公布日:2022.11.15
申請(qǐng)日:2022.08.26
分類(lèi)號(hào):C02F1/58(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)I;C02F1/42(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本公開(kāi)提供了一種平板型膜接觸反應(yīng)器及雙膜廢水脫氨的方法,其中,該平板型膜接觸反應(yīng)器包括:進(jìn)水蓋板、出水蓋板和位于進(jìn)水蓋板、出水蓋板之間的至少一個(gè)膜組,每個(gè)膜組自進(jìn)水端至出水端依次包括塑料隔膜、廢水隔網(wǎng)、陽(yáng)離子交換膜、堿液隔網(wǎng)、疏水膜、酸液隔網(wǎng)及塑料隔膜;其中,隔網(wǎng)上包括中心網(wǎng)區(qū)和邊緣密封區(qū),隔網(wǎng)的邊緣密封區(qū)內(nèi)設(shè)置有廢水、堿液、酸液的進(jìn)水口和出水口。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種平板型膜接觸反應(yīng)器,其特征在于,包括:進(jìn)水蓋板、出水蓋板和位于進(jìn)水蓋板、出水蓋板之間的至少一個(gè)膜組,所述膜組自進(jìn)水端至出水端依次包括塑料隔膜、廢水隔網(wǎng)、陽(yáng)離子交換膜、堿液隔網(wǎng)、疏水膜、酸液隔網(wǎng)及塑料隔膜;其中,隔網(wǎng)上包括中心網(wǎng)區(qū)和邊緣密封區(qū),在所述隔網(wǎng)的邊緣密封區(qū)內(nèi)設(shè)置有廢水、堿液、酸液的進(jìn)水口和出水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜接觸反應(yīng)器,其特征在于,所述進(jìn)水蓋板和出水蓋板設(shè)置有廢水、堿液和酸液的進(jìn)水口與出水口,且為反對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膜接觸反應(yīng)器,其特征在于,所述進(jìn)水蓋板與所述出水蓋板為反對(duì)稱結(jié)構(gòu)包括:在所述進(jìn)水蓋板的左上方具有廢水進(jìn)水口,在右上方具有酸液進(jìn)水口,在所述進(jìn)水蓋板的正下方具有堿液進(jìn)水口;在所述出水蓋板的右下方具有廢水出水口,在左下方具有酸液出水口,在所述出水蓋板的正上方具有堿液出水口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜接觸反應(yīng)器,其特征在于,所述隔網(wǎng)的邊緣密封區(qū)上存在多組進(jìn)水口和出水口,其中一組進(jìn)水口與出水口通過(guò)所述隔網(wǎng)的中心網(wǎng)區(qū)相互連接,形成流體通道,其中,所述流體包括廢水、堿液和酸液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膜接觸反應(yīng)器,其特征在于,在廢水隔網(wǎng)邊緣密封區(qū)的一側(cè)設(shè)置有廢水進(jìn)水口,另一側(cè)設(shè)置有廢水出水口;在堿液隔網(wǎng)邊緣密封區(qū)的頂部設(shè)置有堿液出水口,底部設(shè)置有堿液進(jìn)水口;在酸液隔網(wǎng)邊緣密封區(qū)的一側(cè)設(shè)置有酸液進(jìn)水口,另一側(cè)設(shè)置有酸液出水口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜接觸反應(yīng)器,其特征在于,利用塑料隔膜、陽(yáng)離子交換膜以及疏水膜的界面將所述膜組的空間分為廢水相、堿液相和酸液相;按照塑料隔膜、廢水相、陽(yáng)離子交換膜、堿液相、疏水膜、酸液相以及塑料隔膜的順序相互連通,形成連續(xù)的整體。
7.根據(jù)要求4所述的膜接觸反應(yīng)器,其特征在于,所述堿液包括氫氧化鉀、氫氧化鈉水溶液中的至少一種;所述堿液的濃度為0.05-10%wt;所述酸液包括硫酸、鹽酸、硝酸、碳酸、磷酸水溶液中的至少一種;所述酸液的濃度為0.05-10%wt。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜接觸反應(yīng)器,其特征在于,所述疏水膜的材料包括以下任意一種:聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯;所述疏水膜的孔徑為0.05-1.0μm;所述隔網(wǎng)的厚度為0.2-10mm。
9.一種雙膜廢水脫氨的方法,其特征在于,采用權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的膜接觸反應(yīng)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,廢水經(jīng)進(jìn)水蓋板上的廢水進(jìn)水口與廢水隔網(wǎng)上的進(jìn)水口相連,進(jìn)入膜組中,廢水中的銨根透過(guò)陽(yáng)離子交換膜擴(kuò)散到堿液相中,反應(yīng)后的廢水經(jīng)所述廢水隔網(wǎng)上的廢水出水口進(jìn)入到下一級(jí)膜組中或經(jīng)出水蓋板上的廢水出水口排出;堿液經(jīng)進(jìn)水蓋板上的堿液進(jìn)水口與堿液隔網(wǎng)上的進(jìn)水口相連,進(jìn)入膜組中,分布在陽(yáng)離子交換膜和疏水膜之間,堿液中的氨氣透過(guò)疏水膜擴(kuò)散到酸液相中,反應(yīng)后的堿液經(jīng)所述堿液隔網(wǎng)上的堿液出水口進(jìn)入到下一級(jí)膜組中或經(jīng)出水蓋板上的堿液出水口排出;酸液經(jīng)進(jìn)水蓋板上的酸液進(jìn)水口與酸液隔網(wǎng)上的進(jìn)水口相連,進(jìn)入膜組中,反應(yīng)后的酸液經(jīng)所述酸液隔網(wǎng)上的酸液出水口進(jìn)入到下一級(jí)膜組中或經(jīng)出水蓋板上的酸液出水口排出。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題,本公開(kāi)提供了一種平板型膜接觸反應(yīng)器及雙膜廢水脫氨的方法,以期至少部分地解決上述技術(shù)間題。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,作為本公開(kāi)的一個(gè)方面,提供了一種平板型膜接觸反應(yīng)器,包括:進(jìn)水蓋板、出水蓋板和位于進(jìn)水蓋板、出水蓋板之間的至少一個(gè)膜組,上述膜組自進(jìn)水端至出水端依次包括塑料隔膜、廢水隔網(wǎng)、陽(yáng)離子交換膜、堿液隔網(wǎng)、疏水膜、酸液隔網(wǎng)以及塑料隔膜;
其中,隔網(wǎng)上包括中心網(wǎng)區(qū)和邊緣密封區(qū),在上述隔網(wǎng)的邊緣密封區(qū)內(nèi)設(shè)置有廢水、堿液、酸液的進(jìn)水口和出水口。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述進(jìn)水蓋板和出水蓋板設(shè)置有廢水、堿液和酸液的進(jìn)水口與出水口,且為反對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述進(jìn)水蓋板和出水蓋板上具有多個(gè)螺孔,用于固定連接。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述進(jìn)水蓋板與上述出水蓋板為反對(duì)稱結(jié)構(gòu)包括:
在上述進(jìn)水蓋板的左上方具有廢水進(jìn)水口,在右上方具有酸液進(jìn)水口,在上述進(jìn)水蓋板的正下方具有堿液進(jìn)水口;
在上述出水蓋板的右下方具有廢水出水口,在左下方具有酸液出水口,在上述出水蓋板的正上方具有堿液出水口。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述隔網(wǎng)的邊緣密封區(qū)上存在多組進(jìn)水口和出水口,其中一組進(jìn)水口與出水口通過(guò)上述隔網(wǎng)的中心網(wǎng)區(qū)相互連接,形成流體通道,其中,上述流體包括廢水、堿液和酸液。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,在廢水隔網(wǎng)邊緣密封區(qū)的一側(cè)設(shè)置有廢水進(jìn)水口,另一側(cè)設(shè)置有廢水出水口;
在酸堿液隔網(wǎng)邊緣密封區(qū)的頂部設(shè)置有堿液出水口,底部設(shè)置有堿液進(jìn)水口;
在酸液隔網(wǎng)邊緣密封區(qū)的一側(cè)設(shè)置有酸液進(jìn)水口,另一側(cè)設(shè)置有酸液出水口。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,
利用塑料隔膜、陽(yáng)離子交換膜以及疏水膜的界面將上述膜組的空間分為廢水相、堿液相和酸液相;
按照塑料隔膜、廢水相、陽(yáng)離子交換膜、堿液相、疏水膜、酸液相以及塑料隔膜的順序相互連通,形成連續(xù)的整體。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述堿液包括氫氧化鉀、氫氧化鈉水溶液中的至少一種;
上述堿液的濃度為0.05-10%wt;
上述酸液包括硫酸、鹽酸、硝酸、碳酸、磷酸水溶液中的至少一種;
上述酸液的濃度為0.05-10%wt。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述疏水膜的材料包括以下任意一種:
聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯;
上述疏水膜的孔徑為0.05-1.0μm;
上述隔網(wǎng)的厚度為0.2-10mm。
作為本公開(kāi)的另一個(gè)方面,提供了一種雙膜廢水脫氨的方法,采用上述的膜接觸反應(yīng)器。
在其中另一個(gè)方面中,廢水經(jīng)進(jìn)水蓋板上的廢水進(jìn)水口與廢水隔網(wǎng)上的進(jìn)水口相連,進(jìn)入膜組中,廢水中的銨根透過(guò)陽(yáng)離子交換膜擴(kuò)散到堿液相中,反應(yīng)后的廢水經(jīng)上述廢水隔網(wǎng)上的廢水出水口進(jìn)入到下一級(jí)膜組中或經(jīng)出水蓋板上的廢水出水口排出;
堿液經(jīng)進(jìn)水蓋板上的堿液進(jìn)水口與堿液隔網(wǎng)上的進(jìn)水口相連,進(jìn)入膜組中,分布在陽(yáng)離子交換膜和疏水膜之間,堿液中的氨氣透過(guò)疏水膜擴(kuò)散到酸液相中,反應(yīng)后的堿液經(jīng)上述堿液隔網(wǎng)上的堿液出水口進(jìn)入到下一級(jí)膜組中或經(jīng)出水蓋板上的堿液出水口排出;
酸液經(jīng)進(jìn)水蓋板上的酸液進(jìn)水口與酸液隔網(wǎng)上的進(jìn)水口相連,進(jìn)入膜組中,反應(yīng)后的酸液經(jīng)上述酸液隔網(wǎng)上的酸液出水口進(jìn)入到下一級(jí)膜組中或經(jīng)出水蓋板上的酸液出水口排出。
基于上述技術(shù)方案,本公開(kāi)提供的一種平板型膜接觸反應(yīng)器及雙膜廢水脫氨的方法,至少包括以下之一的有益效果:
(1)在本公開(kāi)的實(shí)施例中,該平板型膜接觸反應(yīng)器采用廢水-陽(yáng)離子交換膜-堿液-疏水膜-酸液連續(xù)排布的方式,可以實(shí)現(xiàn)氨氮的連續(xù)轉(zhuǎn)移,提高擴(kuò)散滲析效率。
(2)在本公開(kāi)的實(shí)施例中,利用陽(yáng)離子交換膜可以對(duì)廢水中的氨氮進(jìn)行選擇性分離�;陉�(yáng)離子交換膜的選擇透過(guò)性,可以對(duì)廢水中的重碳酸根、氨氮等耗堿物質(zhì)進(jìn)行攔截,大幅度地減少銨根離子水解轉(zhuǎn)化成氨氣所消耗的堿量,以及減少后續(xù)膜接觸反應(yīng)器脫氨廢水在中和過(guò)程中消耗的酸量,從而有效地減少酸和堿性試劑的投加。此外,陽(yáng)離子交換膜能夠?qū)U水中的中性有機(jī)污染物進(jìn)行攔截,減少透過(guò)疏水膜進(jìn)入到酸液相的有機(jī)物含量,提高銨鹽品質(zhì),同時(shí)降低有機(jī)污染物對(duì)疏水膜表面的污染程度;以及利用膜接觸反應(yīng)器的疏水膜,可以對(duì)堿液中的氨進(jìn)行吸收,完成氨資源的回收。
(發(fā)明人:張勇;王軍;李魁嶺;侯得印;徐莉莉;曹愛(ài)新)