申请日2012.08.20
公开(公告)日2013.02.27
IPC分类号C02F1/44; B01D61/36; C02F1/08
摘要
本实用新型提供了一种膜蒸馏水处理装置，包括膜组件，所述膜组件内装有疏水性微孔膜，用于将经进料口输入到所述膜组件内的原料水进行膜蒸馏，分别获得未透过所述疏水性微孔膜的浓缩的水和透过所述疏水性微孔膜的水，且所述进料口为斜开口，使得所述原料水的入流方向与所述疏水性微孔膜的膜面之间的角度小于90度。本实用新型的装置的膜组件的进料口为斜开口，破坏了膜表面附近的温度和浓度极化边界层，从而有效提高膜通量。
权利要求书
1.一种膜蒸馏水处理装置，其特征在于，所述装置包括膜组件，所述膜组件内 装有疏水性微孔膜，用于将经进料口输入到所述膜组件内的原料水进行膜蒸馏，分 别获得未透过所述疏水性微孔膜的浓缩的水和透过所述疏水性微孔膜的水，且所述 进料口为斜开口，使得所述原料水的入流方向与所述疏水性微孔膜的膜面之间的角 度小于90度。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
水槽，所述水槽内装有原料水;
第一废热集热器，与所述水槽相接，原料水在所述水槽中经所述第一废热集热 器加热;
水泵，所述膜组件的进料口通过水泵与所述水槽连接;
第二废热集热器，设置在所述水槽和所述膜组件之间，用于将由所述膜组件输 出的所述浓缩的水加热，加热后的浓缩的水输送至所述水槽。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述膜组件为板式、卷式、中空纤 维式或管式。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述疏水性微孔膜选自：聚丙烯聚 四氟乙烯复合微孔膜、聚偏氟乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚乙烯微孔膜、聚四氟 乙烯微孔膜。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述膜组件具有3-6个进料口。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述膜组件内，所述疏水性微孔膜 的两侧分别为进料侧和渗透侧，所述膜组件在所述进料侧和所述渗透侧均设有出料 口，所述浓缩的水经所述进料侧的出料口输出，经所述膜蒸馏透过所述疏水性微孔 膜的水蒸汽在所述渗透侧的出料口输出。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述渗透侧的出料口连接有冷凝器， 用于将所述水蒸汽冷凝为水。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述渗透侧的出料口连接有集水器， 所述集水器外周设有冷凝水夹套，所述水蒸汽冷凝为水后由所述集水器进行收集。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述渗透侧还连接有真空泵，用于 对渗透侧进行抽真空，促进水蒸汽的渗透。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述渗透侧通有吹扫气体，用于 带走渗透的水蒸汽。
说明书
一种膜蒸馏水处理装置
技术领域
本实用新型属于水处理及环保技术领域，特别涉及一种膜蒸馏的水处理装置。
背景技术
膜蒸馏是一种膜分离技术和传统分离技术相结合的新型膜分离技术，它采用疏 水微孔膜以膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力，当不同温度的水溶液被疏水微孔膜分 隔开时，由于膜的疏水性，两侧的水溶液均不能透过膜孔进人另一侧，但由于热侧 水溶液在膜界面处的水蒸汽压高于冷侧，水蒸汽就会透过膜孔从热侧进入冷侧而冷 凝，这与常规蒸馏中的蒸发、传质、冷凝过程十分相似，在膜蒸馏过程中，同时发 生了传热与传质两种过程，温差极化与温差极化现象也会同时产生，从而对膜蒸馏 的过程产生不利的影响。
在传统的膜蒸馏装置结构设计中，是在操作过程中使热溶液的入流方向与膜面 垂直，角度成90度(称法向入流)。在此情况下，入流的热溶液对膜面的热扰动很 小，膜两侧的温度和浓度极化现象严重，膜通量很低，影响分离效率。同样条件下， 由于温度与浓度边界层的存在将削弱蒸汽通过膜面的传质和整个蒸馏系统的热效 率，这是导致膜蒸馏通量降低的主要因素。因此如何消除温度与浓度边界层对传质 传热的影响是膜蒸馏技术的重要研究方向之一。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种节能、环保、能够消减膜分离过程中的温度极 化，提高膜通量，且结构简单、便于操作的水处理装置。
本实用新型的膜蒸馏水处理装置，包括膜组件，所述膜组件内装有疏水性微孔 膜，用于将经进料口输入到所述膜组件内的原料水进行膜蒸馏，分别获得未透过所 述疏水性微孔膜的浓缩的水和透过所述疏水性微孔膜的水，且所述进料口为斜开 口，使得所述原料水的入流方向与所述疏水性微孔膜的膜面之间的角度小于90度。
在另一优选例中，所述装置还包括：
水槽，所述水槽内装有原料水;
第一废热集热器，与所述水槽相接，原料水在所述水槽中经所述第一废热集热 器加热;
水泵，所述膜组件的进料口通过水泵与所述水槽连接;
第二废热集热器，设置在所述水槽和所述膜组件之间，用于将由所述膜组件输 出的所述浓缩的水加热，加热后的浓缩的水输送至所述水槽。
在另一优选例中，所述膜组件为板式、卷式、中空纤维式或管式。
在另一优选例中，所述疏水性微孔膜选自：聚丙烯聚四氟乙烯复合微孔膜、聚 偏氟乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚乙烯微孔膜、聚四氟乙烯微孔膜。
在另一优选例中，所述膜组件具有3-6个进料口。
在另一优选例中，所述膜组件内，所述疏水性微孔膜的两侧分别为进料侧和渗 透侧，所述膜组件在所述进料侧和所述渗透侧均设有出料口，所述浓缩的水经所述 进料侧的出料口输出，经所述膜蒸馏透过所述疏水性微孔膜的水蒸汽在所述渗透侧 的出料口输出。
在另一优选例中，所述渗透侧的出料口连接有冷凝器，用于将所述水蒸汽冷凝 为水。
在另一优选例中，所述渗透侧的出料口连接有集水器，所述集水器外周设有冷 凝水夹套，所述水蒸汽冷凝为水后由所述集水器进行收集。
在另一优选例中，所述渗透侧还连接有真空泵，用于对渗透侧进行抽真空，促 进水蒸汽的渗透。
在另一优选例中，所述渗透侧通有吹扫气体，用于带走渗透的水蒸汽。
本实用新型的装置利用废热加热，节能，环保，且进料口为斜开口，破坏了膜 表面附近的温度和浓度极化边界层，从而有效提高膜通量。
应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如 实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技 术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。