[发明专利]一种膜蒸馏净水装置与方法无效

专利信息
申请号: 201010162712.5 申请日: 2010-05-05
公开(公告)号: CN102234144A 公开(公告)日: 2011-11-09
发明(设计)人: 吕晓龙 申请(专利权)人: 天津工业大学
主分类号: C02F1/14 分类号: C02F1/14;C02F1/44
代理公司: 天津三元专利商标代理有限责任公司 12203 代理人: 郑永康
地址: 300160*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 蒸馏 净水 装置 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种膜蒸馏装置与方法,尤其涉及太阳能加热与膜蒸馏净水结合起来的水净化处理装置和水处理方法。

背景技术

现有超滤膜净水方法及其装置不能有效去除水体中的离子物和小分子有机污染物,反渗透膜方法能耗高,并且净化水收率低。本发明为结合太阳能加热与膜蒸馏净水原理的一种净水方法及其装置,具有净化水水质好、净化水收率高、能耗低的优点。

膜蒸馏在近年来吸引了世界范围内的关注和研究。与普通蒸发器比较,膜蒸馏的一个最显著的特征是单位体积的蒸发面积大,因而可以使装置在常压、较低温度的蒸发过程中高效地运行,且蒸馏操作所需的汽相空间很小。与反渗透相比,膜蒸馏是热驱动过程,操作压力低,因此对膜机械性能的要求低,设备费用也低,过程安全性得到了提高,而且,膜蒸馏的操作压力低,脱盐率高,膜污染少。膜蒸馏是一种采用疏水微孔膜,以膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力的膜分离过程。在微孔疏水膜两侧的蒸汽压差的驱动下,水蒸汽从被加热的原水一侧穿过疏水膜后再被冷凝为液态的分离过程。由于膜的疏水性,只有水蒸汽能透过膜孔,原水以及溶解在其中的非挥发性溶质无法穿过膜孔,所以膜蒸馏过程理论上可以对离子、大分子、胶体、细胞和其它非挥发物实现100%的脱除。微孔疏水膜在膜蒸馏过程中起两相之间的支撑屏蔽作用。在膜蒸馏的过程中,同时发生传热与传质两种过程,温差极化与温差极化现象也会同时产生,从而对膜蒸馏的过程产生不利的影响。

膜蒸馏过程的操作温度低于传统的蒸馏过程,而操作压力又低于传统的膜分离过程;对膜的机械性能要求较低;与传统的蒸馏过程相比,蒸汽空间显著减少。

膜蒸馏技术具有操作压力低,可得到99.99%的脱盐率和在良好操作条件下高于反渗透的水通量,显示了它作为反渗透技术的替代(大规模纯水制备)或补充技术(如用于船舶饮用水等)的应用潜力,在降低投资和运行费用,提高水的利用率,减少浓水排放方面,可望取得显著的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的缺陷,提供一种结合太阳能加热与膜蒸馏净水原理的一种净水方法及其装置。

本发明提供一种太阳能膜蒸馏净水装置,其特征在于:太阳能集热管与疏水性中空纤维膜组件、自来水储水箱、循环水泵依次管接,构成热水回路;疏水性中空纤维膜组件的另外一侧与纯水箱管接,构成冷纯水回路。

此外,集热管的出口连接到膜组件的管程入口、储水箱连接到膜组件的管程出口。

另外,疏水性中空纤维膜组件的壳程与纯水箱管接,纯水箱的重力位置高于疏水性中空纤维膜组件的壳程下侧入口,纯水箱的高液位高于膜组件的壳程上侧出口,在纯水箱的高液位与膜组件的壳程上侧出口之间,管接纯水净化水管路和阀门,当纯水箱中纯水的液位高于膜组件的壳程上侧出口时,在重力作用下,净化水经由阀门流出。

另外,纯水箱上方设置有呼吸器,使纯水箱中的空气与大气相通,并防止空气中的细菌与灰尘进入纯水箱。

另外,储水箱上设置有自来水补水管和电加热管。

另外,热水管路上设置低位排污阀。

本发明还提供一种使用如上所述净水装置的太阳能膜蒸馏净水方法,其特征在于:热水回路中的自来水,被斜置的太阳能集热管加热后,自然上升进入膜组件内,在膜组件另外一侧的冷流体作用下,一部分热水发生膜蒸馏效应,透过疏水性中空纤维膜,进入膜组件的另外一侧,另一部分被降温的热水,从膜组件流出,进入自来水储水箱,再由管路,流入被斜置的太阳能集热管下端口;纯水箱中的冷的纯水,在重力的作用下,经由膜组件的入口流入中空纤维膜丝,汇合了透过疏水性中空纤维膜的热水并被加热后,自然上升,经由中空纤维膜丝的出口返回纯水箱中。

通过本发明取得如下效果:

本发明为结合太阳能加热与膜蒸馏净水原理的一种净水方法及其装置,具有净化水水质好、净化水收率高、能耗低的优点。

在本发明的系统中,待处理的液体可以是自来水、海水等。

附图说明

图1是本发明太阳能膜蒸馏净水装置示意图。

具体实施方式

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