[发明专利]《高电荷亲水纳米结构膜》对污水处理及海水淡化工艺流程中的应用

说明书

技术领域：

污水处理及海水淡化 

背景技术：

《高电荷亲水纳米结构膜》对污水处理及海水淡化的原理： 

该亲水纳米结构膜是一种高电荷密度的固体膜，没有网孔，不是像反渗透膜或蒸馏膜那样，利用膜两面的压差或温差将净水由一面压到或蒸发到另一面去。而是，它具有很多由高电荷所组成的亲水基形成的亲水域所组成，水分子可以很容易在亲水域自由穿梭于膜的两面。污水或海水在膜的一面流过，如果，另一面迅速地把通过亲水域的水分子移走，这样便把净水与高盐水分离开了。 

这种转移不是简单地将液态或气态的水转移过去，而是在分子级别上，由于亲水域的高电荷亲水基对极性水分子在具有极强选择性所以，对于不具有水分子极性的其它分子、离子或基团，比如氢气分子、Na+/Cl-离子或大分子基团都一律都拒绝通过。因此，所得到的净水纯度很高，可达到美国的饮用水标准。处理模块： 

对污水及海水淡化处理的核心部件就是处理模块。每个处理模块的处理能力有两个标准规格，即1m³/day和10m³/day。 

污水及海水淡化处理系统由模块、予处理系统和后处理系统组成。予处理系统和后处理系统与其它处理系统相似，只是本系统对予处理要求比其它系统低很多。这里只介绍处理模块。用户需要多大的系统就由多少个这样的模块组成。 

膜蒸发器： 

具有高电荷亲水纳米膜的微孔管组成膜蒸发器，它将污水或海水中的水分子变成负压饱和水蒸汽，它就是净水饱和水蒸汽的蒸发器。 

冷凝器： 

将净水饱和水蒸汽冷凝成液态水。 

水汽分离器： 

在运行中，将液态水和汽态水分离开来。 

罗兹压缩机： 

在真空下，将水蒸气进行一定的增压。一方面将将水蒸气变成饱和水蒸汽压入冷凝器中，另一方面将热量回收，节约能源。 

水环泵： 

对系统维持一定的真空度。 

污水泵： 

维持污水的流动循环。 

污水循环箱： 

中转循环污水。 

净水泵： 

将产生的净水及时抽出。 

净水箱： 

储存净水。 

余热预热箱： 

利用工业余热补充系统运行过程中丢失的热量，预热至70℃。 

高浓污水箱： 

存储浓缩至5-10％的高浓污水。 

发明内容：“工艺流程” 

附图说明：

用图的形式描述整个“工艺流程”。 

具体实施方式：

工艺流程： 

1.水蒸气线路：蒸发器产生的净水蒸汽在第一冷凝器中，大部分被凝结成液态水，液态水和未被凝结的水蒸汽由第一汽水分离器分开，小部分水蒸汽由罗兹压缩机，加压并升温至第二冷凝器，进一步冷凝，成液态水，这部分水和未被凝结的很少部分的水蒸汽在第二汽水分离器分离，所剩很少的水蒸汽由水环泵吸出，经第三汽水分离器将未被凝结成液态的极少部分的水蒸汽排至大气中。同时，水环泵维持系统处于一定的真空度。 

2.污水路线： 

环境温度污水，由第一污水泵打入第二冷凝器，进行冷凝。经吸热升温的污水进入第一冷凝器对蒸汽进行冷凝。经吸热升温的污水到达B结点，如果蒸发器水槽中需要补水，经A结点入余热预热箱，经预热送入蒸发器水槽；否则，入污水循环箱，再送入第二冷凝器进行冷凝。 

这时的污水温度已被升温，所需加热的热量只是系统在运行过程中丢失的很少一部分，这就是该系统的能量回收功能。 

如果蒸发器水槽中的污水超过预定浓度，高浓污水直接经F结点，排入高浓污水箱中。 

3.净水路线： 

在第一、第二和第三水汽分离器中，净水液面达到一定程度，净水泵将净水排入净水箱中。 

结论： 

1.该系统可以处理含盐量较高的污水和海水； 

2.该系统处理后，所得净水纯度可达饮用水标准； 

3.该系统对热量可进行回收，节约能源； 

4.该膜无网孔，相对反渗透膜，不易结垢，清洗、维护费用较低； 

5.该膜是由稳定的高分子聚合物所构成，寿命较长，可达三年。