[发明专利]基于并联平板式膜蒸馏技术的高氨氮废水处理装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于并联平板式膜蒸馏技术的高氨氮废水处理装置，包括太阳能加热单元与渗透相吸收单元之间的膜蒸馏单元；太阳能加热单元包括聚光型槽式太阳能集热器、原料液进液罐、铜制换热盘管，铜制换热盘管设置在原料液进液罐内，聚光型槽式太阳能集热器两端与铜制换热盘管两端相连；渗透相吸收单元包括吸收液收集罐、半导体制冷片以及温度传感器，半导体制冷片安装在吸收液收集罐外壁上，温度传感器设置在吸收液收集罐内；膜蒸馏单元包括并联平板式膜组件，并联平板式膜组件包括若干间隔设置的作为热腔的膜组件和作为冷腔的膜组件，本发明在实现氨氮废水处理的同时，还可以通过回收渗透相的方法来实现氨氮的回收利用，具有较高的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种废水处理装置，特别涉及一种高氨氮废水处理装置及方法。

背景技术

膜蒸馏(Membrane distillation，MD)工艺处理氨氮废水的基本原理是：将原水pH 值调高（实验测得原水 pH在12左右时，氨氮去除率最高），使氨氮以挥发态 NH₃的形式存在，然后使原水溶液从PVDF疏水多孔膜的一侧流过，由于疏水膜表面张力比较低，溶液不能进入膜孔，在膜孔处形成了溶液-蒸汽界面，挥发态 NH₃在此界面处蒸发，然后通过扩散、对流穿过膜孔，到达渗透相，最后以吸收液或气体形式从组件中移走，从而实现分离。

本装置基于太阳能光热-光电系统，只利用太阳能来实现装置的运转。太阳能光热系统采用聚光型槽式太阳能集热系统，利用反射、透射等聚光装置，将低能流密度的太阳光聚集并投射到面积较小的接收器并转换为热量，获得较高的温度，降低系统热损，提高热效率，从而可提高太阳能膜蒸馏系统整体性能，间接加热使用的太阳液具有抗冻、换热效果好等特点。太阳能光电系统由太阳能电池板、太阳能充电控制器和蓄电池组成，光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电设备主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，设备极为精炼、可靠稳定、寿命长、安装维护简便。

氨氮废水处理是目前水处理领域的研究热点，高浓度氨氮废水广泛存在于多种现代工业生产中，由于其具有较强的生物毒性，因此常采用物理化学方法对其进行处理。目前针对高浓度氨氮废水处理的主要方法是吹脱法、吸附法、化学沉淀法、反渗透法等。膜技术是水处理领域研究中的一个重要方向，其中膜蒸馏工艺在分离水溶液中挥发性物质方面具有很大的优势，本发明研制出以光能为驱动力来实现处理高氨氮废水的膜蒸馏装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于并联平板式膜蒸馏技术的高氨氮废水处理装置及方法，可高效实现氨氮废水处理，同时由于渗透相吸收液中氨氮浓度被得到富集，故还可实现氨氮的回收利用，具有较高的经济效益。

本发明的目的是这样实现的：一种基于并联平板式膜蒸馏技术的高氨氮废水处理装置，包括设置在太阳能加热单元与渗透相吸收单元之间的膜蒸馏单元；

所述太阳能加热单元包括聚光型槽式太阳能集热器、原料液进液罐、铜制换热盘管，所述铜制换热盘管设置在原料液进液罐内，用以与原料液进液罐内的原料液进行热交换，所述聚光型槽式太阳能集热器两端与所述铜制换热盘管两端相连，形成供热回路，用以为铜制换热盘管提供热源；

所述渗透相吸收单元包括吸收液收集罐、半导体制冷片以及温度传感器，所述半导体制冷片安装在吸收液收集罐外壁上，作为冷源用以对吸收液收集罐进行制冷，所述温度传感器设置在吸收液收集罐内，用以监测吸收液收集罐内的温度，配合半导体制冷片维持吸收液收集罐内吸收液的温度；

所述膜蒸馏单元包括并联平板式膜组件，所述并联平板式膜组件包括若干间隔设置的作为热腔的膜组件和作为冷腔的膜组件，作为热腔的膜组件两端分别并联后连接在原料液进液罐的进出口两端，形成回路，作为冷腔的膜组件两端分别并联后连接在渗透相吸收单元的进出口两端形成回路。

作为本发明的进一步限定，所述太阳能加热单元还包括：