一种耐高温PTFE中空纤维脱氨膜装置的制作方法

本技术涉及一种耐高温ptfe中空纤维脱氨膜，特别是一种耐高温ptfe中空纤维脱氨膜装置，属环境科学与工程。

背景技术：

1、各行各业或多或少均有一定量氨氮废水产生，比较典型的行业有：有色、冶炼、新能源、医药、化工等，若不加以妥善处理，氨氮废水容易引起水体富营养化、水体黑臭等环境污染问题，需要重点、持续关注。

2、目前针对氨氮废水主要处理工艺有：生物法、蒸氨法、吹脱法、化学沉淀法、折点氯化法等，在实际中应用中普遍存在氨氮处理浓度受限、高cod时应用受限、能耗高、二次污染、性能不稳定、出水氨氮高等问题，运用受到一定限制，近年来膜脱氨法由于其脱氨效率高、无二次污染、占地面积小、投资费用省等特点逐步受到关注并广泛应用于氨氮废水治理。

3、膜法脱氨主要利用脱氨膜本身的疏水性，首先，采用碱液调节废水ph，由于氨氮在水中存在解离平衡当ph＞11，废水中98％的氨氮以游离氨(nh3)形式存在；其次，膜本身强疏水，将废水和吸收液分别严格分隔在管程和壳程；最后，游离氨(nh3)以膜两侧分压差为推动力透过膜孔进入壳程与吸收液接触、反应，实现脱氨。当前应用较多的制膜材料有pp、ptfe，ptfe因其材料本身具有的高性能、高强度、抗污染等特点，在诸多使用场合体现出优越性，ptfe中空纤维脱氨膜组件具有脱氨效率高、抗污染性强、可清洗再生、无二次污染、低能耗、低碳排放等特点，同时还具有更长使用寿命。

4、对于一些应用场景，如：高温蒸发冷凝液，本身水质很好，但因氨气的挥发性导致蒸发冷凝液中含有一定量的氨氮，浓度从几百-上万，这部分水具有极高的利用价值，鉴于该蒸发冷凝液中，仅氨氮污染较突出，有机物含量较少，一般采用膜法脱氨后回用，但一般的脱氨膜组件耐温为45℃及以下，故需先将蒸发冷凝液降温至40-45℃再采用膜法脱氨，如此，既需要企业有充足的冷源又浪费了蒸发冷凝液该部分热量价值，亟需开发一种耐高温ptfe中空纤维脱氨膜组件。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型提供了一种耐高温ptfe中空纤维脱氨膜装置，可以将常规脱氨膜组件耐温从45℃提高至80℃，无需先将蒸发冷凝液降温至40-45℃再采用膜法脱氨，可以充分利用蒸发冷凝液的热能价值，同时温度越高还具有更高的脱氨效率。耐高温ptfe中空纤维脱氨膜组件内部膜丝采用折叠缠绕形式编织成组，每3根膜丝折叠缠绕编织成1个小单元，如此可以提高吸收液在膜组件内部的湍流程度，提升传质系数，进而提高组件脱氨效率。

2、为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：一种耐高温ptfe中空纤维脱氨膜装置，所述的耐高温ptfe中空纤维脱氨膜装置包括废水箱11、进水泵12、进水ph计13、耐高温ptfe脱氨膜组件14、稀硫酸循环罐15、稀硫酸循环泵16、稀硫酸ph计17组成；

3、耐高温ptfe脱氨膜组件14带废水出口的上封头1、废水出口1a、上封头体浇筑固定层2、上封头体吸收液出口3、上封头体4、膜壳5、中空纤维膜丝6、下封头体7、下封头体吸收液进口8、下封头体浇筑固定层9、带废水进口的下封头10、废水进口10a；

4、膜壳5上封头体4带侧面吸收液液出口3、膜壳5下封头体7带侧面吸收液进口8；

5、膜丝材料为聚四氟乙烯ptfe，膜丝形式为中空纤维，膜丝外径1.0mm，膜丝内径0.5mm，膜丝微孔平均孔径0.1μm，膜丝孔隙率45％，膜丝两端固定在上、下封头体浇筑固定层中，

6、膜丝内部分别编织成组，每根8寸膜组件内部含有15000-16002根膜丝，内部每3根膜丝采用折叠缠绕的方式分别编织成组，内部总共含有5000-5334个折叠缠绕膜丝单元；所述膜壳5、带废水出口的上封头1、带废水进口的下封头10、上封头体4、下封头体7材质为耐高温氯化聚氯乙烯cpvc，密封用的环氧树脂采用耐高温80℃环氧树脂。

7、优选的，每根8寸膜组件内部含有16002根膜丝，内部每3根膜丝采用折叠缠绕的方式分别编织成组，内部总共含有5334个折叠缠绕膜丝单元。

8、优选的，膜组件耐温提高至80℃，不用降温，可充分利用废水中的热能。

9、优选的，废水温度越高脱氨效率越高，可减少单位水量所需脱氨膜组件数量，进而减少投资。

10、优选的，所得到的硫酸铵溶液浓度和温度都更高，后续硫酸铵溶液蒸发结晶无论是投资还是运行费都更节省，在某些场景，甚至可以省去蒸发环节，采用冷却结晶。

11、相比于现有膜组件形式，本实用新型的有益效果为：

12、1、目前常用的膜组件耐温性为40-45℃，主要是因为其他材质膜丝(如：pp、pvdf等)耐温性为40-45℃，膜壳采用upvc，密封用环氧树脂为普通环氧树脂，耐温性亦为40-45℃，本实用新型所述耐高温ptfe中空纤维脱氨膜组件，膜丝材质ptfe最高可耐受250℃高温，膜壳、上下封头、上下封头体材质采用耐高温cpvc、环氧树脂采用耐高温80℃环氧树脂，这使得耐高温ptfe中空纤维脱氨膜组件耐温从45℃提高至80℃，废水不用降温，可充分利用废水中的热能。

13、本装置耐温从45℃提高至80℃，不用降温，可充分利用废水中的热能；可以将常规脱氨膜组件耐温从45℃提高至80℃，充分利用蒸发冷凝液的热能价值，同时温度越高还具有更高的脱氨效率。

14、2、膜丝内部分别编织成组，每根8寸膜组件内部含有15000-16002根膜丝，内部每3根膜丝采用折叠缠绕的方式分别编织成组，内部总共含有5000-5334个折叠缠绕膜丝单元；耐高温ptfe中空纤维脱氨膜组件内部膜丝采用折叠缠绕形式编织成组，每3根膜丝折叠缠绕编织成1个小单元，如此可以提高吸收液在膜组件内部的湍流程度，提升传质系数，进而提高组件脱氨效率。

15、3、废水温度越高脱氨效率越高，可以减少单位水量所需脱氨膜组件数量或级数，进而减少投资。

16、4、废水温度越高，由于ptfe膜丝的导热效应，使硫酸铵溶液温度也越高，如此，有利于后续硫酸铵蒸发结晶处置，降低投资、降低电耗。

17、5、硫酸铵溶液温度越高硫酸铵溶解度越大，可以提高硫酸铵溶液浓度，做到近饱和，节省后续硫酸铵蒸发结晶的投资及能耗。

18、6、硫酸铵浓液浓度越高、温度越高在某些场合下可以采用冷却结晶的方式处置硫酸铵溶液，省去蒸发环节，节省投资同时节能。

技术特征：

1.一种耐高温ptfe中空纤维脱氨膜装置，其特征在于：所述的耐高温ptfe中空纤维脱氨膜装置包括废水箱(11)、进水泵(12)、进水ph计(13)、耐高温ptfe脱氨膜组件(14)、稀硫酸循环罐(15)、稀硫酸循环泵(16)、稀硫酸ph计(17)组成；

2.根据权利要求1所述的耐高温ptfe中空纤维脱氨膜装置，其特征在于：每根8寸膜组件内部含有16002根膜丝，内部每3根膜丝采用折叠缠绕的方式分别编织成组，内部总共含有5334个折叠缠绕膜丝单元。

技术总结本技术提供了一种耐高温PTFE中空纤维脱氨膜装置，涉及用于废水脱氨氮的脱氨膜装置。膜丝材料为PTFE，膜丝形式为中空纤维，膜丝外径1.0mm，膜丝内径0.5mm，膜丝微孔平均孔径0.1μm，膜丝孔隙率45％。膜丝两端固定在上、下封头体浇筑固定层中，内部分别编织成组，所述膜壳、上下封头、上下封头体材质为耐高温CPVC，密封用的环氧树脂采用耐高温环氧树脂。本技术将脱氨膜装置耐温提高至80℃，充分利用废水中的热能，高温下废水脱氨效率高，减少所需脱氨膜组件数量，节约投资，所得到的硫酸铵溶液温度高、浓度高，大大降低后续硫酸铵溶液蒸发结晶的投资及节能，甚至在有些场合可以省去蒸发环节，采用冷却结晶。技术研发人员：章洪涛,杜炼,陈东,汤响成,高攀,叶伟受保护的技术使用者：南京中科碧盾新膜科技有限公司技术研发日：20231221技术公布日：2024/7/11