[发明专利]一种基于虹吸循环的负压式膜蒸馏装置及方法

说明书

一种基于虹吸循环的负压式膜蒸馏装置及方法，包括过滤釜，过滤釜包括釜体和釜盖，在釜体的下部设有固定安装板，在釜体与釜盖之间设置有活动安装板，在固定安装板和活动安装板上的安装孔之间设置有膜蒸馏组件，热水出口通过连接管路连接热流循环泵、换热器和热水进口组成热液循环管路，产水出口通过管路连接有冷凝装置、中转箱和产水水箱组成产水流通管路。本发明水蒸气因热力上升至冷凝管，冷凝后流至中转箱，随后中转箱内的水下落产生虹吸现象，从而使得膜蒸馏组件内部产生负压，增大疏水膜两侧的压力差，提高了膜通量。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种基于虹吸循环的负压式膜蒸馏装置及方法。

背景技术

在钢铁、焦化、印染等工业废水的深度处理单元中，采用纳滤、反渗透等分离技术去除废水中的盐和有机物，但随之会产生大量高盐有机浓水。这些废水不仅含盐量高而且含有难降解有机污染物，单一的蒸发结晶处理成本较大、耗能高，而且会造成水资源的浪费和耗能。膜蒸馏采用疏水膜作为废水的分离单元，利用水在膜两侧蒸发能力不同实现水的蒸发和冷凝，由于膜蒸馏可以在较为温和的操作条件下进行，即常压和中低温，因此对进水盐度和有机物要求相对低，在高盐有机浓水处理方面具有很好的应用前景。

目前现有的膜蒸馏装置中，均存在拆卸难度大，更换不方便，难以进行在线清洗的问题，同时现有的膜蒸馏装置均需要动力设备提供动力才能进行水蒸气的收集，能源消耗较大，并且膜通量较小。

发明内容

本发明针对上述问题提供了一种基于虹吸循环的负压式膜蒸馏装置及方法。

为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：

一种基于虹吸循环的负压式膜蒸馏装置，包括过滤釜，所述过滤釜包括釜体和盖合在釜体上端的釜盖，在所述釜体内腔的下部设置有固定安装板，在所述釜体与釜盖之间设置有活动安装板，在所述固定安装板和活动安装板上均设置有安装孔，且固定安装板上的安装孔和活动安装板上的安装孔一一对应，在所述固定安装板和活动安装板上的安装孔之间设置有膜蒸馏组件，所述膜蒸馏组件包括疏水膜、设置在疏水膜内外侧的支撑网以及设置在疏水膜上下端的安装套，在所述安装套上设置有安装槽，以将疏水膜和支撑网固定在一起，所述固定安装板、活动安装板以及膜蒸馏组件将过滤釜内部空间分隔成上空腔、中空腔和下空腔，其中上空腔和下空腔通过膜蒸馏组件实现连通，在所述中空腔的上部设置有热水进口，在所述中空腔的下部设置有热水出口，在所述上空腔的顶部设置有产水出口，在所述下空腔的底部设置有冷介质入口，所述热水出口通过连接管路连接热流循环泵、换热器和热水进口组成热液循环管路，在所述热液循环管路上还设置有用于排出污水的溢流阀，在所述热水进口处还外接有压缩空气管路，用于正冲洗时向热液循环管路中通入压缩空气，所述产水出口通过管路连接有冷凝装置、中转箱和产水水箱组成产水流通管路，所述过滤釜高于产水水箱1-9米，所述中转箱为封闭的箱体，所述产水水箱为非封闭式箱体，在所述中转箱内设置有二号液位计和提前存放的产水，在所述中转箱底部的出口处设置有流量调节阀。

进一步，在所述热液循环管路上还并联连接有补液箱，且补液箱位于热水出口与换热器之间，在所述补液箱的出水口设置有阀门。

再进一步，所述产水出口与蛇管式换热器之间的连接管路从补液箱内盘旋经过，以降低产水流通管路内水蒸气的温度，增加补液箱内液体的温度。

更进一步，所述冷凝装置为蛇管式换热器，在所述蛇管式换热器的一侧还设置有风机，以加强蛇管式换热器的冷却效果。

更进一步，在所述中空腔的中部设置有定位网套，用于支撑膜蒸馏组件。

更进一步，在所述活动安装板与釜体之间以及活动安装板与釜盖之间均设置有密封垫。

更进一步，所述安装孔呈锥形，以更好的实现密封。