[发明专利]利用超声波强化多级正渗透膜污水深度处理系统及方法

说明书

本发明提供一种利用超声波强化多级正渗透膜污水深度处理系统及方法，包括超声波强化系统，多级正渗透膜分离系统和驱动液循环及浓缩系统；超声波强化系统包括发生装置和强化装置；多级正渗透膜分离系统中的正渗透膜为具有拦截作用的半透膜；驱动液循环及浓缩系统的核心为多效蒸发器系统，驱动液是具有高浓度的氯化钠或其它高浓度的易蒸馏的中性无机盐溶液。本发明采用超声波强化多级正渗透膜组件分离的运行方式，即可有效保证生活污水处理出水达标，也可降低膜污染，促进膜通量，保持驱动液浓度稳定和高效循环，从而有效降低能耗。本发明不但可用于船舶生活污水的处理，也可用于日常生活污水的处理。

技术领域

本发明涉及一种污水深度处理系统及方法，尤其涉及一种利用超声波强化多级正渗透膜污水深度处理系统及方法。

背景技术

进入21世纪以后，海洋开发和全球经贸开始迅猛发展，不仅是航运业还有造船业都有着空前的发展，但在发展的同时对海洋和内河、湖泊等水域的污染也在日益加重。大量船舶生活污水未经过有效处理排入到水域中，不仅会对水环境生物产生影响，也会危害到人类健康。

国际海事组织(IMO)及许多国家针对船舶生活污水排放制定了一系列严格的公约及标准，一些发达国家甚至要求在一些特定海域和港口禁止船舶排放任何污水，从而避免船舶生活污水污染海洋、河流、湖泊等水域环境。这些公约及标准的指定使得当前船舶生活污水处理相对落后的国家在国际贸易、航运业发展等方面受到了诸多的限制。目前，因膜分离装置体积小、受船体运动和颠簸影响小、且可有效实现固液分离等优点，而备受关注，以MBR为核心的处理装置在船舶生活污水处理领域得到了广泛的应用。然而，随着海洋环境保护意识的进一步加强，IMO提出了2016年各国需执行的新标准MEPC.227(64)，新标准中明确对船舶生活污水处理后排水中的总氮和总磷进行了严格的限制。众所周知，现有船用MBR处理装置对处理出水总氮与总磷指标控制能力有限，而新标准的推行势必威胁到现有MBR处理装置的处理能力；此外，广泛应用的MBR处理装置中存在的严重膜污染，以及因膜污染导致的频繁膜清洗与更换所产生的能耗与费用，也在一定程度上限制了MBR处理装置的进一步推广和应用。因此，新型船舶生活处理系统和处理方法的开发势在必行。

相比于一般的MBR处理系统，正渗透膜分离系统具有较好的控制生活污水中有机物、总氮及总磷的能力，且可适应较宽的污水pH范围，能够经受酸碱清洗液的冲击，具有高效、低污染、低能耗、运行周期长且稳定等特点。因此，发展以正渗透膜系统为核心的正渗透膜深度处理船舶生活污水的系统和方法，可实现有效控制出水污染物(总氮、总磷、有机物等)指标及减缓膜污染、降低运行成本的目的；进一步采用超声波强化正渗透膜系统的处理效能，既可实现处理过程与膜清洗同步，降低膜污染、延长膜使用周期、达到长期连续运转，也可缓解运行过程中因浓差极化而导致的渗透动力和排水通量降低的问题，从而提高膜分离效率。可见，发展以超声波强化正渗透膜深度处理船舶生活污水的系统和方法具有一定的创新意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的是为了能够有效处理船舶生活污水、减缓膜污染并实现驱动液高效循环与利用的而提供一种利用超声波强化多级正渗透膜污水深度处理系统及方法。

本发明的目的是这样实现的：包括正渗透膜分离部分、超声波强化部分、驱动液循环及浓缩部分，正渗透膜分离部分至少有两级，每级正渗透膜分离部分均包括进水罐、进水侧蠕动泵与出水侧蠕动泵、进水侧阀门与出水侧阀门、进水侧流量计与出水侧流量计、进水侧进水压力表、正渗透膜组件；超声波强化部分包括设置在每级的正渗透膜组件上的强化装置和与强化装置连接的发生装置；驱动液循环及浓缩部分包括驱动液罐、与驱动液罐连接的高效蒸发器，且驱动液罐和高效蒸发器的个数与正渗透膜分离部分的级数相等；