公布日：2022.11.15
申请日：2022.08.26
分类号：C02F1/58(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)I;C02F1/42(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本公开提供了一种平板型膜接触反应器及双膜废水脱氨的方法，其中，该平板型膜接触反应器包括：进水盖板、出水盖板和位于进水盖板、出水盖板之间的至少一个膜组，每个膜组自进水端至出水端依次包括塑料隔膜、废水隔网、阳离子交换膜、碱液隔网、疏水膜、酸液隔网及塑料隔膜；其中，隔网上包括中心网区和边缘密封区，隔网的边缘密封区内设置有废水、碱液、酸液的进水口和出水口。
权利要求书
1.一种平板型膜接触反应器，其特征在于，包括：进水盖板、出水盖板和位于进水盖板、出水盖板之间的至少一个膜组，所述膜组自进水端至出水端依次包括塑料隔膜、废水隔网、阳离子交换膜、碱液隔网、疏水膜、酸液隔网及塑料隔膜；其中，隔网上包括中心网区和边缘密封区，在所述隔网的边缘密封区内设置有废水、碱液、酸液的进水口和出水口。
2.根据权利要求1所述的膜接触反应器，其特征在于，所述进水盖板和出水盖板设置有废水、碱液和酸液的进水口与出水口，且为反对称结构。
3.根据权利要求2所述的膜接触反应器，其特征在于，所述进水盖板与所述出水盖板为反对称结构包括：在所述进水盖板的左上方具有废水进水口，在右上方具有酸液进水口，在所述进水盖板的正下方具有碱液进水口；在所述出水盖板的右下方具有废水出水口，在左下方具有酸液出水口，在所述出水盖板的正上方具有碱液出水口。
4.根据权利要求1所述的膜接触反应器，其特征在于，所述隔网的边缘密封区上存在多组进水口和出水口，其中一组进水口与出水口通过所述隔网的中心网区相互连接，形成流体通道，其中，所述流体包括废水、碱液和酸液。
5.根据权利要求4所述的膜接触反应器，其特征在于，在废水隔网边缘密封区的一侧设置有废水进水口，另一侧设置有废水出水口；在碱液隔网边缘密封区的顶部设置有碱液出水口，底部设置有碱液进水口；在酸液隔网边缘密封区的一侧设置有酸液进水口，另一侧设置有酸液出水口。
6.根据权利要求1所述的膜接触反应器，其特征在于，利用塑料隔膜、阳离子交换膜以及疏水膜的界面将所述膜组的空间分为废水相、碱液相和酸液相；按照塑料隔膜、废水相、阳离子交换膜、碱液相、疏水膜、酸液相以及塑料隔膜的顺序相互连通，形成连续的整体。
7.根据要求4所述的膜接触反应器，其特征在于，所述碱液包括氢氧化钾、氢氧化钠水溶液中的至少一种；所述碱液的浓度为0.05-10％wt；所述酸液包括硫酸、盐酸、硝酸、碳酸、磷酸水溶液中的至少一种；所述酸液的浓度为0.05-10％wt。
8.根据权利要求1所述的膜接触反应器，其特征在于，所述疏水膜的材料包括以下任意一种：聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯；所述疏水膜的孔径为0.05-1.0μm；所述隔网的厚度为0.2-10mm。
9.一种双膜废水脱氨的方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述的膜接触反应器。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，废水经进水盖板上的废水进水口与废水隔网上的进水口相连，进入膜组中，废水中的铵根透过阳离子交换膜扩散到碱液相中，反应后的废水经所述废水隔网上的废水出水口进入到下一级膜组中或经出水盖板上的废水出水口排出；碱液经进水盖板上的碱液进水口与碱液隔网上的进水口相连，进入膜组中，分布在阳离子交换膜和疏水膜之间，碱液中的氨气透过疏水膜扩散到酸液相中，反应后的碱液经所述碱液隔网上的碱液出水口进入到下一级膜组中或经出水盖板上的碱液出水口排出；酸液经进水盖板上的酸液进水口与酸液隔网上的进水口相连，进入膜组中，反应后的酸液经所述酸液隔网上的酸液出水口进入到下一级膜组中或经出水盖板上的酸液出水口排出。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本公开提供了一种平板型膜接触反应器及双膜废水脱氨的方法，以期至少部分地解决上述技术间题。
为了解决上述技术问题，作为本公开的一个方面，提供了一种平板型膜接触反应器，包括：进水盖板、出水盖板和位于进水盖板、出水盖板之间的至少一个膜组，上述膜组自进水端至出水端依次包括塑料隔膜、废水隔网、阳离子交换膜、碱液隔网、疏水膜、酸液隔网以及塑料隔膜；
其中，隔网上包括中心网区和边缘密封区，在上述隔网的边缘密封区内设置有废水、碱液、酸液的进水口和出水口。
在其中一个实施例中，上述进水盖板和出水盖板设置有废水、碱液和酸液的进水口与出水口，且为反对称结构。
在其中一个实施例中，上述进水盖板和出水盖板上具有多个螺孔，用于固定连接。
在其中一个实施例中，上述进水盖板与上述出水盖板为反对称结构包括：
在上述进水盖板的左上方具有废水进水口，在右上方具有酸液进水口，在上述进水盖板的正下方具有碱液进水口；
在上述出水盖板的右下方具有废水出水口，在左下方具有酸液出水口，在上述出水盖板的正上方具有碱液出水口。
在其中一个实施例中，上述隔网的边缘密封区上存在多组进水口和出水口，其中一组进水口与出水口通过上述隔网的中心网区相互连接，形成流体通道，其中，上述流体包括废水、碱液和酸液。
在其中一个实施例中，在废水隔网边缘密封区的一侧设置有废水进水口，另一侧设置有废水出水口；
在酸碱液隔网边缘密封区的顶部设置有碱液出水口，底部设置有碱液进水口；
在酸液隔网边缘密封区的一侧设置有酸液进水口，另一侧设置有酸液出水口。
在其中一个实施例中，
利用塑料隔膜、阳离子交换膜以及疏水膜的界面将上述膜组的空间分为废水相、碱液相和酸液相；
按照塑料隔膜、废水相、阳离子交换膜、碱液相、疏水膜、酸液相以及塑料隔膜的顺序相互连通，形成连续的整体。
在其中一个实施例中，上述碱液包括氢氧化钾、氢氧化钠水溶液中的至少一种；
上述碱液的浓度为0.05-10％wt；
上述酸液包括硫酸、盐酸、硝酸、碳酸、磷酸水溶液中的至少一种；
上述酸液的浓度为0.05-10％wt。
在其中一个实施例中，上述疏水膜的材料包括以下任意一种：
聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯；
上述疏水膜的孔径为0.05-1.0μm；
上述隔网的厚度为0.2-10mm。
作为本公开的另一个方面，提供了一种双膜废水脱氨的方法，采用上述的膜接触反应器。
在其中另一个方面中，废水经进水盖板上的废水进水口与废水隔网上的进水口相连，进入膜组中，废水中的铵根透过阳离子交换膜扩散到碱液相中，反应后的废水经上述废水隔网上的废水出水口进入到下一级膜组中或经出水盖板上的废水出水口排出；
碱液经进水盖板上的碱液进水口与碱液隔网上的进水口相连，进入膜组中，分布在阳离子交换膜和疏水膜之间，碱液中的氨气透过疏水膜扩散到酸液相中，反应后的碱液经上述碱液隔网上的碱液出水口进入到下一级膜组中或经出水盖板上的碱液出水口排出；
酸液经进水盖板上的酸液进水口与酸液隔网上的进水口相连，进入膜组中，反应后的酸液经上述酸液隔网上的酸液出水口进入到下一级膜组中或经出水盖板上的酸液出水口排出。
基于上述技术方案，本公开提供的一种平板型膜接触反应器及双膜废水脱氨的方法，至少包括以下之一的有益效果：
(1)在本公开的实施例中，该平板型膜接触反应器采用废水-阳离子交换膜-碱液-疏水膜-酸液连续排布的方式，可以实现氨氮的连续转移，提高扩散渗析效率。
(2)在本公开的实施例中，利用阳离子交换膜可以对废水中的氨氮进行选择性分离。基于阳离子交换膜的选择透过性，可以对废水中的重碳酸根、氨氮等耗碱物质进行拦截，大幅度地减少铵根离子水解转化成氨气所消耗的碱量，以及减少后续膜接触反应器脱氨废水在中和过程中消耗的酸量，从而有效地减少酸和碱性试剂的投加。此外，阳离子交换膜能够对废水中的中性有机污染物进行拦截，减少透过疏水膜进入到酸液相的有机物含量，提高铵盐品质，同时降低有机污染物对疏水膜表面的污染程度；以及利用膜接触反应器的疏水膜，可以对碱液中的氨进行吸收，完成氨资源的回收。
（发明人：张勇;王军;李魁岭;侯得印;徐莉莉;曹爱新）