一种正渗透焦化废水回收利用装置的制作方法

本实用新型涉及焦化废水处理技术领域，具体地说，涉及一种正渗透焦化废水回收利用装置。

背景技术：

膜分离技术由于出水水质高、设备简单易操作、能耗相对较低、适应性强等特点，在水处理领域获得越来越多的关注。正渗透是指水从较高水化学势(或较低渗透压)一侧区域通过选择透过性膜流向较低水化学势(或较高渗透压)—侧区域的过程。在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液，一种为具有较低渗透压的原料液，另一种为具有较高渗透压的驱动溶液，正渗透利用膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，使得水能自发地从原料液一侧透过选择透过性膜到达驱动液—侧。正渗透可用于海水脱盐、城市污水处理、污水深度处理、特殊类型废水处理等方面。

正渗透过程中使用的正渗透膜是由分离层和支撑层两层组成的，其能够对原水中的盐分和其他污染物起到截流作用。当待处理的原水流经分离层一侧的同时，具有较高渗透压、浓度较高的提取液同时流经另一侧的支撑层，由于所述的浓提取液的渗透压远高于分离层的原水的渗透压，则此时原水中的水分子自发地由分离层一侧向浓提取液，也即支撑层一侧流动，根据上文所述，在正渗透膜对原水中盐分和其他污染物的截流作用下，待处理的原水被浓缩，同时支撑层一侧的浓提取液被稀释。

焦化废水，是一种典型的有机废水，其来自煤炼焦、煤气净化、化工产品回收和化工产品精制过程产生的高浓度、高污染且难以降解的废水。废水中含有酚类化合物、多环芳香族化合物、脂肪族化合物等有机污染物，焦化废水的大量随意排放会对水质和环境造成巨大的危害。在焦化废水中，多环芳香族化合物尤其难以降解，并且，其还具有强致癌性；另一方面，酚类化合物不仅危害农作物生长，还会对人类的身体健康造成严重的英雄；另外，焦化废水中还包含大量氨氮，焦化废水的随意排放使得这些氨氮流入到水体中，会导致水体富营养化。

在现有技术中，焦化废水通常先后采用预处理、生化处理再后处理的过程，在焦化废水水质稳定且处理设备运行良好的情况下，出水的化学需氧量可以达到100毫克每升到150毫克每升的范围内，氨氮的含量在5毫克每升到15毫克每升的范围内。但随着人们对水体污染的关注度逐年提高、对污水治理的力度的连年增大，并且在新的工业污染物排放标准下，对出水的化学需氧量和氨氮含量有了更高的要求，致使现有技术中的焦化废水处理技术和处理设备已不再能够满足新的工业污染物排放标准，存在化学需氧量过高、氨氮含量不稳定的问题，并且，现有技术中的焦化废水处理还存在废水利用率低、处理深度较浅的技术问题。针对上述技术问题，不断发展的现有技术中提出了一种膜法处理工艺中采用纳滤和反渗透膜，因其具有的强氧化性，能够有效地降低处理后的焦化废水的化学需氧量，但现有技术中常用的膜法极易发生污染和污堵，且要求的清洗周期较短，直接导致采用该法进行焦化废水处理的运行费用大大提高。

有鉴于此，应当提供一种改进的焦化废水回收利用装置，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种能耗较低，能够有效防止渗透膜污染，延长膜的更换周期，且结构更加简化操作更加安全，运行和养护成本更低的正渗透焦化废水回收利用装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种正渗透焦化废水回收利用装置，该装置包括：正渗透膜装置，该正渗透膜装置包括焦化废水腔、提取液腔以及将所述焦化废水腔与提取液腔分隔的膜体，焦化废水腔包括焦化废水入口、提取液腔包括浓提取液入口和稀提取液出口；提取液回收装置，该提取液回收装置的液体出口与所述正渗透膜装置的浓提取液入口连接；中间水箱，该中间水箱的入液口与所述正渗透膜装置的稀提取液出口连接，所述中间水箱的出液口与所述提取液回收装置的入液口连接。

优选地，所述正渗透膜装置还可以包括清洗加药装置。

优选地，所述提取液回收装置还可以包括回用水出口。

优选地，所述提取液可以为碳酸氢铵溶液。以碳酸氢铵作为提取液，利用其极高的渗透压，同时，碳酸氢铵溶液受热容易分解成氨气和二氧化碳，利于回收后再次利用，且可以根据原水的渗透压、运行温度以及对原水回收率的要求，调整碳酸氢铵溶液的浓度。

优选地，所述膜体包括位于焦化废水腔一侧的分离层和位于提取液腔一侧的支撑层，所述分离层和支撑层紧密贴合，所述分离层为薄膜状，所述支撑层支撑所述分离层。

优选地，还包括低压水泵，用于将提取液回收装置中的浓提取液输送至正渗透膜装置，将正渗透膜装置生成的稀提取液输送至中间水箱，并将中间水箱中的稀提取液输送至提取液回收装置。

优选地，正渗透膜装置包括第一低压水泵，用于将正渗透膜装置生成的稀提取液输送至中间水箱；中间水箱包括第二低压水泵，用于将中间中间水箱中的稀提取液输送至提取液回收装置；以及提取液回收装置包括第三低压水泵，用于将提取液回收装置中的浓提取液输送至正渗透膜装置。

优选地，所述提取液回收装置包括加热器。

根据上面的描述和实践可知，本实用新型所述的正渗透焦化废水回收利用装置中，通过提取液回收装置与正渗透膜装置连接，采用碳酸氢铵作为提取液，利用其极高的渗透压，有效地改善了对焦化废水的净化效果，降低处理后原水的化学需氧量，并使得处理后原水的氨氮含量更加稳定，且不会造成二次污染。另一方面，在正渗透膜装置与提取液回收装置之间设置中间水箱，这样，提取液与焦化废水作用后得到的稀提取液流入中间水箱进行稀释，再回到提取液回收装置进行分解，分解得到的浓提取液可以重新与焦化废水进行反应，而分解出的回用水被排出作为其他工艺的补水使用，综上所述，本实用新型所述的正渗透焦化废水回收利用装置，以碳酸氢铵溶液作为焦化废水处理的提取液，通过较为简化的结构和简便的操作，就可以达到预期的处理效果，还能够降低能耗，有效防止渗透膜污染，延长膜的更换周期，且结构更加简化操作更加安全，运行和养护成本更低的正渗透焦化废水回收利用装置。

附图说明

图1为示意图，示出了本实用新型的一个实施例中所述的正渗透焦化废水回收利用装置。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本实用新型所述的正渗透焦化废水回收利用装置的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

图1为示意图，示出了本实用新型的一个实施例中所述的正渗透焦化废水回收利用装置。如图1所示，在本实用新型的该实施例中，所述的正渗透焦化废水回收利用装置包括正渗透膜装置1、中间水箱2以及提取液回收装置3，其中，正渗透膜装置1与中间水箱2以及提取液回收装置3构成回路，中间水箱2设置于正渗透膜装置1与提取液回收装置3之间。浓提取液从提取液回收装置3的出液口流出并流至正渗透膜装置1的入液口，与正渗透膜装置1内的焦化废水进行接触，接触后生成的稀提取液流入中间水箱2，经缓冲后流回至提取液回收装置3内。

具体地说，正渗透膜装置1包括膜体11、低压水泵12、清洗加药装置13。膜体11设置于正渗透膜装置1的中间，并将正渗透膜装置1分隔成两个腔体，一侧为焦化废水腔，一侧为提取液腔，焦化废水腔的焦化废水腔侧设置有焦化废水入口15和焦化废水排水口16。低压水泵12用于使得提取液自下而上地流动，并使得接触后的稀提取液从正渗透膜装置1内流出，并流至中间水箱2内。膜体11包括紧密贴合的分离层(未示出)和支撑层(未示出)，分离层为薄膜状，支撑层支撑分离层。支撑层使正渗透膜拥有较好的机械强度，结构相对疏松。而分离层相对于支撑层要薄，结构致密，透水性和截留性好。由于浓提取液的浓度高，渗透压远高于焦化废水具有的渗透压，则焦化废水中的水分子透过膜体11进入浓提取液中，在此过程中，焦化废水中的盐分及其他杂质(如COD、SS等)被膜体11截流。在本实用新型的该实施例中，采用碳酸氢铵溶液作为提取液，以碳酸氢铵作为提取液，利用其极高的渗透压，同时，碳酸氢铵溶液受热容易分解成氨气和二氧化碳，利于回收后再次利用，且可以根据原水的渗透压、运行温度以及对原水回收率的要求，调整碳酸氢铵溶液的浓度，另外，碳酸氢铵溶液还具有易于再生、低返混扩散性、安全无毒、成本低廉、抗生物污损性能佳的优点。在本实用新型的其他实施例中，还可以采用碳酸氢钾、碳酸氢钠、氯化钾、2-甲基咪唑基类化合物、两性离子(甘氨酸、脯氨酸、甜菜碱)、EDTA钠盐、复杂化合物Na4[Co(C6H4O7)2]·2H2O(Na-Co-CA)、木质素磺酸钠(NaLS)、磷腈钠盐和锂盐中的一种或几种作为提取液。清洗加药装置13设置于所述提取液腔内，其利用相似相溶原理在非使用状态时对装置内腔进行清洗。

本实用新型可以包括一低压水泵，用于将提取液回收装置3中的浓提取液输送至正渗透膜装置1，将正渗透膜装置1生成的稀提取液输送至中间水箱2，并将中间水箱2中的稀提取液输送至提取液回收装置3。或者，也可在正渗透膜装置1、中间水箱2、提取液回收装置3中分别设置低压水泵。中间水箱入液口21与正渗透膜装置出液口17连接，中间水箱出液口22与提取液回收装置入液口31连接，浓提取液与焦化废水接触后形成稀提取液并流回至中间水箱中，中间水箱可仅用于存储和缓冲，而后回到提取液回收装置3。提取液回收装置出液口32与正渗透膜装置入液口18连接。稀提取液流回至提取液回收装置3后，取液回收装置3包括加热器，提高稀提取液的温度，将碳酸氢铵分解成氨气和二氧化碳，氨气和二氧化碳溶入水中形成新的浓提取液，新的浓提取液可以重新与焦化废水进行反应，而分解出的回用水被排出作为其他工艺的补水使用。

根据上面的描述和实践可知，本实用新型所述的正渗透焦化废水回收利用装置中，通过提取液回收装置与正渗透膜装置连接，采用碳酸氢铵作为提取液，利用其极高的渗透压，有效地改善了对焦化废水的净化效果，降低处理后原水的化学需氧量，并使得处理后原水的氨氮含量更加稳定，且不会造成二次污染。另一方面，在正渗透膜装置与提取液回收装置之间设置中间水箱，这样，提取液与焦化废水作用后得到的稀提取液流入中间水箱进行稀释，再回到提取液回收装置进行分解，分解得到的浓提取液可以重新与焦化废水进行反应，而分解出的回用水被排出作为其他工艺的补水使用，综上所述，本实用新型所述的正渗透焦化废水回收利用装置，以碳酸氢铵溶液作为焦化废水处理的提取液，通过较为简化的结构和简便的操作，就可以达到预期的处理效果，还能够降低能耗，有效防止渗透膜污染，延长膜的更换周期，且结构更加简化操作更加安全，运行和养护成本更低的正渗透焦化废水回收利用装置。

正渗透膜装置具有高截留率、低膜污染等优势，并且相对于反渗透膜为低压运行模式。在零压力或低压条件下，系统就可运行，大大降低了系统能耗，减少后续运行成本。同时，由于是低压运行，膜污染层较疏松，形成较缓慢，清洗较简单，清洗周期也较长。正渗透膜对水中的盐分和其它污染物有很高的截留率，整个系统的出水水质较优选取的提取液易于回用，不会带来其它污染物，同时也减少后续运行成本。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型所述的一种正渗透焦化废水回收利用装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的一种正渗透焦化废水回收利用装置，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。