一種去除循環水中氯離子的系統及處理方法與流程
2023-05-01 19:20:11 1
本發明涉及循環水處理技術領域，尤其涉及的是一種去除循環水中氯離子的系統及處理方法。
背景技術：
隨著我國工業化進程的不斷加快，工業用水量迅速增加，而水資源的嚴重不足，超限度開採和水汙染的加劇，使本來已經緊張的水資源供需矛盾更加突出。工業用水量約佔城市總用水量的70％以上，而加強工業循環冷卻水系統的運行與管理，是工業節水的重要措施之一。提高循環水濃縮倍數是目前比較可行和有效的一種節水途徑，但在濃縮倍數提高的同時，循環水中各種離子濃度不斷上升，特別是氯離子的增加引起各方面的關注和疑慮。氯離子是一種強腐蝕性離子，離子半徑小，穿透性強，容易穿過膜層，置換氧原子形成氯化物加速陽極過程的進行，使腐蝕加速，是引起點蝕的主要原因。為此，循環水中氯離子濃度的控制尤為重要。為了防止由於循環水濃縮倍數增加而引起的氯離子濃度超標，傳統減少循環水中氯離子濃度的方法是定期採取排汙置換的方式降低氯離子濃度，由此，造成工業用水量和汙水排放量增加，導致水資源浪費。因此，我們需要研發一種去除循環水中氯離子的系統及處理方法，解決現有技術中的循環水中氯離子去除困難且成本高的問題。
技術實現要素：
本發明的目的在於解決現有技術中的循環水中氯離子去除困難且成本高的問題，提供了一種去除循環水中氯離子的系統，本發明的另一目的在於提供一種去除循環水中氯離子的處理方法。
本發明是通過以下技術方案實現的：一種去除循環水中氯離子的系統，其特徵在於：包括電吸附裝置、電解除氯裝置、氫氣收集裝置和氯氣再利用裝置，所述的電吸附裝置通過第一水管與電解除氯裝置相連，所述的電解除氯裝置通過第二水管與氫氣收集裝置相連，所述的電解除氯裝置通過第三水管與氯氣再利用裝置相連，所述的電吸附裝置包括電吸附陽極板和電吸附陰極板，所述的電解除氯裝置包括電解除氯陽極板和電解除氯陰極板，所述的電解除氯陽極板與電解除氯陰極板之間設有離子交換膜。
優選的，所述的電吸附裝置的側壁上設有第一通道，所述的電解除氯裝置的側壁上還設有第二通道。
作為優選，所述的第一水管上還設有閥門。
一種去除循環水中氯離子的處理方法，其特徵在於：包括以下步驟：
s1、電吸附除鹽：循環水從電吸附裝置的一端進入電吸附陽極板和電吸附陰極組成的空間，循環水在陰、陽極板之間流動時受到電場的作用，水中帶電粒子分別向帶相反電荷的電極遷移，被該電極板吸附並儲存在雙電層內；
s2、電解除氯：被去除離子的高濃度循環水經過閥門和管道流向電解除氯裝置通過裝置中的離子交換膜將氯離子阻隔在電解除氯陽極板所在空間內，使電解除氯陽極板發生析氯反應產生cl2；
s3、氯氣再利用：將產生的cl2通入氯氣再利用裝置使其均勻反應將產生的次氯酸水溶液通入循環水中，使其與水發生作用生成次氯酸，次氯酸的強氧化性可對循環水進行有效的殺菌、滅藻。
s4、析出氫氣：此時陰極在無氧的情況下會發生析氫反應產生h2和oh-，陰極產生的h2通過氫氣收集裝置收集保存，產生的oh-由於離子交換膜的逆流原理，阻止陰極室的oh-離子進入陽極室，陰極室的循環水保證了髙鹼度，可保證電解除氯裝置的可靠運行，最終通過第二通道將除氯後的循環水再引入循環水系統中重複利用。
本發明提供的一種去除循環水中氯離子的系統，包括電吸附裝置、電解除氯裝置、氫氣收集裝置和氯氣再利用裝置，所述的電吸附裝置通過第一水管與電解除氯裝置相連，所述的電解除氯裝置通過第二水管與氫氣收集裝置相連，所述的電解除氯裝置通過第三水管與氯氣再利用裝置相連，所述的電吸附裝置包括電吸附陽極板和電吸附陰極板，所述的電解除氯裝置包括電解除氯陽極板和電解除氯陰極板，所述的電解除氯陽極板與電解除氯陰極板之間設有離子交換膜。
本發明的處理方法通過電吸附裝置的初步除鹽使循環水中的氯離子濃度大幅增加，將高氯的循環水在通入隔膜槽電解裝置中，隔膜槽電解裝置一般採用逆流原理向陽極室連續供給高氯濃度的循環水，使溶液經過隔膜在流入陰極室，阻止陰極室的oh-離子進入陽極室，陰極室的循環水在流入循環水系統中，保證循環使用，此外，析氫反應產生的氫氣由專門的收集裝置收集儲存，產生的oh-可使循環水保持在高鹼度環境下循環使用，全面解決了循環水系統除氯、殺菌、滅藻等一系列問題，具有環保節能的效果。與現有技術相比，1)工藝結構簡單，經濟實用；2)可提高循環水的濃縮倍數，節約水資源；4)電吸附裝置可再生，降低設備成本；5)可對循環水進行有效殺菌滅藻。
附圖說明
圖1為本發明的一種去除循環水中氯離子的系統的工藝裝置路線圖；
其中，1-電吸附裝置、1-1電吸附陽極板、1-2電吸附陰極板、2-電解除氯裝置、2-1電解除氯陽極板、2-2電解除氯陰極板、3-氫氣收集裝置、4-氯氣再利用裝置、5-第一通道、6-第二通道、7-閥門、8-離子交換膜、9-第一水管、10-第二水管、11-第三水管
具體實施方式
下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。
參照附圖1，一種去除循環水中氯離子的系統，包括電吸附裝置1、電解除氯裝置2、氫氣收集裝置3和氯氣再利用裝置4，所述的電吸附裝置1通過第一水管9與電解除氯裝置2相連，所述的電解除氯裝置2通過第二水管10與氫氣收集裝置3相連，所述的電解除氯裝置2通過第三水管11與氯氣再利用裝置4相連，所述的電吸附裝置1包括電吸附陽極板1-1和電吸附陰極板1-2，所述的電解除氯裝置2包括電解除氯陽極板2-1和電解除氯陰極板2-2，所述的電解除氯陽極板2-1與電解除氯陰極板2-1之間設有離子交換膜8，所述的電吸附裝置1的側壁上設有第一通道5，所述的電解除氯裝置2的側壁上還設有第二通道6。
需要說明的是，電吸附技術是利用帶電電極表面吸附水中離子及帶電粒子的現象，使水中溶解鹽類及其它帶電物質在電極的表面富集濃縮而實現水的淨化/淡化的一種新型水處理技術。循環水從一端進入由電吸附陰、陽電極板形成的通道，最終從另一端流出。循環水在電吸附陰、陽電極板之間流動時受到電場作用，水中離子或帶電粒子將分別向帶相反電荷的電極板遷移，被該電極板吸附，儲存在電極板表面所形成的雙電層中。隨著離子/帶電粒子在電極板表面富集濃縮，使通道水中的溶解鹽類、膠體顆粒及其它帶電物質的濃度大大降低，從而實現了循環水的濃縮倍數的提高，增加了循環水的利用率。
由於循環水中的氯離子不易取出且是在循環水中以cl-形式存在，在電解槽中的陽極板上發生析氯反應：2cl-→cl2+2e-。陽極板析氯反應產生的cl2會溶解於循環水中：cl2+h2o→hcl+hclo,生成的次氯酸等強氧化性物質又具有殺菌滅藻的功能。在不供氧的條件下，陰極板上會發生平衡電極電勢較高的析氫反應：2h2o+2e-→h2+2oh-通過電吸附裝置1的初步除鹽使循環水中的氯離子濃度大幅增加，將高氯的循環水在通入隔膜槽電解裝置中，隔膜槽電解裝置一般採用逆流原理向陽極室連續供給高氯濃度的循環水，使溶液經過隔膜在流入陰極室，阻止陰極室的oh-離子進入陽極室，陰極室的循環水在流入循環水系統中，保證循環使用。析氫反應產生的氫氣由專門的h2收集裝置3收集儲存，產生的oh-可使循環水保持在高鹼度環境下循環使用，全面解決了循環水系統除氯、殺菌、滅藻等一系列問題。
優選的，所述的第一水管9上還設有閥門7，此處設置閥門7，是為了方便控制循環水進入電解除氯裝置2，以控制循環水進入電解除氯裝置2的流量。
本發明是這樣實施的：首先工業循環水經過循環水泵的提升進入過濾器中，使循環水中固體懸浮物或沉澱物在此道工序被截流，然後循環水再被送入電吸附裝置1中。循環水從電吸附裝置1的一端進入電吸附陽極板1-1和電吸附陰極板1-2組成的空間，循環水在電吸附陰、陽極板之間流動時受到電場的作用，水中帶電粒子分別向帶相反電荷的電極遷移，被該電極板吸附並儲存在雙電層內，被去除離子的高濃度循環水經過閥門7和第一水管9流向電解除氯裝置2通過裝置中的離子交換膜8將氯離子阻隔在電解除氯陽極板2-1所在空間內，使電解除氯陽極板2-1發生析氯反應產生cl2，再把產生的cl2通入氯氣再利用裝置4使其均勻反應將產生的次氯酸水溶液通入循環水中，使其與水發生作用生成次氯酸，次氯酸的強氧化性可對循環水進行有效的殺菌、滅藻。此時電解除氯陰極板2-2在無氧的情況下會產生析氫反應產生h2和oh-,陰極板產生的h2通過氫氣收集裝置3收集保存，產生的oh-由於離子交換膜8的逆流原理，阻止陰極室的oh-離子進入陽極室，陰極室的循環水保證了髙鹼度，可保證電解除氯裝置的可靠運行，最終通過第二通道6將除氯後的循環水再引入循環水系統中重複利用。
當電吸附裝置1的陰陽極板處聚集的離子達到飽和後，可通過電吸附裝置1的反衝洗過程，衝洗經過短接靜置的模塊，給雙電層去掉電壓，雙電層放電，被富集的離子將擴散到本體溶液中，使本體溶液的離子濃度增大，通過第一通道5排放高濃度離子溶液以使電極再生，從而保證了電吸附裝置1的可重複利用。
綜上所述，本發明提供的一種去除循環水中氯離子的系統，包括電吸附裝置1、電解除氯裝置2、氫氣收集裝置3和氯氣再利用裝置4，所述的電吸附裝置1通過第一水管9與電解除氯裝置2相連，所述的電解除氯裝置2通過第二水管10與氫氣收集裝置3相連，所述的電解除氯裝置2通過第三水管11與氯氣再利用裝置4相連，所述的電吸附裝置1包括電吸附陽極板1-1和電吸附陰極板1-2，所述的電解除氯裝置2包括電解除氯陽極板2-1和電解除氯陰極板2-2，所述的電解除氯陽極板2-1與電解除氯陰極板2-2之間設有離子交換膜8。與現有技術相比，本發明的處理方法通過電吸附裝置1的初步除鹽使循環水中的氯離子濃度大幅增加，將高氯的循環水在通入隔膜槽電解裝置中，隔膜槽電解裝置一般採用逆流原理向陽極室連續供給高氯濃度的循環水，使溶液經過隔膜在流入陰極室，阻止陰極室的oh-離子進入陽極室，陰極室的循環水在流入循環水系統中，保證循環使用，此外，析氫反應產生的氫氣由專門的h2收集裝置3收集儲存，產生的oh-可使循環水保持在高鹼度環境下循環使用，全面解決了循環水系統除氯、殺菌、滅藻等一系列問題，具有環保節能的效果。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。