CN110776066A - 一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的系统，包括多级连接的原水淡化装置，原水淡化装置包括壳体、活性炭材料层、离子交换膜和旋转磁场发生器，活性炭材料层在壳体内两侧，离子交换膜设在活性炭材料层间；壳体上部连有原水输入管，下端连有淡化水导出管、浓缩液导出管，旋转磁场发生器设在壳体外底部；浓缩液导出管和下一级原水淡化装置连通，淡化水导出管和下一级另一原水淡化装置连通。其处理方法为：将原水初次淡化；电解质浓缩液和淡化水再次进行淡化；多次淡化后得到最终的淡化水。本发明的含盐电解质液淡化处理系统具有在常压下对包含多价离子的含盐电解质溶液进行简单高效的淡化处理的优势。

Description

一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理 的系统及方法

技术领域

本发明涉及含盐电解质液淡化处理领域，更具体地说，它涉及一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的系统及方法。

背景技术

含盐电解质液是指总含盐电解质溶液(如Na⁺、K⁺、Cl^-、SO4^2-及含重金属离子等)，如海水、苦咸水、工业含盐废水，尤其是各工业园区循环浓缩水(包含Na⁺、Ga²⁺、Mg²⁺、K⁺、NO₃ ^-、CO₃ ^2-、PO₄ ^3-等离子)或电镀水(包含Cd²⁺、 Cu²⁺、Ni²⁺等离子)，以及工业生产中RO(反渗透)技术生产去离子水的时排放大量的高含盐废水。目前这类废水大量的堆积，形成了新的环境污染。

目前对含盐电解质液的处理方法主要有：电解工艺、离子交换工艺、膜分离工艺、加热蒸发工艺、生物处理工艺、DTRO膜工艺等。电解工艺和加热蒸发工艺是能耗较大的含盐电解质的处理工艺；而离子交换工艺和膜分离工艺处理成本高，企业难以承受；生物处理工艺作为一种新型的含盐电解质的处理方法，结合生物氧化、分解和吸附，在有机物的分解中有较好的效果，但是生物处理工艺中使用的活性污泥中需要通过驯化和培养，使得活性污泥中含有耐高盐环境、同时具有一定特异性降解活性微生物群，虽然该工艺对含盐电解质液处理的特异性较强，但是也在一定程度上限制了该工艺应用的广泛性，即同一种处理工艺对不同种类的含盐电解质液，其处理效果一般。

针对含盐电解质液中单价和多价的阴离子、阳离子的处理，电解吸附法是较为有效的方法，即利用电场对阴、阳离子的作用力将含盐电解质液分离后分别浓缩成阴离子浓缩液和阳离子浓缩液，然后对阴离子浓缩液和阳离子浓缩液分别处理的。该方法能有效去除含盐电解质液中的阴、阳离子，同时经济环保。

申请号为CN2012103822780的发明专利公开了一种磁场与离子交换膜组成的离子分离装置和方法，所述装置包括磁场，阴离子交换膜和阳离子交换膜、主流体流动隔板、正反向主流体通道和侧面浓溶液通道，可实现阴、阳离子连续分离。同时提供磁场与离子交换膜组成的离子分离方法，该离子分离方法的过程是在磁场存在下，将流动电解质溶液的阴离子通过含有阴离子交换膜和阳离子通过阳离子交换膜，而相邻通道的电解质溶液的阳离子通过含有阳离子交换膜和阴离子通过阴离子交换膜，最后，分别在两侧的高浓度溶液完成电性中和。本发明适用于海水淡化、含电解质溶液溶质和溶剂分离。可连续运行无须再生和脱附操作，具有原位使电解质溶液离子分离、工艺简单、离子分离效率高、可无级提高水溶液电解质淡水回收率。

上述发明专利的技术方案存在以下技术缺陷：首先，上述设备所能处理的含盐电解质液中包含的离子种类较少，如Na⁺和Cl^－，而针对包含多种多价离子的循环浓缩水以及电镀水来讲，其处理效果一般；同时，上述设备在进行含盐电解质液的处理时是在加压的条件下进行的，其操作压力为0.2-0.3Mpa，这样的条件下会对设备的气密性要求较高，同时具有一定的安全隐患。

因此，寻找一种将电解工艺、离子交换工艺、膜分离工艺、加热蒸发工艺、生物处理工艺、DTRO膜工艺等其中两种及以上的工艺结合起来进行包含多种多价含盐电解质液高效淡化处理是十分必要的。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的系统，利用旋转磁场提供使得含盐电解质液中的阴、阳离子规律性运动的驱动力，结合阴离子交换膜和阳离子交换膜的选择透过性以及活性炭吸附层对阴、阳离子的吸附作用力实现对含盐电解质液的淡化处理，其具有更加安全地在常压条件下对包含多种多价离子的含盐电解质溶液进行淡化处理的优点，简单高效地为生产生活提供饮用水提纯保障以及为工农业生产提供淡化用水的优势。

本发明的第二个目的在于提供一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的方法。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：

一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的系统，包括多级连接的淡化单元，除第一级淡化单元包含一个或多个淡化装置，其它级淡化单元包括至少一个浓缩水淡化装置和至少一个淡化水淡化装置，所述淡化装置包括壳体、活性炭材料层、阴离子交换膜、阳离子交换膜和旋转磁场发生器，所述活性炭材料层设置在壳体内相对的两侧，所述阴离子交换膜和阳离子交换膜在两个活性炭材料层之间间隔设置，壳体一侧的所述活性炭材料层和阴离子交换膜之间形成阴离子浓缩液区，壳体另一侧的所述活性炭材料层和所述阳离子交换膜之间形成阳离子浓缩液区，所述阴离子交换膜和阳离子交换膜之间形成淡化水区；

所述壳体上端面连接有进水管，所述进水管和提供原水的装置连通，所述壳体下端面连接有淡化水导出管、阴离子浓缩液导出管和阳离子浓缩液导出管，所述淡化水导出管设置于淡化水区，所述阴离子浓缩液导出管设置于阴离子浓缩液区，所述阳离子浓缩液导出管设置于阳离子浓缩液区，所述壳体外阴离子交换膜和阳离子交换膜间的竖直空间处设置有旋转磁场发生器；

上一级淡化单元的淡化装置通过其淡化水导出管和下一级淡化单元的淡化水淡化装置的进水管连通，其阴离子浓缩液导出管和阳离子浓缩液导出管连通后，与下一级淡化单元的浓缩水淡化装置的进水管连通，下一级淡化单元的淡化水淡化装置的阴离子浓缩液导出管和阳离子浓缩液导出管连通后，和同级的浓缩水淡化装置的进水管连通；最后一级淡化单元的浓缩液淡化装置的阴离子浓缩液导出管和阳离子浓缩液导出管连通后，和浓缩液收集箱连通，最后一级淡化单元的淡化水导出管和淡化水收集箱连通。

通过采用上述技术方案，在第一级的原水淡化处理装置中，首先将原水通过原水输入管注入到壳体内，启动旋转磁场发生器之后，由于旋转磁场发生器产生旋转磁场，在旋转磁场的作用下，原水中的阳离子向壳体的一侧做偏转运动，原水中的阴离子向壳体的另一侧做偏转运动。位于淡化水区的含盐电解质液内的阴离子通过阴离子交换膜进入到阴离子浓缩液区，在此处形成阴离子浓缩液，阴离子浓缩液中的阴离子最终被吸附在壳体一侧的活性炭材料层；位于淡化水区的含盐电解质液内的阳离子透过阳离子交换膜进入到阳离子浓缩液区，在此处形成阳离子浓缩液，阳离子浓缩液中的阳离子最终被吸附在壳体另一侧的活性炭材料层；淡化水区的含盐电解质液被逐渐淡化，最终形成淡化水。阴离子浓缩液和阳离子浓缩液在汇合后中和，并在下一级的原水淡化处理装置中作为新的原水进行淡化处理；淡化水通过淡化水导出管进入下一级的另一个原水淡化处理装置中，作为新的原水再次进行淡化处理。通过多级的处理之后，最终实现对含盐电解质液的淡化处理，使得最终得到的淡化水满足用水标准。

旋转磁场的轴在转动时切割磁场，产生磁感应线，产生电流，从而驱动电解质液中的离子的运动；当旋转磁场发生器的轴与阴离子交换膜和阳离子交换膜平行设置时，能产生均匀的驱动电解质液中阴离子和阳离子运动的驱动力，使得利用旋转磁场对电解质液分离的时候更加高效。利用旋转磁场发生器产生的旋转磁场，高效便捷地实现了驱动含盐电解质液内阴离子、阳离子的有规律的运动，再配合阴离子交换膜和阳离子交换膜对离子的选择透过性，有效地将阴离子交换膜和阳离子交换膜之间的电解质液内的阴离子、阳离子分离至不同的区室；同时活性碳吸附层能够及时地将浓缩在阳离子浓缩液中的多种多价或单价的阳离子、浓缩在阴离子浓缩液中的多种多价或单价的阴离子吸附，从而有效地减少了阳离子浓缩液中的游离的阳离子含量、阴离子浓缩液中的游离的阴离子含量，实现了对阴、阳离子的中和，进而减弱了逐渐增多的运动离子形成的电场对离子偏转力的影响。整个过程在常压的条件下进行，使得整个过程更加安全，操作简捷高效。

进一步地，所述旋转磁场发生器设置在壳体的上端面或者下端面或者上端面和下端面的竖直中心处。

通过采用上述技术方案，旋转磁场发生器在壳体外竖直方向的设置位置不限制，当旋转磁场发生器设置在壳体外的竖直中心处时产生均匀的驱动电解质液中阴离子和阳离子运动的驱动力。

进一步地，多级连接的所述原水淡化装置设置有3-5级。

通过采用上述技术方案，通过多级处理之后能够将含盐电解质液处理为符合标准的淡化水为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：

一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的方法，包括如下步骤：

S1将初始原水导入第一级淡化单元的淡化装置的所述壳体内，启动旋转磁场发生器，在旋转磁场的作用下，原水中的阴、阳离子分别通过所述阴离子交换膜和所述阳离子交换膜向壳体的两侧偏转运动；

S2阴离子被浓缩在阴离子浓缩液区，形成阴离子浓缩液，阴离子随后被阴离子浓缩液区的所述活性炭材料层吸附，阳离子被浓缩在阳离子浓缩液区，形成阳离子浓缩液，随后被阳离子浓缩液区的所述活性炭材料层吸附，淡化水区的电解质液被淡化；

S3第一级淡化单元运行至水流完全通过之后，关闭第一级淡化单元的旋转磁场发生器；

S4将所述第一级淡化单元的淡化水注入到第二级淡化单元的淡化水淡化装置，启动第二级淡化单元的淡化水淡化装置的旋转磁场发生器，第二级淡化单元的淡化水淡化装置运行至水流完全通过之后，关闭第二级淡化单元的淡化水淡化装置的旋转磁场发生器；

S5将第一级淡化单元的阳离子浓缩液、阴离子浓缩液作为原水注入第二级淡化单元的浓缩水淡化装置的壳体内，将第二级淡化单元的淡化水淡化装置的阳离子浓缩液、阴离子浓缩液作为原水注入第二级淡化单元的浓缩水淡化装置的壳体内，启动第二级淡化单元的浓缩水淡化装置的旋转磁场发生器，第二级淡化单元的浓缩水淡化装置运行至水流完全通过之后，关闭第二级淡化单元的浓缩水淡化装置的旋转磁场发生器；

S6重复步骤S3-S5的操作，直至最终得到的淡化水符合标准，所述符合标准的淡化水最终被收集在浓缩液收集箱内。

通过采用上述技术方案，实现了对含盐电解质液中的阴离子和阳离子的有效分离、在活性炭吸附层处对阴离子和阳离子的及时中和以及对上一级原水淡化装置中得到的淡化水和电解质浓缩液分别再次进行浓缩和淡化处理，每一级的脱盐的脱除率为15-30％，浓缩效果也为15-30％。

使得整体系统的使用具有连续性，操作更加高效，对含盐电解质液的处理效率更高。

进一步地，所述原水为工业园区循环浓缩水或电镀水。

通过采用上述技术方案，本发明的系统对较高浓度的含盐电解质液具有较好的淡化处理效果。

进一步地，根据待处理的含盐电解质液中包含的离子的种类来选择所述阴离子交换膜和阳离子交换膜。

通过采用上述技术方案，针对不同种类的含盐电解质液均能达到更好的淡化处理效果，更加的经济高效。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

第一、由于本发明采用旋转磁场使得含盐电解质液中的阴离子和阳离子做规律性的运动，利用阴离子交换膜和阳离子交换膜将含盐电解质液中阴离子和阳离子分离，并采用多级淡化的处理工艺，以较为简单的设备实现对含盐电解质液的淡化处理，本发明的系统具有安全高效地对包含多种多价离子的含盐电解质溶液进行淡化处理的技术效果，同时相对的能耗低，成本低。

第二、本发明的方法，简单方便的实现了对含盐电解质液的淡化处理，可操作性强，实用性强。

附图说明

图1是本发明的原水淡化装置的结构示意图；

图2是原水淡化装置的剖视图；

图3是3级原水淡化处理的流程图；

图4是本发明提供的方法的流程示意图。

1、壳体；111、进水管；121、淡化水导出管；1311、阴离子浓缩液导出管；1312、阳离子浓缩液导出管；14、阴离子浓缩液区；15、阳离子浓缩液区； 16、淡化水区；2、活性炭材料层；31、阴离子交换膜；32、阳离子交换膜；5、淡化水收集箱；6、浓缩液收集箱；71、第一淡化装置；721、第二浓缩水淡化装置；722、第二淡化水淡化装置；731、第三浓缩水淡化装置；732、第三淡化水淡化装置。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的系统，包括多级连接的淡化单元，除第一级淡化单元包含一个或多个淡化装置，其它级淡化单元包括至少两个淡化装置，如图1所示，淡化装置包括封闭的壳体1(图中仅为示意)，以及设置在壳体1内的活性炭材料层2、阴离子交换膜31和阳离子交换膜32，以及设置在壳体1外的底部的旋转磁场发生器(图中暂未示出，待客户提供具体结构后补充)。活性炭材料层2有两组，分别设置在壳体1内相对的两侧，阴离子交换膜31和阳离子交换膜32间隔设置在壳体1两侧的活性炭材料层2之间。具体地，如图2所示，活性炭材料层2、阴离子交换膜31和壳体1之间的区域为阴离子浓缩液区14；活性炭材料层2、阳离子交换膜32和壳体1之间的区域为阳离子浓缩液区15；阴离子交换膜31、阳离子交换膜32和壳体1之间的区域为淡化水区16。

如图2所示，壳体1上端面连接有进水管111，壳体1通过进水管111和提供原水的装置连通。进水管111设有三个，分别位于阴离子浓缩液区14、阳离子浓缩液区15和淡化水区16。壳体1下端面分别连接有淡化水导出管121、阴离子浓缩液导出管1311和阳离子浓缩液导出管1312；具体地，淡化水导出管 121开设在淡化水区16，阴离子浓缩液导出管1311开设在阴离子浓缩液区14，阳离子浓缩液导出管1312开设在阳离子浓缩液区15。

原水淡化装置的三个原水进口11上连通的进水管111上均设置有阀门，以控制原水的输入和停止输入；阴离子浓缩液导出管1311、阳离子浓缩液导出管1312和淡化水导出管121上均设置有阀门。

阴离子浓缩液导出管1311和阳离子浓缩液导出管1312连通后，再和下一级淡化单元的一个淡化装置的各个进水管111连通。阴离子浓缩液和阳离子浓缩液汇流之后，再进入下一级淡化单元的一个淡化装置的壳体1内。淡化水导出管121和下一级淡化单元的另一个淡化装置的各个进水管111连通。

壳体1外的下端面设置有旋转磁场发生器，旋转磁场发生器设置在壳体的上端面或者下端面或者上端面和下端面的竖直中心处。旋转磁场发生器通过旋转磁体或线圈组形成旋转磁场，旋转磁场发生器的转动轴一端和电机的输出轴固接。

结合图2和图3，在第一级的原水淡化处理装置中，首先将原水通过进水管111注入到壳体1内，由于旋转磁场发生器产生旋转磁场，在旋转磁场的作用下，原水中的阳离子向壳体1的一侧做偏转运动，原水中的阴离子向壳体1的另一侧做偏转运动。位于淡化水区16的含盐电解质液内的阴离子透过阴离子交换膜31进入到阴离子浓缩液区14内，在此处形成阴离子浓缩液，阴离子浓缩液中的阴离子最终被吸附在壳体1一侧的活性炭材料层2；位于淡化水区16的含盐电解质液内的阳离子透过阳离子交换膜32进入到阳离子浓缩液区15内，在此处形成阳离子浓缩液，阳离子浓缩液中的阳离子最终被吸附在壳体1另一侧的活性炭材料层2上；淡化水区16处的含盐电解质液被逐渐淡化，最终形成淡化水。

阴离子浓缩液和阳离子浓缩液汇流后，在下一级淡化单元的一个淡化装置中作为新的原水再次进行淡化处理；淡化水通过淡化水导出管121进入下一级淡化单元的另一个淡化装置中，作为新的原水再次进行淡化处理。

如图3所示，淡化系统设置有三级，包括第一级淡化单元、第二级淡化单元和第三级淡化单元，第一级淡化单元包括第一淡化装置71，第二级淡化单元包括第二浓缩水淡化装置721和第二淡化水淡化装置722，第三级淡化单元包括第三浓缩水淡化装置731和第三淡化水淡化装置732。其中第二浓缩水淡化装置721和第二淡化水淡化装置722在结构和连接关系上做相同的设置，第三浓缩水淡化装置731和第三淡化水淡化装置732在结构和连接关系上做相同的设置。

第一淡化装置71的壳体1上端面连接有进水管111，进水管111和提供最初始原水的装置连通，第一淡化装置71的阴离子浓缩液导出管1311和阳离子浓缩液导出管1312并联后，再和第二浓缩水淡化装置721的进水管111连通，第一淡化装置71的淡化水导出管121和第二淡化水淡化装置722的进水管111 连通。第二淡化水淡化装置722的阴离子浓缩液导出管1311和阳离子浓缩液导出管1312连通后，和第二浓缩水淡化装置721的进水管111连通；第二浓缩水淡化装置721的淡化水导出管121和第二淡化水淡化装置722的淡化水导出管121连通后，再和第三淡化水淡化装置732的进水管111连通；第二浓缩水淡化装置721的阴离子浓缩液导出管1311和阳离子浓缩液导出管1312连通后，和第三浓缩水淡化装置731的进水管111连通。第三淡化水淡化装置732阴离子浓缩液导出管1311和阳离子浓缩液导出管1312连通后，和第三浓缩水淡化装置731 的进水管111连通；第三浓缩水淡化装置731的淡化水导出管121和第三淡化水淡化装置732的淡化水导出管121连通后，再和淡化水收集箱5连通；第三浓缩水淡化装置731的阴离子浓缩液导出管1311和阳离子浓缩液导出管1312连通后，和浓缩液收集箱6连通。由于管路连接的具体方式为本领域技术人员公知，在本发明中不再赘述。

参考图3和图4，初始原水进入第一淡化装置71的壳体1后，对含盐电解质液进行淡化处理一段时间。随后第一淡化装置71中的阴离子浓缩液和阳离子浓缩液汇流后再进入第二浓缩水淡化装置721的壳体1内；第一淡化装置71 中的淡化水进入第二淡化水淡化装置722的壳体1内。然后对第二淡化水淡化装置722内的含盐溶液进行淡化处理一段时间后，将第二淡化水淡化装置722的阴离子浓缩液和阳离子浓缩液汇流，再流入第二浓缩水淡化装置721的壳体1内；随后对第二浓缩水淡化装置721内的含盐溶液进行淡化处理一段时间后，将第二浓缩水淡化装置721和第二淡化水淡化装置722内的淡化水汇流后进入第三淡化水淡化装置732的壳体1内，同时将第二浓缩水淡化装置721内的阴离子浓缩液和阳离子浓缩液汇流后，再流入第三浓缩水淡化装置731的壳体1内。随后对第三淡化水淡化装置732内的含盐溶液进行淡化处理一段时间后，将第三淡化水淡化装置732的阴离子浓缩液和阳离子浓缩液汇流，再流入第三浓缩水淡化装置 731的壳体1内；随后第三浓缩水淡化装置731内的含盐溶液进行淡化处理一段时间后，将第三浓缩水淡化装置731和第三淡化水淡化装置732内的淡化水汇流后流入淡化水收集箱5，同时将第三浓缩水淡化装置731内的阴离子浓缩液和阳离子浓缩液汇流后，再流入浓缩液收集箱6。

通过多级的淡化处理之后，最终实现对含盐电解质液的淡化处理，使得最终得到的淡化水满足用水标准。

利用旋转磁场高效便捷地实现了驱动含盐电解质液内阴离子和阳离子的有规律的运动，再配合阴离子交换膜31和阳离子交换膜32对离子的选择透过性，有效地将阴离子交换膜31和阳离子交换膜32之间的电解质液内的阴离子、阳离子去除；同时活性炭材料层2能够及时地将浓缩在阳离子浓缩液区15中的多种多价或单价的阳离子、浓缩在阴离子浓缩液区14中的多种多价或单价的阴离子吸附，从而有效地减少了阳离子浓缩液中的游离的阳离子含量、阴离子浓缩液中的游离的阴离子含量，实现了对阴、阳离子的中和，进而避免了逐渐增多的运动离子形成的电场对离子偏转力的影响。整个过程在常压的条件下进行，使得整个过程更加安全，操作简捷高效。

本实施例所涉及的一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的方法是基于上述的一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的系统进行。

工业园区循环浓缩水的含盐电解质液淡化处理的方法本实施例针对工业园区循环浓缩水的含盐电解质液进行淡化处理，工业园区循环浓缩水的含盐电解质液的电解质成分及含量如表1所示。

表1工业园区循环浓缩水的含盐电解质液的电解质成分及含量表

电解质种类	Na<sup>+</sup>	K<sup>+</sup>	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>	SiO<sub>3</sub><sup>2-</sup>	Ca<sup>2+</sup>	Mg<sup>2+</sup>
								初始浓度/(mg/L)	2500	500	2560	600	100	80	70

本实施例的含盐电解质液的处理所需要的原水淡化装置为3级，旋转磁场通过旋转速度为1400-3000r/min、磁场强度为0.1T的旋转磁体形成。

一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的方法，包括如下步骤：

S1打开第一淡化装置71的进水管111上的阀门，将初始原水通入第一淡化装置 71的壳体1内，关闭进水管111上的阀门后启动第一淡化装置71的旋转磁场发生器，在旋转磁场的作用下，原水中的Cl^-、SO₄ ^2-、SiO₃ ^2-通过阴离子交换膜31 后，向壳体1的靠近阴离子交换膜31的一侧做偏转运动，Na⁺、Ga²⁺、Mg²⁺、 K⁺通过阳离子交换膜32，向壳体1的靠近阳离子交换膜32的一侧做偏转运动； S2 Cl^-、SO₄ ^2-、SiO₃ ^2-被浓缩在阴离子浓缩液区14，形成阴离子浓缩液，阴离子随后被阴离子浓缩液区14的活性炭材料层2吸附，Na⁺、Ga²⁺、Mg²⁺、K⁺被浓缩在阳离子浓缩液区15，形成阳离子浓缩液，随后被阳离子浓缩液区15的所述活性炭材料层2吸附，淡化水区16的电解质液逐渐被淡化；

S3第一淡化装置71运行至水流完全通过之后，关闭第一淡化装置71的旋转磁场发生器；

S4打开第一淡化装置71的淡化水导出管121上的阀门，打开第二淡化水淡化装置722的进水管111上的阀门，第一淡化装置71的淡化水作为原水注入第二淡化水淡化装置722的壳体1内，启动第二淡化水淡化装置722的旋转磁场发生器后，第二淡化水淡化装置722中的阴、阳离子按照步骤S1-S2中所述的规律进行运动，在进行浓缩和淡化处理至水流完全通过后，关闭第二淡化水淡化装置722 的旋转磁场发生器；

S5打开第一淡化装置71的阴离子浓缩液导出管1311和阳离子浓缩液导出管 1312上的阀门，同时打开第二淡化水淡化装置722的阴离子浓缩液导出管1311 和阳离子浓缩液导出管1312上的阀门，将第一淡化装置71中的阳离子浓缩液和阴离子浓缩液、第二淡化水淡化装置722中的阳离子浓缩液和阴离子浓缩液均作为原水注入第二浓缩水淡化装置721中，随后启动第二浓缩水淡化装置721的旋转磁场发生器，第二浓缩水淡化装置721中的阴、阳离子按照步骤S1-S2中所述的规律进行运动，在进行浓缩和淡化处理至水流完全通过后，关闭第二浓缩水淡化装置721的旋转磁场发生器；

S6打开第二浓缩水淡化装置721和第二淡化水淡化装置722的淡化水导出管121 上的阀门，打开第三淡化水淡化装置732的进水管111上的阀门，将第二浓缩水淡化装置721和第二淡化水淡化装置722的淡化水作为原水注入第三淡化水淡化装置732的壳体1内，启动第三淡化水淡化装置732的旋转磁场发生器，第三淡化水淡化装置732中的阴、阳离子按照步骤S1-S2中所述的规律进行运动，在进行浓缩和淡化处理至水流完全通过后，关闭第三淡化水淡化装置732的旋转磁场发生器；

S7打开第二浓缩水淡化装置721的阴离子浓缩液导出管1311和阳离子浓缩液导出管1312上的阀门，同时打开第三淡化水淡化装置732的阴离子浓缩液导出管 1311和阳离子浓缩液导出管1312上的阀门，将第二浓缩水淡化装置721的阳离子浓缩液和阴离子浓缩液、第三淡化水淡化装置732中的阳离子浓缩液和阴离子浓缩液作为原水注入第三浓缩水淡化装置731中，随后启动第三浓缩水淡化装置 731的旋转磁场发生器，第三浓缩水淡化装置731中的阴、阳离子按照步骤S1-S2 中所述的规律进行运动，在进行浓缩和淡化处理至水流完全通过，关闭第三浓缩水淡化装置731的旋转磁场发生器；

S8分别打开第三浓缩水淡化装置731和第三淡化水淡化装置732的淡化水导出管121上的阀门，将第三浓缩水淡化装置731和第三淡化水淡化装置732的淡化水收集在淡化水收集箱5中；打开第三浓缩水淡化装置731的阴离子浓缩液导出管1311和阳离子浓缩液导出管1312上的阀门，将第三浓缩水淡化装置731的阳离子浓缩液和阴离子浓缩液收集在浓缩液收集箱6中。

注意：在步骤S4结束之后，同时重复步骤S1-S3，开始新的原水的一级处理，实现系统对含盐电解质液的连续性淡化处理。

其中，阴离子交换膜和阳离子交换膜化工用膜。

对本实施例的淡化水收集箱5中得到的淡化水的各离子浓度进行检测，其检测结果如表3所示。

实施例2

工业园区循环浓缩水的含盐电解质液淡化处理的方法

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的含盐电解质液的处理所需要的原水淡化装置为五级，第四级原水淡化装置组件和第五级原水淡化装置组件的连接规律同实施例1。

其中，第四级原水淡化处理的时间为水流完全通过时间，其他同实施一样。

对本实施例的淡化水收集箱5中得到的淡化水的各离子浓度进行检测，其检测结果如表3所示。

实施例3

电镀水的含盐电解质液淡化处理的方法

电镀水的含盐电解质液的电解质成分及含量如表2所示。

表2电镀水的含盐电解质液的电解质成分及含量表

电解质种类	Cu<sup>2+</sup>	Ni<sup>2+</sup>	Cl<sup>－</sup>	SO<sub>4</sub><sup>2－</sup>
					浓度/(mg/L)	5.3	4.6	150	210

本实施例的含盐电解质液的处理所需要的原水淡化装置为三级，旋转磁场通过旋转速度为1400r/min、磁场强度为0.1T的旋转磁体形成。

本实施例的一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的方法与实施例1的区别在于，本实施例的第一级原水淡化处理的时间为至水流通过，第二级原水淡化处理的时间为至水流通过，第三级原水淡化处理的时间为至水流通过，其他同实施例1。

其中，阴离子交换膜、阳离子交换膜为化工用膜对本实施例的淡化水收集箱5中得到的淡化水的各离子浓度进行检测，其检测结果如表4所示。

实施例4

电镀水的含盐电解质液淡化处理的方法

本实施例与实施例3的区别在于，本实施例的含盐电解质液的处理所需要的原水淡化装置为五级，第四级原水淡化装置组件和第五级原水淡化装置组件的连接规律同实施例1。

其中，第四级原水淡化处理的时间为至水流通过，第五级原水淡化处理的时间为至水流通过，其他同实施例3。

对本实施例的淡化水收集箱5中得到的淡化水的各离子浓度进行检测，其检测结果如表4所示。

表3工业园区循环浓缩水的含盐电解质液淡化后的离子浓度检测结果

表4电镀水的含盐电解质液淡化后的离子浓度检测结果

从表3看出，对工业园区循环浓缩水进行三级处理之后其处理效果已经较好，当进行四级处理之后，其处理效果和三级处理效果相差不大，因此对工业园区循环浓缩水进行三级处理即可。

从表4看出，对电镀水的含盐电解质液进行三级处理之后其处理效果已经较好，当进行四级处理之后，其处理效果和三级处理效果相差不大，因此对电镀水的含盐电解质液进行三级处理即可。

试验例

实施例1中的工业园区循环浓缩水的含盐电解质液在进行淡化处理后，得到淡化水，对最终得到淡化水进行相关指标的检测，其检测结果如表5所示。

表5工业园区循环浓缩水的含盐电解质液淡化后的淡化水的相关指标检测

检测指标	限值(mg/L)	检测值
			钠	200	5.5
镍	0.02	0.02

从表5可知，工业园区循环水处理之后符合国家标准。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的系统，其特征在于，包括多级连接的淡化单元，除第一级淡化单元包含一个或多个淡化装置，其它级淡化单元包括至少一个浓缩水淡化装置和至少一个淡化水淡化装置，所述淡化装置包括壳体(1)、活性炭材料层(2)、阴离子交换膜(31)、阳离子交换膜(32)和旋转磁场发生器，所述活性炭材料层(2)设置在壳体(1)内相对的两侧，所述阴离子交换膜(31)和阳离子交换膜(32)在两个活性炭材料层(2)之间间隔设置，壳体(1)一侧的所述活性炭材料层(2)和阴离子交换膜(31)之间形成阴离子浓缩液区(14)，壳体(1)另一侧的所述活性炭材料层(2)和阳离子交换膜(32)之间形成阳离子浓缩液区(15)，所述阴离子交换膜(31)和阳离子交换膜(32)之间形成淡化水区(16)；

所述壳体(1)上端面连接有进水管(111)，所述进水管(111)和提供原水的装置连通，所述壳体(1)下端面连接有淡化水导出管(121)、阴离子浓缩液导出管(1311)和阳离子浓缩液导出管(1312)，所述淡化水导出管(121)设置于淡化水区(16)，所述阴离子浓缩液导出管(1311)设置于阴离子浓缩液区(14)，所述阳离子浓缩液导出管(1312)设置于阳离子浓缩液区(15)，所述壳体(1)外阴离子交换膜(31)和阳离子交换膜(32)间的竖直空间处设置有旋转磁场发生器，所述旋转磁场发生器的轴与阴离子交换膜(31)和阳离子交换膜(32)平行设置；

上一级淡化单元的淡化装置通过其淡化水导出管(121)和下一级淡化单元的淡化水淡化装置的进水管(111)连通，其阴离子浓缩液导出管(1311)和阳离子浓缩液导出管(1312)连通后，与下一级淡化单元的浓缩水淡化装置的进水管(111)连通，下一级淡化单元的淡化水淡化装置的阴离子浓缩液导出管(1311)和阳离子浓缩液导出管(1312)连通后，和同级的浓缩水淡化装置的进水管(111)连通；最后一级淡化单元的浓缩液淡化装置的阴离子浓缩液导出管(1311)和阳离子浓缩液导出管(1312)连通后，和浓缩液收集箱(6)连通，最后一级淡化单元的淡化水导出管(121)和淡化水收集箱(5)连通。

2.根据权利要求1所述的一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的系统，其特征在于，所述旋转磁场发生器设置在壳体(1)的上端面或者下端面或者上端面和下端面的竖直中心处。

3.根据权利要求1所述的一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的系统，其特征在于，多级连接的所述淡化单元设置有3-5级。

4.权利要求1所述的一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的方法，包括如下步骤：

S1将初始原水导入第一级淡化单元的淡化装置的所述壳体(1)内，启动旋转磁场发生器，在旋转磁场的作用下，原水中的阴、阳离子分别通过所述阴离子交换膜(31)和所述阳离子交换膜(32)向壳体(1)的两侧偏转运动；

S2阴离子被浓缩在阴离子浓缩液区(14)，形成阴离子浓缩液，阴离子随后被阴离子浓缩液区(14)的所述活性炭材料层(2)吸附，阳离子被浓缩在阳离子浓缩液区(14)，形成阳离子浓缩液，随后被阳离子浓缩液区(14)的所述活性炭材料层(2)吸附，淡化水区(16)的电解质液被淡化；

S3所述第一级淡化单元运行至水流完全通过之后，关闭第一级淡化单元的旋转磁场发生器；

S4将所述第一级淡化单元的淡化水注入到第二级淡化单元的淡化水淡化装置，启动第二级淡化单元的淡化水淡化装置的旋转磁场发生器，第二级淡化单元的淡化水淡化装置运行至水流完全通过之后，关闭第二级淡化单元的淡化水淡化装置的旋转磁场发生器；

S5将第一级淡化单元的阳离子浓缩液、阴离子浓缩液作为原水注入第二级淡化单元的浓缩水淡化装置的壳体(1)内，将第二级淡化单元的淡化水淡化装置的阳离子浓缩液、阴离子浓缩液作为原水注入第二级淡化单元的浓缩水淡化装置的壳体(1)内，启动第二级淡化单元的浓缩水淡化装置的旋转磁场发生器，第二级淡化单元的浓缩水淡化装置运行至水流完全通过之后，关闭第二级淡化单元的浓缩水淡化装置的旋转磁场发生器；

S6重复步骤S3-S5的操作，直至最终得到的淡化水符合标准，所述符合标准的淡化水最终被收集在浓缩液收集箱(6)内。

5.根据权利要求4所述的一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的方法，其特征在于，所述原水为工业园区循环浓缩水或电镀水。

6.根据权利要求4所述的一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的方法，其特征在于，根据待处理的含盐电解质液中包含的离子的种类来选择所述阴离子交换膜(31)和阳离子交换膜(32)的种类。

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