CN110078272A - 浓海水再利用制氯方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种浓海水再利用制氯方法，属于水处理技术领域。包括进水管、加药管、过滤器、纳滤膜和次氯酸钠发生器，所述加药管与进水管接通，将杀菌剂与阻垢剂添加到进水管中，过滤器、纳滤膜和次氯酸钠发生器顺次安装于进水管上，过滤器滤除杂质，纳滤膜阻断二价离子的输送，将不含有二价离子的海水送至次氯酸钠发生器处，海水在次氯酸钠发生器处电解生成有效氯备用，即完成浓海水的再利用。本申请实现了浓海水再利用，有助于实现“零排放”可持续生产；减少了电解结垢和电极酸洗频率，提升了电效率，使电解设备更加节能，延长了电极的使用寿命。

Description

浓海水再利用制氯方法
技术领域
本申请涉及一种浓海水再利用制氯方法，属于水处理技术领域。
背景技术
电解淡盐水或海水生产次氯酸钠最早出现于1930年，在1965年由于金属阳极DSA的研究成功而得到了广泛的应用。海水中含有较多氯离子，重量占比2％左右，是天然的盐水。近年来，膜技术在海水淡化中的应用越来越广泛。反渗透滤膜的使用能够使透过膜的海水变成可供人们日常使用的淡水，而未透过膜的海水成为了含氯离子浓度更高的浓海水，一般做废水排放。如果能将这部分含氯离子浓度高的浓海水利用起来将能够有效促进循环经济的发展，有利于资源的可持续发展。
对于位于滨海地区对次氯酸钠有需求的厂区来说，如果有技术能利用浓海水进行电解，将极大节省电解原料的用量，节省开支。然而，由于浓海水中含有较多杂质，因此考虑对浓海水进行处理后再进行利用。海水中富含钙镁等易结垢离子，电解时往往会影响电效率，需要高频率的酸洗除垢。实验证明，在传统非浓缩海水电解工艺下，虽然此时钙镁离子浓度尚未浓缩，电解海水的电极仍将在运行5天后出现少量结垢现象，而在第11天出现较多的结垢，在第14天结垢严重并影响次氯酸钠出产率，产率下降了20％。也就是说，在电解非浓缩海水时，每过两周电极就需要进行酸洗，而浓海水如不进行处理，将极大的减少次氯酸钠出产率。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种可实现海水再利用、同步滤除易结垢离子、电解效率高的浓海水再利用制氯方法。
具体地，本申请是通过以下方案实现的：
浓海水再利用制氯方法，包括进水管、加药管、过滤器、纳滤膜和次氯酸钠发生器，所述加药管与进水管接通，将杀菌剂与阻垢剂添加到进水管中，过滤器、纳滤膜和次氯酸钠发生器顺次安装于进水管上，过滤器滤除杂质，纳滤膜阻断二价离子的输送，将不含有二价离子的海水送至次氯酸钠发生器处，海水在次氯酸钠发生器处电解生成有效氯备用，即完成浓海水的再利用。
上述方案以浓海水为待处理水，在进水管上设置加药管，在进行后续处理前，预先添加杀菌剂、阻垢剂等对待处理水进行预处理，而后经过过滤器的过滤，滤除水中杂质，完成第一道过滤；此时输送至纳滤膜主要包含有离子的水体，纳滤膜先阻断水体中的二价离子，并保证一价钠离子、一价氯离子可以自由通过，完成第二道筛选；而后仅含有一价离子的盐水则输送至次氯酸钠发生器处，在次氯酸钠发生器处一价氯离子被转化为有效氯，该有效氯可直接作为消毒剂直接再利用，如此处理，既完成了海水中杂质和二价易结垢离子的去除，有效提高电极的使用寿命，并将其中氯离子转化为有效氮(次氯酸钠)，完成海水中有效成分的再利用，使浓海水电解效率得以提高，电极酸洗频率下降，产品次氯酸钠品质和浓度得以提高。
在上述方案基础上，申请人对进水管从预处理角度做了进一步的研究，并确定较为优选的方案为：所述进水管上接入储水池，加药管由储水池后侧接入进水管。储水池的设置实现待处理水预先静置处理，在一定程度上完成对水体的预处理。
在上述方案基础上，申请人对进水管从水体输送调控角度做了进一步的研究，并确定较为优选的方案为：所述进水管上设置有进水阀一、进水阀二、进水阀三，进水阀一位于加药管前侧，进水阀二位于加药管与过滤器之间，进水阀三位于过滤器与纳滤膜之间。加药管前后设置进水阀，保证药剂添加的稳定与可控性；过滤器前后设置进水阀，既保证过滤效果，避免水量过大，又确保过滤效率，避免未充分过滤对后续纳滤膜造成的处理压力。在不同处理阶段分别设置进水阀，以实现不同阶段的分段处理，确保各阶段水处理稳定高效进行。
在上述方案基础上，申请人对纳滤膜的出水做如下优选设置：所述纳滤膜上接出有排水管和出水管，纳滤膜处主要是阻断二价离子的后移，为避免二价离子在纳滤膜处的滞留、影响纳滤膜的处理效果，在纳滤膜处接出排水管，将不能通过纳滤膜的水体经废水排放管作为无效电解液排出；而出水管则将不含有二价离子的浓海水送至次氯酸钠发生器处。
在上述方案基础上，申请人对纳滤膜与次氯酸钠发生器之间的过渡做如下优选设置：所述纳滤膜与次氯酸钠发生器之间设置有盐水池，以实现纳滤膜处理后水体的静置与稳定处理。纳滤膜滤除后的水体主要含有一价离子，直接将处理后的水体输送至次氯酸钠发生器处，避免输水不稳定造成的次氯酸钠发生器处理效率不稳定。
在上述方案中，我们对过滤器、纳滤膜以及次氯酸钠发生器做如下优选设置：所述过滤器为保安过滤器，可以除浊度1度以上的细小微粒，避免油脂等大颗粒进入到纳滤膜、反渗透膜等后道工序处。
本申请技术方案的实施效果主要体现在一下几个方面：
(1)成功再次利用了海水淡化产生的废弃浓海水，有助于实现“零排放”可持续生产；
(2)利用海水自身盐度，为滨海次氯酸钠消毒剂需求企业提供了零盐耗的次氯酸钠发生装置，节省了资源和经济投入；
(3)减少了电解结垢，提升了电效率，使电解设备更加节能；
(4)减少了电极的酸洗频率，延长了电极的使用寿命。
附图说明
图1为本申请的其中一种结构示意图；
图2为图1的流程示意图；
图3为本申请的另一种结构示意图；
图4为图3的流程示意图；
图5为本申请的第三种结构示意图；
图6为图5的流程示意图；
图7为本申请的第四种结构示意图；
图8为图7的流程示意图。
图中标号：1.进水管；11.进水阀一；12.增压泵一；13.进水阀二；14.进水阀三；15.增压泵二；2.储水池；3.加药管；4.过滤器；5.纳滤膜；51.排水管；52.出水管；6.盐水池；61.增压泵三；7.次氯酸钠发生器；71.回收药剂管；8.储药池。
具体实施方式
本案例一种浓海水再利用制氯方法，结合图1，包括进水管1、加药管3、过滤器4、纳滤膜5和次氯酸钠发生器7，加药管3与进水管1接通，将杀菌剂与阻垢剂添加到进水管1中，过滤器4、纳滤膜5和次氯酸钠发生器7顺次安装于进水管1上，过滤器4滤除杂质，纳滤膜5阻断二价离子的输送，将不含有二价离子的海水送至次氯酸钠发生器7处，海水在次氯酸钠发生器7处电解生成有效氯备用，即完成浓海水的再利用。
上述方案以浓海水为待处理水，在进水管1上设置加药管3，在进行后续处理前，通过加药管3预先添加杀菌剂、阻垢剂等对待处理水进行预处理，而后经过过滤器4的过滤，滤除水中杂质，完成第一道过滤；此时输送至纳滤膜5的海水为主要包含有离子而不含有杂质的水体，纳滤膜5先阻断水体中的二价离子，并保证一价钠离子、一价氯离子可以自由通过，完成第二道筛选；而后仅含有一价离子的盐水则输送至次氯酸钠发生器7处，在次氯酸钠发生器7处一价氯离子被转化为有效氯，该有效氯可直接作为消毒剂直接再利用，如此处理，既完成了海水中杂质和二价易结垢离子的去除，有效提高电极的使用寿命，又减少了海水中氯化钠的含量，并将其中氯离子转化为有效氯(次氯酸钠)，完成浓海水中有效成分的再利用，使浓海水电解效率得以提高，电极酸洗频率下降，产品次氯酸钠品质和浓度得以提高。
在上述方案基础上，从预处理角度还可以对进水管做如下优选设置：进水管1上接入储水池2，加药管3由储水池2后侧接入进水管1。储水池2的设置实现待处理水预先静置处理，在一定程度上完成对水体的预处理。
在上述方案基础上，从水体输送调控角度还可以对进水管做如下优选设置：进水管1上设置有进水阀一11、进水阀二13、进水阀三14，进水阀一11位于加药管3前侧，进水阀二13位于加药管3与过滤器4之间，进水阀三14位于过滤器4与纳滤膜5之间。加药管3前后设置进水阀，保证药剂添加的稳定与可控性；过滤器4前后设置进水阀，既保证过滤效果，避免水量过大，又确保过滤效率，避免未充分过滤对后续纳滤膜5造成的处理压力。在不同处理阶段分别设置进水阀，实现不同阶段的分段处理，确保各阶段水处理稳定高效进行。
在上述方案基础上，对纳滤膜的出水做如下设置：纳滤膜5上接出有排水管51和出水管52，纳滤膜5处主要是阻断二价离子的后移，为避免二价离子在纳滤膜5处的滞留、影响纳滤膜5的处理效果，在纳滤膜5处接出排水管51，将不能通过纳滤膜5的水体经排水管51作为废水排出；而出水管52则将不含有二价离子的废水送至次氯酸钠发生器7处。
在上述方案基础上，申请人对纳滤膜5与次氯酸钠发生器7之间的过渡做如下设置：纳滤膜5与次氯酸钠发生器7之间设置有盐水池6，以实现纳滤膜5处理后水体的静置与稳定处理。纳滤膜5滤除后的水体主要含有一价离子，直接将处理后的水体输送至次氯酸钠发生器7处，避免输水不稳定造成的次氯酸钠发生器7处理效率不稳定。
关于杀菌剂、阻垢剂的添加，可直接采购杀菌剂、阻垢剂，采用如图1、图2、图3、图4方式，通过加药管3进行上述药剂的添加，也可以采用图5、图6所示，以“产水出水”作为杀菌剂、阻垢剂添加。
进水与杀菌剂、阻垢剂可同时采用上述方式，即如图7、图8所示，进水管1前方通过反渗透膜处理后的反渗透膜浓水作为待处理水；药剂通过“产水出水”(来自自来水厂的出水)稀释后作为杀菌剂、阻垢剂添加。
在上述方案中，过滤器4优选采用保安过滤器，可以除浊度1度以上的细小微粒，避免油脂等大颗粒进入到纳滤膜、反渗透膜等后道工序处。
浓海水经进水管1流入浓海水储水池2进行储存后，经增压泵一12增压后流入过滤器4，滤除海水中粒径较大的杂质。再此之前，加药投系统经加药管3在浓海水中预先加入杀菌剂和阻垢剂。杀菌剂使得海水中细菌、蚤类等得到有效的杀灭，减少海藻繁殖对系统造成的堵塞。阻垢剂使得纳滤膜5使用寿命和使用效果得到提高，反洗频率降低。浓海水流经过滤器4后即将经增压泵二15进入纳滤膜5滤除二价离子，产出高浓度低杂质浓盐水储存于电解盐水池6内，后通过增压泵三61进入次氯酸钠发生器7制取次氯酸钠，经回收药剂管71送入次氯酸钠药剂的储药池8中。
效果
本申请技术方案的实施效果主要体现在一下几个方面：
(1)成功再次利用了海水淡化产生的废弃浓海水，有助于实现“零排放”可持续生产；
(2)利用海水自身盐度，为滨海次氯酸钠消毒剂需求企业提供了零盐耗的次氯酸钠发生装置，节省了资源和经济投入；
(3)减少了电解结垢，提升了电效率，使电解设备更加节能；
(4)减少了电极的酸洗频率，延长了电极的使用寿命。

Claims (7)

1.浓海水再利用制氯方法，其特征在于：包括进水管、加药管、过滤器、纳滤膜和次氯酸钠发生器，所述加药管与进水管接通，将杀菌剂与阻垢剂添加到进水管中，过滤器、纳滤膜和次氯酸钠发生器顺次安装于进水管上，过滤器滤除杂质，纳滤膜阻断二价离子的输送，将不含有二价离子的海水送至次氯酸钠发生器处，海水在次氯酸钠发生器处电解生成有效氯备用，即完成浓海水的再利用。
2.根据权利要求1所述的浓海水再利用制氯方法，其特征在于：所述进水管上接入储水池，加药管由储水池后侧接入进水管。
3.根据权利要求1所述的浓海水再利用制氯方法，其特征在于：所述进水管上设置有进水阀一、进水阀二、进水阀三，进水阀一位于加药管前侧，进水阀二位于加药管与过滤器之间，进水阀三位于过滤器与纳滤膜之间。
4.根据权利要求1所述的浓海水再利用制氯方法，其特征在于：所述纳滤膜上接出有排水管和出水管，出水管连接于纳滤膜与次氯酸钠发生器之间。
5.根据权利要求1所述的浓海水再利用制氯方法，其特征在于：所述纳滤膜与次氯酸钠发生器之间设置有盐水池。
6.根据权利要求1所述的浓海水再利用制氯方法，其特征在于：所述进水管前方设置反渗透膜。
7.根据权利要求1所述的浓海水再利用制氯方法，其特征在于：所述过滤器为保安过滤器。
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