一种高浓废水电渗析脱盐装置的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理设备领域，特别是涉及一种高浓废水电渗析脱盐装置。


背景技术：

2.目前高浓废水的处理方法常用的有两种，一是蒸馏脱盐法，二是膜法处理高盐废水，蒸馏脱盐法对进水要求低，但设备易结垢易被腐蚀。且蒸发需要消耗大量热量，消耗的蒸汽量高；设备运行过程中腐蚀严重，使用寿命不高，导致废水处理的运行成本高；母液经系统处理后仍需进一步处理。利用膜的选择透过性来分离溶液中不同的溶质的方法称为渗析，当在膜堆两侧外加电场时，带电的溶质粒子在电场力的作用下进行迁移，这称为电渗析；膜处理法产水水质好，但对进水要求高，盐度太高、有机物含量高也大大降低了膜的寿命，所以前处理需要尽量降低盐度及有机物含量；目前，现有技术中，电渗析装置在工作时，膜表面上会粘附杂物，长时间运行会使电渗析的效率下降，影响脱盐的效果，
3.在电渗析仪器通电之后，电极板表面就会产生电化学反应，在阳极处有初生态氧[o]和h2产生，极液呈酸性，具有强烈的氧化作用，从而腐蚀极板，大量的气泡聚集在极板上，没有随着液体循环而被冲刷下来的那些气泡，不仅影响了电极反应，减小反应的接触面积，还在一定程度上导致了极板的腐蚀，而在阴极处的极液是呈碱性的。电渗析仪器长久使用时，当水中有ca
2+
、mg
2+
和hco
3-存在时，就会产生caco3和mg(oh)2的水垢沉积，不管是极液呈酸碱性还是极板结垢，在很大程度上都影响了电极反应，减少了电渗析仪器的使用寿命；膜技术处理高浓度废水，设备昂贵、易堵、易污染，且浓液无法处理，且膜的污染和清洗也是困扰膜工艺多年的问题。
[0004]
中国专利申请“一种高盐废水资源化处理方法”(201410659045x)，“一种高浓高盐废水综合处理工艺”(201510480899.6)均对废水进行前期的预处理过滤，采用石英砂或活性炭过滤吸附悬浮物以及有机物，但作为单独的预处理装置使得整个设备体积增大，同时现有技术中均没有对水垢沉积提出更好的解决方案。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型提供一种高浓废水电渗析脱盐装置，电极室通过紧贴极板的布水装置进水，冲刷极板，在电极室顶端的屋顶状结构中间位置连接极液回流管，能将反应产生的气泡随着水流聚拢排出，起到保护极板且促进电渗析反应进行的作用；通过将过滤装置简化成过滤筛选网置于脱盐室内，可简单高效地过滤去除大部分悬浮物以及高浓废水中部分有机物后即可进入电渗析装置中，不仅能防止极板腐蚀和膜堆结垢，还能延长装置的使用寿命，减小了整套装置的占地空间，减少污染物的排放，降低企业的处理成本，减小企业的环保压力。
[0006]
一种高浓废水电渗析脱盐装置，包括电渗析装置、脱盐室、浓缩室和极液室，所述脱盐室、浓缩室和极液室均与电渗析装置通过进液管和回流管分别形成流通回路，所述电渗析装置的一端为阳极室，另一端为阴极室，阳极室和阴极室内布置有极板，所述阳极室和
阴极室的底部均设置有极液进液管，阳极室和阴极室的顶部设置有极液回流管，其特征在于：所述极板底部连接有布水管，布水管与极液进液管连通，布水管上有多个进液口，所述进液口紧贴极板底部板面，管口朝上；极板上正对多个进液口的上方固定有两块斜板，所述两块斜板组成极室顶端的屋顶状结构。
[0007]
所述极液回流管连接于两块斜板形成的屋顶形状的中间位置。
[0008]
所述脱盐室外底部与废水进水管道相连，所述脱盐室内底部设置有过滤筛选网。
[0009]
所述过滤筛选网的填料为活性炭。
[0010]
本实用新型装置与传统的电渗析相比，增加了极液进水的布水装置(布水管)和极板排气泡装置(两块斜板在电极室顶端组成的屋顶状结构)，使得极液在通过阴极阳极时能均匀的冲刷电极板，再汇入膜堆中或随着水流排出，这样不仅增大了电极反应的接触面积，及时排除极板上的气泡，防止电极反应产生的气体对极板的腐蚀，也能及时的将生成的沉淀物冲走，防止极板结垢。
[0011]
同时本实用新型增加了对高浓废水进行过滤的过滤装置：在脱盐室进液口一侧有过滤筛选网，材质为活性炭，高浓度废水从脱盐室进入电渗析膜堆内部，一方面将大型颗粒杂质阻拦在外，另一方面对高浓度盐水中的有机物进行吸附，防止其对离子交换膜造成腐蚀或堵塞，在脱盐室内设置过滤筛选网，不用另加过滤装置，减小了整套装置的占地空间，减少了投资成本。
[0012]
本实用新型的构件大多数为亚克力板材，可耐高盐废水腐蚀，整体的材质不易损毁老化；比起传统处理方法所用的装置，该装置进水前处理步骤简单，容易清理，更耐用、布水装置和隔板的添加使得电极的使用寿命更长，后续运行成本相对较低，设备的占地面积小；处理废水的过程中不会额外产生难处理的污染物且大幅度减少了污染物的排放。
附图说明
[0013]
图1为本实用新型的结构示意图，
[0014]
图2为阳(阴)极室结构示意图，
[0015]
图3为阳(阴)极室顶部局部结构示意图，
[0016]
图4为极室屋顶结构示意图，
[0017]
图中各标号列示如下：
[0018]
1-电渗析装置，2-脱盐室，3-浓缩室，4-极液室，11-阴极室，12-阳极室，13-极板，14-极液进液管，15-极液回流管，16-斜板，17-进液口，21-过滤筛选网，22-废水进水管道，23-淡水出水管道，31-纯水管道，32-浓水出水管道。
[0019]
图中箭头为管道或液流方向。
具体实施方式
[0020]
如图1-4所示，本实用新型的一种高浓废水电渗析脱盐装置，包括电渗析装置1、脱盐室2、浓缩室3和极液室4，电渗析装置1用于对高浓废水进行脱盐，脱盐室2用于储存脱盐液，并连通有废水进水管道22和淡水出水管道23、浓缩室3用于接收浓缩液并连接有纯水管道31和浓水出水管道32、以及用于储存极液的极液室4，在此实施例中，极液室4设有一个阴极和阳极，分别与电渗析装置的阴极室11和阳极室12连通；所述脱盐室2、浓缩室3和极液室
4均与电渗析装置1通过进液管和回流管分别形成流通回路，分别构成脱盐液循环系统、浓缩液循环系统、阳极液循环系统、阴极液循环系统；其中阳极液和阴极液循环系统与极液室4连接，浓缩液循环系统与浓缩室3连接，脱盐液循环系统与脱盐室2连接，通过此电渗析装置1对高浓废水进行澄清和脱盐处理。
[0021]
所述电渗析装置1的一端为阳极室12，另一端为阴极室11，阳极室12和阴极11室内布置有极板13，所述阳极室12和阴极室11的底部均设置有极液进液管14，阳极室12和阴极室11的顶部设置有极液回流管15，其特征在于：所述极板13底部连接有布水管(未示出)，布水管与极液进液管14连通，布水管上有多个进液口17，所述进液口17紧贴极板13底部板面，管口朝上；极板13上正对多个进液口17的上方为两块斜板16组成的电极室顶端的屋顶状结构。将极液进液管14由布水管分散成多个贴近极板的进液口17，使得极液在通过阴极阳极时能均匀的冲刷电极板13，再汇入膜堆中或排出，这样使水垢不易沉积，附着在极板上的气泡也被冲走，增大了电极反应的接触面积，同时，两块斜板16组成的电极室顶端的屋顶状结构使进液口14的水流形成阻挡，冲刷力度增大，水垢和气泡随着水流上浮，由极液回流管15排出。
[0022]
优选：所述极液回流管15连接于两片斜板顶部中间位置。水流冲刷的污物以及极板上反应生成的气泡，均围合在斜板下方，并上浮至极液回流管15内排出，防止电解反应产生的气体对极板的腐蚀，也能及时的将生成的沉淀物冲走，防止极板结垢。见图4。
[0023]
优选：所述脱盐室2外底部与废水进水管道22相连，所述脱盐室2内底部设置有过滤筛选网21。
[0024]
所述过滤筛选网21的填料为活性炭。过滤筛选网的填料可以用多层细纱布或别的具有吸附过滤的材料代替。
[0025]
本实用新型中的过滤筛选网一方面将大型颗粒杂质阻拦在外，另一方面对高浓度盐水中的有机物进行吸附，防止其对离子交换膜造成堵塞，同时在脱盐室增加过滤筛选网，不需要另外添加设备，不需要扩大设备的占地空间。
[0026]
本实用新型装置操作过程：
[0027]
1、纯水管道31进水，使电渗析装置1的进水出水达到平衡，高浓废水经过脱盐室2中过滤筛选网21过滤大型颗粒杂质和有机物后进行脱盐，极液经过布水管的进液口17进入电渗析装置1，流出极液室4进行循环；
[0028]
2、高浓废水进入电渗析装置1，设置电渗析操作电压为10v，操作电流为6.3a，操作温度为30℃；高浓废水中的盐如氯化铵在电场的作用下，氯离子透过阴离子交换膜向浓水侧迁移，铵根离子透过阳离子交换膜向相邻的浓水侧迁移，又由于浓水隔室是相互连通的，故迁移至浓缩室3中铵根、氯离子重新结合形成氯化铵，电渗析浓水侧得到含氯化铵的溶液；从而高浓废水中的氯化铵含量逐步降低，得到淡化的脱盐液，进入脱盐室2。
[0029]
浓缩室3产生的高浓废水相对澄清，可以通过浓水出水管道32引出，进一步经浓缩分离、干燥得到精制氯化铵固体；经淡化后的脱盐液通过淡水出水管道23引出，经过简单的预处理后通过生物法进行净化，减少污染物的排放。
[0030]
本实用新型的装置进水前处理步骤简单，容易清理，更耐用、布水管的添加和电极室顶端结构的改进使得电极的使用寿命更长，后续运行成本相对较低，处理废水的过程中不会产生难处理的污染物且大幅度减少了污染物的排放。