鹽分離濃縮一體式離子膜裝置的製作方法

2023-06-28 11:15:26

本實用新型涉及一種高濃雜鹽廢水和海水礦井水的分離濃縮技術，特別是涉及一種鹽分離濃縮一體式離子膜裝置。

背景技術：

作為高濃雜鹽廢水、海水礦井水是具有鮮明汙染特徵的汙染源，同時又是一種寶貴的水資源,在現有技術中，儘管離子交換水處理已經有成熟、完備的標準技術，但對於高含氯量、高含鹽量、高硬度的水、或苦鹹水和海水的水處理，採用單純的離子交換水處理時，樹脂再生消耗大量酸鹼排放液而汙染環境，運行費用較高等缺點。

技術實現要素：

有鑑於此，本實用新型的主要目的在於提供一種鹽分離濃縮一體式離子膜裝置，通過本技術方案，採用電滲析法、膜分離法和離子交換結合的技術手段，一級膜對經一級ED電滲析濃縮過程，產生一級NaCl濃縮液、二級膜對經二級ED電滲析過程，產生二級Na2SO4濃縮液，具有適應性強、效率高、佔地面積小、運行更加經濟、實現濃鹽水的零排放等優點，從而有效地彌補了現有技術中存在的不足。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種鹽分離濃縮一體式離子膜裝置，包括儲液系統，包括極區系統和膜堆系統，所述極區系統由極水室、電極板構成，所述電極板由兩塊陽極板和一塊陰極板組成，兩塊陽極板分別設置在極水室內的左右兩側，陰極板設置在極水室內，並且位於兩塊陽極板中間的對稱位置上，所述膜堆系統由一級膜對和二級膜對構成，所述一級膜對由數個一價陰離子交換膜和數個一價陽離子交換膜間隔並排設置構成，所述二級膜對由數個陰離子交換膜和數個陽離子交換膜間隔並排設置構成，所述一級膜對和二級膜對分別設置在極水室內陰極板兩側，在一級膜對的兩個相鄰的一價陰離子交換膜和一價陽離子交換膜所對應的極水室側壁上設置有與儲液系統相連通的一級原液進口、一級濃水循環水進口、一級濃水循環水出口和一級淡水產水出口，在二級膜對的兩個相鄰的陰離子交換膜和陽離子交換膜所對應的極水室側壁上設置有與儲液系統相連通的二級淡水進口、二級淡水產水出口、二級濃水循環水進口和二級濃水循環水出口，所述一級淡水產水出口通過連接管路與二級淡水進口相連，所述一級原液進口一級濃水循環水進口、一級濃水循環水出口和二級淡水產水出口、二級濃水循環水進口、二級濃水循環水出口通過連接管路分別與儲液系統相連通。

所述儲液系統由原液循環箱、一級濃縮液收集箱、一級濃水循環箱、二級濃縮液收集箱、二級淡水產水收集箱、二級淡水循環箱和二級濃水循環箱。

所述一級原液進口與原液循環箱相連通；一級淡水產水出口分別與原液循環箱、二級淡水進口、二級淡水循環箱相連通；二級淡水產水出口分別與二級淡水產水收集箱和二級淡水循環箱相連通。

所述一級濃水循環水出口與一級濃水循環箱、一級濃縮液收集箱相連通，二級濃水循環水出口與二級濃水循環箱、二級濃縮液收集箱相連通。

採用上述技術方案後的有益效果是：一種鹽分離濃縮一體式離子膜裝置，通過本技術方案，原液進入一級膜對，經一級ED電滲析過程，分別產生一級淡水產水和一級濃縮液；經二級ED電滲析過程，分別產生二級淡水產水和二級濃縮液進水；總溶解性固體TDS為3~6%（30000~60000mg/L），出水總溶解性固體TDS不大於0.5%（5000mg/L）；一級濃縮液NaCl濃度可達95%單獨收集；二級濃縮液Na2SO4濃度可達70%單獨收集，不僅整體提高了系統的回收率，增加產水量；同時完成了雜質分鹽，實現了系統穩定運行時鹽分離濃縮的一體化，真正意義實現高濃鹽水的零排放。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖。

圖中，1極水室、2陽極板、3陰極板、4一級膜對、5二級膜對、6一級原液進口、7一級濃水循環水進口、8一級濃水循環水出口、9一級淡水產水出口、10二級淡水進口、11二級淡水產水出口、12二級濃水循環水進口、13二級濃水循環水出口，14原液循環箱、15一級濃縮液收集箱、16一級濃水循環箱、17二級濃縮液收集箱、18二級淡水產水收集箱、19二級淡水循環箱、20二級濃水循環箱、21連接管路。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型中具體實施例作進一步詳細說明。

如圖1所示，本實用新型涉及的鹽分離濃縮一體式離子膜裝置，包括儲液系統，包括極區系統和膜堆系統，所述極區系統由極水室1、電極板構成，所述電極板由兩塊陽極板2和一塊陰極板3組成，兩塊陽極板2分別設置在極水室1內的左右兩側，陰極板3設置在極水室1內，並且位於兩塊陽極板2中間的對稱位置上，所述膜堆系統由一級膜對4和二級膜對5構成，所述一級膜對4由數個一價陰離子交換膜和數個一價陽離子交換膜間隔並排設置構成，所述二級膜對5由數個陰離子交換膜和數個陽離子交換膜間隔並排設置構成，所述一級膜對4和二級膜對5分別設置在極水室1內陰極板3兩側，在一級膜對4的兩個相鄰的一價陰離子交換膜和一價陽離子交換膜所對應的極水室1側壁上與儲液系統相連通的一級原液進口6、一級濃水循環水進口7、一級濃水循環水出口8和一級淡水產水出口9，在二級膜對5的兩個相鄰的陰離子交換膜和陽離子交換膜所對應的極水室1側壁上設置有與儲液系統相連通的二級淡水進口10、二級淡水產水出口11、二級濃水循環水進口12和二級濃水循環水出口13，所述一級淡水產水出口9通過連接管路20與二級淡水進口10相連，所述一級原液進口6、一級濃水循環水進口7、一級濃水循環水出口8和二級淡水產水出口11、二級濃水循環水進口12、二級濃水循環水出口13通過連接管路21分別與儲液系統相連通。

所述儲液系統由原液循環箱14、一級濃縮液收集箱15、一級濃水循環箱16、二級濃縮液收集箱17、二級淡水產水收集箱18、二級淡水循環箱19和二級濃水循環箱20。

所述一級原液進口6與原液循環水箱14相連通；一級淡水產水出口9分別與原液循環箱14、二級淡水進口10和二級淡水循環箱19相連通；二級淡水產水出口11分別與二級淡水產水收集箱18和二級淡水循環箱19相連通。

所述一級濃水循環水出口8與一級濃水循環箱16相連通，二級濃水循環水出口13與二級濃水循環水箱20相連通。

所述一級濃縮液收集口8分別與一級濃縮液收集箱15和一級濃水循環箱16相連通，所述二級濃縮液收集口13分別與二級濃縮液收集箱17和二級濃水循環箱20相連通。

本實用新型在工作時原液循環箱14中的高濃雜鹽廢水、礦井水、苦鹹水或海水總溶解性固體濃度為3~6%（30000~60000mg/L）通過進水泵經一級原液進口6泵入到極水室1的一級膜對4中，經過一級的ED電滲析過程；一級淡水經一級淡水產水出口9出水，總溶解性固體濃度為2~3%（20000~30000mg/L），通過二級淡水進口10進入二級膜對5，部分回流至原液循環箱14繼續通過一級原液進口6送回到極水室1的一級膜對4進行循環工作；一級濃水通過一級濃水循環水出口8出水，部分NaCl濃度達95%以上時單獨收集進入一級濃縮液收集箱15，部分經回流泵回流至一級濃水循環箱16經一級濃水循環水進口7重回極水室1的一級膜對4進行再循環；二級淡水進水部分總溶解性固體濃度為2~3%（20000~30000mg/L）通過進水泵進入二級膜對5，經過二級ED電滲析過程，二級淡水經二級淡水產水出口11出水，部分總溶解性固體濃度小於0.5%（5000mg/L）時單獨收集，進入二級淡水產水收集箱18，部分經回流泵回流至二級淡水循環箱19經二級淡水進口10重返極水室1的二級膜對5進行循環；二級濃水經二級濃水循環水出口13出水Na2SO4濃度達70%以上時單獨收集，進入二級濃縮液收集箱17，部分經回流泵回流至二級濃水循環箱20經過二級濃水循環水進口重返極水室1的二級膜對5中進行再循環。

本實用新型的連接管路21上，設置有進水泵和回流泵，並在連接管路21上設置有pH計、電導率儀、電磁流量計和壓力表等檢測裝置儀表，並根據所測出的數據開啟或關閉控制閥門。

以上所述，僅為本實用新型的較佳可行實施例而已，並非用以限定本實用新型的範圍。