申请日2016.05.31
公开(公告)日2016.08.10
IPC分类号C02F1/44; C02F1/26; C02F103/36
摘要
本发明涉及一种组合膜分步萃取高盐废水中混合有机物的装置和方法，包括若干个膜单元，每个膜单元均包括外筒和以及若干个膜组件;外筒相互串联且第一个膜单元的外筒入口为料液进口，最后一个膜单元的外筒出口为料液出口;外筒内设置有两块与其轴线垂直的盖板，形成位于两块盖板之间的萃取区，萃取区的外筒筒壁上设置萃取液进水口和萃取液出水口;膜组件同轴安装在两块盖板之间的萃取区内，包括若干根并联的膜管，膜管的两端分别穿过两块盖板与外筒的入口和出口相连通。本发明通过将膜管组成膜组件，且在每个膜组件内膜管采用并联的形式，提高处理效率，然后将膜组件安装在外筒内形成膜单元，可以通过不同的膜组合，分步去除废水中各类有机物。
摘要附图
权利要求书
1.一种组合膜分步萃取高盐废水中混合有机物的装置，其特征在于：包括若干个膜单元(10)，每个膜单元(10)均包括外筒(1)和以及用于分离高盐废水中有机物的若干个膜组件(3);
外筒(1)两端分别设置入口和出口，外筒(1)相互串联且第一个膜单元(10)的外筒入口为料液进口(7)，最后一个膜单元(10)的外筒出口为料液出口(8);外筒(1)内设置有两块与其轴线垂直的盖板(2)，外筒(1)与两块盖板(2)之间均为密封配合，形成位于两块盖板(2)之间的萃取区，萃取区的外筒筒壁上设置萃取液进水口(4)和萃取液出水口(5);
膜组件(3)同轴安装在两块盖板(2)之间的萃取区内，包括若干根并联的膜管(31)，膜管(31)的两端分别穿过两块盖板(2)与外筒(1)的入口和出口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种组合膜分步萃取高盐废水中混合有机物的装置，其特征在于：膜单元(10)包括聚二甲基硅氧烷膜单元、聚甲基乙烯基硅氧烷膜单元、聚苯基甲氧基硅氧烷膜单元和三元乙丙橡胶膜单元中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的一种组合膜分步萃取高盐废水中混合有机物的装置，其特征在于：在聚二甲基硅氧烷膜单元、聚甲基乙烯基硅氧烷膜单元和聚苯基甲氧基硅氧烷膜单元中，膜管(31)的数量均为200～500根，膜管(31)的内径均为3～5mm，膜管(31)的管壁厚度为1～2mm。
4.根据权利要求2所述的一种组合膜分步萃取高盐废水中混合有机物的装置，其特征在于：在三元乙丙橡胶膜单元中，膜管(31)的数量均为200～600根，膜管(31)的内径均为5～7mm，膜管(31)的管壁厚度为1～2mm。
5.根据权利要求1所述的一种组合膜分步萃取高盐废水中混合有机物的装置，其特征在于：每个膜组件(3)均由20根膜管(31)组成。
6.根据权利要求1所述的一种组合膜分步萃取高盐废水中混合有机物的装置，其特征在于：每个膜组件(3)还包括两个分别与盖板(2)内侧相贴合的固定板(33)，膜管(31)的两端均分别穿过固定板(33)和盖板(2)，其中，膜管(31)和固定板(33)之间设置有用于密封的封头(32)，封头(32)为环氧树脂;两个固定板(33)之间安装有与膜管(31)相平行的固定轴(34)，固定轴(34)的端部分别固定安装在盖板(2)上。
7.根据权利要求1所述的一种组合膜分步萃取高盐废水中混合有机物的装置，其特征在于：外筒(1)通过连接管(6)串联，连接管(6)采用PE管;料液出口(8)连接排放系统或循环再利用系统，萃取液出水口(5)连接生物处理系统。
8.根据权利要求1所述的一种组合膜分步萃取高盐废水中混合有机物的装置，其特征在于：萃取区的外筒筒壁内侧安装若干个搅拌器(9)。
9.一种利用权利要求1所述的装置分步萃取高盐废水中混合有机物的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)在若干个串联的膜单元(10)内分别通入萃取液，将混有有机物的高盐废水经过预处理后通入膜单元(10)内设置的若干根膜管(31);
(b)有机物依次透过膜单元(10)内膜管(31)的管壁进入萃取液，去除有机物的高盐废水经过膜管(31)流出，完成组合膜分步萃取高盐废水中混合的有机物。
10.根据权利要求9所述的分步萃取高盐废水中混合有机物的方法，其特征在于：萃取液为NaOH溶液，萃取液的pH值为8～10;混有有机物的高盐废水通入膜单元(10)内的流量为25～60L/h。
说明书
一种组合膜分步萃取高盐废水中混合有机物的装置和方法
【技术领域】
本发明属于环境保护领域，具体涉及一种组合膜分步萃取高盐废水中混合有机物的装置和方法。
【背景技术】
高盐有机酸废水主要来源于化工、道路除冰和食品加工领域，其它不可忽略的来源还包括印染废水、皂素废水、石油开采废水、造纸废水和农药行业排出的废水等。当废水中总盐质量达到1%以上时会对微生物生长和降解活动产生抑制甚至毒害作用，使得有机物的降解难以进行下去，使生物法难以用于含盐废水的处理。高盐废水的传统处理方法主要有电解法;焚烧法;膜生物法;适盐生物处理技术等。但是一般处理困难，而且成本高。针对这些难题出现了新的渗透萃取膜技术用于处理高盐有机废水，当前的研究主要用一种膜回收或处理高盐有机废水中一种有机物，未见有利用不同萃取膜的选择特性，将渗透萃取膜技术用于处理成分复杂的混合高盐有机废水的应用。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
包括若干个膜单元，每个膜单元均包括外筒和以及用于分离高盐废水中有机物的若干个膜组件;
外筒两端分别设置入口和出口，外筒相互串联且第一个膜单元的外筒入口为料液进口，最后一个膜单元的外筒出口为料液出口;外筒内设置有两块与其轴线垂直的盖板，外筒与两块盖板之间均为密封配合，形成位于两块盖板之间的萃取区，萃取区的外筒筒壁上设置萃取液进水口和萃取液出水口;
膜组件同轴安装在两块盖板之间的萃取区内，包括若干根并联的膜管，膜管的两端分别穿过两块盖板与外筒的入口和出口相连通。
进一步地，膜单元包括聚二甲基硅氧烷膜单元、聚甲基乙烯基硅氧烷膜单元、聚苯基甲氧基硅氧烷膜单元和三元乙丙橡胶膜单元中的一种或几种。
进一步地，在聚二甲基硅氧烷膜单元、聚甲基乙烯基硅氧烷膜单元和聚苯基甲氧基硅氧烷膜单元中，膜管的数量均为200～500根，膜管的内径均为3～5mm，膜管的管壁厚度为1～2mm。
进一步地，在三元乙丙橡胶膜单元中，膜管的数量均为200～600根，膜管的内径均为5～7mm，膜管的管壁厚度为1～2mm。
进一步地，每个膜组件均由20根膜管组成。
进一步地，每个膜组件还包括两个分别与盖板内侧相贴合的固定板，膜管的两端均分别穿过固定板和盖板，其中，膜管和固定板之间设置有用于密封的封头，封头为环氧树脂;两个固定板之间安装有与膜管相平行的固定轴，固定轴的端部分别固定安装在盖板上。
进一步地，外筒通过连接管串联，连接管采用PE管;料液出口连接排放系统或循环再利用系统，萃取液出水口连接生物处理系统。
进一步地，萃取区的外筒筒壁内侧安装若干个搅拌器。
本发明方法的技术方案是：包括以下步骤：
(a)在若干个串联的膜单元内分别通入萃取液，将混有有机物的高盐废水经过预处理后通入膜单元内设置的若干根膜管;
(b)有机物依次透过膜单元内膜管的管壁进入萃取液，去除有机物的高盐废水经过膜管流出，完成组合膜分步萃取高盐废水中混合的有机物。
进一步地，萃取液为NaOH溶液，萃取液的pH值为8～10;混有有机物的高盐废水通入膜单元内的流量为25～60L/h。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明装置针对难以生物降解的含有机物高盐度废水特点，可以根据废水中有机物种类及特性选取膜管组成膜组件，且在每个膜组件内膜管采用并联的形式，提高处理效率，减少占地空间，然后将膜组件安装在外筒内形成高效的膜单元，其中膜单元串联且包括若干个，可以通过不同的膜组合，分步去除废水中各类有机物，实现有机物与无机盐分离，萃取出的有机物可以进入膜外生物相，进行生物降解，从而实现高盐度难降解有机污染物的高效去除。本发明运用灵活，结构简单，易操作，成本低，应用前景广阔，同时可与传统生物法结合实现高盐有机废水的高效处理，有效解决了将渗透萃取技术运用到高盐有机废水的去除中的难题。
进一步地，本发明根据废水中有机物种类选择聚二甲基硅氧烷膜单元、聚甲基乙烯基硅氧烷膜单元、聚苯基甲氧基硅氧烷膜单元和三元乙丙橡胶膜单元中的一种或几种组合使用，每种膜可分别去除废水中的一种或一类有机物，利用均质无孔膜的选择透过性，针对废水成分设计膜系统将废水中有机物从废水中萃取出来;由于可以采用不同类型的膜组合，使得本发明适用于各类高浓度有机废水。最终达到促进清洁生产，提高生产效率，同时降低处理成本的目的。
进一步地，本发明可以根据废水浓度及流量调节膜管面积，提高处理效率，节约成本。
进一步地，本发明中通过设置固定柱，避免进液体时晃动，提高装置稳定性。
进一步地，本发明中通过设置搅拌器，保证萃取出的有机物及时在萃取相混合均匀，避免影响萃取效率。
本发明处理方法简单，能够分步将有机物从高盐有机废水中分离出来，有机物去除效果好，去除率在90%以上。