设在结晶柱（11）上，结晶物下料套（12）呈环形且内壁与结晶柱（11）外壁之间具有间隙。

6.根据权利要求3所述的废水净化用多级膜透结构，其特征在于：所述若干结晶柱（11）呈环形阵列设置在结晶罐（8）内。

7.根据权利要求1所述的废水净化用多级膜透结构，其特征在于：所述絮凝净化机构（5）还包括固液分离器（16）、气浮除油器（17）和砂滤池（18），该固液分离器（16）连接絮凝罐（6）出料口，固液分离器（16）的出料口与气浮除油器（17）连接，气浮除油器（17）的出料口连接砂滤池（18），砂滤池（18）的出料口与絮凝废水储罐（7）连接。

8.根据权利要求1所述的废水净化用多级膜透结构，其特征在于：所述的微孔膜组件（1）、超滤膜组件（2）、纳滤膜组件（3）和RO膜组件（4）的滤径分别为1-10μm、10-100nm、2-10nm和0.5-2nm。

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