申请日2015.11.28
公开(公告)日2017.06.09
IPC分类号C02F9/08; C02F1/00; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种毛细管废水处理、脱盐设备与方法，设备内部是排列有序、布置均匀的类毛细管，由浓水区、浸没区、汽水混合区、顶部真空区和清水区组成;顶部真空区与清水区通过类毛细管连接联通，浓水区设有排盐通道，并与底部的清水区完全隔绝;外部设有微波能和超声能装置;在微波能和超声能的作用下，有机物被降解去除;设备顶部设有抽真空装置和废气过滤装置，汽水混合区维持一定负压状态，类毛细管内外形成压力差，水分子在压差作用下进入管内流入清水区;形成的浓水进入浓水区，浓水和沉淀盐通过排出管排出设备外;此设备将除有机物和除盐系统一体化，针对不同类型的高盐高浓度有机废水均适用。
权利要求书
1.一种毛细管废水处理、脱盐设备，其特征在于，包括：
设备内部为排列有序、布置均匀的类毛细管(6);
设备内部由浓水区(13)、浸没区(4)、汽水混合区(3)、顶部真空区(2)和清水区(5)组成;
设备内部的清水区(5)和顶部真空区(2)通过类毛细管(6)的连接呈联通状态，汽水混合区(3)与顶部真空区(2)完全隔绝;
浓水区(13)用于形成浓水和沉淀盐，浓水区(13)设有排盐通道(14)，与清水区(5)完全隔绝，汽水混合区(3)和顶部真空区(2)完全隔绝;
设备外部设有微波能装置(7)和超声能装置(8);
设备顶部设有抽真空装置(11)和废气过滤装置(12)。
2.根据权利要求1所述的毛细管废水处理、脱盐设备，其特征在于：
所述的类毛细管(6)结构为圆柱形或方形，该结构的材料是耐腐蚀、耐高温和耐高压的高分子膜材料。
3.根据权利要求1所述的毛细管废水处理、脱盐设备，其特征在于：
所述的浸没区(4)和浓水区(13)之间设有格栅(10)，起到均匀水质、水量和支撑的作用。
4.根据权利要求1所述的毛细管废水处理、脱盐设备，其特征在于：
所述的排盐通道(14)设置在浓水区(13)，浓水区(13)形成的浓水和沉淀盐通过排盐通道(14)收集后，最后由排出管(15)排出设备外。
5.根据权利要求1所述的毛细管废水处理、脱盐设备，其特征在于：
所述的浸没区(4)内废水进行微波能和超声能反应，废水中的有机物被逐步降解而去除，同时废水温度不断上升，产生大量水蒸汽，形成浸没区(4)上部的汽水混合区(3);
汽水混合区(3)维持一定的负压值，设备为负压进水，减少运行能耗。
6.根据权利要求1所述的毛细管废水处理、脱盐设备，其特征在于：
所述的顶部真空区(2)在抽真空装置(11)的作用下呈抽真空状态，顶部真空区(2)所呈负压值低于汽水混合区(3)的负压值，使类毛细管(6)内外形成一定的压力差;
类毛细管(6)外的水分子经类毛细管(6)内外的压差作用进入类毛细管(6)内部，再经重力作用和真空作用进入清水区(5)。
7.根据权利要求1所述的毛细管废水处理、脱盐设备，其特征在于：
所述的顶部真空区(2)处设有废气过滤装置(12)，以吸收超声吹出气体中的有毒有害成分，滤料采用强吸附性材料，如活性炭;
根据权利要求1所述的毛细管废水处理、脱盐设备，其特征在于：
所述的设备外壳(16)为圆柱形或方形结构，为封闭结构，材质为耐腐蚀、耐高温和耐高压材质。
8.根据权利要求1至权利要求7任意一项所述的毛细管废水处理、脱盐设备，其特征在于，具有以下步骤：
高盐废水由进水管(1)进入浸没区(4)后，在微波能和超能的作用下，废水中的有机物被降解而去除;
废水温升高，产生大量水蒸气，附着于类毛细管(6)的外壁;
类毛细管(6)外的水分子由于类毛细管(6)内外压差作用进入类毛细管(6)内部，经重力作用和真空作用进入清水区(5)，最终由清水出水管(9)排出;
在超声能作用下，被吹脱的气体由类毛细管(6)进入顶部真空区(2)，由抽真空装置(11)排出，其中的有害成分经废气过滤装置(12)吸收去除。
说明书
毛细管废水处理、脱盐设备与方法
技术领域
本发明属于节能环保、水处理领域，具体涉及一种毛细管废水处理、脱盐设备与方法。
背景技术
高盐废水是指水中含盐量5%以上的废水，高盐废水中不仅含有较高的盐分，同时含有大量较难去除的有机化合物。高盐废水主要产自化工生产行业，由于化工生产工艺中，反应产物的溶解、吸收和洗涤，以及化工尾气的吸收，往往使用强酸或强碱来处理，产生大量的酸性盐或碱性盐，从而形成高含盐量的有机废水。实际生产中不同的化工产品以及不同的生产工艺，产生的高盐废水性质也不尽相同。
针对高盐废水中高含盐量、高浓度难降解有机物的特点，现今采用较多的是高级氧化法和膜分离结合处理。高级氧化法属化学法，对于难降解有机物处理效果较为明显，去除率高，常用的高级氧化法有芬顿试剂、电化学氧化、UV、臭氧及其联合工艺和光催化等。高级氧化法主要是以·HO(羟基自由基)为主要氧化剂与有机物反应，反应中生成的自由基可以继续参加·HO的链式反应，或者通过生成有机过氧化自由基后，进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O，从而将有机物彻底氧化分解。
常用膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透膜、电渗析和渗析等，膜分离技术进水要求较高，往往是高压进水，且进水COD浓度和盐含量均不能太高，前期预处理较为复杂，耗能大，总体费用较高。
此外，高含盐量的有机废水中盐分子的存在使高级氧化反应受到一定程度阻碍，部分盐类通过夺取·HO，终止链式反应，而有机物的存在也使得膜分离技术较为困难。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种毛细管废水处理、脱盐设备与方法，主要解决现有的高盐高浓度有机废水处理成本高、难度大的问题，将废水处理和除盐系统一体化，同步进行，以此提升高盐废水的处理效率，并且降低废水处理成本。
本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：
一种毛细管废水处理、脱盐设备与方法，具有这样的特征，包括：设备内部为排列有序、布置均匀的类毛细管;该设备内部由浓水区、浸没区、汽水混合区、顶部真空区和清水区组成;设备内部的清水区和顶部真空区通过类毛细管的连接呈联通状态，汽水混合区与顶部真空区完全隔绝;浓水区用于形成浓水和沉淀盐，浓水区设有排盐通道，与清水区完全隔绝，汽水混合区和顶部真空区完全隔绝;设备外部设有微波能和超声能装置;设备顶部设有抽真空装置和废气过滤装置。
进一步，本发明的毛细管废水处理、脱盐设备还可以具备这样的特征：所述类毛细管结构为圆柱形或方形，该结构的材料是耐腐蚀、耐高温和耐高压的高分子膜材料。
进一步，本发明的毛细管废水处理、脱盐设备还可以具备这样的特征：所述的浸没区和浓水区之间设有格栅，起到均匀水质、水量和支撑的作用。
进一步，本发明的毛细管废水处理、脱盐设备还可以具备这样的特征：所述排盐通道设置在浓水区，浓水区形成的浓水和沉淀盐通过排盐通道收集后，最后由排出管排出设备外。
进一步，本发明的毛细管废水处理、脱盐设备还可以具备这样的特征：所述的浸没区内废水进行微波能和超声能反应，废水中的有机物被逐步降解而去除，同时废水温度不断上升，产生大量水蒸汽，形成浸没区上部的汽水混合区;汽水混合区维持一定的负压值，设备为负压进水，减少运行能耗。
进一步，本发明的毛细管废水处理、脱盐设备还可以具备这样的特征：所述的顶部真空区在抽真空装置的作用下呈抽真空状态，顶部真空区所呈负压值低于汽水混合区的负压值，使类毛细管内外形成一定的压力差;
类毛细管外的水分子经类毛细管内外的压差作用进入类毛细管内部，再经重力作用和真空作用进入清水区。
进一步，本发明的毛细管废水处理、脱盐设备还可以具备这样的特征：所述的顶部真空区处设有废气过滤装置，以吸收超声吹出气体中的有毒有害成分，滤料采用强吸附性材料，如活性炭。
进一步，本发明的毛细管废水处理、脱盐设备还可以具备这样的特征：所述的设备外壳为圆柱形或方形结构，为封闭结构，材质为耐腐蚀、耐高温和耐高压材质。
进一步，本发明的毛细管废水处理、脱盐设备还可以具备这样的特征，包括以下步骤：高盐废水由进水管进入浸没区后，在微波能和超能的作用下，废水中的有机物被降解而去除;废水温升高，产生大量水蒸气，附着于类毛细管的外壁;类毛细管外的水分子由于类毛细管内外压差作用进入类毛细管内部，经重力作用和真空作用进入清水区，最终由清水出水管排出;在超声能作用下，被吹脱的气体由类毛细管进入顶部真空区，由抽真空装置排出，其中的有害成分经废气过滤装置吸收去除。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的毛细管废水处理、脱盐设备中，除有机物和脱盐系统一体化，二者能同时进行，与常规的污水处理和膜处理相比，处理效率高。利用超声和微波同时处理废水，有机物降解效率快，反应彻底。利用类毛细管内外形成的压差分离水分子，达到除去盐分和有机物的目的，无需提供额外动能，因此整个系统运行能耗较低。系统最终得到清水和含有机物浓度较低的浓盐水，有益于后续对浓盐水的进一步优化处理，这部分浓水也可以与进水混合后，再次进入处理系统，减轻后续处理负担。
顶部真空区域和底部清水区通过类毛细管联通，其顶部真空区为真空状态，因此，设备底部清水区为抽真空出水，减少能耗。浸没区的上部为真空状态，设备为负压进水，减少整体运行能耗。
设备外部采用的超声能装置，超声装置的运行对类毛细管起到清洗作用，设备无需设置清洗设施，节省人力和物力。设备进水要求低，对不同种类的高含盐量和高浓度有机物废水均可处理。
