CN209468242U - 一种高含盐废水脱盐处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高含盐废水脱盐处理装置，该装置至少包括进水阀组件和电渗析装置。进水阀组件内设置有管道混合器，在管道混合器的第一入口段和第二入口段分别经管道与第一流量控制阀和第二流量控制阀连接的条件下，进水阀组件能够按照将浓水和初步过滤的原水在管道混合器内混合后输入电渗析装置的方式与电渗析装置连通；管道混合器设置有内部中空的内壳，在内壳的径向横截面中观察，内壳由其两端的形状由直线形限定的第一段和中间的形状由波浪形限定的第二段组成。本实用新型通过设置特殊结构的管道混合器避免了因膜两侧浓度差过大引起或加剧膜的极化，并且经浓缩后的浓水的TDS满足进入后续分出杂盐或分质盐处理装置的进料条件。

Description

一种高含盐废水脱盐处理装置

技术领域

本实用新型涉及高含盐废水电渗析处理设备领域，尤其指一种高含盐废水脱盐处理装置。

背景技术

我国浓盐水处理技术起步较晚，相关产业发展相对滞后。当前，将反渗透膜技术大规模应用于高浓度含盐污水处理，多在海水淡化领域。近年来，随着我国经济发展和工业进程的加快，水资源短缺和企业用水加剧的矛盾日益突出，越来越多的污水深度处理与回用技术被企业所采用。未经处理的高盐高COD废水排入自然水体，不仅会污染水体，造成环境污染，而且对水体生物和人类的健康也会造成一定的威胁。目前对于高盐高COD废水脱盐的方法主要包括热力除盐法、化学脱盐法、电吸附脱盐法和膜法等，在与膜法相比较下其他工艺存在能耗高、处理工艺冗长复杂、处理成本大、脱盐率低等缺点。因此，膜法处理高盐高COD废水成为其重要的研究方向，特别是膜浓缩技术得到了较快的发展，目前在缓解企业用水紧张状况、减少污水排放与保护环境等方面取得明显成效。然而，与国外污水“零排放”或“趋零排放”的先进水平相比还存在较大差距。在污水处理末端仍有15％～30％的浓盐水由于缺乏技术经济可行的回收利用方法而稀释外排，并未真正实现污染物排放强度的降低，同时造成了水资源与盐类资源的浪费。

膜法工业水脱盐装置的性能主要包括脱盐率、产水量、回收率等，同时还需要考虑膜的使用寿命。在使用膜法脱盐工艺时，随着使用时间的增长，膜本身因水中有的Ca、Mg等高硬度离子的沉淀结垢，改变了膜的化学性能及物理结构，使膜的交换容量和选择透过性下降，机械强度降低，易脆裂等，一方面降低了膜分离系统的脱盐率、产水量和回收率，从而降低了水处理系统的能力，另一方面还缩短了膜的使用寿命。比如对于电渗析法，由于离子在膜内的迁移数与溶液中的迁移数有较大差异，引起浓差极化，当膜两侧浓度差过大时，又会引起和加剧膜的极化，极化后会沉淀结垢，堵塞水流通道，增加水流阻力，从而降低膜装置的性能(脱盐率、产水量和回收率)，并影响处理后的水质水量以及电渗析装置的正常安全运行，进而缩短了膜的使用寿命。

例如，中国专利(CN205821089U)公开了一种感光材料生产废水的处理系统，所述处理系统用于对感光材料生产废水进行处理，所述生产废水的处理系统包括：废水收集池，用于对生产废水进行存储；预处理系统，用于对感光材料生产废水进行预处理；电驱动膜系统，用于对预处理后的生产废水进行脱盐处理；以及后处理系统，用于对电驱动膜系统处理后的生产废水进行后处理。该实用新型所提供的处理系统通过纳滤系统的减量化及浓缩处理，使得废水中盐浓度和有机物含量提高，废水量减小，有效地降低了电驱动膜系统的投资成本；通过电驱动膜系统有效地降低淡化室中淡化液的盐浓度，实现有机物和盐分的分离。但其电驱动膜系统的产水的回收率只有66.7％，未能达到高效分盐的效果，同时增加了其排放水对周边环境造成二次污染的风险，并且未解决离子交换膜因浓差极化导致的使用寿命较短的问题。

实用新型内容

针对现有技术之不足，本实用新型提供了一种高含盐废水脱盐处理装置，所述高含盐废水脱盐处理装置至少包括进水阀组件和电渗析装置，其中，所述进水阀组件内设置有管道混合器，在所述管道混合器的第一入口段和第二入口段分别经管道与第一流量控制阀和第二流量控制阀连接的条件下，所述进水阀组件能够按照将浓水和初步过滤的原水在所述管道混合器内混合后输入所述电渗析装置的方式与所述电渗析装置连通。

根据一个优选实施方式，所述管道混合器设置有内部中空的内壳，在所述内壳的径向横截面中观察，所述内壳由其两端的形状由直线形限定的第一段和中间的形状由波浪形限定的第二段组成，第二段由若干个弯曲弧度相同且沿管道混合器轴向延伸方向间隔排布的圆弧构成，圆弧的弧度不大于π/3。

根据一个优选实施方式，所述高含盐废水脱盐处理装置至少包括进料单元和出料单元，所述进料单元经所述电渗析装置与所述出料单元连通。

根据一个优选实施方式，所述进料单元至少包括原水箱、浓水箱和极水箱，其中，所述原水箱和所述浓水箱分别经第一泵和第二泵与所述进水阀组件连通，所述进水阀组件与所述电渗析装置连通，所述极水箱经第三泵与所述电渗析装置连通。

根据一个优选实施方式，所述极水箱、所述第三泵和所述电渗析装置按照构成单向循环回路的方式彼此连通。

根据一个优选实施方式，所述出料单元至少包括出水阀组件和淡水箱，其中，所述出水阀组件的两出口管分别经管道与所述淡水箱和所述浓水箱连通。

根据一个优选实施方式，所述电渗析装置的出口管中按照卡合的方式设置有电导率检测设备。

根据一个优选实施方式，所述电渗析装置按照其经管道与所述出水阀组件的进口管连接的方式与所述出料单元连通。

根据一个优选实施方式，所述出水阀组件经线路与所述控制柜电连接。

根据一个优选实施方式，所述高含盐废水脱盐处理装置的进料单元还包括至少一个错流过滤器，其中，所述高含盐废水脱盐处理装置至少包括进料单元和出料单元，所述进料单元经电渗析装置与所述出料单元连通，所述进料单元包括错流过滤器、原水箱、浓水箱和极水箱，所述出料单元至少包括出水阀组件和淡水箱；其中，所述错流过滤器按照其产生的初步过滤的原水输入所述原水箱的方式与所述原水箱的进口管连通，所述原水箱和所述浓水箱分别经第一泵和第二泵与所述进水阀组件连通，所述极水箱经第三泵与电渗析装置连通；所述进水阀组件经线路与所述控制柜电连接，所述电渗析装置经电流信号检测设备与所述控制柜电连接。

其中，所述第一泵和第二泵各自的出口管按照共用一个出口管的方式均经所述进水阀组件连接至所述电渗析装置，所述极水箱、所述第三泵和所述电渗析装置按照构成单向循环回路的方式彼此连通。

所述电渗析装置按照其经管道与所述出水阀组件的进口管连接的方式与所述出料单元连通；其中，所述出水阀组件的两出口管分别经管道与所述淡水箱和所述浓水箱连通，所述出水阀组件还经线路与所述控制柜电连接。

根据一个优选实施方式，在所述控制柜经线路与所述进水阀组件电连接的条件下，所述进水阀组件能够按照所述控制柜输出电信号的方式分别开启第一流量控制阀和第二流量控制阀；在所述控制柜经电流信号检测设备与所述电渗析装置电连接的条件下，所述电渗析装置能够按照所述控制柜切换其直流电源的正负极的方式对换阴极和阳极。

根据一个优选实施方式，所述电渗析装置和所述进水阀组件间还经管道连接有PH调节器。PH调节器能够按照投加HCl的方式使得浓水箱中的PH保持在预设范围值内，避免设备轻易发生结垢现象，保证设备稳定运行。

本实用新型提供高含盐废水脱盐处理装置至少具有如下优势：

(1)本实用新型根据改进的装置结构能够将电渗析装置产生的浓水在检测其电导率值的条件下实现自循环，并能够通过控制原水箱和浓水箱按照分别输入的方式或按流量比混合均匀输入的方式提高电渗析装置的脱盐浓缩效率。

(2)本实用新型通过设置特殊形状的管道混合器将过高浓度的输入流体与低浓度流体之间进行均匀混合，避免因膜两侧浓度差过大引起或加剧膜的极化，并且设置频繁倒极以避免后续处理工序中离子交换膜由于渗透压过大造成脱盐率降低的问题，降低了因浓差极化导致的额外经济成本，延长了工业水脱盐装置中膜的使用寿命，进而提高脱盐处理效率、保证了脱盐处理效果。

(2)本实用新型采用的高含盐废水脱盐处理装置安装简单，操作方便，所需能耗低；不使用化学药剂，避免产水形成“二次污染”；提高工业水脱盐装置的脱盐率、产水量和回收率等性能，且浓缩后的浓水的TDS能够达到220000mg/L左右，满足进入后续分出杂盐或分质盐(氯化钠和硫酸钠)处理装置的进料条件。

附图说明

图1是本实用新型优选的脱盐处理装置的简化结构示意图；和

图2是本实用新型优选的进水阀组件的简化结构示意图。

附图标记列表

1：进料单元 2：出料单元 3：控制柜

4：电渗析装置 5：进水阀组件 6：第一流量控制阀

7：第二流量控制阀 8：电流信号检测设备 9：原水箱

10：浓水箱 11：极水箱 12：第一泵

13：第二泵 14：第三泵 15：出水阀组件

16：淡水箱 17：内壳 19：电导率检测设备

20：错流过滤器 21：管道混合器 22：第一入口段

23：第二入口段

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1和图2所示，高含盐废水脱盐处理装置至少包括进水阀组件5和电渗析装置4，其中，进水阀组件5内设置有管道混合器21，在管道混合器21的第一入口段22和第二入口段23分别经管道与第一流量控制阀6和第二流量控制阀7连接的条件下，进水阀组件5能够按照将浓水和初步过滤的原水在管道混合器21内混合后输入电渗析装置4的方式与电渗析装置4连通。

优选的，管道混合器21设置有内部中空的内壳17，在内壳17的径向横截面中观察，内壳17由其两端的形状由直线形限定的第一段和中间的形状由波浪形限定的第二段组成，第二段由若干个弯曲弧度相同且沿管道混合器21轴向延伸方向间隔排布的圆弧构成，圆弧的弧度不大于π/3。在第一流量控制阀6和第二流量控制阀7同时打开的情况下，两种不同浓度的液体分别经第一入口段22和第二入口段23进入管道混合器21进行混合，由于第一入口段22的轴向方向与第二入口段23的轴向方向相互垂直，利用经第二入口段23输入的液体的自身重力与经第一入口段22输入的液体之间进行初步混合；通过设置内壳17的第二段的形状由波浪形限定，对管道混合器21内的混合物起到分流、交叉混合和反向旋流三个作用，达到快速且均匀的深度混合的目的；并且在深度混合后的混合物继而流入第一段，通过设置第一段两端的形状由直线形限定，由第一段的内壁消耗并吸收混合物经由第二段获得的多个方向上的动力势能，使得混合物能够在进入电渗析装置4之前恢复稳定流动，依次将过高浓度的输入流体与低浓度流体之间进行均匀混合，避免因膜两侧浓度差过大引起或加剧膜的极化。

优选的，高含盐废水脱盐处理装置至少包括进料单元1和出料单元2，进料单元1经电渗析装置4与出料单元2连通。

优选的，进料单元1至少包括原水箱9、浓水箱10和极水箱11，其中，原水箱9和浓水箱10分别经第一泵12和第二泵13与进水阀组件5连通，进水阀组件5与电渗析装置4连通，极水箱11经第三泵14与电渗析装置4连通。

优选的，极水箱11、第三泵14和电渗析装置4按照构成单向循环回路的方式彼此连通。

优选的，出料单元2至少包括出水阀组件15和淡水箱16，其中，出水阀组件15的两出口管分别经管道与淡水箱16和浓水箱10连通。

优选的，电渗析装置4的出口管中按照卡合的方式设置有电导率检测设备19。

优选的，电渗析装置4按照其经管道与出水阀组件15的进口管连接的方式与出料单元2连通。

优选的，出水阀组件15经线路与控制柜3电连接。

优选的，高含盐废水脱盐处理装置的进料单元1还包括至少一个错流过滤器20，其中，高含盐废水脱盐处理装置至少包括进料单元1和出料单元2，进料单元1经电渗析装置4与出料单元2连通，进料单元1包括错流过滤器20、原水箱9、浓水箱10和极水箱11，出料单元2至少包括出水阀组件15和淡水箱16；其中，错流过滤器20与原水箱9的进口管连通，将其产生的初步过滤的原水经该进口管输入原水箱9；原水箱9和浓水箱10分别经第一泵12和第二泵13与进水阀组件5连通，极水箱11经第三泵14与电渗析装置4连通；进水阀组件5经线路与控制柜3电连接，电渗析装置4经电流信号检测设备8与控制柜3电连接。

其中，第一泵12和第二泵13共用一个出口管，并且该出口管经进水阀组件5连接至电渗析装置4，极水箱11、第三泵14和电渗析装置4按照构成单向循环回路的方式彼此连通。

电渗析装置4按照其经管道与出水阀组件15的进口管连接的方式与出料单元2连通；其中，出水阀组件15的两出口管分别经管道与淡水箱16和浓水箱10连通，出水阀组件15还经线路与控制柜3电连接。

优选的，在控制柜3经线路与进水阀组件5电连接的条件下，进水阀组件5能够按照控制柜3输出电信号的方式分别开启第一流量控制阀6和第二流量控制阀7；在控制柜3经电流信号检测设备8与电渗析装置4电连接的条件下，电渗析装置4能够按照控制柜3切换其直流电源的正负极的方式对换阴极和阳极。

优选的，电渗析装置4和进水阀组件5间还经管道连接有PH调节器。PH调节器能够按照投加HCl的方式，使得待输入电渗析装置4的待处理液的PH保持在预设范围值内，避免设备轻易发生结垢现象，保证设备稳定运行。

为了便于理解，将应用本实用新型的高含盐废水脱盐处理装置进行脱盐处理的具体工艺流程进行如下论述。

经减量化处理后的高含盐废水经错流过滤器20，过滤除去大于5um的颗粒后得到初步过滤的原水，并经管道注入到原水箱9中备用。根据第一流量控制阀6和第二流量控制阀7分别设置的各自对应的预设流量值，通过控制柜3启动第一泵12、第二泵13和第三泵14，并打开进水阀组件5调整流量，分别将原水箱9中的初步过滤原水和浓水箱10中的浓水经管道混合器21，按照分别输入的方式或按流量比混合均匀输入的方式输入电渗析装置4，同时向电渗析装置4中的极室中注入极水箱11中的极水。

在电场力的作用下，电渗析装置4的脱盐室中的阴离子和阳离子进入浓水室，随着循环不断进行，脱盐室中的盐浓度逐渐降低，浓水室中盐浓度逐渐升高。在电导率检测设备19检测到浓水室中的电导率达到一定数值的条件下，例如是5～15ms/cm，通过控制柜3打开出水阀组件15，分别将脱盐室中的淡水注入到淡水箱16中，将浓水室内的浓水经泵输入浓水箱10中回用。

其中，在单次脱盐处理时间达到预设的15min的条件下，电渗析装置4按照控制柜3切换其直流电源的正负极的方式对换阴极和阳极，使得电渗析装置4中的原淡水室转换成浓水室，原浓水室转换成淡水室。同时，出水阀组件15通过控制柜3相应地将出水阀组件15与淡水箱16间的输送通道和出水阀组件15与浓水箱10间的输送通道对换，使得避免浓差极化现象，有效提高电渗析效率。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高含盐废水脱盐处理装置，所述高含盐废水脱盐处理装置至少包括进水阀组件(5)和电渗析装置(4)，其特征在于，

所述进水阀组件(5)内设置有管道混合器(21)，在所述管道混合器(21)的第一入口段(22)和第二入口段(23)分别经管道与第一流量控制阀(6)和第二流量控制阀(7)连接的条件下，所述进水阀组件(5)能够按照将浓水和初步过滤的原水在所述管道混合器(21)内混合后输入所述电渗析装置(4)的方式与所述电渗析装置(4)连通，其中，

所述管道混合器(21)设置有内部中空的内壳(17)，在所述内壳(17)的径向横截面中观察，所述内壳(17)由其两端的形状由直线形限定的第一段和中间的形状由波浪形限定的第二段组成，第二段由若干个弯曲弧度相同且沿所述管道混合器(21)轴向延伸方向间隔排布的圆弧构成，圆弧的弧度不大于π/3。

2.如权利要求1所述的高含盐废水脱盐处理装置，其特征在于，所述高含盐废水脱盐处理装置至少包括进料单元(1)和出料单元(2)，所述进料单元(1)经所述电渗析装置(4)与所述出料单元(2)连通。

3.如权利要求2所述的高含盐废水脱盐处理装置，其特征在于，所述进料单元(1)至少包括原水箱(9)、浓水箱(10)和极水箱(11)，其中，所述原水箱(9)和所述浓水箱(10)分别经第一泵(12)和第二泵(13)与所述进水阀组件(5)连通，所述进水阀组件(5)与所述电渗析装置(4)连通，所述极水箱(11)经第三泵(14)与所述电渗析装置(4)连通。

4.如权利要求3所述的高含盐废水脱盐处理装置，其特征在于，所述极水箱(11)、所述第三泵(14)和所述电渗析装置(4)按照构成单向循环回路的方式彼此连通。

5.如权利要求4所述的高含盐废水脱盐处理装置，其特征在于，所述出料单元(2)至少包括出水阀组件(15)和淡水箱(16)，其中，所述出水阀组件(15)的两出口管分别经管道与所述淡水箱(16)和所述浓水箱(10)连通。

6.如权利要求5所述的高含盐废水脱盐处理装置，其特征在于，所述电渗析装置(4)的出口管中按照卡合的方式设置有电导率检测设备(19)。

7.如权利要求6所述的高含盐废水脱盐处理装置，其特征在于，所述电渗析装置(4)按照其经管道与所述出水阀组件(15)的进口管连接的方式与所述出料单元(2)连通。

8.如权利要求7所述的高含盐废水脱盐处理装置，其特征在于，所述出水阀组件(15)经线路与控制柜(3)电连接。

9.如权利要求8所述的高含盐废水脱盐处理装置，其特征在于，所述高含盐废水脱盐处理装置的进料单元(1)还包括至少一个错流过滤器(20)，其中，

所述进料单元(1)经电渗析装置(4)与所述出料单元(2)连通，所述进料单元(1)包括错流过滤器(20)、原水箱(9)、浓水箱(10)和极水箱(11)；其中，所述错流过滤器(20)按照其产生的初步过滤的原水输入所述原水箱(9)的方式与所述原水箱(9)的进口管连通，所述极水箱(11)经第三泵(14)与电渗析装置(4)连通；所述进水阀组件(5)经线路与所述控制柜(3)电连接，所述电渗析装置(4)经电流信号检测设备(8)与所述控制柜(3)电连接，其中，

所述第一泵(12)和第二泵(13)各自的出口管按照共用一个出口管的方式均经所述进水阀组件(5)连接至所述电渗析装置(4)；

其中，所述出水阀组件(15)还经线路与所述控制柜(3)电连接。

10.如权利要求9所述的高含盐废水脱盐处理装置，其特征在于，在所述控制柜(3)经线路与所述进水阀组件(5)电连接的条件下，所述进水阀组件(5)能够按照所述控制柜(3)输出电信号的方式分别开启所述第一流量控制阀(6)和所述第二流量控制阀(7)；

在所述控制柜(3)经电流信号检测设备(8)与所述电渗析装置(4)电连接的条件下，所述电渗析装置(4)能够按照所述控制柜(3)切换其直流电源的正负极的方式对换阴极和阳极。