CN105540953A - 一种电解-电渗析复合水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电解-电渗析复合废水处理装置，包括废水处理系统和电源系统，所述废水处理系统和电源系统电性连接；废水处理系统包括废水储罐、电解槽、增压泵、清水储罐、回流泵、电渗析装置和进水泵；电源系统包括直流电源和控制柜，直流电源电性连接所述电解槽、控制柜、增压泵、回流泵和进水泵，且为整个电路提供电能；控制柜与电渗析装置电性连接，且用于控制接入电渗析装置的电流强度、电压以及电渗析装置的水压。本发明采用电解和电渗析相结合的方式处理含金属离子的废水，对含金属离子的废水处理效果好，且可以降低在处理废水之后的清洗工作难度。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，公开了一种电解-电渗析复合水处理装置，特别是用于处理废水中的金属离子。
背景技术
随着经济的发展，各行业废水对环境的污染越来越严重，随着科技的发展，人类也发明了相应的设备来解决废水污染问题。但是目前废水处理设备存在很多问题，如处理效率低，投资大等，这些装备问题都在影响废水的处理效果。
目前常用的废水处理反应装置及其缺点如下：
(1)膜生物反应器
它是利用膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用膜分离设备截留水中的活性污泥与大分子有机物。缺点是池体与机械众多，人员操作技术性与复杂度高，所需人力多。
(2)EDI电除盐装置
连续电除盐装置是利用混合离子交换树脂吸附给水中的阴阳离子，同时这些被吸附的离子又在直流电压的作用下，分别透过阴阳离子交换膜而被去除的过程。此过程离子交换树脂不需要用酸和碱再生。但是此装置存在维修困难，应用范围小，价格相对较高。
(3)活性炭过滤器
活性炭过滤器是一种较常用的水处理设备，作为水处理脱盐系统前处理能够吸附前级过滤中无法去除的余氯，可有效保证后级设备使用寿命，提高出水水质，防止污染，特别是防止后级反渗透膜，离子交换树脂等的游离态余氧中毒污染。同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用，还具有降低COD的作用。但是活性炭的吸附能力会随着工作时间的不断增加而降低。刚使用时初期的效果确实很明显，但一旦时间长了，它的吸附能力会不断减弱，打不到之前的效果，导致活性炭过滤器丧失过滤功能。
(4)反渗透设备
反渗透设备是将原水经过精细过滤器、颗粒活性碳过滤器、压缩活性碳过滤器等，再通过泵加压，利用孔径为1/10000μm(相当于大肠杆菌大小的1/6000，病毒的1/300)的反渗透膜(RO膜)，使较高浓度的水变为低浓度水，同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离，从而达到饮用规定的理化指标及卫生标准，产出至清至纯的水，是人体及时补充优质水分的最佳选择.由于RO反渗透技术生产的水纯净度是目前人类掌握的一切制水技术中最高的，洁净度几乎达到100％，所以人们称这种产水机器为反渗透纯净水机。但是其存在前期投资较高、需要高压设备、原水利用率只有75-80％、膜要定期清洗等缺点。
(5)离子交换设备
离子交换设备是通过离子交换树脂在电解质溶液中进行的，可去除水中的各种阴、阳离子，是制备高纯水工艺流程中不可替代的手段。离子交换器分为阳离子交换器、阴离子交换器等。当原水通过离子交换柱时，水中的阳离子和水中的阴离子(HCO-等离子)与交换柱中的阳树脂的H+离子和阴树脂的OH-离子进行交换，从而达到脱盐的目的。阳、阴混柱的不同组合可使水质达到更高的要求。但是，其存在离子交换设备运行现场有酸、碱排放、离子交换设备不可连续运行、树脂饱合后需停机再生、离子交换设备再生操作较复杂等缺点。
本发明所述的电解-电渗析复合水处理装置，具有装置简单、易于操作、不需要化学试剂、废水处理范围大、投资少、占地面积小等优点。
发明内容
本发明的目的是为了克服目前废水处理装备中投资大、处理效果差、设备清洗困难等缺点，发明了利用电解-电渗析复合装置处理废水，本装置的主要优点是占地面积小、处理效率高、适用范围广。
为了实现上述方案，本发明所采用的技术方案是：
一种电解-电渗析复合废水处理装置，包括废水处理系统和电源系统，所述废水处理系统和电源系统电性连接；
废水处理系统包括废水储罐、电解槽、增压泵、清水储罐、回流泵、电渗析装置和进水泵，所述废水储罐与进水泵通过管路A连接；所述进水泵与电解槽的进水口通过管路B连接，电解槽的出水口与电渗析装置的进水口通过管路C连接，管路C上设有增压泵；电渗析装置的淡水出水口与清水储罐通过管路D连接；所述清水储罐底部与回流泵通过管路E连接，所述回流泵与电渗析装置的进水口通过管路F连接；所述电渗析装置还包括浓水出水口，所述浓水出水口连接外界回收装置；电源系统包括直流电源和控制柜，直流电源电性连接所述电解槽、控制柜、增压泵、回流泵和进水泵，且为整个电路提供电能；控制柜与电渗析装置电性连接，且用于控制接入电渗析装置的电流强度、电压以及电渗析装置的水压。
进一步，所述管路A上设有第一电磁阀，管路B上设有进水流量计，管路D上设有出水流量计和第二电磁阀，且所述第一电磁阀与第二电磁阀与所述控制柜电性连接。
进一步，所述管路A～F均为PVC材质。
进一步，所述增压泵、回流泵和进水泵为潜水泵或离心泵。
进一步，所述电解-电渗析复合废水处理装置还包括支架，所述支架包括上层支架和下层支架，所述电解槽、直流电源和控制柜设于所述上层支架，所述电渗析装置和进水泵设于所述下层支架。
进一步，所述支架与地面接触的一面设有万向轮。
本发明的有益效果为：
(1)本发明所涉及的电解-电渗析复合废水处理装置由于采用的设备较少，所以成本大大低。
(2)本发明所涉及的电解-电渗析复合废水处理装置采用电解和电渗析相结合的方式处理含金属离子的废水，对含金属离子的废水处理效果好。
(3)本发明所涉及的电解-电渗析复合废水处理装置易清洗，降低了在处理废水之后的清洗工作难度。
(4)本发明将部分设备安装于一个支架上，使得整套装置结构更加紧凑，占用空间小；且在支架上安装了万向轮，有利于提高装置的机动性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1-废水储罐，2-电解槽，3-进水流量计，4-出水流量计，5-直流电源，6-控制柜，7-增压泵，8-清水储罐，9-回流泵，10-浓水出水口，11-电渗析装置，12-支架，13–进水泵，14-第一电磁阀，15-第二电磁阀
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述：
如图1所示，一种电解-电渗析复合废水处理装置，包括废水处理系统和电源系统，所述废水处理系统和电源系统电性连接；废水处理系统包括废水储罐1、电解槽2、增压泵7、清水储罐8、回流泵9、电渗析装置11和进水泵13，所述废水储罐1与进水泵13通过管路A连接；所述进水泵13与电解槽2的进水口通过管路B连接，电解槽2的出水口与电渗析装置11的进水口通过管路C连接，管路C上设有增压泵7；电渗析装置11的淡水出水口与清水储罐8通过管路D连接；所述清水储罐8底部与回流泵9通过管路E连接，所述回流泵9与电渗析装置11的进水口通过管路F连接；所述电渗析装置11还包括浓水出水口10，所述浓水出水口10连接外界回收装置；电源系统包括直流电源5和控制柜6，直流电源5电性连接所述电解槽2、控制柜6、增压泵7、回流泵9和进水泵13，且为整个电路提供电能；控制柜6与电渗析装置11电性连接，且用于控制接入电渗析装置11的电流强度、电压以及电渗析装置11的水压。
所述管路A上设有第一电磁阀14，管路B上设有进水流量计3，管路D上设有出水流量计4和第二电磁阀15，且所述第一电磁阀14与第二电磁阀15与所述控制柜6电性连接；所述管路A～F为PVC材质；所述增压泵7、回流泵9和进水泵13为潜水泵或离心泵；所述电解-电渗析复合废水处理装置还包括支架12，所述支架12包括上层支架和下层支架，所述电解槽2、直流电源5和控制柜6设于所述上层支架，所述电渗析装置11和进水泵13设于所述下层支架；所述支架12与地面接触的一面设有万向轮。
下面对本发明作进一步描述：所述的电解槽2是对来自废水储罐1的废水进行初次的电解处理，此时主要有电极表面上电化学作用、间接氧化和间接还原、电浮选和电絮凝等过程，分别以不同的作用去除废水中的污染物。电解法初步处理废水使用低压直流电源，不必大量耗费化学剂；在常温常压下操作，管理简便；如废水中污染物浓度发生变化，可以通过调整电压和电流的方法，保证出水水质稳定，处理装置占地面积不大。
所述的电渗析装置11对被电解槽2电解过的废水进行再净化处理。电渗析装置11中交替排列着许多阳膜和阴膜，分隔成许多小水室。当废水进入这些小室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子就作定向迁移。阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来，阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来，结果使这些小室的一部分变成含离子很少的淡水室，出水称为淡水；而与淡水室相邻的小室则变成聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水。上述过程使离子得到了分离和浓缩，水便得到了净化。电渗析装置11工作时不需要消耗化学药品，设备简单，操作方便。
所述的控制柜6用于对流入电渗析装置11的直流电流、电压以及水压进行控制。流入本发明所述的装置中的废水浓度是变化的，而电流强度，电压大小会影响废水的处理效果，控制柜6可以有效根据进入废水的浓度变化来变化电流强度和电压大小，使废水处理效果最佳。
本发明中所有的管路均选用PVC材质，由于本装置处理的废水是多样化的，PVC材质具有优异的耐酸、耐碱、耐腐蚀等特性。
本发明中的泵选用潜水泵或离心泵，由于本发明所述的装置在工作过程中对水压和流速有要求，根据装置的需要和实际情况可以选择合适的水泵。
所述的支架12包括上层支架和下层支架，支架的作用在于固定装置，使整套装置更加紧凑；且支架与地面接触的一面安装有万向轮，使装置移动更加灵活。
下面描述本发明的工作过程：本装置工作时，废水进入废水储罐1，当废水储罐1的废水达到一定的水位，开启进水泵13，在进水泵13的压力作用下废水流经管路B进入电解槽2，电解槽2内电极板对废水进行电解作用，此时废水的污染物得到初步降解。从电解槽2出口流出的废水在增压泵7作用下，流经管路C，废水被传送至电渗析装置11。通过控制柜6控制通入电渗析装置11的电压和电流强度及水压。废水通过电渗析装置11的进水口进入电渗析装置11，此时缓慢的开启浓、淡水出水阀。在直流电场的作用下，废水溶液中的离子作定向迁移，使一些小室离子浓度降低变成淡水室，一些小室浓度升高变成浓水室。浓水室的浓水通过浓水出水口10排出回收；淡水室的淡水流经管路D进入清水储罐8。此时开启回流泵9，清水储罐8中的水在回流泵9的作用下再次回流至电渗析装置11中，进行进一步的净化作用。
Claims (6)
1.一种电解-电渗析复合废水处理装置，其特征在于，包括废水处理系统和电源系统，所述废水处理系统和电源系统电性连接；
废水处理系统包括废水储罐(1)、电解槽(2)、增压泵(7)、清水储罐(8)、回流泵(9)、电渗析装置(11)和进水泵(13)，所述废水储罐(1)与进水泵(13)入口通过管路A连接；所述进水泵(13)出口与电解槽(2)的进水口通过管路B连接，电解槽(2)的出水口与电渗析装置(11)的进水口通过管路C连接，管路C上设有增压泵(7)；电渗析装置(11)的淡水出水口与清水储罐(8)通过管路D连接；所述清水储罐(8)底部与回流泵(9)入口通过管路E连接，所述回流泵(9)出口与电渗析装置(11)的进水口通过管路F连接；所述电渗析装置(11)还包括浓水出水口(10)，所述浓水出水口(10)连接外界回收装置；
电源系统包括直流电源(5)和控制柜(6)，直流电源(5)电性连接所述电解槽(2)、控制柜(6)、增压泵(7)、回流泵(9)和进水泵(13)；控制柜(6)与电渗析装置(11)电性连接，控制柜(6)用于控制接入电渗析装置(11)的电流强度、电压以及电渗析装置(11)的水压。
2.根据权利要求1所述的一种电解-电渗析复合废水处理装置，其特征在于，所述管路A上设有第一电磁阀(14)，管路B上设有进水流量计(3)，管路D上设有出水流量计(4)和第二电磁阀(15)，且所述第一电磁阀(14)与第二电磁阀(15)与所述控制柜(6)电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种电解-电渗析复合废水处理装置，其特征在于，所述管路A～F均为PVC材质。
4.根据权利要求1所述的一种电解-电渗析复合废水处理装置，其特征在于，所述增压泵(7)、回流泵(9)和进水泵(13)为潜水泵或离心泵。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种电解-电渗析复合废水处理装置，其特征在于，所述电解-电渗析复合废水处理装置还包括支架(12)，所述支架(12)包括上层支架和下层支架，所述电解槽(2)、直流电源(5)和控制柜(6)设于所述上层支架，所述电渗析装置(11)和进水泵(13)设于所述下层支架。
6.根据权利要求5所述的一种电解-电渗析复合废水处理装置，其特征在于，所述支架(12)与地面接触的一面设有万向轮。
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