公布日：2022.11.01
申请日：2022.08.26
分类号：C02F1/58(2006.01)I;C02F1/42(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)I;C02F9/04(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本公开提供了一种用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统，其中，该膜接触反应器包括：膜壳；和位于膜壳内部的多个阳离子交换中空纤维膜和多个疏水中空纤维膜，其中，阳离子交换中空纤维膜的直径大于疏水中空纤维膜的直径，每个疏水中空纤维膜位于每个阳离子交换中空纤维膜的管腔内部，并且用封端胶分隔，在膜壳内部形成以下三个独立空间：阳离子交换中空纤维膜外侧区、阳离子交换中空纤维膜与疏水中空纤维膜之间的中间区和疏水中空纤维膜的内部区，每个独立空间各自通过膜壳上的独立的入口和出口与外界流体连通。
权利要求书
1.一种用于废水脱氨的膜接触反应器，其特征在于，所述膜接触反应器包括：膜壳；和位于所述膜壳内部的多个阳离子交换中空纤维膜和多个疏水中空纤维膜，其中，所述阳离子交换中空纤维膜的直径大于所述疏水中空纤维膜的直径，每个疏水中空纤维膜位于每个阳离子交换中空纤维膜的管腔内部，并且用封端胶分隔，在所述膜壳内部形成以下三个独立空间：阳离子交换中空纤维膜外侧区、阳离子交换中空纤维膜与疏水中空纤维膜之间的中间区和疏水中空纤维膜的内部区，每个独立空间各自通过膜壳上的独立的入口和出口与外界流体连通。
2.根据权利要求1所述的膜接触反应器，其特征在于，外侧区，与废水入口和废水出口相连；中间区，与碱吸收液出口和碱吸收液入口相连；内部区，与酸吸收液出口和酸吸收液入口相连。
3.根据权利要求1所述的膜接触反应器，其特征在于，所述阳离子交换中空纤维膜的材料包括：聚砜、聚烯烃、聚酰胺、聚苯醚、聚四氟乙烯中空纤维膜中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的膜接触反应器，其特征在于，所述疏水中空纤维膜的材料包括：聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的膜接触反应器，其特征在于，所述阳离子交换中空纤维膜的内径为：0.4-1.5mm，外径为0.5-2.0mm。
6.根据权利要求1所述的膜接触反应器，其特征在于，所述疏水中空纤维膜的内径为：0.2-0.6mm，外径为0.3-1.0mm；所述疏水中空纤维膜的孔径为0.1-1.0μm。
7.一种用于废水脱氨的膜接触反应器的处理系统，其特征在于，包括：原水箱、预处理反应池、沉淀池、保安过滤器、膜接触反应器、流体混合器依次按顺序连接，其中，所述膜接触反应器为权利要求1-6中任一项所述的膜接触反应器；碱液箱，其通过碱液泵向所述膜接触反应器的碱吸收液入口提供碱吸收液，并且接收从所述膜接触反应器的碱吸收液出口流出的碱吸收液；酸性吸收液箱，其通过酸性吸收液泵向所述膜接触反应器的酸吸收液入口提供酸吸收液，并且接收从所述膜接触反应器的酸吸收液出口流出的酸吸收液；和酸液箱，其通过酸液泵与流体混合器贯通，中和膜接触反应器排出的脱氨废水。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述膜接触反应器的废水入口与预处理阶段的保安过滤器的出口或上一级膜接触反应器的废水出口相连；所述膜接触反应器的废水出口与下一级膜接触反应器的废水入口或所述流体混合器相连。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述膜接触反应器的碱吸收液入口与所述碱液泵或上一级膜接触反应器的碱吸收液出口相连；所述膜接触反应器的碱吸收液出口与下一级膜接触反应器的碱吸收液入口或与所述碱液箱相连。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述膜接触反应器的酸吸收液入口与所述酸性吸收液泵或上一级膜接触反应器的酸吸收液出口相连；所述膜接触反应器的酸吸收液出口与下一级膜接触反应器的酸吸收液入口或与所述酸性吸收液箱相连。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本公开提供了一种用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统，以期至少部分地解决上述技术问题。
为了解决上述技术问题，作为本公开的一个方面，提供了一种膜接触反应器，包括：
膜壳；和
位于上述膜壳内部的多个阳离子交换中空纤维膜和多个疏水中空纤维膜，
其中，上述阳离子交换中空纤维膜的直径大于上述疏水中空纤维膜的直径，每个疏水中空纤维膜位于每个阳离子交换中空纤维膜的管腔内部，并且用封端胶分隔，在上述膜壳内部形成以下三个独立空间：阳离子交换中空纤维膜外侧区、阳离子交换中空纤维膜与疏水中空纤维膜之间的中间区和疏水中空纤维膜的内部区，每个独立空间各自通过膜壳上的独立的入口和出口与外界流体连通。
在其中一个实施例中，外侧区，与废水入口和废水出口相连；
中间区，与碱吸收液出口和碱吸收液入口相连；
内部区，与酸吸收液出口和酸吸收液入口相连。
在其中一个实施例中，上述阳离子交换中空纤维膜的材料包括：聚砜、聚烯烃、聚酰胺、聚苯醚、聚四氟乙烯中空纤维膜中的任意一种；
上述疏水中空纤维膜的材料包括：聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯中的任意一种。
在其中一个实施例中，上述阳离子交换中空纤维膜的内径为：0.4-1.5mm，外径为0.5-2.0mm。
在其中一个实施例中，上述疏水中空纤维膜的内径为：0.2-0.6mm，外径为0.3-1.0mm；
上述疏水中空纤维膜的孔径为0.1-1.0μm。
在其中一个实施例中，上述封端胶包括：环氧树脂或聚氨酯中的任意一种。
作为本公开的另一个方面，提供了一种用于废水脱氨的膜接触反应器的处理系统，包括：
原水箱、预处理反应池、沉淀池、保安过滤器、膜接触反应器、流体混合器依次按顺序连接，其中，上述膜接触反应器为上述实施例中的膜接触反应器；
碱液箱，其通过碱液泵向上述膜接触反应器的碱吸收液入口提供碱吸收液，并且接收从上述膜接触反应器的碱吸收液出口流出的碱吸收液；
酸性吸收液箱，其通过酸性吸收液泵向上述膜接触反应器的酸吸收液入口提供酸吸收液，并且接收从上述膜接触反应器的酸吸收液出口流出的酸吸收液；和
酸液箱，其通过酸液泵与流体混合器贯通，中和膜接触反应器排出的脱氨废水。
在其中另一个实施例中，上述膜接触反应器的废水入口与预处理阶段的保安过滤器的出口或上一级膜接触反应器的废水出口相连；
上述膜接触反应器的废水出口与下一级膜接触反应器的废水入口或上述流体混合器相连。
在其中另一个实施例中，上述膜接触反应器的碱吸收液入口与上述碱液泵或上一级膜接触反应器的碱吸收液出口相连；
上述膜接触反应器的碱吸收液出口与下一级膜接触反应器的碱吸收液入口或与上述碱液箱相连。
在其中另一个实施例中，上述膜接触反应器的酸吸收液入口与上述酸性吸收液泵或上一级膜接触反应器的酸吸收液出口相连；
上述膜接触反应器的酸吸收液出口与下一级膜接触反应器的酸吸收液入口或与上述酸性吸收液箱相连。
基于上述技术方案，本公开提供的一种用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统至少包括以下之一的有益效果：
(1)在本公开的实施例中，将阳离子交换中空纤维膜和疏水膜中空纤维膜集成在同一反应器中，并形成了阳离子交换中空纤维膜外侧区、阳离子交换中空纤维膜与疏水中空纤维膜之间的中间区和疏水中空纤维膜的内部区的三个独立空间，利用离子交换-铵根水解-吸收脱氨为一体的过程，实现了铵或氨在废水、碱液和酸液中的扩散转移，有效的完成废水的脱氨过程；而且采用套管式膜的布局方案，将疏水中空纤维膜置于阳离子交换中空纤维膜中，将两个反应器合二为一，减小了设备体积及反应系统的占地。
(2)在本公开的实施例中，将阳离子交换中空纤维膜与疏水中空纤维膜紧密堆叠，减小了阳离子交换中空纤维膜表面与疏水中空纤维膜表面的距离，有利于游离的氨快速传质及脱除。
(3)在本公开的实施例中，通过阳离子交换中空纤维膜将疏水膜空间分散，避免了传统的膜接触反应器中疏水中空纤维膜无序堆叠造成的因液-膜接触不良引起的效率低下的问题。
（发明人：张勇;王军;李魁岭;侯得印;徐莉莉;曹爱新）
