一种膜蒸馏处理废水的方法和系统与流程

文档序号:15797438发布日期:2018-11-02 21:10阅读:276来源:国知局

本发明涉及一种核电厂的废水处理技术领域,特别涉及一种利用膜蒸馏处理废水的方法和系统。

背景技术

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。



技术实现要素:

本发明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。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下:

一方面,本发明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。

根据本发明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。

本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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;

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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,本发明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。

本发明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,使废水在膜蒸馏前通过第一循环通道返回进料槽以搅混进料箱的废水。

本发明上述的膜蒸馏处理废水方法还包括:

s301、膜蒸馏后的浓缩废水通过开启隔离阀的第二循环通道返回进料槽;

s400、对膜蒸馏后的水蒸气进行冷凝,冷凝器所需的冷却水由空冷塔负责冷却并循环使用;

s500、电导率仪在线监测冷凝后馏出液的电导率,在馏出液箱收集馏出液。

本发明实施例提供的技术方案带来的技术效果是:

通过在原有的处理系统上增加预处理单元和真空组件,实现对废水进行预处理,截留废水中的悬浮物,通过真空组件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,较之通用的废水处理方法,可以进一步降低废水的体积,提高出水水质,便于废水处理的大规模应用。在废水减容、废水处理的大规模应用方面有明显的优势。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种膜蒸馏处理废水的系统的结构示意图。

图2是本发明实施例一提供的一种膜蒸馏处理废水的控制系统示意图。

图3是本发明实施例一提供的一种膜蒸馏处理废水的方法的流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中存在的传统废水处理方法中,凝聚沉淀法效率低下;离子交换法适用性低而且产生大量二次废物需要再生;常规蒸发浓缩法能耗较大,运行费用高、设备宜腐蚀结垢;常规有压膜技术有膜污染,膜清洗易产生二次污染,运行压力高;常规膜蒸馏技术存在膜通量太小、性能不稳定等问题,本发明旨在提供一种提高了膜蒸馏技术在废水处理中的高性能、高稳定性和高经济性,减小了对膜材料的性能要求的膜蒸馏废水处理方法和系统,其核心思想是:提出一种包括对待处理废水通过真空组件维持冷侧真空进行膜蒸馏处理的膜组件,对待处理废水进行预处理的预处理单元,对待处理废水进行加热的加热单元的废水处理系统。本发明所述废水处理系统中,存入进料槽的待处理废水在输送泵的作用下可通过预处理单元进行去除其中悬浮物等固体杂质的预处理,预处理后的废水可通过加热单元进行加热后进入膜组件进行浓缩使水蒸气透过疏水性微孔膜,之后水蒸汽可通过冷凝导出到馏出液箱,经浓缩的废水经管路返回进料槽。本发明提出的膜蒸馏处理废水的方法与系统,较之通用的废水处理方法,可以进一步降低废水的体积,提高出水水质,满足近零排放的环境要求;与传统的蒸发工艺相比较,在设备尺寸、能耗、用水、可操作性、可维护性等方面具有明显的优势。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例一提供了一种膜蒸馏处理废水系统,参见图1,图1为本发明实施例一的系统结构示意图,该系统包括:

用于存放待处理的废水的进料槽100、连接在进料槽100的输出路径上的用于加热废水的加热单元200,与加热单元200连接的用于膜蒸馏处理加热后的废水的膜组件300;还包括:

连接在进料槽100和加热单元200之间的预处理单元102,以及连接在膜组件300的冷侧端的真空组件400,预处理单元102用于对废水进行预处理,截留废水中的悬浮物,并将预处理后的废水送入至加热单元200内;真空组件400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。

具体的,进料槽100为非承压圆柱体容器,该圆柱体容器底部为椭圆封头,底部设有排污口,水平设置出水口,可以减少废水中固体杂质进入下游处理单元,可以进行排污;进料槽100内设有加药接口,可以针对性添加试剂,调节ph值、增加处理效果等,此处ph预设值范围为6-9;进料槽100内设有温度监测装置和第一液位计100a,用于监测进料槽100内的废水温度信号和液位信号,此处进料槽100内废水温度整定值为60摄氏度,控制范围为40~80摄氏度;

加热单元200通过不锈钢管材焊接连接在进料槽100的输出路径上,用于加热废水;本实施例中,加热单元可以是再生式热交换器,如管壳式换热器,也可以是电加热器。使用再生式热交换器时,所述热量供应适用范围广,可以利用低温低压或高温高压的蒸汽或流体等,能够有效回收热量;进一步,本系统中加热单元出水温度整定值70摄氏度,测量范围为0~100摄氏度。

膜组件300与加热单元200通过不锈钢管材焊接连接,用于膜蒸馏处理加热后的废水;此处膜组件300可包含多组并联的膜组件,单组膜组件为模块化设备,膜组件数量依据所述处理流量确定。进一步,膜组件300采用冷侧真空建立压力差驱动(温度差)的膜系统,即将所述进料槽100内的废水加热并保持设定温度,导入疏水性膜组件300,保持膜两侧的压力差(温度差),热侧蒸汽压高于冷侧,蒸汽穿过膜后冷凝导出到馏出液箱500。其中热侧废水温度由所述加热单元200根据温度计105设定值控制,保证热侧废水温度恒定,冷侧真空度由真空泵404根据真空表401设定值控制,最终确保膜两侧压差(温差)恒定;进一步,此处温差范围约为30-40摄氏度。

预处理单元102通过不锈钢管材焊接连接在进料槽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;此处预处理单元102用于对待处理废水采用常规过滤(篮式、滤筒式、活性炭等过滤器)、微滤、超滤或砂滤等技术去污悬浮物、胶体等杂质,预处理单元102与进料槽100连接,经处理后的废水经管路返回进料槽100;或者预处理单元设置在进料槽100和膜组件300之间,所述进料槽内废水经所述预处理单元处理后,经管路导入所述膜组件300;在本发明的另一些实施例中,预处理单元可以取消或由其他工艺替代,如采用常规的蒸发、除盐、膜处理等技术。

真空组件400通过不锈钢管材焊接连接在膜组件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。此处由冷凝器403和真空泵404维持负压,膜组件300冷侧真空度由真空表401监测,能够为膜蒸馏过程提供尽量大的压差,提高膜蒸馏的通量。

进一步地,本发明提供的膜蒸馏处理废水系统还包括与进料槽100连接的第一循环通道110和第二循环通道120,设置在第二循环通道120路径上的隔离阀106,以及设置在第一循环通道110路径上的旁通阀107。

第一循环通道110的一端连接膜组件300热侧端的出口处,第二循环通道120的一端连接膜组件300热侧端的入口处,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,第一、第二循环通道中管材均为不锈钢,连接方式均为焊接。

其中,第一循环通道110循环路径依次包括:进料槽100废水出口,与废水出口连接的输送泵101,预处理单元102,加热单元200,旁通阀107至进料槽100入水口;当系统处于启动阶段时,开启此循环通道用以加热、搅混进料箱的废水。

第二循环通道120循环路径依次包括:进料槽100废水出口,与废水出口连接的输送泵101,预处理单元102,加热单元200,膜组件300,隔离阀106至进料槽100入水口,当系统处于正常自动运行时,此循环通道常开。

隔离阀106设置在第二循环通道120路径上,用于在正常运行时,打开隔离阀106,将经膜组件300浓缩后的废水通过第一循环通道110输送至进料槽100内进行循环处理;

旁通阀107设置在第一循环通道110路径上,用于在启动阶段,第二循环通道120关闭时,使第一循环通道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。

进一步地,本发明提供的膜蒸馏处理废水系统还包括输送泵101、调节阀104、控制单元600、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以及第二电导率仪501a。

具体的,输送泵101通过不锈钢管材焊接连接在预处理单元102和进料槽100之间的输送路径上,用于将进料槽100的废水增压并输送至预处理单元102,提供克服预处理单元102、加热单元200、调节阀104、膜组件300、管道和阀门阻力的动力;其中,输送泵101的出口压力约为2bar。

调节阀104连接在加热单元200与膜组件300之间,用于调节加热后的废水的流量。

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,和真空组件400,用于根据不同的输入指令,分别控制将进料槽100的废水输送至预处理单元102内进行预处理,控制输送泵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。

流量计103和温度计105分别用于监测加热后的废水的流量和温度。

第二电导率仪501a连接控制单元600,用于在线监测加热后废水的电导率。

控制单元600还用于分别接收流量计103,温度计105和第二电导率仪501a的实际流量信号,温度信号和电导率信号,并和控制单元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。

进一步地,膜组件300冷侧端连接所述真空组件400,第一电导率仪501和馏出液箱500,所述真空组件400包括:

真空表401,连接在膜组件300冷侧端与冷凝器403之间,同时连接上述控制单元600,用于监测膜组件300冷侧端的真空度;

冷凝器403,连接在冷凝器403上的空冷塔402,空冷塔402中的冷却水用于对冷凝器403进行冷却,将馏出液冷凝并循环使用,冷却水可以采用冷冻水、冷却水等公用系统替代,有效节能节水;进一步,膜组件300冷侧可以采用混合冷却的方式替代冷凝器冷却替代,即利用冷却水与冷侧的馏出液直接混合,达到冷却馏出液,维持冷侧真空度的目的;

真空泵404,与冷凝器403连接,用于保持冷侧端的负压值;

控制单元600还连接真空表401,用于接收所述真空度信号,并与预设真空度值进行比较,根据比较结果控制真空泵404的工作状态。

本实施例中,真空组件400中各组件的连接均选用不锈钢管材焊接连接。

进一步地,本发明提供的膜蒸馏处理废水系统还包括:

空冷塔402,设置在冷凝器403的上方,用于对冷凝器403进行冷却;

馏出液箱500,与冷凝器403通过不锈钢管材焊接连接,用于收集馏出液;

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);

第一电导率仪501,连接在冷凝器403和所述馏出液箱500之间,同时连接上述控制单元600,用于在线监测馏出液的电导率;此处电导率的预设值为20μs/cm,小于该值即为处理合格。

本发明提供的膜蒸馏处理废水的系统还包括可移动的柜体700,所述柜体700上开设有:

进水口701,与进料槽100的进口连接,用于外接废水;

浓缩液出口702,与进料槽100的出口连接,用于排出浓缩液;

出水口703,与馏出液箱500连接,用于排出馏出液;

其中,进料槽100,第一液位计100a,输送泵101,预处理单元102,加热单元200,膜组件300,真空组件400,流量计103,调节阀104,温度计105,第二电导率仪501a,隔离阀106,旁通阀107,馏出液箱500,第一电导率仪501,第二液位计100b和控制单元600设置在柜体内。将上述所有部件的各工艺环节涉及的设备以及水箱、管路、阀门、监测仪表、控制系统等集成到移动机柜内,实现可移动的模块化装置,更换工作地点后通电即可正常工作。内部系统自成一体,移动机柜对外只设进水口、淡水出水口和浓缩液出口三个进出口,集成系统具有自动运行、自动冲洗、故障报警和水质在线监测等功能。

参见图2,本发明提供膜蒸馏处理废水的控制系统中,控制单元600分别可控制的连接进料槽100的开关,输送泵101,调节泵104,隔离阀106,旁通阀107,加热单元200,空冷塔402,冷凝器403和真空泵404,同时连接第一液位计100a,温度计105,流量计103,第二电导率仪501a,第一电导率仪501,真空表401和第二液位计100b;

其中,控制单元600包括存储模块601,接收模块602,比较模块603和控制模块604:

工作时,由接收模块602接收第一液位计100a,温度计105,流量计103,第二电导率仪501a,第一电导率仪501,真空表401和第二液位计100b等监测仪器监测到的实际工作的参数信号后,由比较模块603将上述实际工作的参数信号与储存模块601中预先建立的相对应的正常工作时的信号预设值的范围的偏差作比较,由此偏差依据存储模块601中预设的多参数间的相互关系,实时控制和调节加热单元200、调节阀104、真空泵404等设备的启停和调节,维持实测值与预设值一致,从而达到自动运行和在线监测的技术效果。

其中,存储模块601用于预先建立膜组件300的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200的加热温度值,以及真空泵404的真空值;其中,在参数的预设值范围内,流量、加热温度和真空度分别与膜组件300的通量成正相关,即在参数的预设值范围内,流量、加热温度和真空度越高,膜组件300的通量越大。

同时,存储模块601还预先建立了多个监测设备的正常工作时的信号预设值的范围,包括第一液位计100a和第二液位计100b的工作液位值,第一电导率仪501和第二电导率仪501a的电导率值。

接收模块602用于接收流量计103和温度计105的实际流量信号和温度信号,并和存储模块601的预设值进行比较,还用于根据预设值调节加热单元200加热废水的温度。

进一步,接收模块602还用于监测第一液位计100a和第二液位计100b的进料槽100内液位信号,并和存储模块601的进料槽最高、最低工作液位和馏出液箱最高液位的预设值进行比较。

同时,接收模块602还连接真空表401,用于监测膜组件300冷侧端的真空度;以及连接第一电导率仪501和第二电导率仪501a,用于在线监测馏出液和膜组件300热侧端的电导率,其中馏出液的电导率的整定值为20μs/cm,小于该值即为处理合格。

比较模块603用于根据接收模块602接收到的参数信号,比较实际测量值与预设值的偏差,由此偏差依据存储模块601中预设的多参数间的相互关系,实时控制和调节加热单元200、调节阀104、真空泵404等设备的启停和调节,维持实测值与预设值一致;

控制模块604分别可控制地连接进料槽100的开关,输送泵101和调节阀104,加热单元200,和真空组件400,用于根据不同的输入指令,分别控制进料槽100的进料开关,将进料槽100的废水输送至预处理单元102内进行废水处理,控制加热单元200对废水加热至预设温度,调节加热后的废水通向膜组件300的流量,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。

同时,控制模块604还分别可控制的连接隔离阀106和旁通阀107,在系统启动阶段,控制模块604启动加热单元200后,可以通过控制开启旁通阀107,关闭隔离阀106,循环加热进料箱100的废水。

实施例二

本发明实施例提供了一种膜蒸馏处理废水的方法,适用于实施例一所示的一种膜蒸馏处理废水的系统,参见图3结合图2,该方法包括:

s100、将待处理的废水通过柜体700上的进水口701导入进料槽100,控制模块604控制输送泵101开启,为系统的膜蒸馏处理做准备;

具体的,进料槽100内设有第一液位计100a,用于在线监测进料槽100的液位信号。当接收单元602接收到的第一液位计100a检测到的工作液位值信号经比较模块603比较高于预设的进料槽最高工作液位时,进料槽100处于满状态;此状态下,控制模块604控制关闭进料槽100的开关,停止进料槽100进水,待系统自动运行以便膜蒸馏出更多馏出液,减少废水的体积。

当接收单元602接收到的第一液位计100a检测到的工作液位值信号经比较模块603比较低于预设的进料槽最低工作液位时,控制模块604暂停输送泵101,加热单元200和真空泵404从而停运膜蒸馏单元;同时,进行故障报警,通知工作人员向进料槽中添加待处理的废水。

接收模块602接收温度监测装置的进料槽温度信号,根据实际温度信号,经比较模块603比较对进料槽100内废水温度进行判断,如低于控制范围(40~80摄氏度),则为启动阶段,进入步骤s101;否则,为非启动阶段,即正常工作状态,进入步骤s200;

具体的,步骤s101、当系统处于启动阶段,控制模块604启动加热单元200,可以通过开启旁通阀107,关闭隔离阀106,使膜组件热侧端系统中废水进入第一循环通道,进行启动加热,循环加热进料箱100的废水,使系统中的废水达到正常工况的温度要求(整定值为60摄氏度,控制范围为40~80摄氏度),之后废水进入步骤s200;

s200、系统进入正常自动运行状态,此时控制模块604控制系统关闭旁通阀107,开启隔离阀106,使膜组件热侧端系统中废水进入第二循环通道。废水进入预处理单元102进行预处理,去除废水中的悬浮物等固体杂质,保护下游膜组件的长期稳定运行,此处可以根据待处理废水水质灵活设置,此处预处理单元对待处理废水可采用常规过滤(篮式、滤筒式、活性炭等过滤器)、微滤、超滤或砂滤等技术去污悬浮物、胶体等杂质;预处理后的废水进入至加热单元200内加热至50摄氏度至100摄氏度,加热单元200出口管线上设有流量计103,调节阀104,温度计105和第二电导率仪501a,实时在线监测废水的流量值,加热温度值和电导率值。

当接收单元602接收到的流量计103检测到的工作流量值信号经比较模块603比较低于预设的最低流量值时,控制模块604控制增加输送泵101的输出功率或上调调节阀104控制流量从而上调系统的工作流量;当接收单元602接收到的流量计103检测到的工作流量值信号经比较模块603比较高于预设的最高流量值时,控制模块604控制减少输送泵101的输出功率或下调调节阀104控制流量从而下调系统的工作流量。

当接收单元602接收到的温度计105检测到的废水工作温度值信号经比较模块603比较超出预设的工作温度值的范围时,控制模块604调整加热单元200的工作功率,使废水的工作温度回到预设的工作温度值的范围内;进一步,此处所述温度范围可以设定在70-100摄氏度,可以人为输入设定;此处调节加热单元200过程采用现有技术,不做详述。

当接收单元602接收到的第二电导率仪501a检测到的废水工作电导率信号经比较模块603比较长期超出预设的废水工作电导率值的范围时,废水处于特殊工况状态;此状态下,控制模块604控制开启调节阀104,隔离阀106和旁通阀107,开启输送泵101,进行搅混作业,可以有效防止沉淀过多;同时进行故障报警,通知工作人员对预处理单元102进行检测。

还包括:

s300、加热后的废水输送至膜组件300内进行膜蒸馏,本发明所述的一种膜蒸馏处理废水的方法利用一种借助疏水性微孔膜只允许水蒸气等易挥发组分通过膜孔的特点,当膜的两侧保持一定的温度差时,膜组件冷热两侧存在蒸汽压力差,热侧水蒸气在蒸汽压力差的作用下穿过膜孔到达冷测,遇到冷却水或冷空气凝结成馏出液。而废水中的不易挥发性放射性离子得到截留,实现放射性废水的浓缩,即净化减容。本发明通过连接在膜组件300冷侧端的真空组件400对其进行抽真空,提高膜组件300冷侧端和热侧端两端的压差,提高膜蒸馏的通量,使馏出液满足排放要求;

本发明通过上述原理对膜蒸馏之后的液体进行判断,其中,膜组件300冷侧端通过了膜孔的析出液体为水蒸气,进入步骤s400;膜组件300热侧端剩下的液体为膜蒸馏后剩余的浓缩废水,进入步骤s301。

膜组件300冷侧端管线上设置真空表401,在线实时监测膜组件300冷侧端的真空度信号。当接收单元602接收到的真空表401检测到的膜组件冷侧端真空度信号经比较模块603比较超出预设的工作真空度值的范围时,由控制模块604调整真空泵404的工作功率,使膜组件300冷侧端真空度回到预设的工作真空度值的范围内;进一步,此处所述真空度范围可以在绝压5-50kpa范围内控制,可以人为输入设定。

进一步地,该方法还包括

s301、膜蒸馏后的浓缩废水通过开启的隔离阀106返回进料槽100,与新进导入进料槽100的废水混合,重新进入系统的正常自动运行循环。

s400、对膜蒸馏后的水蒸气进行冷凝,冷凝器403所需的冷却水由空冷塔402负责冷却并循环使用,有效节能节水,此处冷凝过程采用现有技术,不做详述;进入步骤s500.

s500、第一电导率仪501在线监测冷凝后馏出液的电导率,在馏出液箱500收集馏出液。

当接收单元602接收到的第一电导率仪501检测到的工作电导率值信号经比较模块603比较高于预设的废水工作电导率值的范围时(整定值为20μs/cm,小于该值即为处理合格),废水处于特殊工况状态;此状态下,馏出液水质不合格,由控制模块604控制系统停机,并进行故障报警,通知工作人员对系统进行全面检测。

进一步,馏出液箱500上设置第二液位计100b,用于在线实时监测馏出液箱500的液位。当接收单元602接收到的第二液位计100b检测到的工作液位值信号经比较模块603比较高于预设的馏出液箱预设值时,馏出液箱500处于满状态;此状态下,本发明系统通过控制模块604暂停加热单元200,膜组件300以及真空泵404,使膜组件300热侧端的循环通道内进行自动冲洗;同时,进行故障报警,通知工作人员从出水口703导出馏出液箱500内的馏出液。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。

综上所述,本发明通过对废水进行预处理并加热废水后,对其进行膜蒸馏;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;然后对膜蒸馏后的水蒸气进行冷凝,从而获得满足相关要求后可以环境排放的馏出液。

本专利技术,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。同时把这些工艺流程特点有效的结合在一起,提高了膜蒸馏技术在废水处理中的高性能、高稳定性和高经济性,减小了对膜材料的性能要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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