[发明专利]一种膜蒸馏组件、混合式膜蒸馏水处理系统及方法

说明书

本发明提供一种膜蒸馏组件、混合式膜蒸馏水处理系统及方法，涉及水处理领域，包括带有通道的壳体和位于通道内的微孔膜，微孔膜将通道划分为并行的第一通道和第二通道，第一通道内远离微孔膜的一侧、第二通道内远离微孔膜的一侧均设有凸起部，凸起部沿通道轴向依次布置有多个，形成作用于通道内水体的扰动结构；针对目前膜蒸馏组件稳定性差、能耗高和水处理效果差的问题，在带有通道的壳体结构内布置微孔膜进行水体的膜蒸馏，壳体对微孔膜结构进行加固，壳体结构内壁上设置有凸起部，利用凸起部对低温侧和高温侧分别进行水体扰动，从而提高水体所携带水蒸汽穿过微孔膜进入低温侧的效率，保证微孔膜对水体的蒸发过滤效果。

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体涉及一种膜蒸馏组件、混合式膜蒸馏水处理系统及方法。

背景技术

膜蒸馏是一种采用疏水微孔膜以膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力的膜分离过程，可用于水的蒸馏淡化，对水溶液去除挥发性物质。例如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，两侧的溶质均不能透过膜孔进入另一侧，但由于热侧水溶液与膜界面的水蒸汽压高于冷侧，水蒸汽就会透过膜孔从暖侧进入冷侧而冷凝，达到水的蒸馏淡化。

膜蒸馏能够处理极高浓度含盐水，然而，目前匹配于温泉地热苦咸水膜蒸馏的膜组件及系统中，由于温泉水与苦咸水具有复杂的化学成分，使得胶体颗粒物等杂质混合盐溶液对膜组件造成一定的污染，进而导致膜组件的传质传热不佳，提纯率偏低且系统功率消耗较大；此外，当前膜组件常通过垫片来增强传质传热，然而垫片虽然增加了支撑强度，但是牢固性差，对于膜组件使用有较大的隐患。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种膜蒸馏组件、混合式膜蒸馏水处理系统及方法，在带有通道的壳体结构内布置微孔膜进行水体的膜蒸馏，壳体结构内壁上设置有凸起部，利用凸起部对低温侧和高温侧分别进行水体扰动，从而提高水体所携带水蒸汽穿过微孔膜进入低温侧的效率，保证微孔膜对水体的蒸发过滤效果。

本发明的第一目的是提供一种膜蒸馏组件，采用以下方案：

包括带有通道的壳体和位于通道内的微孔膜，微孔膜将通道划分为并行的第一通道和第二通道，第一通道内远离微孔膜的一侧、第二通道内远离微孔膜的一侧均设有凸起部，凸起部沿通道轴向依次布置有多个，形成作用于通道内水体的扰动结构。

进一步地，位于微孔膜同一侧的凸起部沿通道轴向依次交错设置，凸起部一端位于通道侧壁，另一端沿垂直通道轴线方向延伸，相邻凸起部连接通道的相异侧壁。

进一步地，所述第一通道和第二通道内分别设置有多列凸起部，位于微孔膜同侧相邻列的凸起部相对于通道轴线对称布置，凸起部截面呈平行四边形。

进一步地，所述第一通道内的凸起部和第二通道内的凸起部相对于微孔膜对称布置。

本发明的第二目的是提供一种混合式膜蒸馏水处理系统，采用以下方案：

包括过滤组件、膜蒸馏组件和后处理组件，膜蒸馏组件的浓缩液出口通过回流管连接其入口；后处理组件包括结晶器和净化器，过滤组件的浓缩液出口通过第一个膜蒸馏组件连接结晶器，过滤组件的渗透液出口通过第二个膜蒸馏组件连接净化器，第一个膜蒸馏组件的渗透液出口通过输出管连通第二个膜蒸馏组件入口。

进一步地，所述过滤组件包括颗粒过滤器和胶体过滤器，胶体过滤器一端连通颗粒过滤器，另一端连通膜蒸馏组件。

进一步地，所述胶体过滤器包括反渗透结构和/纳滤结构，胶体过滤器的第一出口为浓缩液出口，连通第一膜蒸馏组件；胶体过滤器的第二出口为渗透液出口，连通第二个膜蒸馏组件。

进一步地，所述第一个膜蒸馏组件为第一膜蒸馏组件，其浓缩液出口还连通结晶器。

进一步地，所述第二个膜蒸馏组件为第二膜蒸馏组件，其浓缩液出口连通结晶器，其渗透液出口连通净化器。