CN110724970A - 一种废盐回收再利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废盐回收再利用系统，涉及废盐回收技术领域，包括：过滤单元，包括有机物过滤膜；电解单元，包括阳离子交换膜；分类收集单元，包括集液板和冷凝板，集液板与分类收集单元容器内侧壁倾斜连接，集液板与内侧壁所夹空间形成收集冷凝液体的冷凝液收集容器，靠近集液板与内侧壁连接处的内侧壁上开设有第一回液口，第一回液口通过第七管道分别与净水储存单元和电解单元阴极室连接；靠近分类收集单元容器底部的侧壁上开设有第二回液口，第二回液口通过第六管道分别与碱液储存单元和电解单元阴极室连接；净水储存单元，用于储存冷凝水；碱液储存单元，用于存储碱液。本发明具有处理效率高、资源化率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及废盐回收技术领域，具体涉及一种废盐回收再利用系统。
背景技术
随着经济的发展和水环境的恶化，环保部门制定了更加严格的污水排放标准，并加大了执法力度。除有机物标准从严外，增加废水中盐排放的标准，如《北京市水污染物综合排放标准（DB11/307-2013）》中A类标准中的总溶解固体（TDS）排放限制为1000毫克/升。
目前，现有的废盐无害化处置技术有以下几种：
1、采用直接热力燃烧法，即将废盐粉末喷入焚烧炉，其中有机物在高温下分解破坏，然而一般无机盐熔点都在800摄氏度以上，在高温状态下发生熔融，会造成焚烧炉粘壁、耐材损坏、设备腐蚀、烟道堵塞等问题，目前未见有正常使用的设备。
2、采用热裂解碳化工艺，即将废盐粉末连续投入热裂解碳化窑中，其中的有机物在低于无机盐熔点温度（低于700摄氏度）和控氧气氛条件下发生分解气化，该工艺虽然解决了无机盐熔融的问题，但由于热裂解温度低，导致有机物无法彻底被破坏，甚至由于废盐中有机物种类及含量的不确定，分解气浓度变化易发生爆炸等安全问题。
3、采用填埋处置，由于废盐水溶性高，含有毒有害金属离子、有机污染物等，对填埋场污水系统造成致命冲击，需要按照国家危废处置规范进行稳定固化后深度填埋。该方法技术难度（防渗、防水、防漏等）大、占地大、投资成本高，有因地质灾害等因素造成二次环境危害的风险。
发明内容
因此，本发明实施例的目的在于提供一种无害化处理效率高的、可有效资源化的废盐回收再利用系统。
为此，本发明实施例的一种废盐回收再利用系统，包括：
过滤单元，包括有机物过滤膜，有机物过滤膜垂直连接位于过滤单元腔室中部，将过滤单元腔室分为左腔室和右腔室，右腔室的顶部开设有第一输入口，左腔室的底部开设有第一输出口和第二输入口，左腔室的顶部开设有第二输出口，第一输入口与第一管道连接，第一输出口通过第三管道与电解单元连接，第二输入口通过第四管道与电解单元连接，第二输出口与第二管道连接；
电解单元，包括阳离子交换膜，阳离子交换膜垂直连接位于电解单元腔室的中部，将电解单元腔室分为右侧阳极室和左侧阴极室，阳极室的顶部开设有第一入口和第一出口，阴极室的顶部开设有第二出口，阴极室侧壁的下部开设有第二入口和第三入口，第一入口通过第三管道与过滤单元的第一输出口连接，第一出口通过第四管道与过滤单元的第二输入口连接，第二出口通过第五管道与分类收集单元连接，第二入口通过第六管道与分类收集单元连接，第三入口通过第七管道与分类收集单元连接；
分类收集单元，包括集液板和冷凝板，集液板与分类收集单元容器内侧壁倾斜连接，集液板与内侧壁所夹空间形成收集冷凝液体的冷凝液收集容器，靠近集液板与内侧壁连接处的内侧壁上开设有第一回液口，第一回液口通过第七管道分别与净水储存单元和电解单元阴极室连接；冷凝板倾斜设置在分类收集单元的顶部，冷凝液体沿冷凝板流入冷凝液收集容器内；分类收集单元容器顶部开设有排气口，排气口与第八管道连接；靠近分类收集单元容器底部的侧壁上开设有第二回液口，第二回液口通过第六管道分别与碱液储存单元和电解单元阴极室连接；
净水储存单元，用于储存冷凝水；
碱液储存单元，用于存储碱液。
优选地，所述第三管道在阳极室内的端部延伸至阳极室的底部。
优选地，所述电解单元还包括加热单元，加热单元设于电解单元容器壁底部壁体内，用于将电解单元腔室内的液体续热到电解温度。
优选地，所述集液板的倾斜角度为60-70度。
优选地，所述分类收集单元还包括冷凝器，连接位于冷凝板上方，用于增强冷凝效果。
优选地，所述分类收集单元还包括倾斜底部，倾斜底部向第二回液口一侧倾斜。
本发明实施例的技术方案，具有如下优点：
本发明实施例提供的废盐回收再利用系统，通过设置过滤单元可有效滤除有机物，防止有机物对电解反应造成的不良影响，提高系统使用寿命。通过设置分类收集单元对废盐电解产物进行分类收集，提高了资源化程度，可提供多种产物进行其他应用，并且可加速碱液浓度的提升，提高回流速率，加快电解反应效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中废盐回收再利用系统的一个具体示例的结构示意图。
附图标记：1-过滤单元，11-有机物过滤膜，2-电解单元，21-阳离子交换膜，22-加热单元， 3-分类收集单元，31-倾斜底部，32-第二回液口，33-集液板，34-第一回液口，35-冷凝板，36-冷凝器，4-净水储存单元，5-碱液储存单元，101-第一管道，102-第二管道，103-第三管道，104-第四管道，105-第五管道，106-第六管道，107-第七管道，108-第八管道。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其他组合的存在或增加。术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种废盐回收再利用系统，如图1所示，包括：过滤单元1、电解单元2、分类收集单元3、净水储存单元4和碱液储存单元5；净水储存单元4用于储存冷凝水；碱液储存单元5用于存储碱液；
过滤单元1包括有机物过滤膜11，有机物过滤膜11垂直连接位于过滤单元1腔室中部，将过滤单元1腔室分为左腔室和右腔室，右腔室的顶部开设有第一输入口，左腔室的底部开设有第一输出口和第二输入口，左腔室的顶部开设有第二输出口，第一输入口与第一管道101连接，第一输出口通过第三管道103与电解单元2连接，第二输入口通过第四管道104与电解单元2连接，第二输出口与第二管道102连接；经加热后的废盐溶液通过第一管道101从右腔室顶部的第一输入口输入至右腔室，经过有机物过滤膜11滤除有机物后进入左腔室，然后从第一输出口经第三管道103作为电解原液输出至电解单元2；由于阳极电极与有机物发生反应会导致电解单元内电压升高，所有滤除有机物后可有效降低或消除废盐内的有机物对电解过程的负面影响，进而降低能耗，并延长使用寿命；
电解单元2包括阳离子交换膜21，阳离子交换膜21垂直连接位于电解单元2腔室的中部，将电解单元2腔室分为右侧阳极室和左侧阴极室，阳极室的顶部开设有第一入口和第一出口，阴极室的顶部开设有第二出口，阴极室侧壁的下部开设有第二入口和第三入口，第一入口通过第三管道103与过滤单元1的第一输出口连接，优选地，第三管道103在阳极室内的端部延伸至阳极室的底部，以提高电解反应效率，第一出口通过第四管道104与过滤单元1的第二输入口连接，第二出口通过第五管道105与分类收集单元3连接，第二入口通过第六管道106与分类收集单元3连接，第三入口通过第七管道107与分类收集单元3连接；电解原液由过滤单元1左腔室流入阳极室，在阳极室内发生电化学反应，阳极主要反应：2Cl--2e-→Cl2↑，次要反应：2H2O-4e-→4H++O2↑，电解后阳极液部分通过阳离子交换膜21渗透进阴极室，大部分通过阳极室内产生的气体形成的压力通过第四管道104重新流入过滤单元1左腔室内，并产生的气体（主要成分：Cl2）从第二管道102排出收集再利用；在阴极室发生电化学反应产生阴极产物形成阴极液（主要成分：碱液），阴极反应：2H2O+2e-→H2↑+OH-，阴极液通过阴极产生的气体所形成的压力使阴极液通过第五管道105流入分类收集单元3中，经分类收集单元3一部分进行收集再利用，另一部分回流至阴极室内继续进行反应，并产生的气体（主要成分：H2）可收集再利用，水蒸气在分类收集单元3进行处理后一部分收集再利用，另一部分回流至阴极室继续进行反应；优选地，电解单元2还包括加热单元22，加热单元22设于电解单元2容器壁底部壁体内，用于将电解单元2腔室内的液体续热到电解温度，以促进电解反应，提高反应效率；
分类收集单元3和过滤单元1并列放置在电解单元2的上方，分类收集单元3包括集液板33和冷凝板35，集液板33与分类收集单元3容器内侧壁倾斜连接，集液板33与内侧壁所夹空间形成收集冷凝液体（或净水）的冷凝液收集容器（冷凝液体主要成分为：水），优选地，倾斜角度为60-70度，以利于液体的收集和储存，靠近集液板33与内侧壁连接处的内侧壁上开设有第一回液口34，第一回液口34通过第七管道107分别与净水储存单元4和电解单元2阴极室连接，收集的净水一部分可通入净水储存单元4储存回收再利用，另一部分回流至阴极室继续进行反应，以调节阴极液浓度，提高反应效率；冷凝板35倾斜设置在分类收集单元3的顶部，形成分类收集单元3的尖形顶部，高温气体上升遇到冷凝板35后冷凝，然后沿冷凝板35流入冷凝液收集容器内；优选地，分类收集单元3还包括冷凝器36，连接位于冷凝板35上方，用于增强冷凝效果；分类收集单元3容器顶部开设有排气口，排气口与第八管道108连接，电解反应产生的气体（主要成分：H2）通过第八管道108排出收集再利用；靠近分类收集单元3容器底部的侧壁上开设有第二回液口32，第二回液口32通过第六管道分别与碱液储存单元5和电解单元2阴极室连接；由于气体压力从第五管道105流入分类收集单元3的碱液经检测到达预设浓度后一部分经第六管道106流入碱液储存单元5储存回收再利用，另一部分经第六管道106分流后回流至分解单元2阴极室继续进行反应，由于另行设置了收集水的冷凝液收集容器，使碱液浓度能够快速达到要求，提高了碱液收集速度，加快电解反应效率；优选地，分类收集单元3还包括倾斜底部31，倾斜底部31向第二回液口32一侧倾斜，以提高碱液回收率，减少损耗。优选地，过滤单元1内溶液高度略高于分类收集单元3内下部溶液高度，以提供液体持续进入电解单元2内的压力，或者该压力也可以采用泵等外力来提供。
上述废盐回收再利用系统的工作原理为：经加热后的废盐溶液输入至过滤单元1的右腔室，经过有机物过滤膜11滤除有机物后进入左腔室，然后作为电解原液输出至电解单元2左侧阳极室，在阳极室内发生电化学反应，电解后阳极液部分通过阳离子交换膜21渗透进阴极室，大部分通过阳极室内产生的气体形成的压力重新流入过滤单元1左腔室内，通过左腔室顶部第二输出口排出收集再利用；在阴极室发生电化学反应产生阴极产物形成阴极液和气体，阴极液和气体由于阴极产生的气体所形成的压力通入分类收集单元3中，H2气体通过顶部排气口排出收集再利用，水蒸气通过冷凝收集后一部分通入净水储存单元4储存回收再利用，另一部分回流至阴极室继续进行反应，分类收集单元3内碱液到达预设浓度后一部分流入碱液储存单元5储存回收再利用，另一部分回流至分解单元2阴极室继续进行反应。
上述废盐回收再利用系统，通过设置过滤单元可有效滤除有机物，防止有机物对电解反应造成的不良影响，提高系统使用寿命。通过设置分类收集单元对废盐电解产物进行分类收集，提高了资源化程度，可提供多种产物进行其他应用，并且可加速碱液浓度的提升，提高回流速率，加快电解反应效率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种废盐回收再利用系统，其特征在于，包括：
过滤单元（1），包括有机物过滤膜（11），有机物过滤膜（11）垂直连接位于过滤单元（1）腔室中部，将过滤单元（1）腔室分为左腔室和右腔室，右腔室的顶部开设有第一输入口，左腔室的底部开设有第一输出口和第二输入口，左腔室的顶部开设有第二输出口，第一输入口与第一管道（101）连接，第一输出口通过第三管道（103）与电解单元（2）连接，第二输入口通过第四管道（104）与电解单元（2）连接，第二输出口与第二管道（102）连接；
电解单元（2），包括阳离子交换膜（21），阳离子交换膜（21）垂直连接位于电解单元（2）腔室的中部，将电解单元（2）腔室分为右侧阳极室和左侧阴极室，阳极室的顶部开设有第一入口和第一出口，阴极室的顶部开设有第二出口，阴极室侧壁的下部开设有第二入口和第三入口，第一入口通过第三管道（103）与过滤单元（1）的第一输出口连接，第一出口通过第四管道（104）与过滤单元（1）的第二输入口连接，第二出口通过第五管道（105）与分类收集单元（3）连接，第二入口通过第六管道（106）与分类收集单元（3）连接，第三入口通过第七管道（107）与分类收集单元（3）连接；
分类收集单元（3），包括集液板（33）和冷凝板（35），集液板（33）与分类收集单元（3）容器内侧壁倾斜连接，集液板（33）与内侧壁所夹空间形成收集冷凝液体的冷凝液收集容器，靠近集液板（33）与内侧壁连接处的内侧壁上开设有第一回液口（34），第一回液口（34）通过第七管道（107）分别与净水储存单元（4）和电解单元（2）阴极室连接；冷凝板（35）倾斜设置在分类收集单元（3）的顶部，冷凝液体沿冷凝板（35）流入冷凝液收集容器内；分类收集单元（3）容器顶部开设有排气口，排气口与第八管道（108）连接；靠近分类收集单元（3）容器底部的侧壁上开设有第二回液口（32），第二回液口（32）通过第六管道分别与碱液储存单元（5）和电解单元（2）阴极室连接；
净水储存单元（4），用于储存冷凝水；
碱液储存单元（5），用于存储碱液。
2.根据权利要求1所述的废盐回收再利用系统，其特征在于，所述第三管道（103）在阳极室内的端部延伸至阳极室的底部。
3.根据权利要求1或2所述的废盐回收再利用系统，其特征在于，所述电解单元（2）还包括加热单元（22），加热单元（22）设于电解单元（2）容器壁底部壁体内，用于将电解单元（2）腔室内的液体续热到电解温度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的废盐回收再利用系统，其特征在于，所述集液板（33）的倾斜角度为60-70度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的废盐回收再利用系统，其特征在于，所述分类收集单元（3）还包括冷凝器（36），连接位于冷凝板（35）上方，用于增强冷凝效果。
6.根据权利要求1-5任一项所述的废盐回收再利用系统，其特征在于，所述分类收集单元（3）还包括倾斜底部（31），倾斜底部（31）向第二回液口（32）一侧倾斜。
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