CN107857338A - 一种零排放混床设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种零排放混床设备，涉及无废水精脱盐水处理领域，解决了现有混床精脱盐处理技术中存在的树脂再生高盐废水的技术问题。本发明的一种零排放混床设备，包括混床、再生装置、冲洗装置和高盐废水资源化装置；混床内部同时装有阴阳两种离子交换树脂，在分别用碱液和酸液进行再生后，通过冲洗装置进行洗净，而在此过程中产生的废水则进入高盐废水资源化装置进行处理，通过资源化模块进行资源化处理，资源化处理产生的酸液和碱液分别回到酸计量箱和碱计量箱进行回收利用；生成的淡水则进行储存，因此在对混床进行树脂再生的整个过程能够做到零排放无污染。

Description

一种零排放混床设备

技术领域

本发明涉及无废水精脱盐水处理技术领域，特别地涉及一种零排放混床设备。

背景技术

在单级反渗透和混床脱盐水制备过程中，混床用于反渗透出水进一步精脱盐处理。在混床中制备脱盐水时，树脂不断交换阴、阳离子的同时，逐渐趋于饱和，当树脂饱和时就失去制水能力，这就需要对树脂进行再生。对树脂进行再生时阴、阳树脂分别用碱、酸再生，在此过程中氢离子置换出阳离子，氢氧根离子置换阴离子，树脂再生过程中有大量高盐废水产生(水中残余离子基本都是一价离子钠、氯离子)，这些含盐废水如果将它直接排放，将会对环境污染，并浪费大量水源；如果回收，技术难度很大，现有技术中还没有成型的无废水混床处理装置。

发明内容

本发明提供一种零排放混床设备，用于解决现有混床精脱盐处理技术中存在的树脂再生高盐废水的技术问题。

本发明提供一种零排放混床设备，包括：

混床，包括从下至上依次设置的承托层、阴离子交换树脂层和阳离子交换树脂层；

再生装置，与所述混床相连，对所述混床分别进行所述阴离子交换树脂层再生和所述阳离子交换树脂层再生；

冲洗装置，与所述混床相连，分别对再生后的所述阴离子交换树脂层和所述阳离子交换树脂层洗净；以及

高盐废水资源化装置，通过高盐废水管与所述混床的高盐废水输出端相连，对所述混床中产生的废水进行资源化处理。

在一个实施方式中，所述再生装置包括分别与所述混床相连的碱计量箱和酸计量箱；所述混床与所述碱计量箱之间设置有再生碱液泵；

所述混床与所述酸计量箱之间分别设置有再生酸液泵。

在一个实施方式中，所述高盐废水资源化装置包括资源化模块和淡水箱，所述资源化模块上分别设置有与所述淡水箱相连的淡水输出端、与碱液箱相连的碱液输出端以及与酸液箱相连的酸液输出端；

所述碱液箱与所述碱计量箱相连，所述酸液箱与所述酸计量箱相连。

在一个实施方式中，所述冲洗装置位于所述混床的外部，所述冲洗装置包括正洗进水管、反洗进水管、正洗排水管和反洗排水管；

所述正洗进水管和所述反洗排水管均与所述混床顶部的第一端口相连；所述反洗进水管和所述正洗排水管均与所述混床底部的第二端口相连；

所述正洗排水管的另一端以及所述反洗排水管的另一端均与所述高盐废水管相连通。

在一个实施方式中，所述高盐废水管还与原水池的输入端以及反渗透产水箱的输入端相连；

所述反渗透产水箱的输出端与所述正洗进水管相连。

在一个实施方式中，所述高盐废水管上设置有电导率仪；

当所述电导率仪中测得的数值高于第一标准值时，所述高盐废水资源化装置输入端的控制阀打开；

当所述电导率仪中测得的数值低于第一标准值时，所述原水池输入端的控制阀打开；

当所述电导率仪中测得的数值低于第二标准值时，所述反渗透产水箱输入端的控制阀打开；

其中，第一标准值大于第二标准值。

在一个实施方式中，所述资源化模块包括箱体和分别位于所述箱体内部的阳极板、阴极板和资源化膜组，所述资源化膜组位于所述阳极板和所述阴极板之间；所述阳极板和所述阴极板分别与电源相连；

所述资源化膜组包括阴膜、阳膜和双极膜，所述阴膜与所述阳膜之间为盐液室，所述阴膜和所述双极膜之间为酸液室，所述双极膜与所述阳膜之间形成碱液室。

在一个实施方式中，所述高盐废水资源化装置还包括依次连接的前处理单元和浓缩处理单元，所述前处理单元与所述混床的输出端相连，所述浓缩处理单元与所述资源化模块的输入端相连；

所述浓缩处理单元包括RO浓缩装置和ED浓缩膜堆，所述ED浓缩膜堆的输入端与所述RO浓缩装置的浓水输出端相连；所述ED浓缩膜堆的浓水输出端与所述资源化模块相连，所述ED浓缩膜堆的淡水输出端与所述淡水箱相连。

在一个实施方式中，所述淡水箱的输出端连接有后处理单元，所述后处理单元包括依次连接的第二高压泵、反渗透装置和储水箱；所述第二高压泵与所述淡水箱相连，用于将所述淡水箱中的淡水输入至所述双级反渗透过装置中；

所述反渗透装置的浓水管路与所述ED浓缩膜堆相连，净水管路与所述储水箱相连。

与现有技术相比，本发明的优点在于：混床内部同时装有阴阳两种离子交换树脂，在分别用碱液和酸液进行再生后，通过冲洗装置进行洗净，而在此过程中产生的废水则进入高盐废水资源化装置进行处理，通过资源化模块进行资源化处理，资源化处理产生的酸液和碱液分别回到酸计量箱和碱计量箱进行回收利用；生成的淡水则进行储存，因此在对混床进行树脂再生的整个过程能够做到零排放无污染。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。

图1是本发明的一种零排放混床设备的结构示意图；

图2是图1所示的混床的立体结构示意图；

图3是图1所示混床与高盐废水资源化装置相连的结构示意图(图中未示出再生装置)；

图4是图1所示高盐废水资源化装置的结构示意图；

图5是图2所示的资源化模块的结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

附图标记：

1-混床； 2-再生装置； 3-冲洗装置；

4-高盐废水资源化装置； 5-后处理单元； 6-高盐废水管；

7-进气阀； 8-产水阀； 11-第一端口；

12-阴离子交换树脂层； 13-阳离子交换树脂层； 14-第二端口；

21-碱计量箱； 22-酸计量箱； 23-再生碱液泵；

24-再生酸液泵； 31-正洗进水管； 32-反洗进水管；

33-正洗排水管； 34-反洗排水管； 35-反渗透产水箱；

36-导率仪； 37-原水池； 41-前处理单元；

42-浓缩处理单元； 43-资源化模块； 44-淡水箱；

45-碱液箱； 46-酸液箱； 51-第二高压泵；

52-双级反渗透过装置； 61-再生排放阀； 62-高盐水排放阀；

421-RO浓缩装置； 422-ED浓缩膜堆； 431-阳极板；

432-阴极板； 433-资源化膜组； 434-阴膜；

435-阳膜； 436-双极膜。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明提供一种零排放混床设备，包括混床1、再生装置2、冲洗装置3以及高盐废水资源化装置4。

其中，混床1包括从下至上依次设置阴离子交换树脂层12和阳离子交换树脂层13。由于阳离子交换的比重比阴离子交换树脂的比重大，因此阴离子交换树脂层12在阳离子交换树脂层13的下方。一般二者装填的比例为1：2，也有装填比例为1：1.5的，可按根据需要进行选择。此外，还可在混床1的底部设置承托层。

再生装置2与混床1相连，对混床1分别进行阴离子交换树脂层12再生和阳离子交换树脂层13再生；再生过程之后用冲洗装置3进行洗净，冲洗装置3与混床1相连，分别对再生后的阴离子交换树脂层12和阳离子交换树脂层13洗净。

高盐废水资源化装置4，通过高盐废水管6与混床1的高盐废水输出端相连，对混床1中产生的高盐废水进行资源化处理。如图3所示，高盐废水管6上设置有控制阀，具体来说，如图3所示，混床1的高盐废水输出端设置再生排放阀61，高盐废水资源化装置4的输入端设置有高盐水排放阀62。

在本发明的一个实施例中，再生装置2包括分别与混床1相连的碱计量箱21和酸计量箱22；混床1与碱计量箱21之间设置有再生碱液泵23；混床1与酸计量箱22之间分别设置有再生酸液泵24。

如图4所示，高盐废水资源化装置4包括资源化模块43和淡水箱44，其中，资源化模块43上设置有淡水输出端、碱液输出端和酸液输出端，淡水输出端与淡水箱44相连，碱液输出端与碱液箱45相连，酸液输出端与酸液箱46相连。并且碱液箱45与碱计量箱21相连，酸液箱46与酸计量箱22相连，使酸液和碱液在再生装置2和高盐废水资源化装置4之间进行循环，因此再生装置2、混床1和资源化模块43之间形成一个循环，以提高废水处理的利用率。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，冲洗装置3位于混床1的外部，冲洗装置3包括正洗进水管31、反洗进水管32、正洗排水管33和反洗排水管34。

其中，正洗进水管31和反洗排水管34均与混床1顶部的第一端口11相连；反洗进水管32和正洗排水管33均与混床1底部的第二端口14相连；并且正洗排水管33的另一端以及反洗排水管34的另一端均与高盐废水管6相连通。

并且，正洗进水管31、反洗进水管32、正洗排水管33和反洗排水管34上均设置有相应的阀门。当进行冲洗时，正洗进水管31中的水由混床1顶端的第一端口11进入，对混床1内部的树脂进行冲洗后，从混床1底端的第二端口14流经正洗排水管33排出；反之，反洗进水管32中的水由混床底端的第二端口14进入，对混床1内部的树脂进行冲洗后，从混床1顶端的第一端口11流经反洗排水管34排出。

优选地，碱计量箱21与正洗进水管31通过管路相连，碱计量箱21与正洗进水管31之间的管路上分别设置有再生进碱液阀和再生碱液泵23，分别控制进碱液量；同样地，酸计量箱22与反洗进水管32通过管路相连，酸计量箱22与反洗进水管32之间的管路上分别设置有再生进酸液阀和再生酸液泵24，分别控制进酸液量。

也就是说，碱计量箱21中的碱液从正洗进水管31进入混床1顶部的第一端口11，对位于上方的阴离子交换树脂层12进行再生，酸计量箱22中的酸液进入混床1底部的第二端口14，对位于下方的阳离子交换树脂层13进行再生。

优选地，反洗进水管32还与进气管相连，进气管上设置有进气阀7，用于树脂再生结束后向混床1内通入气体。

优选地，反洗进水管32还与产水管相连，产水管上设置有产水阀8，用于树脂再生结束后，混床1工作时的产出。

进一步地，高盐废水管6还与原水池37的输入端以及反渗透产水箱35的输入端相连，并且，及反渗透产水箱35的输出端与正洗进水管31相连。即冲洗后的水还可经过反渗透产水箱35进行循环。

另外，反渗透产水箱35的输出端与正洗进水管31之间的管路上还设置有中间水泵和进水阀，用于控制进水量。

进一步地，高盐废水管6上设置有电导率仪36；当电导率仪36中测得的数值高于第一标准值时，高盐废水资源化装置4输入端的控制阀打开；当电导率仪36中测得的数值低于第一标准值时，原水池37输入端的控制阀打开；当电导率仪36中测得的数值低于第二标准值时，反渗透产水箱35输入端的控制阀打开。其中，第一标准值大于第二标准值。

即高盐废水管6中水的电导率高于第一标准值时，进入高盐废水资源化装置4进行资源化处理；低于第一标准值时，则进入原水池37中；低于第二标准值时，则进入反渗透产水箱35；当检测到出水合格后混床1即可进入运行状态，并关闭高盐废水管6上的再生排放阀61。

当混床1的阴离子交换树脂层12和阳离子交换树脂层13使用多次后需再生时，再生和清洗的过程如下：

第一步，打开再生进碱液阀和再生碱液泵23，使碱计量箱21向混床1的第一端口11中注入再生碱液，进行阴离子交换树脂层12(阴床)再生，并打开高盐废水管6上的再生排放阀61和高盐水排放阀62，使生成的高盐废水进入高盐废水资源化装置4中；

第二步，关闭再生进碱液阀和再生碱液泵23，打开正洗进水管31上的中间水泵和进水阀，对再生后的阴床进行洗净，冲洗后的水通过正洗排水管33排出；

第三步，关闭正洗进水管31上的中间水泵和进水阀，打开再生进酸液阀和再生酸液泵24，使酸计量箱22向混床1底部的第二端口14中注入再生酸液，进行阳离子交换树脂层13(阳床)再生，并打开高盐废水管6上的再生排放阀61和高盐水排放阀62，使生成的高盐废水进入高盐废水资源化装置4中；

第四步，关闭高盐废水管6上的再生排放阀61和高盐水排放阀62，打开反洗进水管32上的反洗进水阀，对再生后的阳床进行洗净，冲洗后的水通过反洗排水管34排出。

至此，完成对混床1的阴床和阳床再生。

进一步地，在完成第二步和第四步后，通过电导率仪36对高盐废水管6中水的电导率进行测量，并进行如下操作：

若电导率仪36测得的数值高于第一标准值时，那么原水池37输入端的控制阀关闭，反渗透产水箱35输入端的控制阀关闭，高盐水排放阀62打开，冲洗水进入高盐废水资源化装置4进行资源化处理；

若电导率仪36测得的数值低于第一标准值时，那么原水池37输入端的控制阀打开，反渗透产水箱35输入端的控制阀关闭，高盐水排放阀62关闭，冲洗水进入原水池37中；

若电导率仪36测得的数值低于第二标准值时，那么原水池37输入端的控制阀关闭，反渗透产水箱35输入端的控制阀打开，高盐水排放阀62关闭，冲洗水进入反渗透产水箱35中。

由上述操作可知，可通过电导率值控制高盐废水管6中水的流向，即对高盐废水管6中的排放物区别对待，并分别使不同的控制阀打开或关闭，使高盐废水管6中的水流向不同的部件中，以实现不同的功能。因此整个过程能够达到高效循环的目的和零排放的功能。

在本发明的一个实施例中，如图5所示，资源化模块43包括箱体和分别位于箱体内部的阳极板431、阴极板432和资源化膜组433，资源化膜组433位于阳极板431和阴极板432之间；阳极板431和阴极板432分别与电源相连。

资源化膜组433包括阴膜434、阳膜435和双极膜436，阴膜434与阳膜435之间为盐液室，阴膜434和双极膜436之间为酸液室，双极膜436与阳膜435之间形成碱液室。

资源化模块43的工作过程如下：高含盐废水在资源化模块43的电场的作用下，进行电解反应，能够在不同的室形成新的化学物质。具体来说，当盐溶液通过模块时，在电场的作用下，阴、阳离子移动，由于阴膜434和阳膜435的特性，使阴离子透过阴膜434进入酸液室，根据不同阴离子特性在酸液室形成酸性物质或气体产生，阳离子透过阳膜435进入碱液室，在碱液室形成碱液。

此外，资源化膜组433的数量为多个，多个资源化膜组433之间相互之间设有隔板，能够同时处理，加快处理效率。隔板流进为无回路短流形式，其边框采用0.9毫米聚丙烯板冲压成型，内设二聚丙烯丝编织网构成水流通道。

混床1的进碱液口14和混床1的进酸液口15处均设置有控制阀，用于调整进入混床1的碱液和酸液的流量。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，高盐废水资源化装置4还包括依次连接的前处理单元41和浓缩处理单元42，前处理单元41与混床1的输出端相连，浓缩处理单元42与资源化模块43的输入端相连。

浓缩处理单元42包括RO浓缩装置421和ED浓缩膜堆422，ED浓缩膜堆422的输入端与RO浓缩装置421的浓水输出端相连；ED浓缩膜堆422的浓水输出端与资源化模块43相连，ED浓缩膜堆433的淡水输出端与淡水箱44相连。

在本发明的一个实施例中，淡水箱44的输出端连接有后处理单元5，后处理单元5包括第二高压泵51、反渗透装置52和储水箱；第二高压泵51与淡水箱44相连，用于将淡水箱44中的淡水输入至反渗透装置52中，通过后处理单元5对淡水箱44中的淡水进行处理后即可重新投入应用。

反渗透装置52的浓水管路与ED浓缩膜堆422相连，净水管路与储水箱相连。即由反渗透过装置52处理后的浓水再次回到ED浓缩膜堆422进行浓缩。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种零排放混床设备，其特征在于，包括：

混床(1)，包括从下至上依次设置的阴离子交换树脂层(12)和阳离子交换树脂层(13)；

再生装置(2)，与所述混床(1)相连，对所述混床(1)分别进行所述阴离子交换树脂层(12)再生和所述阳离子交换树脂层(13)再生；

冲洗装置(3)，与所述混床(1)相连，分别对再生后的所述阴离子交换树脂层(12)和所述阳离子交换树脂层(13)洗净；以及

高盐废水资源化装置(4)，通过高盐废水管(6)与所述混床(1)的高盐废水输出端相连，对所述混床(1)中产生的废水进行资源化处理。

2.根据权利要求1所述的零排放混床设备，其特征在于，所述再生装置(2)包括分别与所述混床(1)相连的碱计量箱(21)和酸计量箱(22)；所述混床(1)与所述碱计量箱(21)之间设置有再生碱液泵(23)；所述混床(1)与所述酸计量箱(22)之间分别设置有再生酸液泵(24)。

3.根据权利要求2所述的零排放混床设备，其特征在于，所述高盐废水资源化装置(4)包括资源化模块(43)和淡水箱(44)，所述资源化模块(43)上分别设置有与所述淡水箱(44)相连的淡水输出端、与碱液箱(45)相连的碱液输出端以及与酸液箱(46)相连的酸液输出端；

所述碱液箱(45)与所述碱计量箱(21)相连，所述酸液箱(46)与所述酸计量箱(22)。

4.根据权利要求3所述的零排放混床设备，其特征在于，所述冲洗装置(3)位于所述混床(1)的外部，所述冲洗装置(3)包括正洗进水管(31)、反洗进水管(32)、正洗排水管(33)和反洗排水管(34)；

所述正洗进水管(31)和所述反洗排水管(34)均与所述混床(1)顶部的第一端口(11)相连；所述反洗进水管(32)和所述正洗排水管(33)均与所述混床(1)底部的第二端口(14)相连；

所述正洗排水管(33)的另一端以及所述反洗排水管(34)的另一端均与所述高盐废水管(6)相连通。

5.根据权利要求4所述的零排放混床设备，其特征在于，所述高盐废水管(6)还与原水池(37)的输入端以及反渗透产水箱(35)的输入端相连；

所述反渗透产水箱(35)的输出端与所述正洗进水管(31)相连。

6.根据权利要求5所述的零排放混床设备，其特征在于，所述高盐废水管(6)上设置有电导率仪(36)；

当所述电导率仪(36)中测得的数值高于第一标准值时，所述高盐废水资源化装置(4)输入端的控制阀打开；

当所述电导率仪(36)中测得的数值低于第一标准值时，所述原水池(37)输入端的控制阀打开；

当所述电导率仪(36)中测得的数值低于第二标准值时，所述反渗透产水箱(35)输入端的控制阀打开；

其中，第一标准值大于第二标准值。

7.根据权利要求2所述的零排放混床设备，其特征在于，所述资源化模块(43)包括箱体和分别位于所述箱体内部的阳极板(431)、阴极板(432)和资源化膜组(433)，所述资源化膜组(433)位于所述阳极板(431)和所述阴极板(432)之间；所述阳极板(431)和所述阴极板(432)分别与电源相连；

所述资源化膜组(433)包括阴膜(434)、阳膜(435)和双极膜(436)，所述阴膜(434)与所述阳膜(435)之间为盐液室，所述阴膜(434)和所述双极膜(436)之间为酸液室，所述双极膜(436)与所述阳膜(435)之间形成碱液室。

8.根据权利要求7所述的零排放混床设备，其特征在于，所述高盐废水资源化装置(4)还包括依次连接的前处理单元(41)和浓缩处理单元(42)，所述前处理单元(41)与所述混床(1)的输出端相连，所述浓缩处理单元(42)与所述资源化模块(43)的输入端相连；

所述浓缩处理单元(42)包括RO浓缩装置(421)和ED浓缩膜堆(422)，所述ED浓缩膜堆(422)的输入端与所述RO浓缩装置(421)的浓水输出端相连；所述ED浓缩膜堆(422)的浓水输出端与所述资源化模块(43)相连，所述ED浓缩膜堆(422)的淡水输出端与所述淡水箱(44)相连。

9.根据权利要求8所述的零排放混床设备，其特征在于，

所述淡水箱(44)的输出端连接有后处理单元(5)，所述后处理单元(5)包括依次连接的第二高压泵(51)、反渗透装置(52)和储水箱；所述第二高压泵(51)与所述淡水箱(44)相连，用于将所述淡水箱(44)中的淡水输入至所述双级反渗透过装置(52)中；

所述反渗透装置(52)的浓水管路与所述ED浓缩膜堆(422)相连，净水管路与所述储水箱相连。