CN214880575U - 一种电容去离子循环水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电容去离子循环水处理系统，包括原水池、中水池和净水池，所述原水池中的水通过第一进水阀与ECDT淡水处理单元连接，从ECDT淡水处理单元除盐净化后的水通过第二进水阀进入净水池，所述中水池中的水为重复利用水，所述中水池分别通过第三阀门、第四出水阀连通于ECDT淡水处理单元后端和前端，所述ECDT淡水处理单元与净水池之间设置有排污分支，所述排污分支设置有第五出水阀，所述中水池中的重复利用水对模堆进行冲洗，冲洗后的水从第五出水阀排出。本实用新型通过将循环水本体浓缩倍率控制在适当状态，结合引入电容去离子技术脱盐，在改善循环水水质，结垢、腐蚀等问题可控的情况下，提升循环水浓缩倍率，实现循环水系统的趋零排放。

Description

一种电容去离子循环水处理系统

技术领域

本实用新型涉及循环水趋零排放技术领域，尤其涉及一种电容去离子循环水处理系统。

背景技术

工业用水在整个社会用水量中占有相当大的比重，而冷却用水在工业用水中又占有最大的比重，约为工业用水的80%左右，冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水的温度升高，水流速度的变化、水的蒸发，各种无机离子和有机物质的浓缩，会出现对设备与管道产生腐蚀、结垢等问题，为此，人们对冷却用水的处理倍加重视。

传统的方法采用添加化学药剂以达到阻垢、缓蚀等目的，但添加的化学药剂通常含磷，一旦排放会对环境产生二次危害，且药剂法对大多数水质仅能将循环水的浓缩倍率控制在3~5倍左右，尤其是北方以及黄河沿岸水质较恶劣地区，浓缩倍率更低。因此化学药剂法的缺点一是不环保，二是浓缩倍率低，浪费水资源。

实用新型内容

鉴于背景技术存在的不足，本实用新型涉及一种电容去离子循环水处理系统，根据上述问题，设计了一种水系统，通过将循环水本体浓缩倍率控制在适当状态，结合旁路引入电容去离子技术部分透析式脱盐，在改善循环水水质，结垢、腐蚀等问题可控的情况下，提升循环水浓缩倍率至10以上，实现循环水系统的趋零排放，同时在一定条件下可实现循环水系统免药剂运行。

本实用新型涉及一种电容去离子循环水处理系统，包括原水池、中水池和净水池，所述原水池中的水通过第一进水阀与ECDT淡水处理单元连接，从ECDT淡水处理单元除盐净化后的水通过第二进水阀进入净水池，所述中水池中的水为重复利用水，所述重复利用水为原水池水冲洗模堆得来，所述中水池分别通过第三阀门、第四出水阀连通于ECDT淡水处理单元后端和前端，所述ECDT淡水处理单元与净水池之间设置有排污分支，所述排污分支设置有第五出水阀，所述中水池中的重复利用水对模堆进行冲洗，冲洗后的水从第五出水阀排出。

通过采用上述方案，采用的新型电化学循环水处理技术——高效电容去离子技术（ECDT）不仅可以避免结垢，循环水中所有带电粒子均可去除，如氯化物、硫酸盐，以及铁离子、锌离子、磷酸盐、氨氮、氟化物等，且对有机物的降解作用可达20~30%。

进一步的，所述ECDT淡水处理单元包括板状的正极电极材料和板状的负极电极材料，所述正极电极材料、负极电极材料平行设置，所述正极电极材料、负极电极材料之间形成水流通道。

通过采用上述方案，在除盐过程中，电量的储存/释放是通过离子的吸脱附而不是化学反应来实现的，故而能快速充放电，而且由于在充放电时仅产生离子的吸脱附，电极结构不会发生变化，没有法拉第过程发生，所以其充放电次数在原理上没有限制。另外，温度对离子的吸脱附速度影响不是很大，故其容量变化也相对小得多。

进一步的，所述水流通道中的原水流经通道，受电场作用将水中带电粒子分别向电性相反的电极迁移。

通过采用上述方案，原水在阴、阳极之间流动时受到电场的作用，水中带电粒子分别向电性相反的电极迁移，被该电极吸附并储存在双电层内。

进一步的，所述正极电极材料、负极电极材料吸附并存储溶解水中盐类、胶体颗粒等带电粒子。

通过采用上述方案，随着电极吸附带电粒子的增多，带电粒子在电极表面富集浓缩，从而使水中的溶解盐类、胶体颗粒及其带电物质滞留在电极表面，最终实现盐与水的分离，获得净化/淡化的出水。

进一步的，所述ECDT淡水处理单元工作时，只有第一进水阀、第二进水阀开启，所述第三阀门、第四出水阀、第五出水阀闭合。

通过采用上述方案，直流电源接通，ECDT淡水处理单元开始工作，出口水的含盐量随时间逐渐降低。

进一步的，所述ECDT淡水处理单元反冲洗时，所述第一进水阀、第三阀门开启，所述第二进水阀、第四出水阀、第五出水阀关闭，通过原水对ECDT淡水处理单元冲洗后流入中水池。

通过采用上述方案，排放浓水所含成份均系来自于原水，系统本身不产生新的排放物。

进一步的，所述ECDT淡水处理单元的排污分支还可以通入ECDT浓水处理单元，所述ECDT浓水处理单元的排污水再进行结晶蒸发。

通过采用上述方案，减少系统排污逐渐实现零排放，少用或不用化学药剂以减少对环境的污染是未来循环水运行的主要目标。

进一步的，所述ECDT淡水处理单元的排污分支或ECDT浓水处理单元的排污水还可以用于冲渣、洗煤、除尘等可消耗浓水的工艺单元等。

通过采用上述方案，对水充分利用。

本实用新型的有益效果如下：

1. 水利用率高：在进入蒸发结晶前，一次利用率可以达到 90%以上，二次利用率可达到 95%以上。

2. 无二次污染：ECDT系统的再生不添加有机药剂。

3. 对颗粒污染物要求不高：对前处理要求相对较低，因此可降低投资及运行成本。

4. 抗结垢和油类污染：去除盐粒子，不会互相结合产生垢体。5. 操作及维护简便：系统全自动化控制。

6. 使用寿命长：其核心部件使用寿命长，至少在 8年以上，避免了因更换核心部件而使运行成本提高。

7. 运行成本低：其能耗比较低，主要的能量消耗在于使离子发生迁移和双电层吸附上，这与其它除盐技术相比可以大大节约能源。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例1的系统流程结构示意图。

图2是本实用新型实施例2的系统流程结构示意图。

图3是本实用新型实施例2的工艺结构流程示意图。

图4是本实用新型实施例的一种去离子方法示意图。

附图标记，1、ECDT淡水处理单元；11、正极电极材料；12、负极电极材料； 13、水流通道；2、前置过滤器；3、管阀系统；31、第一进水阀；32、第二进水阀；33、第三阀门；34、第四出水阀；35、第五出水阀；4、原水池；5、中水池；6、净水池；7、ECDT浓水处理单元；8、排污分支。

具体实施方式

以下将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本实用新型的一部分实例，并不是全部的实例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

为了便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本实用新型实施例的限定。

本实用新型的实施例1参照图1、图4所示，包括ECDT淡水处理单元1、水池（图中未画出）、前置过滤器2、管阀系统3、电源系统（图中未画出）、检测仪表（图中未画出）、电器控制系统（图中未画出），所述管阀系统3包括第一进水阀31、第二进水阀32、第三阀门33、第四进水阀34、第五出水阀35。所述水池中存储的水经过预处理后形成原水，原水流入原水池4存储，所述前置过滤器2位于原水池4与ECDT淡水处理单元1中间，所述原水池通过第一进水阀31与ECDT淡水处理单元1连通，所述第二进水阀32用于连通ECDT淡水处理单元1与净水池6。所述第三阀门33连通中水池5与ECDT淡水处理单元1出口，所述第四进水阀34用于ECDT淡水处理单元1入口与中水池5之间的连通，所述第五出水阀35与ECDT淡水处理单元1出口连通。从第五出水阀35排出的废水可用于冲渣、洗煤、除尘、消耗等。通过该循环水处理系统将废水循环电处理，有效提升净水效果。由于模堆的水流阻力很小，所需压力一般小于0.2MPa，所以对泵的要求不高，普通的离心泵即可满足使用要求。

所述ECDT淡水处理单元1包括正极电极材料11和负极电极材料12，所述正极电极材料11和负极电极材料12为板状平行放置，原水从一端进入由两电极板相隔而成的水流通道13，并从另一端流出。原水在阴、阳极之间流动时受到电场的作用，水中带电粒子分别向电性相反的电极迁移，被该电极吸附并储存在双电层内。同时，随着电极吸附带电粒子的增多，带电粒子在电极表面富集浓缩，从而使水中的溶解盐类、胶体颗粒及其带电物质滞留在电极表面，最终实现盐与水的分离，获得净化/淡化的出水。

本实用新型的实施例2如图2、图3所示，在实施例1的基础上增加了对排污分支8的处理，通过ECDT浓水处理单元7后对废水蒸发结晶，实现废水零排放。

本实用新型的实施例3参照图3所示，对排污分支8的处理增加了新的利用场景，用于冲渣、洗煤、除尘消耗等。

本实用新型的工作原理及步骤如下：

制水运行：开启第一进水阀、第二进水阀，关闭其他阀门，所述ECDT淡水处理单元正常运行，当直流电源接通后，所述ECDT淡水处理单元开始工作，所述ECDT淡水处理单元对原水池中的水进行除盐净化，处理后的净水流向净水池，所述ECDT淡水处理单元的出水口含盐量随时间逐渐降低；

再生运行：当ECDT淡水处理单元运行30-60min后，内部电极表面吸附的离子趋于饱和，此时出水导电率升高，因此对ECDT淡水处理单元进行再生冲洗，首次再生时，关闭第二进水阀、第四进水阀、第五出水阀，开启第一进水阀和第三阀门，原水进入ECDT淡水处理单元进行冲洗，冲洗后的水质较优，通过第三阀门存入中水池重复利用；

S3排污运行：当ECDT淡水处理单元进行排污冲洗时，所述ECDT淡水处理单元阴阳两极短接，所述第一进水阀、第二进水阀关闭，所述第四进水阀、第五出水阀开启，用中水池的水冲洗经过短接静置的模堆使电极得到初步再生，冲洗过ECDT淡水处理单元的浓水流向废水管道；

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种电容去离子循环水处理系统，其特征在于：包括原水池、中水池和净水池，所述原水池中的水通过第一进水阀与ECDT淡水处理单元连接，从ECDT淡水处理单元除盐净化后的水通过第二进水阀进入净水池，所述中水池中的水为重复利用水，所述重复利用水为原水池水冲洗模堆得来，所述中水池分别通过第三阀门、第四出水阀连通于ECDT淡水处理单元后端和前端，所述ECDT淡水处理单元与净水池之间设置有排污分支，所述排污分支设置有第五出水阀，所述中水池中的重复利用水对模堆进行冲洗，冲洗后的水从第五出水阀排出。

2.根据权利要求1所述的一种电容去离子循环水处理系统，其特征在于：所述ECDT淡水处理单元包括板状的正极电极材料和板状的负极电极材料，所述正极电极材料、负极电极材料平行设置，所述正极电极材料、负极电极材料之间形成水流通道。

3.根据权利要求2所述的一种电容去离子循环水处理系统，其特征在于：所述水流通道中的原水流经通道，受电场作用将水中带电粒子分别向电性相反的电极迁移。

4.根据权利要求3所述的一种电容去离子循环水处理系统，其特征在于：所述正极电极材料、负极电极材料可吸附并存储溶解水中盐类、胶体颗粒。

5.根据权利要求1所述的一种电容去离子循环水处理系统，其特征在于：所述ECDT淡水处理单元工作时，只有第一进水阀、第二进水阀开启，所述第三阀门、第四出水阀、第五出水阀闭合。

6.根据权利要求5所述的一种电容去离子循环水处理系统，其特征在于：所述ECDT淡水处理单元反冲洗时，所述第一进水阀、第三阀门开启，所述第二进水阀、第四出水阀、第五出水阀关闭，通过原水对ECDT淡水处理单元冲洗后流入中水池。

7.根据权利要求4或6所述的一种电容去离子循环水处理系统，其特征在于：所述ECDT淡水处理单元的排污分支还可以通入ECDT 浓水处理单元，所述ECDT浓水处理单元的排污水再进行结晶蒸发。

8.根据权利要求4或6所述的一种电容去离子循环水处理系统，其特征在于：所述ECDT淡水处理单元的排污分支或ECDT浓水处理单元的排污水可用于冲渣、洗煤、除尘。

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