CN114409032A - 一种高盐污水预处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高盐污水预处理系统，复合水池底部设置污水进水管、空气进气管、排泥斗；复合水池顶部设置污水出水管、清水进水管、清水出水管、药液箱、进药管；复合水池左侧设置阳电极、阳极水进水管、阳极水出水管；复合水池右侧设置阴电极、阴极水进水管、阴极水出水管；复合水池阳极室通过阳极隔板与脱盐室分隔，阴极室通过阴极隔板与脱盐室分隔；复合水池中部设置若干浓缩室元件；本发明结构流道空间宽畅、进水要求宽泛、功能模块多元、耐污染性能强、清洗方法实用。

Description

一种高盐污水预处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理，尤其涉及一种高盐污水预处理系统。

背景技术

高含盐有机污水的处理是国内外研究的难点和热点之一。国内外对高盐污水的研究主要有物化法和生物法。生物法在处理污水时表现出较高的有机物去除率，但采用生物法处理高盐污水通常需要较长的驯化期，且污水中盐分越高驯化污泥所需的时间越长；另外，微生物对环境的改变非常敏感，盐度的突变通常会对处理系统产生严重干扰。物化法主要有电化学方法、离子交换法、膜分离法、蒸发法等，在某些应用中能够脱除污水中的盐分和有机物，但都需要较高的成本，且易造成再生污水的二次污染。物化法与生物法高效结合将是未来高盐污水处理的发展方向。

常规生化法是目前应用最为广泛的污水处理技术，但高盐污水中的盐分会极大地限制微生物的生长繁殖和污水处理性能。降低高盐污水的盐分是采用常规生化法处理的前提和基础。采用电渗析技术，利用含盐量较低的清水，使高盐污水中的盐分在电位差和浓度差驱动下向清水侧迁移，从而实现污水中有机物和无机盐的分离，高盐污水转变成低盐污水后进入生化单元进行有机物的降解处理，高盐清水则进入脱盐单元处理后进行水资源循环利用。

针对高盐污水的预处理，常规电渗析系统采用的是压滤型结构形式，主要由电极、隔板、离子交换膜和锁紧件等组成，存在流道空间狭窄、进水要求严格、功能模块单一、抗污堵性能差、膜清洗频率高、拆装过程繁琐等应用问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种流道空间宽畅、进水要求宽泛、功能模块多元、耐污染性能强、清洗方法实用、拆装过程简便快速的高盐污水预处理系统。

本发明的一种高盐污水预处理系统，包括复合水池，在所述的复合水池的前后内壁上分别连接有多个u型插槽，多个浓缩室元件的前后两侧分别插在复合水池内壁的u型插槽内；

在所述的复合水池的左侧内壁上以及右侧内壁上分别固定有阳极室、阴极室，在所述的阳极室内设置有与电源正极相连的阳电极，所述的阳极室分别与阳极水进水管的出水端以及阳极水出水管的进水端相连，在所述的阴极室内设置有与电源负极相连的阴电极，所述的阴极室分别与阴极水进水管的出水端以及阴极水出水管的进水端相连；

贴在在阳极室外壁上的阳极隔板、贴在阴极室外壁上的阴极隔板的前后两侧分别插在靠近复合水池的左侧内壁以及右侧内壁的u型插槽内，所述的阳极隔板和阴极隔板与相邻的浓缩室元件之间以及相邻的两个浓缩室元件之间的空间分别形成脱盐室；安装有第一阀门的污水进水管的出水侧插在位于多个浓缩室元件下方的复合水池中设置，在所述的污水进水管的出水侧的管段上连接有多个出水支管；安装有第二阀门的空气进气管的出气侧插在位于污水进水管的出水侧下方的复合水池中设置，在所述的污水进水管的出水侧的管段上连接有多个出气支管，位于多个浓缩室元件上方的复合水池的侧壁与安装有第三阀门的污水出水管的一端连通；

每一个所述的浓缩室元件包括膜元件外壳，在所述的膜元件外壳内从左至右依次安装有阳离子交换膜、离子膜承托层、膜元件导流槽、离子膜承托层以及阴离子交换膜，外壳的顶壁的前后两侧分别与清水进水支管的一端以及清水出水支管的一端连通；所述的清水进水支管与进水侧安装有第四阀门的清水进水管连通，所述的清水出水支管与出水侧安装有第五阀门的清水出水管连通，安装有第六阀门的进药管的一端与药液箱连通并且另一端与所述的清水进水管连通；所述的阳极隔板包括阳极隔板外壳，在所述的阳极隔板外壳内从左至右依次安装有极隔板导流槽、离子膜承托层和阴离子交换膜，所述的阴极隔板包括阴极隔板外壳，在所述的阴极隔板外壳内从左至右依次安装有阳离子交换膜、离子膜承托层和极隔板导流槽；在所述的复合水池的底壁上设置有排泥斗，所述的排泥斗的排泥口与安装有第七阀门的排泥管线连通。

本发明的有益效果是：

1.本发明的一种高盐污水预处理系统，整体采用曝气型电渗析结构，污水侧流道空间宽畅、适应的污水水质更加宽泛；

2.本发明的一种高盐污水预处理系统，电渗析运行过程中会持续进行曝气，可以利用曝气对平板离子交换膜表面进行水力冲刷和空气擦洗，使污染物不会在膜表面堆积，减缓离子交换膜的污染进程；

3.本发明的一种高盐污水预处理系统，电渗析运行过程中会持续进行曝气，可以利用曝气对污水进行空气氧化处理，同时实现有机物的部分降解和去除；

4.本发明的一种高盐污水预处理系统，阳极隔板和阴极隔板内部设置有H型极隔板导流槽，可以通过形成紊流减缓电极污染；浓缩室元件内部设置有S型膜元件导流槽，可以提升水中离子迁移效果和效率；

5.本发明的一种高盐污水预处理系统，离子交换膜运行一段时间后，可以通过配置清洗液对离子交换膜进行浸泡式化学清洗，膜性能可以得到快速高效恢复；

6.本发明的一种高盐污水预处理系统，系统整体为插装式结构，浓缩室元件、阳极隔板和阴极隔板可以通过复合水池内壁u型插槽进行插拔组装和拆卸，过程快速方便，节省安装维护时间和费用。

附图说明

图1为本发明的高盐污水预处理系统整体主视图。

图2为本发明的高盐污水预处理系统整体俯视图。

图3为本发明的高盐污水预处理系统的浓缩室元件构造俯视图。

图4为本发明的高盐污水预处理系统的浓缩室元件构造左视图。

图5为本发明的高盐污水预处理系统的阳极隔板构造左视图。

图6为本发明的高盐污水预处理系统的阴极隔板构造左视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明加以详细说明。

如图1所示的一种高盐污水预处理系统，包括复合水池1，在所述的复合水池1的前后内壁上分别连接有多个u型插槽34，多个浓缩室元件6的前后两侧分别插在复合水池1内壁的u型插槽34内。

在所述的复合水池1的左侧内壁上以及右侧内壁上分别固定有阳极室22、阴极室23，在所述的阳极室22内设置有与电源正极相连的阳电极2，所述的阳极室22分别与阳极水进水管11的出水端以及阳极水出水管12的进水端相连，在所述的阴极室23内设置有与电源负极相连的阴电极3，所述的阴极室23分别与阴极水进水管13的出水端以及阴极水出水管14的进水端相连。

贴在在阳极室22外壁上的阳极隔板4、贴在阴极室23外壁上的阴极隔板5的前后两侧分别插在靠近复合水池1的左侧内壁以及右侧内壁的u型插槽34内，所述的阳极隔板4和阴极隔板5与相邻的浓缩室元件6之间以及相邻的两个浓缩室元件6之间的空间分别形成脱盐室18。

安装有第一阀门26的污水进水管7的出水侧插在位于多个浓缩室元件6下方的复合水池1中设置，在所述的污水进水管7的出水侧的管段上连接有多个出水支管，优选的所述的多个出水支管的出水口分别与各个脱盐室18相对设置。

安装有第二阀门30的空气进气管15的出气侧插在位于污水进水管7的出水侧下方的复合水池1中设置，在所述的污水进水管7的出水侧的管段上连接有多个出气支管，优选的所述的多个出气支管的出气口分别与各个脱盐室18相对设置。位于多个浓缩室元件6上方的复合水池1的侧壁与安装有第三阀门27的污水出水管8的一端连通。

每一个所述的浓缩室元件6包括膜元件外壳，在所述的膜元件外壳内从左至右依次安装有阳离子交换膜20、离子膜承托层31、膜元件导流槽32、离子膜承托层31以及阴离子交换膜21，外壳的顶壁的前后两侧分别与清水进水支管的一端以及清水出水支管的一端连通。所述浓缩室元件6内的阳离子交换膜20、阴离子交换膜21、离子膜承托层31、膜元件导流槽32通过超声波或热熔焊方式与膜元件外壳连接。所述的清水进水支管与进水侧安装有第四阀门28的清水进水管9连通，所述的清水出水支管与出水侧安装有第五阀门29的清水出水管10连通，安装有第六阀门24的进药管17的一端与药液箱16连通并且另一端与所述的清水进水管连通，优选的在所述的进药管17上安装有泵，或者药液箱16内的药液可以通过重力作用进入清水进水管9。所述的膜元件导流槽32优选的采用S型膜元件导流槽，S型膜元件导流槽构建的往复式流道结构能显著提升水中离子迁移效果，同时可避免水流偏流和返混等不利现象的发生。

所述的阳极隔板4包括阳极隔板外壳，在所述的阳极隔板外壳内从左至右依次安装有极隔板导流槽33、离子膜承托层31和阴离子交换膜21，所述的阴离子交换膜21位于和脱盐室18相接触一侧；所述的阴极隔板5包括阴极隔板外壳，在所述的阴极隔板外壳内从左至右依次安装有阳离子交换膜20、离子膜承托层31和极隔板导流槽33，所述的阳离子交换膜20位于和脱盐室18相接触一侧；所述阳极隔板4内的阴离子交换膜21、离子膜承托层31、极隔板导流槽33通过超声波或热熔焊方式与阳极隔板外壳连接；所述阴极隔板5内的阳离子交换膜20、离子膜承托层31、极隔板导流槽33通过超声波或热熔焊方式与阴极隔板外壳连接；所述的极隔板导流槽33优选的采用H型极隔板导流槽，H型极隔板导流槽构建的平行格网结构能形成更加平稳均匀的紊流，可有效地减缓电极表面污染进程，同时利于电极反应产物均衡及时地从系统排出。

在所述的复合水池1的底壁上设置有排泥斗35，优选的设置有锥形排泥斗，所述的排泥斗35的排泥口与安装有第七阀门25的排泥管线连通。

本装置的工作过程如下：

高盐污水通过管道与污水进水管7连接，然后从下至上穿过脱盐室18，期间高盐污水经电渗析过程处理后转化为低盐污水，之后经污水出水管8排出系统去做以去除有机物为主的后续生化处理；低盐清水通过管道与清水进水管9支管连接，然后从前至后穿过浓缩室元件6内部，期间低盐清水经电渗析过程处理后转化为高盐清水，之后经清水出水管10支管排出系统去做以去除无机盐为主的后续脱盐处理；外源空气通过管道与空气进气管15连接，然后从下至上对脱盐室18进行曝气，以此对浓缩室元件6两翼的阳离子交换膜20和阴离子交换膜21表面进行水力冲刷和空气擦洗，从而减缓膜污染进程，同时完成对高盐污水的部分氧化降解处理；复合水池1左右两侧分别安装阳电极2和阴电极3，并通过导线与外部直流电源连接；阳极室22设置阳极水进水管11和阳极水出水管12，阴极室23设置阴极水进水管13和阴极水出水管14；阳极室22通过阳极隔板4与脱盐室18分隔，阴极室23通过阴极隔板5与脱盐室18分隔；系统正常运行操作时，关闭第六阀门24和第七阀门25，开启系统剩余阀门；系统停机清洗操作时，首先关闭系统全部阀门，然后开启第六阀门24，之后药液箱16内的清洗液通过进药管17流入浓缩室元件6，浸泡若干小时后，阳离子交换膜20和阴离子交换膜21表面的污染物得以清除，清洗结束时，开启第七阀门25，排空复合水池1内的清洗废液，之后转入正常运行操作步骤。

上述实例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、材料、连接方式都是可以有所变化的，凡是在本发明技术基础上进行的等同变换和改进，均不应该排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种高盐污水预处理系统，包括复合水池(1)，其特征在于：在所述的复合水池的前后内壁上分别连接有多个u型插槽(34)，多个浓缩室元件(6)的前后两侧分别插在复合水池内壁的u型插槽内；

在所述的复合水池的左侧内壁上以及右侧内壁上分别固定有阳极室(22)、阴极室(23)，在所述的阳极室内设置有与电源正极相连的阳电极(2)，所述的阳极室分别与阳极水进水管(11)的出水端以及阳极水出水管(12)的进水端相连，在所述的阴极室内设置有与电源负极相连的阴电极(3)，所述的阴极室分别与阴极水进水管(13)的出水端以及阴极水出水管(14)的进水端相连；

贴在在阳极室外壁上的阳极隔板(4)、贴在阴极室外壁上的阴极隔板(5)的前后两侧分别插在靠近复合水池的左侧内壁以及右侧内壁的u型插槽内，所述的阳极隔板和阴极隔板与相邻的浓缩室元件之间以及相邻的两个浓缩室元件之间的空间分别形成脱盐室(18)；安装有第一阀门(26)的污水进水管(7)的出水侧插在位于多个浓缩室元件下方的复合水池中设置，在所述的污水进水管的出水侧的管段上连接有多个出水支管；安装有第二阀门(30)的空气进气管的出气侧插在位于污水进水管的出水侧下方的复合水池中设置，在所述的污水进水管的出水侧的管段上连接有多个出气支管，位于多个浓缩室元件上方的复合水池的侧壁与安装有第三阀门(27)的污水出水管(8)的一端连通；

每一个所述的浓缩室元件包括膜元件外壳，在所述的膜元件外壳内从左至右依次安装有阳离子交换膜(20)、离子膜承托层(31)、膜元件导流槽(32)、离子膜承托层(31)以及阴离子交换膜(21)，外壳的顶壁的前后两侧分别与清水进水支管的一端以及清水出水支管的一端连通；所述的清水进水支管与进水侧安装有第四阀门(28)的清水进水管(9)连通，所述的清水出水支管与出水侧安装有第五阀门(29)的清水出水管(10)连通，安装有第六阀门(24)的进药管的一端与药液箱连通并且另一端与所述的清水进水管连通；所述的阳极隔板包括阳极隔板外壳，在所述的阳极隔板外壳内从左至右依次安装有极隔板导流槽(33)、离子膜承托层(31)和阴离子交换膜(21)，所述的阴极隔板包括阴极隔板外壳，在所述的阴极隔板外壳内从左至右依次安装有阳离子交换膜(20)、离子膜承托层(31)和极隔板导流槽(33)；在所述的复合水池的底壁上设置有排泥斗，所述的排泥斗的排泥口与安装有第七阀门(25)的排泥管线连通。

2.根据权利要求1所述的高盐污水预处理系统，其特征在于：所述的膜元件导流槽采用S型膜元件导流槽。

3.根据权利要求1所述的高盐污水预处理系统，其特征在于：所述的极隔板导流槽采用H型极隔板导流槽。

4.根据权利要求1-3之一所述的高盐污水预处理系统，其特征在于：所述的多个出水支管的出水口分别与各个脱盐室相对设置,所述的多个出气支管的出气口分别与各个脱盐室相对设置。

5.根据权利要求4所述的高盐污水预处理系统，其特征在于：在所述的进药管上安装有泵。

6.根据权利要求5所述的高盐污水预处理系统，其特征在于：所述的排泥斗为锥形排泥斗。

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