CN214360364U - 一种用于去除氯离子的吸附系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种用于去除氯离子的吸附系统，包括吸附工艺单元、脱附再生单元和脱附液加醇处理单元，其中，吸附工艺单元上设置的脱附液出口连接脱附再生单元的入口，所述脱附再生单元的的碱性脱附液出口连接脱附液加醇处理单元；所述加醇处理单元上设置有固体KCl出口；该工艺操作简单、投资及运行成本低、不产生二次污染；对常见工业废水中的氯离子都有很好的去除效果，最终的产物氯化盐固体可以用于其他用途，实现对废水中氯离子的资源化。
Description
技术领域
本实用新型属于污水处理技术领域，具体为一种用于去除氯离子的吸附系统。
背景技术
脱硫废水是燃煤热电厂产生的一种含有大量氯离子的废水，其它行业如化工或制药等也会在生产过程中产生含有大量氯离子的废水。含有高浓度氯离子的脱硫废水对金属设备、金属容器和金属管路都具有非常强的腐蚀作用，容易引发安全事故。
目前，国内外对水中氯离子去除的方法主要有：化学沉淀法、离子交换法、电化学技术、吸附和萃取反萃取等方法。
吸附法是一种简单有效的废水处理方法，其应用的关键在于性能优异的吸附材料。公开号为CN107892375A和CN107630147A的中国发明专利分别公开了两种新型的用于废水中氯离子的吸附剂及其使用方法。
然而，吸附过程只是物质的转移过程，并不能对物质进行有效的转化。吸附处理过程之后还需要相应的处理系统与脱附过程配合，以实现物质的最终转化或资源化利用。因此，也有针对废水中氯离子的去除转化提出相应装置或系统的报道。
例如，公开号为CN109824195A的中国发明专利公开了一种萃取法去除水中氯离子的装置和工艺；公开号为CN10138089A的中国发明专利公开了一种膜法处理高浓度氯离子废水的装置；还有公开号为CN107082516A的中国发明专利公开了一种电吸附去除水中氯离子的装置。另外，公开号为CN106745551A、 CN107082516A、CN108439553A和CN110240237A的中国发明专利分别提供了去除废水中氯离子的电化学装置。
然而截止到目前，对吸附除氯过程及其与其他转化过程相连接达到去除废水中氯离子和对氯离子资源化利用的技术方法还未见报道。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于去除氯离子的吸附系统，解决了现有的水中氯离子去除方法中存在的只是物质的转移过程，并不能对物质进行有效的转化的问题。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型提供的一种用于去除氯离子的吸附系统，包括吸附工艺单元、脱附再生单元和脱附液加醇处理单元，其中，吸附工艺单元上设置的脱附液出口与脱附再生单元的入口相连通，所述脱附再生单元的碱性脱附液出口与脱附液加醇处理单元相连通。
优选地，所述吸附工艺单元包括吸附反应罐、第一固液分离装置、吸附剂储罐、脱附再生罐和碱液储罐，吸附反应罐上设置有含氯废水入口、吸附剂入口和固液混合料出口；所述吸附剂入口连接吸附剂储罐的出口；所述固液混合料出口连接第一固液分离装置的入口；所述第一固液分离装置的吸附剂出口连接脱附再生罐的入口；所述脱附再生罐上设置有碱液入口，所述碱液入口连接碱液储罐的出口；所述脱附再生罐上的固液混合液料出口连接脱附再生单元的入口。
优选地，所述第一固液分离装置上设置有处理水出口，所述处理水出口一路连接吸附反应罐上设置的处理水入口；另一路连接排水管道。
优选地，所述脱附再生单元包括第二固液分离装置，其中，所述吸附工艺单元的固液混合液料出口连接第二固液分离装置的入口，所述第二固液分离装置的脱附液出口连接脱附再生单元。
优选地，所述第二固液分离装置的固体再生吸附剂出口连接吸附工艺单元的吸附剂储罐的入口。
优选地，所述脱附液加醇处理单元包括脱附液处理装置和第三固液分离装置，其中，所述脱附再生单元的脱附液出口连接脱附液处理装置的入口；所述脱附液处理装置上设置有醇入口，所述醇入口连接醇储罐；所述脱附液处理装置的碱性脱附液出口连接第三固液分离装置的入口，所述第三固液分离装置上设置有固体氯化盐出口。
优选地，所述第三固液分离装置上设置的液体出口连接醇碱分离单元。
优选地，所述醇碱分离单元包括蒸发装置，其中，所述脱附液加醇处理单元的液体出口连接蒸发装置的入口，所述蒸发装置的醇出口连接吸附工艺单元的醇储罐；所述蒸发装置的液体出口连接吸附工艺单元的碱液储罐。
优选地，包括吸附工艺单元、脱附再生单元、脱附液加醇处理单元和醇碱分离单元，其中，吸附工艺单元上设置的脱附液出口连接脱附再生单元的入口，所述脱附再生单元的碱性脱附液出口连接脱附液加醇处理单元；所述加醇处理单元上设置有固体氯化盐出口；所述加醇处理单元上设置的液体出口连接醇碱分离单元，所述醇碱分离单元上设置有碱液出口和醇出口，其中，所述蒸发装置的醇出口连接吸附工艺单元的醇储罐；所述碱液出口连接吸附工艺单元的碱液储罐。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的一种用于去除氯离子的吸附系统，基于氯化盐在醇中的难溶特性，将氯离子吸附、吸附剂加碱脱附再生和氯化盐醇沉工艺有机结合，实现对废水中氯离子的高效去除和资源化利用；
首先，经过预处理的含氯离子水进入吸附反应罐，水中含有的氯离子被吸附剂主体结合，得到固液混合料，经过固液分离后，液体为氯离子达到处理要求的处理水，部分回流至吸附反应罐，其余排入出水管道；固体为已吸附氯离子的吸附剂，加入碱性脱附液使氯离子从吸附剂上脱附，吸附剂实现再生，得到固液混合料，经过固液分离后，固体为再生的吸附剂，可以回用于氯离子的吸附过程；液体为含有氯离子的碱性脱附液；
向含有氯离子的碱性脱附液中加入醇溶液，大部分的氯离子以氯化盐的形式析出，得到的固液混合料经过固液分离，固体为可以进一步纯化为可利用的氯化盐固体，液体为含有醇的碱性水溶液。将含有醇的碱性水溶液采用蒸发技术分离，分别得到可以重复使用的醇和含少量氯化盐的碱性水溶液。该碱性水溶液可以继续作为碱性脱附液用于前面所述的吸附剂脱氯再生工艺段；该工艺操作简单、投资及运行成本低、不产生二次污染，其中用到的吸附剂、碱液和醇都可以循环使用，对常见工业废水中的氯离子都有很好的去除效果，最终的产物氯化盐固体可以用于其他用途，实现对废水中氯离子的资源化。
附图说明
图1是本实用新型涉及的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型进一步详细说明。
针对现有含氯废水处理技术的难点和弊端，本实用新型提出一种用于去除氯离子的吸附系统，除氯效果好、操作简单、成本较低、不产生二次污染，系统中的吸附剂、碱液和醇都可以循环使用，并且能够实现废水中氯离子的资源化利用。现有的除氯技术主要有化学沉淀、离子交换、电化学处理、吸附和萃取等。
本实用新型提供的一种用于去除氯离子的吸附系统，包括吸附反应罐1、第一固液分离装置2、吸附剂储罐3、脱附再生罐4、碱液储罐5、第二固液分离装置6、脱附液处理装置7、醇储罐8、第三固液分离装置9和蒸发装置10，其中，吸附反应罐1上设置有含氯废水入口、吸附剂入口和处理水入口；所述吸附剂入口连接吸附剂储罐3的出口；所述处理水入口连接第一固液分离装置2的氯离子达标处理水出口。
所述吸附反应罐1的出口连接第一固液分离装置2的进口。
所述第一固液分离装置2上的含氯吸附剂出口连接有脱附再生罐4的进口；所述脱附再生罐4上设置有碱液入口，所述碱液入口连接有碱液储罐5。
所述脱附再生罐4上的固液混合液料出口连接第二固液分离装置6的入口，所述第二固液分离装置6的再生吸附剂出口连接吸附剂储罐3的入口。
所述第二固液分离装置6上的脱附液出口连接脱附液处理装置7的入口。
所述脱附液处理装置7上设置有醇入口，所述醇入口连接有醇储罐8的出口；所述脱附液处理装置7上设置的固液混合液料出口连接第三固液分离装置9 的入口。
所述第三固液分离装置9上设置有固体出口，排出KCl固体。
所述第三固液分离装置9上设置有液体出口，所述液体出口连接蒸发装置 10的入口，所述蒸发装置10的碱液出口连接碱液储罐5的入口。
所述蒸发装置10的醇出口连接醇储罐8入口。
本实用新型的工作过程：
吸附工艺段：废水首先经过净化工艺段净化去除悬浮物以后，上清液进入吸附反应罐1中与吸附剂进行充分接触，得到固液混合料，之后进入第一固液分离装置2进行固液分离，分离出来的吸附有氯离子的吸附剂进入脱附再生罐4 中与来自碱液储罐5中的碱液充分反应，使吸附剂充分再生后，固液混合液料进入到第二固液分离装置6中进行固液分离。
第一固液分离装置2分离出来的氯离子达到处理要求的处理水一部分回流至吸附反应罐1中，用以提高除氯效果，剩余部分的由于氯离子达到处理要求的处理水为吸附处理后的达标水体，可通过排水管道外排或者回用。
使用公开号为CN102350317A发明专利公开的吸附剂。
第一固液分离装置2采用絮凝沉淀和砂滤组合的处理工艺。
吸附剂的用量为待处理氯离子总质量的1200％，固液分离得到的处理水中氯离子浓度为225mg/L，氯去除率95.8％。
碱液为NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2和NH4OH中的一种或几种混合物。
脱附再生段：所述第二固液分离装置6分离出来的固体再生吸附剂回用至吸附工艺段；分离出来的脱附液进入脱附液处理装置7中。
第二固液分离装置6采用过滤法实现固液分离。
脱附液加醇处理段：
进入脱附液处理装置7的碱性脱附液与来自醇储罐8的醇混合，搅拌20min，使KCl晶体充分析出后，固液混合液料进入到第三固液分离装置9中进行固液分离，分离出的固体为KCl。第三固液分离装置9采用过滤法实现固液分离。醇采用质量浓度为99.5％的乙醇，醇的用量为脱附液流量的10倍，脱附液中92％的氯离子以KCl形式析出。
醇碱分离段：进入蒸发装置10的含有醇的碱性水溶液通过蒸馏装置，得到的醇回到醇储罐8中循环利用，其余液体为含有少量KCl的KOH溶液，回到碱液储罐5中循环使用。
该系统将吸附、再生、加醇分离氯化盐、蒸发多种工艺相结合，使水体除氯和吸附剂再生过程高效进行，同时实现氯离子的资源化利用和吸附剂、醇、碱的循环利用。
所述的醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇中的一种或几种混合物。
所述的蒸发为普通蒸馏、多效蒸发、减压蒸发、低温多效蒸发中的一种或几种。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
实施例1：
采用本发明的方法处理一种含氯废水，该水体中含有的氯离子浓度为 2.1g/L，pH约为3～4，该方法使用的系统如图1所示，主要包括以下四个工艺段：
(1)吸附工艺段：废水首先经过净化工艺段净化去除悬浮物以后，上清液进入吸附工艺段与吸附剂充分接触，搅拌反应1小时，然后进入第一固液分离装置。使用公开号为CN102350317A发明专利公开的吸附剂，吸附剂在使用之前用 NaOH溶液处理，在吸附剂表面引入丰富的-OH。第一固液分离装置采用絮凝沉淀和砂滤组合的处理工艺。吸附剂的用量为待处理氯离子总质量的1000％，固液分离得到的处理水中氯离子浓度为175mg/L，氯去除率91.7％。
(2)脱附再生段：进入脱附再生罐的吸附剂与来自碱液储罐的碱液充分反应20min，使吸附剂充分再生后，固液混合液料进入到第二固液分离装置中进行固液分离，分离出的固体为再生吸附剂，回用至吸附工艺段。碱液采用质量浓度为8％的NaOH溶液。第二固液分离装置采用过滤法实现固液分离。
(3)脱附液加醇处理段：进入脱附液处理装置的碱性脱附液与来自醇储罐的醇混合，搅拌20min，使NaCl晶体充分析出后，固液混合液料进入到第三固液分离装置中进行固液分离，分离出的固体为NaCl。第三固液分离装置采用过滤法实现固液分离。醇采用质量浓度为99.5％的乙醇，醇的用量为脱附液流量的 8倍，脱附液中85％的氯离子以NaCl形式析出。
(4)醇碱分离段：进入蒸发装置的含有醇的碱性水溶液通过多效蒸发反应装置，蒸发得到的醇回到醇储罐中循环利用，其余液体为含有少量NaCl的NaOH 溶液，回到碱液储罐中循环使用。乙醇回收率97％。
实施例2：
采用本发明的方法处理一种含氯废水，该水体中含有的氯离子浓度为 5.3g/L，pH约为3～4，该方法使用的系统如图1所示，主要包括以下四个工艺段：
(1)吸附工艺段：废水首先经过净化工艺段净化去除悬浮物以后，上清液进入吸附工艺段与吸附剂充分接触，搅拌反应1小时，然后进入第一固液分离装置。
(2)脱附再生段：进入脱附再生罐的吸附剂与来自碱液储罐的碱液充分反应20min，使吸附剂充分再生后，固液混合液料进入到第二固液分离装置中进行固液分离，分离出的固体为再生吸附剂，回用至吸附工艺段。碱液采用质量浓度为10％的KOH溶液。
(3)脱附液加醇处理段：进入脱附液处理装置的碱性脱附液与来自醇储罐的醇混合，搅拌20min，使KCl晶体充分析出后，固液混合液料进入到第三固液分离装置中进行固液分离，分离出的固体为KCl。第三固液分离装置采用过滤法实现固液分离。醇采用质量浓度为99.5％的乙醇，醇的用量为脱附液流量的10 倍，脱附液中92％的氯离子以KCl形式析出。
(4)需要说明的是，以上实施方式仅为本专利的较佳实施例，并不用以限制本专利，凡在本专利的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型专利的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于去除氯离子的吸附系统，其特征在于，包括吸附工艺单元、脱附再生单元和脱附液加醇处理单元，其中，吸附工艺单元上设置的脱附液出口与脱附再生单元的入口相连通，所述脱附再生单元的碱性脱附液出口与脱附液加醇处理单元相连通；
所述吸附工艺单元包括吸附反应罐(1)、第一固液分离装置(2)、吸附剂储罐(3)、脱附再生罐(4)和碱液储罐(5)，吸附反应罐(1)上设置有含氯废水入口、吸附剂入口和固液混合料出口；所述吸附剂入口与吸附剂储罐(3)的出口相连通；所述固液混合料出口与第一固液分离装置(2)的入口相连通；所述第一固液分离装置(2)的吸附剂出口与脱附再生罐(4)的入口相连通；所述脱附再生罐(4)上设置有碱液入口，所述碱液入口与碱液储罐(5)的出口相连通；所述脱附再生罐(4)上的固液混合液料出口与脱附再生单元的入口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于去除氯离子的吸附系统，其特征在于，所述第一固液分离装置(2)上设置有处理水出口，所述处理水出口一路与吸附反应罐(1)上设置的处理水入口相连通；另一路连接排水管道。
3.根据权利要求1所述的一种用于去除氯离子的吸附系统，其特征在于，所述脱附再生单元包括第二固液分离装置(6)，其中，所述吸附工艺单元的固液混合液料出口与第二固液分离装置(6)的入口相连通，所述第二固液分离装置(6)的脱附液出口与脱附再生单元相连通。
4.根据权利要求3所述的一种用于去除氯离子的吸附系统，其特征在于，所述第二固液分离装置(6)的固体再生吸附剂出口与吸附工艺单元的吸附剂储罐(3)的入口相连通。
5.根据权利要求1所述的一种用于去除氯离子的吸附系统，其特征在于，所述脱附液加醇处理单元包括脱附液处理装置(7)和第三固液分离装置(9)，其中，所述脱附再生单元的脱附液出口与脱附液处理装置(7)的入口相连通；所述脱附液处理装置(7)上设置有醇入口，所述醇入口与醇储罐(8)相连通；所述脱附液处理装置(7)的碱性脱附液出口与第三固液分离装置(9)的入口相连通，所述第三固液分离装置(9)上设置有固体氯化盐出口。
6.根据权利要求5所述的一种用于去除氯离子的吸附系统，其特征在于，所述第三固液分离装置(9)上设置的液体出口与醇碱分离单元相连通。
7.根据权利要求6所述的一种用于去除氯离子的吸附系统，其特征在于，所述醇碱分离单元包括蒸发装置(10)，其中，所述脱附液加醇处理单元的液体出口与蒸发装置(10)的入口相连通，所述蒸发装置(10)的醇出口与吸附工艺单元的醇储罐(8)相连通；所述蒸发装置(10)的液体出口与吸附工艺单元的碱液储罐(5)相连通。
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2020
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