一种自吸式真空膜蒸馏污水处理装置

本发明涉及绿色能源应用，尤其涉及一种自吸式真空膜蒸馏污水处理装置。

背景技术：

1、淡水资源短缺现已成为世界各国亟需解决的问题，由于现代化进程的加快，人们的生活水平日渐提高，过度开采地下水、地表水污染严重等一系列人为因素导致可用水资源越来越少。

2、作为一种净水技术，膜蒸馏(md)近年来发展迅速，常用于海水淡化和处理高盐度废水，与常规膜工艺不同，膜蒸馏利用疏水多孔膜两侧温差而产生的蒸汽压差驱动，这是一个热驱动的分离过程，其中只有挥发性分子能够通过疏水多孔膜，非挥发性溶质在气液界面被完全排除，仍留在进料液中。膜蒸馏是目前已知的净水技术中截留率最高的方法，可以达到100％的盐截留率，但相较于其他主流净水技术，由于膜蒸馏技术需要形成冷热温差构建蒸汽跨膜传质驱动力，并需要消耗电能驱动流体循环，因此膜蒸馏过程整体能耗较高，也是限制其大规模工业化应用的关键问题所在。

3、在污水处理厂印染废水净化工艺中，生物法处理污水需要进行加热以保证厌氧菌的工作环境，最终排出废液温度位于40-45℃，直接排出会造成较大的环境污染和能量损耗，因此，如何利用低品位废热并采用合理方式提纯废液，做到节能减排和废弃物的资源化利用，成为提高污水处理厂能效和降低经济成本的关键因素。

4、有鉴于此，有必要设计一种自吸式真空膜蒸馏污水处理装置，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种结构简单，能合理利用废液自身热能以从废液中提取纯水且无需额外能源供应的自吸式真空膜蒸馏污水处理装置。

2、为实现上述发明目的，本发明提供了一种自吸式真空膜蒸馏污水处理装置，包括：

3、废液储存器，用于储存具备一定温度的废液；

4、膜蒸馏结构，包括真空流道、与所述废液储存器通过单向阀连通的进料流道以及设置在真空流道和进料流道之间的膜组件；

5、冷凝水收集容器，与所述真空流道连通，用于真空流道中冷凝水的收集；

6、制冷设备，用于为真空流道提供温度低于废液温度的低温环境；

7、抽真空结构，与所述真空流道相连，用于真空流道的负压环境制备。

8、作为本发明的进一步改进，所述冷凝水收集容器位于所述真空流道下方。

9、作为本发明的进一步改进，所述真空流道与所述冷凝水收集容器之间通过连接孔连通，所述连接孔设置在真空流道靠近制冷设备一侧。

10、作为本发明的进一步改进，所述制冷设备为设置在真空流道远离进料流道一侧的冷凝板。

11、作为本发明的进一步改进，所述冷凝板远离真空流道一侧设置有翅片结构。

12、作为本发明的进一步改进，所述膜组件为以聚对苯二甲酸乙二醇酯材料为基底，接枝聚四氟乙烯材料制备的微纳米复合膜。

13、作为本发明的进一步改进，所述微纳米复合膜的平均孔径为0.22-5μm。

14、作为本发明的进一步改进，所述微纳米复合膜表面设置有位于内层的超疏水纳米丝涂层和位于外层的超疏水氟化涂层，保持接触角大于150°且滑动角小于10°。

15、作为本发明的进一步改进，所述抽真空结构为手动抽气泵或真空泵。

16、作为本发明的进一步改进，所述抽真空结构与所述真空流道通过单向阀连通。

17、作为本发明的进一步改进，所述真空流道采用耐腐蚀能力强的氟橡胶制品进行密封。

18、本发明的有益效果是：

19、1.本发明通过在真空流道下方设置与其连通的冷凝水收集容器，能避免形成的冷凝水聚集在真空流道中，占用真空流道的容量使得真空流道中气体占用体积减少导致可压缩气体减少而降低装置的抽真空效果，使得装置内部可能因无法产生足够的压差驱动废液由废液储存器流入进料液流道完成自动进料的同时，还可能因为真空效果的降低而影响纯水的制备效率；另外，还能避免冷凝水聚集在真空流道中，使得真空流道靠近制冷设备一侧因冷凝水的附着产生热阻，影响制冷设备的散热效果，而使得膜两侧温差降低。

20、2.本发明的自吸式真空膜蒸馏污水处理装置简单，无需额外的能源消耗即能快速完成废水至纯水的转化，且能根据实际用途和使用环境进行尺寸调整，既能得到满足环境苛刻的野外情况下的纯水制备需求的小型便携的污水处理装置，也能相应的调整尺寸在环保绿色能源产业中推广应用。

技术特征：

1.一种自吸式真空膜蒸馏污水处理装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的自吸式真空膜蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述冷凝水收集容器位于所述真空流道下方。

3.根据权利要求1所述的自吸式真空膜蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述真空流道与所述冷凝水收集容器之间通过连接孔连通，所述连接孔设置在真空流道靠近制冷设备一侧。

4.根据权利要求1所述的自吸式真空膜蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述制冷设备为设置在真空流道远离进料流道一侧的冷凝板。

5.根据权利要求4所述的自吸式真空膜蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述冷凝板远离真空流道一侧设置有翅片结构。

6.根据权利要求1所述的自吸式真空膜蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述膜组件为以聚对苯二甲酸乙二醇酯材料为基底，接枝聚四氟乙烯材料制备的微纳米复合膜。

7.根据权利要求6所述的自吸式真空膜蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述微纳米复合膜的平均孔径为0.22-5μm。

8.根据权利要求6所述的自吸式真空膜蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述微纳米复合膜表面设置有位于内层的超疏水纳米丝涂层和位于外层的超疏水氟化涂层，保持接触角大于150°且滑动角小于10°。

9.根据权利要求1所述的自吸式真空膜蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述抽真空结构为手动抽气泵或真空泵。

10.根据权利要求1所述的自吸式真空膜蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述抽真空结构与所述真空流道通过单向阀连通。

技术总结本发明公开了一种自吸式真空膜蒸馏污水处理装置，包括：废液储存器，用于储存具备一定温度的废液；膜蒸馏结构，包括真空流道、与废液储存器通过单向阀连通的进料流道以及设置在真空流道和进料流道之间的膜组件；冷凝水收集容器，与真空流道连通，用于真空流道中冷凝水的收集；制冷设备，用于为真空流道提供温度低于废液温度的低温环境；抽真空结构，与真空流道相连，用于真空流道的负压环境制备。所述自吸式真空膜蒸馏污水处理装置结构简单，无需额外的能源消耗即能快速完成废水至纯水的转化，既能作为满足环境苛刻的野外情况下的纯水制备需求的小型便携的污水处理装置，也能相应的调整尺寸在环保绿色能源产业中推广应用。技术研发人员：侯佑民,秦汉时,王喻宝,尚雨彤受保护的技术使用者：武汉大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18