CN104096481B - 一种智能电渗析控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能电渗析控制系统，所述智能电渗析控制系统如下：电镀废液储槽通过一第一水泵与第一电导检测器相连，第一电导检测器连接至电渗析装置的废水进口，第二电导检测器与电渗析装置的废水出口相连，所述浓缩液储槽通过一第二水泵与第三电导检测器相连，所述第三电导检测器还连接至电渗析装置的浓缩液进口，第四电导检测器与电渗析装置的浓缩液出口相连；所述第一电导检测器、第二电导检测器、第三电导检测器和第四电导检测器内均设置有电导率探针以及温度传感器；各所述电导率探针和温度传感器，以及第一水泵、第二水泵均连接至PC控制器。本发明渗析分离速率高，膜组有效使用面积增大，同时使用寿命长。

Description

一种智能电渗析控制系统

【技术领域】

本发明涉及一种智能电渗析控制系统。

【背景技术】

电镀废水常见的处理方法主要有化学沉淀法、铁氧体法、离子交换法以及膜分离法等，电渗析是一种利用电势的不同，将溶液中不同的离子通过离子交换进行分离的膜分离过程。电渗析设备是用来浓缩、提取、除去水中离子的设备。电渗析多用于海水淡化、水中贵金属的提取、液体中药用成分分离的一种有效的物理化学反应。由于其组成结构以及所应用膜的不同，而使其应用范围也不同。电渗析滤芯结构，按膜的成分不同排列结构也不同，其用途也有所差异。国内外对电渗析法浓缩去除金属离子做了大量的研究，电渗析效果跟离子的种类没有关系，主要取决于反应条件和渗析室结构。电渗析滤芯最少由三个腔室组成，按用途不同腔室的数量也有所差异，最常用的是四腔室和五腔式。滤芯单元一般由离子交换膜隔板和阴阳电极组成。常规电渗析器内腔一般按碱室、盐室、酸室、样品室的顺序分隔。滤芯隔板一般都是及耐化学腐蚀且不导电的材料组成。隔板一般分为“网型隔板”“导轨型隔板”。网型隔板：隔板厚度一般在0.8～2mm，对膜面积使用率高，但内容形成流体空间滞留而损伤膜。导轨型隔板因要解决材料强度及防漏等技术问题，所以隔板材料的厚度都在5mm～10mm之间，一般不造成流体滞留。但导轨式隔板在顾及机械加工工艺精密度不足和隔板之间渗漏问题而无法降低隔板之间的厚度，而使膜间距变大，使模块单元的电阻过高，额外功无法降低等问题。

目前常见的电渗析控制系统有循环式间歇脱盐电渗析系统、循环式连续脱盐电渗析系统和自动控制频繁倒极电渗析系统(EDR)。循环式间歇脱盐电渗析系统是脱盐系统的半自动化控制，也是较早的一种电渗析控制系统的，该渗析系统的出现使得电渗析这一脱盐反应走上了自动化连续生产的道路，也是电渗析开始普及与大规模的应用时代的开始。在循环式脱盐过程中，系统的工艺参数将随淡水循环槽浓度的变化而变化。所以往往还是会在这样的情况下得不到在工业应用、医药、生活等用途的要求。在该系统的基础上面衍生出不同的电渗析控制系统。循环式连续脱盐电渗析系统也称为部分循环式脱盐。在电渗析系统出口的成品水中，有一部分要返回到系统的淡水进水槽，使淡水浓度降低，以减少电渗析器的串联级数或串联段数。部分循环式脱盐过程的淡水流量不等于产水量，一部分淡水要参加回流。操作过程比较灵活，但配管复杂，动力消耗大。由于电压、电流等因素的影响电渗析滤芯的电极及膜表面容易附着一层固态盐或者电镀上或者金属，该附着层直接影响渗析的过程，使其产率降低，功耗变大，但由于在一些特殊电渗析过程(电镀废液金属盐回收)中金属附着量过大，使人们不得不去考虑如何去消除这层附着物，附着量少的一般是定期的进行膜组维护就能解决污物附着所带来的影响，使膜恢复活性。倒极渗析方法的出现有效的解决了这个问题。其工作模式为渗析系统在一定时间周期自动更换阴阳极的电流(由自动化控制系统完成)，使阴极变为阳极，阳极转为阴极，将浓水室变为淡水室，淡水室变为浓水室。通过两次的转换，在其工作流程没变但的情况下是有效的除去了附着在膜表面的附着物。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种智能电渗析控制系统，渗析分离速率高，膜组有效使用面积增大，同时使用寿命长。

本发明是这样实现上述技术问题的：

一种智能电渗析控制系统，所述智能电渗析控制系统包括电镀废液储槽、第一电导检测器、第二电导检测器、电渗析装置、第三电导检测器、第四电导检测器、浓缩液储槽以及PC控制器，所述电镀废液储槽通过一第一水泵与第一电导检测器相连，所述第一电导检测器连接至电渗析装置的废水进口，所述第二电导检测器与电渗析装置的废水出口相连；

所述浓缩液储槽通过一第二水泵与第三电导检测器相连，所述第三电导检测器还连接至电渗析装置的浓缩液进口，所述第四电导检测器与电渗析装置的浓缩液出口相连；

所述第一电导检测器、第二电导检测器、第三电导检测器和第四电导检测器内均设置有电导率探针以及温度传感器；各所述电导率探针和温度传感器，以及第一水泵、第二水泵均连接至PC控制器；

所述电渗析装置内设有由复数个滤芯单元组成的滤芯组，所述滤芯单元前后均端设有外层加固板，所述二外层加固板往内均依次对应设有一石墨电极和密封圈，所述两个密封圈之间设有复数个相间设置的阴离子交换膜和阳离子交换膜，各所述阴离子交换膜与阳离子交换膜两侧均有导流夹板层；

各所述密封圈和导流夹板层上均设有复数平行设置且相互连通的镂空横向槽。

进一步地，所述第一电导检测器、第二电导检测器、第三电导检测器和第四电导检测器内均设有一阻流网。

进一步地，所述第一水泵与第一电导检测器之间还设有一第一流体交换器，所述第二电导检测器的水出口也连接至所述第一流体交换器。

进一步地，所述第二水泵与第三电导检测器之间还设有一第二流体交换器，所述第四电导检测器的水出口也连接至所述第二流体交换器。

进一步地，所述二个外层加固板之间通过塑料螺丝进行固定。

本发明具有如下优点：

本发明对滤芯单元进行集约化，导流夹板层上均设有复数平行设置且相互连通的镂空横向槽，该镂空横向槽对流体进行导流，该滤芯单元内部结构符合流体动力学，使膜组的有效使用面积大大提高，并且弯曲的走向可以破坏由于离子交换膜表面由于形成的离子浓度梯度，从而提高交换膜交换效率，同时，还降低体腔中流体死区(流体停止流动或者流动缓慢的空间)，使流体分布均匀，使膜的使用寿命提高至同类产品的2～3倍，从而降低了后期的维护成本。

各电导检测器内阻流网的设置能够使流入电导检测器的流体分散均匀，使得检测数据更加的准确；第一流体交换器和第二流体交换器的设置也是为了保证进入电导检测器的流体的速度能够均匀，以使得电导率探针的读数能够稳定。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种智能电渗析控制系统的示意图。

图2为本发明一种智能电渗析控制系统的滤芯单元拆分图。

附图标识说明：

1、电镀废液储槽 2、第一电导检测器

3、第二电导检测器 4、电渗析装置

5、第三电导检测器 6、第四电导检测器

7、浓缩液储槽 8、PC控制器

9、第一水泵 10、第二水泵

11、电导率探针 12、温度传感器

13、第一流体交换器 14、第一流体交换器

41、滤芯单元 411、外层加固板

412、石墨电极 413、密封圈

414、阴离子交换膜 415、阳离子交换膜

416、导流夹板层 417、镂空横向槽

418、塑料螺丝

【具体实施方式】

请参阅图1～2所示，对本发明的实施例进行详细的说明。

重点参阅图1，本发明涉及一种智能电渗析控制系统，所述智能电渗析控制系统包括电镀废液储槽1、第一电导检测器2、第二电导检测器3、电渗析装置4、第三电导检测器5、第四电导检测器6、浓缩液储槽7以及PC控制器8，所述电镀废液储槽1通过一第一水泵9与第一电导检测器2相连，所述第一电导检测器2连接至电渗析装置4的废水进口，所述第二电导检测器3与电渗析装置4的废水出口相连；

所述浓缩液储槽7通过一第二水泵10与第三电导检测器5相连，所述第三电导检测器5还连接至电渗析装置4的浓缩液进口，所述第四电导检测器6与电渗析装置4的浓缩液出口相连；

所述第一电导检测器2、第二电导检测器3、第三电导检测器5和第四电导检测器6内均设置有电导率探针11以及温度传感器12；各所述电导率探针11和温度传感器12，以及第一水泵9、第二水泵10均连接至PC控制器8；

重点参阅图2，所述电渗析装置4内设有由复数个滤芯单元41组成的滤芯组，所述滤芯单元41前后均端设有外层加固板411，所述二外层加固板411往内均依次对应设有一石墨电极412和密封圈413，所述两个密封圈413之间设有复数个相间设置的阴离子交换膜414和阳离子交换膜415，各所述阴离子交换膜414与阳离子交换膜415两侧均有导流夹板层416；

各所述密封圈413和导流夹板层416上均设有复数平行设置且相互连通的镂空横向槽417。所述二个外层加固板411之间通过塑料螺丝418进行固定，所述塑料螺丝418在固定外层加固板411的同时，还能使阴阳电极之间绝缘。

所述第一电导检测器2、第二电导检测器3、第三电导检测器5和第四电导检测器6内均设有一阻流网。

所述第一水泵9与第一电导检测器2之间还设有一第一流体交换器13，所述第二电导检测器3的水出口也连接至所述第一流体交换器13，其能够防止第二电导检测器3内的废水全部排出，后续流入量不足检测出的电导率和温度不准确。

所述第二水泵10与第三电导检测器5之间还设有一第二流体交换器14，所述第四电导检测器6的水出口也连接至所述第二流体交换器14，能够防止第四电导检测器14内的浓缩液全部排出，后续流入的浓缩液量不足测出的电导率和稳定确。

各所述电导率探针11以及温度传感器12将检测到的数据反馈给PC控制器8，PC控制器8再根据上述数据，调节第一水泵9和第二水泵10的转速，以此来调节废水和浓缩液的合理流量。

本发明对滤芯单元41进行集约化，导流夹板层416上均设有复数平行设置且相互连通的镂空横向槽417，该镂空横向槽417对流体进行导流，该滤芯单元内部结构符合流体动力学，并且流体沿弯曲的镂空横向槽417流动既能使膜组的有效使用面积大大提高，还可以破坏由于离子交换膜表面由于形成的离子浓度梯度，从而提高交换膜交换效率，同时，还降低体腔中流体死区(流体停止流动或者流动缓慢的空间)，使流体分布均匀，使膜的使用寿命提高至同类产品的2～3倍，从而降低了后期的维护成本。

各电导检测器内阻流网的设置能够使流入电导检测器的流体分散均匀，使得检测数据更加的准确；第一流体交换器13和第二流体交换器14的设置也是为了保证进入电导检测器的流体的速度能够均匀，以使得电导率探针以及温度传感器的读数能够稳定。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种智能电渗析控制系统，其特征在于：所述智能电渗析控制系统包括电镀废液储槽、第一电导检测器、第二电导检测器、电渗析装置、第三电导检测器、第四电导检测器、浓缩液储槽以及PC控制器，所述电镀废液储槽通过一第一水泵与第一电导检测器相连，所述第一电导检测器连接至电渗析装置的废水进口，所述第二电导检测器与电渗析装置的废水出口相连；

所述浓缩液储槽通过一第二水泵与第三电导检测器相连，所述第三电导检测器还连接至电渗析装置的浓缩液进口，所述第四电导检测器与电渗析装置的浓缩液出口相连；

所述第一电导检测器、第二电导检测器、第三电导检测器和第四电导检测器内均设置有电导率探针以及温度传感器；各所述电导率探针和温度传感器，以及第一水泵、第二水泵均连接至PC控制器；

所述电渗析装置内设有由复数个滤芯单元组成的滤芯组，所述滤芯单元前后均端设有外层加固板，所述二外层加固板往内均依次对应设有一石墨电极和密封圈，所述两个密封圈之间设有复数个相间设置的阴离子交换膜和阳离子交换膜，各所述阴离子交换膜与阳离子交换膜两侧均有导流夹板层；

各所述密封圈和导流夹板层上均设有复数平行设置且相互连通的镂空横向槽。

2.如权利要求1所述的一种智能电渗析控制系统，其特征在于：所述第一电导检测器、第二电导检测器、第三电导检测器和第四电导检测器内均设有一阻流网。

3.如权利要求1或2所述的一种智能电渗析控制系统，其特征在于：所述第一水泵与第一电导检测器之间还设有一第一流体交换器，所述第二电导检测器的水出口也连接至所述第一流体交换器。

4.如权利要求1或2所述的一种智能电渗析控制系统，其特征在于：所述第二水泵与第三电导检测器之间还设有一第二流体交换器，所述第四电导检测器的水出口也连接至所述第二流体交换器。

5.如权利要求1或2所述的一种智能电渗析控制系统，其特征在于：所述二个外层加固板之间通过塑料螺丝进行固定。