CN216711679U - 一种用于高盐废水资源化处理装置 - Google Patents

Abstract

一种用于高盐废水资源化处理装置，涉及环境保护技术领域，其包括：电渗析机构和双极膜机构；电渗析机构为圆筒状结构，双极膜机构设置在电渗析机构内部且与其耦合。该处理装置可以同时对高盐废水进行浓缩减量处理得到淡水以及产出酸碱，以更高的效率以及更低的能耗实现高盐废水的资源化处理。

Description

一种用于高盐废水资源化处理装置

技术领域

本实用新型涉及环境保护技术领域，尤其是涉及一种用于高盐废水资源化处理装置。

背景技术

随着我国工业和经济的高速发展，电力、化工等行业在生产过程中产生大量的高盐废水。随着环保要求的提高，实现高盐废水的资源化处理的重要性与日俱增。目前，对于火力发电厂而言，由于广泛使用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术，产生的脱硫废水中含有很多的悬浮物，并且盐分含量很高，为高盐废水的典型代表。传统的三联箱废水处理方法尽管具有工艺流程简单和投资运行成本较低的优点，但是仍然无法实现零排放的目标，并不符合相应的环境保护要求。

因此，实有必要设计一种用于高盐废水资源化处理装置，以解决上述问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，设计一种用于高盐废水资源化处理装置，可以同时对高盐废水进行浓缩减量处理得到淡水以及产出酸碱，以更高的效率以及更低的能耗实现高盐废水的资源化处理。

本实用新型提供的一种用于高盐废水资源化处理装置，包括：电渗析机构和双极膜机构；电渗析机构为圆筒状结构，双极膜机构设置在电渗析机构内部且与其耦合。

优选地，所述电渗析机构包括外壳圈、内壳圈、阳极圈、阴极圈以及膜堆；阳极圈嵌套在外壳圈内侧，阴极圈嵌套在内壳圈外侧；外壳圈套设在内壳圈外，外壳圈至内壳圈之间填充有膜堆；外壳圈上设有淡水进口及浓水进口，内壳圈上设有淡水出口及浓水出口，外壳圈上设有阳极液循环口和阳极接线柱，内壳圈上设有阴极液循环口和阴极接线柱。

优选地，所述双极膜机构包括相对设置的左壳板、右壳板以及依次设置在左壳板和右壳板之间的阳极板、双极膜a、第二阴膜、第二阳膜、双极膜b、阴极板，相邻的膜板、膜板与极板之间均设有第二隔板；双极膜b和第二阳膜之间形成碱室，双极膜a和第二阴膜之间形成酸室，第二阳膜和第二阴膜之间形成盐室；左壳板上设有阳极液进口、阳极液出口、盐室进口、盐室出口、酸室进口、酸室出口、碱室进口、碱室出口；右壳板上设有阴极液进口、阴极液出口。

优选地，所述膜堆由数十张相邻排列的第一阳膜、第一隔板、第一阴膜交替组合而成，在电场作用下，第一阳膜和第一阴膜之间以第一隔板为水通道形成交替的浓水室和淡水室；

优选地，所述阳极液循环口和阴极液循环口分别用于阳极液和阴极液的内部循环，阴极液和阳极液的流向均为下进上出。

优选地，所述电渗析机构的淡水进口、浓水进口、淡水出口以及双极膜机构的盐室出口、酸室进口、酸室出口、碱室进口、碱室出口均通过管路与外部储水设备相连。

优选地，所述电渗析机构的浓水出口和双极膜机构的盐室进口通过管路相连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

对于大部分预处理后的高盐废水而言，通常需要经过浓缩减量处理。电渗析浓缩相比于常用的反渗透浓缩，具有抗污染能力强、对进水水质要求低、浓缩倍率高、能耗较低的优点。双极膜与传统阴阳离子单极膜不同，其膜主体分为阴离子选择性层、阳离子选择性层和中间界面层，且阴阳离子交换膜紧密结合在一起，大幅度降低膜堆电阻，同时水解产物可在电场力作用下快速迁移到主体溶液中，可大大提高生产效率。采用双极膜电渗析制取酸碱能够有效地实现废水的资源化处理。

该处理装置可以同时对高盐废水进行浓缩减量处理得到淡水以及产出酸碱，以更高的效率以及更低的能耗实现高盐废水的资源化处理。与传统的电渗析装置相比，可以实现酸碱回收；与传统的双极膜处理装置相比，本装置通过增加尽量少的空间，实现了对废水的尽量高效的资源化处理，应用前景广阔。

附图说明

图1为本实用新型一优选实施例的用于高盐废水资源化处理装置的结构示意图；

图2为本实用新型一优选实施例的用于高盐废水资源化处理装置的剖视图；

图3为本实用新型一优选实施例的膜堆的结构示意图；

图4为本实用新型一优选实施例的双极膜机构的结构示意图；

图5为本实用新型一优选实施例的双极膜机构的半剖结构示意图；

附图标号说明：

1、电渗析机构，

101、外壳圈及阳极圈，102、内壳圈及阴极圈，103、膜堆，1031、第一隔板，1032、第一阳膜，1033、第一阴膜，104、淡水进口，105、浓水进口， 106、淡水出口，107、阴极接线柱，108、浓水出口，109阴极液循环口，110、阳极液循环口，111、阳极接线柱，112、阳极圈，113、阴极圈，

2、双极膜机构，

201、左壳板，202、右壳板，203、阳极板，204a、双极膜a，204b、双极膜b，205、第二隔板，206、第二阳膜，207、第二阴膜，208、阴极板，209、阳极液进口，210、阳极液出口，211、盐室进口，212、盐室出口，213、酸室进口，214、酸室出口，215、碱室进口，216、碱室出口，217、阴极液进口， 218、阴极液出口，219、固定螺钉。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图4所示，本实施例提供的一种用于高盐废水资源化处理装置，包括：电渗析机构1和双极膜机构2；电渗析机构1为圆筒状结构，双极膜机构2设置在电渗析机构1内部且与其耦合。且电渗析机构1和双极膜机构2共用布置在电渗析机构1外部的同一电源。

如图1和图2所示，电渗析机构1包括外壳圈101、阳极圈112、内壳圈 102、阴极圈113以及膜堆103。其中，阳极圈及阴极圈的电极分别均匀地嵌套在外壳圈内侧及内壳圈外侧；并且，外壳圈及阳极圈101套设在内壳圈及阴极圈102外；膜堆103位于外壳圈及阳极圈101和内壳圈及阴极圈102之间。膜堆103由数十张交替排列的第一隔板1031、第一阳膜1032、第一阴膜1033组成。

在电场的作用下，第一阳膜1032和第一阴膜1033之间以第一隔板1031 为水通道形成交替的浓水室和淡水室。顺电场方向看，第一阴膜1033、第一隔板1031以及第一阳膜1032形成的隔室为淡水室；第一阳膜1032、第一隔板 1031以及第一阴膜1033形成的隔室为浓水室。且在外壳圈101上设有淡水进口104及浓水进口105，内壳圈102上设有淡水出口106及浓水出口108。同时，在外壳圈101上设有阳极液循环口110和阳极接线柱111，内壳圈102上设有阴极液循环口109和阴极接线柱107。阳极液进出口和阴极液进出口分别用于阳极液和阴极液的内部循环，阴极液和阳极液的流向均为下进上出，且淡水室及浓水室内也均是下进上出。

进水中的阴阳离子在电场作用下分离，各浓水室中的浓水经汇集后从浓水出口排出，各淡水室中的淡水经汇集后从淡水出口排出，达到将无机盐类分离浓缩目的。

淡水进口104、浓水进口105、淡水出口106均与外部的储水装置通过管路相连，相连的管路上设置有水泵、流量计等以控制进水速度。

如图1至图4所示，双极膜机构2包括相对设置的左壳板201、右壳板202 以及依次设置在左壳板201和右壳板202之间的阳极板203、第二隔板205、双极膜a204a、第二隔板205、第二阳膜206、第二隔板205、第二阴膜207、第二隔板205、双极膜b204b、第二隔板205、阴极板208。

其中，左壳板201和右壳板202通过固定螺钉219紧固连接。且阳极板203 及阴极板208均是由极板和极框组成，极板设置在极框内。

双极膜a204a和第二阳膜206板之间形成碱室，双极膜板b204b和第二阴膜207之间形成酸室，第二阳膜206和第二阴膜207之间形成盐室，第二隔板 205为水通道。在左壳板201上设有阳极液进口209、阳极液出口210、盐室进口211、盐室出口212、酸室进口213、酸室出口214、碱室进口215、碱室出口216；右壳板202上阴极液进口217、阴极液出口218。

电渗析机构1的浓水出口106和双极膜机构的盐室进口211通过管路相连接，其连接方式可以是直接连接，也可以是间接连接，如将浓水出水排入储水装置，盐室进水取自同一储水装置。

阳极液进口209、阳极液出口210、盐室出口212、酸室进口213、酸室出口214、碱室进口215、碱室出口216、阴极液进口217、阴极液出口218均与外部相应的储水装置通过管路相连，相连的管路上设置有水泵、流量计等控制进水速度。

在阳极板203和阴极板207的作用下，靠近两极的双极膜板204解离得到氢离子和氢氧根离子。电渗析机构1的浓水出水从双极膜机构2的盐室入水口进水后，在两极板的作用下，阳离子和阴离子选择性通过膜板后，分别与氢离子和氢氧根离子结合，形成酸碱，实现资源化利用。

工作原理：

根据电渗析机构1和双极膜机构2的实际工作条件设置最佳进水流量，根据实际工况选择最佳的工作电压与电流密度；预处理后达到电渗析要求的工业高盐废水从淡水进口104进入电渗析机构1中，进行电渗析浓缩处理。电渗析得到的淡水出水经过汇集从淡水出口106排出。淡水出口106中的出水经过初步电渗析处理后，含盐量较低，回收后可以再利用；适用于对水质要求不太高的灌溉等场所，或者是可以将出水回收后重新循环到此装置中，进行二次精处理，进一步提高脱盐率，作为对水质要求较高的实验室用水或火力发电厂补给水。电渗析得到的浓水出水从装置顶部汇集，从浓水出口108排出，通过管道从下部进入包围在内壳圈102中的双极膜机构2。浓水出水从双极膜机构2的盐室进入后，在内部进行离子交换处理。处理后得到的酸碱分别从酸室出口214 和碱室出口216排出，可以进行资源的回收再利用，除盐后的水排放进回用水箱。在处理过程中利用监测设备对产品酸碱的电导率进行实时监控，通过酸碱液的电导率变化幅度设定回流比，降低处理过程的成本。

该处理装置可以同时对高盐废水进行浓缩减量处理得到淡水以及产出酸碱，以更高的效率以及更低的能耗实现高盐废水的资源化处理。

新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种用于高盐废水资源化处理装置，其特征在于，包括：电渗析机构和双极膜机构；电渗析机构为圆筒状结构，双极膜机构设置在电渗析机构内部且与其耦合。

2.如权利要求1中所述用于高盐废水资源化处理装置，其特征在于：所述电渗析机构包括外壳圈、内壳圈、阳极圈、阴极圈以及膜堆；阳极圈嵌套在外壳圈内侧，阴极圈嵌套在内壳圈外侧；外壳圈套设在内壳圈外，外壳圈至内壳圈之间填充有膜堆；外壳圈上设有淡水进口及浓水进口，内壳圈上设有淡水出口及浓水出口，外壳圈上设有阳极液循环口和阳极接线柱，内壳圈上设有阴极液循环口和阴极接线柱。

3.如权利要求2中所述用于高盐废水资源化处理装置，其特征在于：所述双极膜机构包括相对设置的左壳板、右壳板以及依次设置在左壳板和右壳板之间的阳极板、双极膜a、第二阴膜、第二阳膜、双极膜b、阴极板，相邻的膜板、膜板与极板之间均设有第二隔板；双极膜b和第二阳膜之间形成碱室，双极膜a和第二阴膜之间形成酸室，第二阳膜和第二阴膜之间形成盐室；左壳板上设有阳极液进口、阳极液出口、盐室进口、盐室出口、酸室进口、酸室出口、碱室进口、碱室出口；右壳板上设有阴极液进口、阴极液出口。

4.如权利要求2中所述用于高盐废水资源化处理装置，其特征在于：所述膜堆由数十张相邻排列的第一阳膜、第一隔板、第一阴膜交替组合而成，在电场作用下，第一阳膜和第一阴膜之间以第一隔板为水通道形成交替的浓水室和淡水室。

5.如权利要求2中所述用于高盐废水资源化处理装置，其特征在于：所述阳极液循环口和阴极液循环口分别用于阳极液和阴极液的内部循环，阴极液和阳极液的流向均为下进上出。

6.如权利要求3中所述用于高盐废水资源化处理装置，其特征在于：所述电渗析机构的淡水进口、浓水进口、淡水出口以及双极膜机构的盐室出口、酸室进口、酸室出口、碱室进口、碱室出口均通过管路与外部储水设备相连。

7.如权利要求3中所述用于高盐废水资源化处理装置，其特征在于：所述电渗析机构的浓水出口和双极膜机构的盐室进口通过管路相连接。

Images