一种浓缩过滤脱盐装置及过滤组件的制作方法

本申请涉及餐厨垃圾处理、有机肥生产等技术领域，尤其涉及一种过滤脱盐装置及具有该浓缩过滤脱盐装置的过滤脱盐组件。并适用于生物医药、食品生产、饲料生产等工艺过程中产生的高浓度有机废水的处理。

背景技术：

目前，餐厨垃圾处理与有机肥生产过程中，需对餐厨垃圾中的盐分进行分离去除，以确保有机肥的品质。采用分级膜浓缩过滤方式，具有成本低、潜力大、适用性广和环境友好等特点。经过最终反渗透膜过滤的净水可作为系统再生用水以及工艺回用水，最终外排水量可降低为零，实现零排放的餐厨垃圾处理，是解决当前餐厨垃圾处理的切实有效的措施之一。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种结构简单、造价较低、脱盐效果显著、氨基酸等有机质以及微量元素等截留率高的浓缩过滤脱盐装置及过滤组件。

为了实现上述至少之一的目的，本申请第一方面的实施例提供了一种浓缩过滤脱盐装置，包括：第一过滤塔，所述第一过滤塔内设置有纳滤复合膜；第一回收桶，所述第一回收桶与所述第一过滤塔连接，用于回收所述第一过滤塔产生的浓缩液；第二过滤塔，所述第二过滤塔与所述第一过滤塔连接，所述第二过滤塔内设置有反渗透膜；第二回收桶，所述第二回收桶与所述第二过滤塔连接，用于回收所述第二过滤塔产生的盐水；以及净水桶，所述净水桶与所述第二过滤塔连接，用于回收所述第二过滤塔产生的脱盐水；其中，所述纳滤复合膜由磺化聚醚砜与聚砜按混合制成，且所述磺化聚醚砜与所述聚砜的质量比为9:1~7:3

在其中的一些实施例中，浓缩过滤脱盐装置还包括：辅助过滤仓，所述辅助过滤仓设置在所述第二过滤塔与所述净水桶之间，所述辅助过滤仓的进口与所述第二过滤塔连通，所述辅助过滤仓的出口与所述净水桶连通；两个电极片，两个所述电极片对应地设置在所述辅助过滤仓的腔壁上，并沿所述进口到所述出口的方向设置；以及电源，所述电源的正极与负极分别与两个所述电极片连接。

在其中的一些实施例中，浓缩过滤脱盐装置还包括：反洗泵，所述反洗泵分别与所述净水桶、所述第一过滤塔及所述第二过滤塔连通，用于将所述净水桶内的液体压入所述第一过滤塔及所述第二过滤塔内；开关阀，开关阀设置在所述反洗泵与所述第二过滤塔支架，用于控制所述第二过滤塔与所述反洗泵的通断；以及控制装置，所述控制装置分别与所述反洗泵及所述开关阀连接，用于控制所述反洗泵及所述开关阀的启停。

在其中的一些实施例中，浓缩过滤脱盐装置还包括：蒸汽发生器，所述蒸汽发生器设置在所述反洗泵与所述第一过滤塔及所述第二过滤塔之间，用于向所述第一过滤塔及所述第二过滤塔内提供水蒸气。

在其中的一些实施例中，浓缩过滤脱盐装置还包括：第一多级泵，所述第一多级泵与所述第一过滤塔连接，用于将废液加压0.5mpa~0.6mpa后泵入第一过滤塔内；以及第二多级泵，所述第二多级泵设置在所述第一过滤塔与所述第二过滤塔之间，用于将从所述第一过滤塔排除的废液加压0.8mpa~0.9mpa后泵入第二过滤塔内。

在其中的一些实施例中，所述磺化聚醚砜与所述聚砜的质量比为4:1。

在其中的一些实施例中，所述纳滤复合膜的表面孔径为1nm~2nm;

所述反渗透膜的表面孔径为0.3nm~0.5nm。

在其中的一些实施例中，所述纳滤复合膜包括支架以及多个过滤膜，多个所述过滤膜设置在所述支架上，且相邻两个所述过滤膜之间具有间隔。

在其中的一些实施例中，沿垂直于所述过滤膜的方向，多个过滤膜上的孔隙尺寸逐渐降低。

本申请第二方面的实施例提供了一种过滤组件，包括：废液管道；多个如上述任一项所述浓缩过滤脱盐装置，多个所述浓缩过滤脱盐装置分别通过连接管与所述废液管道连通；多个控制阀，多个所述控制阀分别设置在多个所述连接管上，用于控制所述连接管的通断；以及控制器，所述控制器分别与多个所述控制阀及多个所述浓缩过滤脱盐装置连接；其中，所述控制器控制多个所述浓缩过滤脱盐装置中的一部分工作；预设时间后，所述控制器控制一部分的所述浓缩过滤脱盐装置进行反冲洗并控制多个所述浓缩过滤脱盐装置中的另一部分工作。

本申请的上述技术方案具有如下优点：磺化聚醚砜具有良好的亲水性、耐冲击性、化学稳定性；聚砜具有在高温下不受酸、碱的侵蚀，化学稳定性好、耐水解等特性，因此采用磺化聚醚砜及聚砜按照比例混合制成纳滤复合膜，具有良好的化学稳定性、耐水解、不受酸、碱的侵蚀，延长了纳滤复合膜的使用寿命。另外，纳滤复合膜的表面孔径为1nm~2nm，能够有效地拦截废液中的有机物与二价离子，在压力作用下一价离子能有效通过，反渗透膜的表面孔径为0.3nm~0.5nm，能够有效地拦截废液中的一价无机盐离子，即浓缩过滤脱盐装置通过纳滤复合膜能将有机质与二价微量元素等有效养分截留，再通过反渗透膜的二次过滤能够有效地将纳滤透过液中的一价无机盐截留，使废水最终透过液达到回用或排放要求。第一回收桶内截留的浓缩液以及第二回收桶内的盐水可被回收再利用。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，另外，本申请附图仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。其中：

图1是本申请所述浓缩过滤脱盐装置第一种实施例的结构示意图；

图2是本申请所述浓缩过滤脱盐装置第二种实施例的结构示意图；

图3是本申请所述浓缩过滤脱盐装置第三种实施例的结构示意图；

图4是本申请所述浓缩过滤脱盐装置第四种实施例的结构示意图；

图5是本申请所述浓缩过滤脱盐装置第五种实施例的结构示意图；

图6是本申请所述加热室的结构示意图；

图7是本申请纳滤复合膜的结构示意图；

图8是本申请所述过滤组件的结构示意图。

其中，图1至图8的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

第一过滤塔10，纳滤复合膜11，支架111，过滤膜112，第一回收桶20，第二过滤塔30，反渗透膜31，第二回收桶40，净水桶50，辅助过滤仓61，电极片62，电源63，反洗泵71，开关阀72，控制装置73，蒸汽发生器80，第一多级泵91，第二多级泵92，加热室101，加热装置102，浓缩过滤脱盐装置100，废液管道200，控制阀300，控制器400。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下述讨论提供了本申请的多个实施例。虽然每个实施例代表了申请的单一组合，但是本申请不同实施例可以替换，或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含a、b、c，另一个实施例包含b和d的组合，那么本申请也应视为包括含有a、b、c、d的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。

如图1所示，本申请第一方面的实施例提供的浓缩过滤脱盐装置100包括：第一过滤塔10、第一回收桶20、第二过滤塔30、第二回收桶40以及净水桶50。

第一过滤塔10内设置有纳滤复合膜11。

第一回收桶20与第一过滤塔10连接，用于回收第一过滤塔10产生的浓缩液。

第二过滤塔30与第一过滤塔10连接，第二过滤塔30内设置有反渗透膜31。

第二回收桶40与第二过滤塔30连接，用于回收第二过滤塔30产生的盐水。

净水桶50与第二过滤塔30连接，用于回收第二过滤塔30产生的脱盐水。

纳滤复合膜11由磺化聚醚砜与聚砜按混合制成，且磺化聚醚砜与聚砜的质量比为9:1~7:3。优选地，磺化聚醚砜与聚砜的质量比为4:1，纳滤复合膜的表面孔径为1nm~2nm；反渗透膜的表面孔径为0.3nm~0.5nm。

本申请浓缩过滤脱盐装置100的工作过程为：

将废水通入第一过滤塔10，废水通过纳滤复合膜11时，有机物以及微量元素等被纳滤复合膜11截留生成浓缩液及过滤液，浓缩液被储存到第一回收桶20内，过滤液排入第二过滤塔30；过滤液通过反渗透膜31时，过滤液中的无机盐类被反渗透膜31拦截生成盐水及净水，盐水被储存到第二回收桶40内，净水被储存到净水桶50内。以一价无机盐是钠离子与氯离子为例，纳滤复合膜11对钠离子透过率达73.12%，纳滤复合膜11对氯离子透过率达89.07%。纳滤复合膜11对氨基酸等有机质截留率为94.71%。反渗透膜31的脱盐率达98%。

本申请提供的浓缩过滤脱盐装置100，采用磺化聚醚砜及聚砜按照比例混合制成纳滤复合膜11，由于磺化聚醚砜具有良好的亲水性、耐冲击性、化学稳定性；聚砜具有在高温下也不受酸、碱的侵蚀，化学稳定性好，耐水解等特性，因此纳滤复合膜11具有良好的化学稳定性、耐水解、不受酸、碱的侵蚀，延长了纳滤复合膜11的使用寿命。另外，纳滤复合膜11的表面为孔径为1nm~2nm，能够有效地截留废液中的有机物以及二价离子，在压力作用下一价离子能有效通过，反渗透膜的表面为孔径为0.3nm~0.5nm，能够有效地截留废液中的一价无机盐离子，即浓缩过滤脱盐装置通过纳滤复合膜能将有机质及二价微量元素离子等有效养分截留，再通过反渗透膜的二次过滤能够有效地将纳滤透过液中的一价无机盐离子截留，使废水最终透过液达到回用或排放要求。第一回收桶20内的浓缩液，以及第二回收桶40内的盐水可被回收再利用。

如图2所示，在本申请的一个实施例中，浓缩过滤脱盐装置100还包括：辅助过滤仓61、两个电极片62以及电源63。

辅助过滤仓61设置在第二过滤塔30与净水桶50之间，辅助过滤仓61的进口与第二过滤塔30连通，辅助过滤仓61的出口与净水桶50连通。

两个电极片62对应地设置在辅助过滤仓61的腔壁上，并沿进口到出口的方向设置。

电源63的正极与负极分别与两个电极片62连接。

两个电极片62分别通电后分别带电，由于液体中残留的无机盐以离子状态存在，废液通过辅助过滤仓61时，废液中的无机盐离子会被吸附到电极片62上，从而进一步去除掉废液中的无机盐离子，保证了装置的过滤效果。

如图3所示，在本申请的一个实施例中，浓缩过滤脱盐装置100还包括：反洗泵71，开关阀72以及控制装置73。

反洗泵71分别与净水桶50、第一过滤塔10及第二过滤塔30连通，用于将净水桶50内的液体压入第一过滤塔10及第二过滤塔30内。

开关阀72设置在反洗泵71与第二过滤塔30支架111，用于控制第二过滤塔30与反洗泵71的通断。

控制装置73分别与反洗泵71及开关阀72连接，用于控制反洗泵71及开关阀72的启停。

浓缩过滤脱盐装置100使用一段时间后，纳滤复合膜11上会有有机物沉积及反渗透膜31上会有无机盐沉积，影响过滤效果，控制装置73控制开关阀72关闭及反洗泵71打开，反洗泵71将净水桶50中的净水分别压入第一过滤塔10及第二过滤塔30内，对纳滤复合膜11以及反渗透膜31进行冲洗，从而恢复纳滤复合膜11以及反渗透膜31过滤效果，反冲洗产生的液体分别流入第一回收桶20及第二回收桶40。

如图4所示，在本申请的一个实施例中，浓缩过滤脱盐装置100还包括：蒸汽发生器80。

蒸汽发生器80设置在反洗泵71与第一过滤塔10及第二过滤塔30之间，用于向第一过滤塔10及第二过滤塔30内提供水蒸气。

高温的蒸汽会使纳滤复合膜11及反渗透膜31孔径会略微增大，从而使沉积在纳滤复合膜11上的有机物及沉积在反渗透膜31上的无机盐快速脱离，从而对纳滤复合膜11及反渗透膜31进行充分冲洗，使纳滤复合膜11及反渗透膜31脱附再生。

如图1至图5所示，在本申请的一个实施例中，浓缩过滤脱盐装置100还包括：第一多级泵91以及第二多级泵92。

第一多级泵91与第一过滤塔10连接，用于将废液加压0.6mpa~0.9mpa后泵入第一过滤塔10内。

第二多级泵92设置在第一过滤塔10与第二过滤塔30之间，用于将从第一过滤塔10排除的废液加压0.6mpa~0.9mpa后泵入第二过滤塔30内。

第一多级泵91的设置，使废液增加微压后通过纳滤复合膜11，提高了纳滤复合膜11的过滤效果，从而充分地脱除废水中的有机物。同理，第二多级泵92的设置，使废液增加微压后通过反渗透膜31，提高了反渗透膜31的过滤效果，从而充分地脱除废水中的无机盐。

如图5和图6所示，在本申请的一个实施例中，浓缩过滤脱盐装置100还包括：加热室101以及加热装置102。

加热室101与第一过滤塔10连通。

加热装置102设置在加热室101内，废液经过加热装置102加热后流入第一过滤塔10内。

加热装置102对通过废液进行加热，温热的液体使纳滤复合膜11及反渗透膜31的温度升高，纳滤复合膜11及反渗透膜31的微孔会略微增大，会提供纳滤复合膜11及反渗透膜31的过滤效果。

如图7所示，在本申请的一个实施例中，纳滤复合膜11包括支架111以及多个过滤膜112，多个过滤膜112设置在支架111上，且相邻两个过滤膜112之间具有间隔。

相邻过滤膜112之间的间隔，增加了废液在纳滤复合膜11上滞留的时间，从而使纳滤复合膜11有效地拦截废液中的有机物。

在本申请的一个实施例中，沿垂直于过滤膜的方向，多个过滤膜上的孔隙尺寸逐渐降低。

过滤膜的拦截率能够逐渐增加，从而提高了纳滤复合膜的拦截率。以过滤膜的孔隙为是圆孔为例，孔隙尺寸指的是圆孔的直径。

如图8所示，本申请第二方面的实施例提供的过滤组件，包括：废液管道200、浓缩过滤脱盐装置100、多个控制阀300以及控制器400。

多个浓缩过滤脱盐装置100分别通过连接管与废液管道200连通。

多个控制阀300分别设置在多个连接管上，用于控制连接管的通断。

控制器400分别与多个控制阀300及多个浓缩过滤脱盐装置100连接；其中，控制器400控制多个浓缩过滤脱盐装置100中的一部分工作；预设时间后，控制器400控制一部分的浓缩过滤脱盐装置100进行反冲洗并控制多个浓缩过滤脱盐装置100中的另一部分工作。

本申请提供的过滤组件，一部分浓缩过滤脱盐装置100启动进行废液处理，工作预设时间后，该部分浓缩过滤脱盐装置100进行预设时间的反冲洗处理，同时，启动另一部分浓缩过滤脱盐装置100进行废液处理，工作预设时间后，该部分浓缩过滤脱盐装置100进行预设时间的反冲洗处理，同时，启动一部分浓缩过滤脱盐装置100进行废液处理……，如此多个浓缩过滤脱盐装置100分批轮流工作，对废液进行连续处理，实现系统不间断运行，保证了工作效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。在本申请中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。在本申请中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。