CN204162487U - 电渗析法分离络合态dtpa与硬度离子的装置 - Google Patents

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窦大河
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Abstract

本实用新型公开了一种电渗析法分离络合态DTPA与硬度离子的装置，属于废水处理设备领域，该装置包括绝缘壳体、阳离子膜、阴离子膜、阳极板和阴极板，绝缘壳体内的一侧内壁与一片阴离子膜之间隔离出阳极室，阳极室内设置有阳极板，阳极板通过导线与直流电源连接；绝缘壳体内的另一侧内壁与一片阳离子膜之间隔离出阴极室，阴极室内设置有阴极板，阴极板通过导线与直流电源连接；阳极室和阴极室之间设置有至少两个电渗析单元。本实用新型具有设计合理、结构简单、使用方便等特点；使难处理、难降解的DTPA与硬度离子的络合物废水实现了DTPA与硬度离子的分离，减少了废水排放，有利于环境保护；可以回收有价值的DTPA溶液，实现资源化利用的目标。

Description

电渗析法分离络合态DTPA与硬度离子的装置
技术领域
本实用新型涉及废水处理设备领域，具体地说是电渗析法分离络合态DTPA与硬度离子的装置。
背景技术
DTPA是一种螯合剂或掩蔽剂（英文名：Diethylene triamine pentacetate acid ；中文名：二乙烯三胺五乙酸） ，DTPA具有碱性条件下与硬度离子发生络合反应，酸性条件下与硬度离子发生解离反应的特性。
在水处理行业，螯合剂DTPA常用于抑制水中硬度离子的结垢问题，而产生的络合态DTPA与硬度离子的分离是一个难题，化学上常用的方式是采用有机溶剂萃取，但此方法成本高，不易工业化应用。
发明内容
本实用新型的技术任务是针对以上不足之处，提供一种结构合理、使用方便、对环境无污染的电渗析法分离络合态DTPA与硬度离子的装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该装置包括绝缘壳体、阳离子膜、阴离子膜、阳极板和阴极板，绝缘壳体内的一侧内壁与一片阴离子膜之间隔离出阳极室，阳极室内设置有阳极板，阳极板通过导线与直流电源连接；绝缘壳体内的另一侧内壁与一片阳离子膜之间隔离出阴极室，阴极室内设置有阴极板，阴极板通过导线与直流电源连接；阳极室和阴极室之间设置有至少两个电渗析单元。
所述的阳极板采用不锈钢电极板，阴极板采用钛钌电极板。
所述的电渗析单元由两片阳离子膜和一片阴离子膜隔离出的酸室、分离室和盐室构成，两片阳离子膜和一片阴离子膜的排列顺序为：阳离子膜—阳离子膜—阴离子膜；酸室、分离室以及盐室从阳极室到阴极室的方向排序为：酸室—分离室—盐室。
所述的阳极室、阴极室、酸室、分离室和盐室分别设置有进液口和出液口。
本实用新型的电渗析法分离络合态DTPA与硬度离子的装置和现有技术相比，具有设计合理、结构简单、使用方便等特点，可以大规模工业化生产，具有良好的工业化应用前景；使难处理、难降解的DTPA与硬度离子的络合物废水实现了DTPA与硬度离子的分离，减少了废水排放，有利于环境保护；可以回收有价值的DTPA溶液，实现资源化利用的目标。
附图说明
    下面结合附图对本实用新型进一步说明。
附图1为电渗析法分离络合态DTPA与硬度离子的装置的结构示意图。
附图2为电渗析法分离络合态DTPA与硬度离子的电渗析装置的原理示意图。
图中：1、绝缘壳体，2、阳极室，3、阳极板，4、导线，5、阳离子膜，6、进液口，7、分离室，8、盐室，9、阴离子膜，10、酸室，11、阴极板，12、阴极室，13、出液口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1：
本实用新型的电渗析法分离络合态DTPA与硬度离子的装置，其结构包括绝缘壳体1、阳离子膜5、阴离子膜9、阳极板3和阴极板11，绝缘壳体1内的一侧内壁与一片阴离子膜9之间隔离出阳极室2，阳极室2内设置有阳极板3，阳极板3采用不锈钢电极板，阳极板3通过导线4与直流电源连接；绝缘壳体1内的另一侧内壁与一片阳离子膜5之间隔离出阴极室12，阴极室12内设置有阴极板11，阴极板11采用钛钌电极板，阴极板11通过导线4与直流电源连接；阳极室2和阴极室12之间设置有两个电渗析单元；每个电渗析单元由两片阳离子膜5和一片阴离子膜9隔离出的酸室10、分离室7和盐室8构成，两片阳离子膜5和一片阴离子膜9的排列顺序为：阳离子膜5—阳离子膜5—阴离子膜9；酸室10、分离室7以及盐室8从阳极室2到阴极室12的方向排序为：酸室10—分离室7—盐室8；阳极室2、阴极室12、酸室10、分离室7和盐室8分别设置有各自独立的进液口6和出液口13。
实施例2：
本实用新型的电渗析法分离络合态DTPA与硬度离子的装置，其结构包括绝缘壳体1、阳离子膜5、阴离子膜9、阳极板3和阴极板11，绝缘壳体1内的一侧内壁与一片阴离子膜9之间隔离出阳极室2，阳极室2内设置有阳极板3，阳极板3采用不锈钢电极板，阳极板3通过导线4与直流电源连接；绝缘壳体1内的另一侧内壁与一片阳离子膜5之间隔离出阴极室12，阴极室12内设置有阴极板11，阴极板11采用钛钌电极板，阴极板11通过导线4与直流电源连接；阳极室2和阴极室12之间设置有六个电渗析单元；每个电渗析单元由两片阳离子膜5和一片阴离子膜9隔离出的酸室10、分离室7和盐室8构成，两片阳离子膜5和一片阴离子膜9的排列顺序为：阳离子膜5—阳离子膜5—阴离子膜9；酸室10、分离室7以及盐室8从阳极室2到阴极室12的方向排序为：酸室10—分离室7—盐室8；阳极室2、阴极室12、酸室10、分离室7和盐室8分别设置有各自独立的进液口6和出液口13。
实施例3：
本实用新型的电渗析法分离络合态DTPA与硬度离子的装置，其结构包括绝缘壳体1、阳离子膜5、阴离子膜9、阳极板3和阴极板11，绝缘壳体1内的一侧内壁与一片阴离子膜9之间隔离出阳极室2，阳极室2内设置有阳极板3，阳极板3采用不锈钢电极板，阳极板3通过导线4与直流电源连接；绝缘壳体1内的另一侧内壁与一片阳离子膜5之间隔离出阴极室12，阴极室12内设置有阴极板11，阴极板11采用钛钌电极板，阴极板11通过导线4与直流电源连接；阳极室2和阴极室12之间设置有八个电渗析单元；每个电渗析单元由两片阳离子膜5和一片阴离子膜9隔离出的酸室10、分离室7和盐室8构成，两片阳离子膜5和一片阴离子膜9的排列顺序为：阳离子膜5—阳离子膜5—阴离子膜9；酸室10、分离室7以及盐室8从阳极室2到阴极室12的方向排序为：酸室10—分离室7—盐室8；阳极室2、阴极室12、酸室10、分离室7和盐室8分别设置有各自独立的进液口6和出液口13。
工作原理：
    向电渗析装置的阳极室2和阴极室12内充入1mol/L的Na2SO4溶液，循环进液流速为30L/h；向电渗析装置的酸室10充入3～10wt%盐酸溶液，其中最靠近阳极室的酸室内充入3～10wt%硫酸溶液，循环进液流速为10L/h；向电渗析装置的盐室8充入3～5wt%CaCl2溶液，其中最靠近阴极室的盐室内充入3～10wt%氯化钠溶液，循环进液流速为15L/h；然后向电渗析装置的分离室7通入含DTPA与硬度离子络合物的废水，废水的硬度离子浓度在500mg/L以内，PH值为7～8，循环进液流速为12L/h；然后启动直流电源通电，电流密度为100A/m2，此时酸室10中的氢离子在电场作用下，选择性穿过阳离子膜5，进入分离室7，使得分离室7中的废水PH值降到3以下，DTPA与硬度离子发生解离反应，形成游离的DTPA阴离子团和硬度离子，硬度离子在电场的作用下继续选择性穿过阳离子膜5进入盐室8，DTPA阴离子团由于处于两个阳离子膜5之间而无法向相邻的酸室10和盐室8迁移，从而实现了DTPA与硬度离子的分离；酸室10中的氯离子在电场的作用下，选择性透过阴离子膜9，进入盐室8；盐室8中采用局部循环的方式形成浓缩的氯化物；这样就分别回收了DTPA溶液和金属氯化物。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本实用新型。但是应当理解，本实用新型并不限于上述的几种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

Claims (4)

1.电渗析法分离络合态DTPA与硬度离子的装置，其特征在于，该装置包括绝缘壳体、阳离子膜、阴离子膜、阳极板和阴极板，绝缘壳体内的一侧内壁与一片阴离子膜之间隔离出阳极室，阳极室内设置有阳极板，阳极板通过导线与直流电源连接；绝缘壳体内的另一侧内壁与一片阳离子膜之间隔离出阴极室，阴极室内设置有阴极板，阴极板通过导线与直流电源连接；阳极室和阴极室之间设置有至少两个电渗析单元。
2.根据权利要求1所述的电渗析法分离络合态DTPA与硬度离子的装置，其特征在于，所述的阳极板采用不锈钢电极板，阴极板采用钛钌电极板。
3.根据权利要求1所述的电渗析法分离络合态DTPA与硬度离子的装置，其特征在于，所述的电渗析单元由两片阳离子膜和一片阴离子膜隔离出的酸室、分离室和盐室构成，两片阳离子膜和一片阴离子膜的排列顺序为：阳离子膜—阳离子膜—阴离子膜；酸室、分离室以及盐室从阳极室到阴极室的方向排序为：酸室—分离室—盐室。
4.根据权利要求3所述的电渗析法分离络合态DTPA与硬度离子的装置，其特征在于，所述的阳极室、阴极室、酸室、分离室和盐室分别设置有进液口和出液口。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115364671A (zh) * 2021-05-17 2022-11-22 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种金属离子膜分离装置及其方法

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