高鹽廢水電吸附組件及系統的製作方法

2023-05-09 15:08:51 2

本發明涉及環保技術領域，具體而言，涉及一種高鹽廢水電吸附組件及系統。

背景技術：

化工企業特別是石化類企業在生產時產生的廢水通常為含有大量有機汙染物的高鹽廢水，其直接排放將嚴重影響周邊的環境安全和居民的身體健康，要求企業的外排水量進一步減小甚至做到接近零排放量。電吸附技術利用電場作用力，使水中帶電粒子在電場的作用下分別向帶相反電荷的電極遷移被電極吸附並儲存在雙電層內實現帶電粒子與水的分離。當電極失電或瞬間反接時，富集在電極上的帶電粒子在水流或電場力的作用下，從電極脫落被衝走，電極獲得再生。該廢水處理方法由於運行簡單、處理效率高且不造成二次汙染等被廣泛應用。

但是，現有技術在工業化高鹽廢水電吸附的實際應用中，由於高鹽廢水處含大量有機汙染物外，通常含有大量凝膠離子或懸浮物，同時還含有鈣離子等易結垢的離子。上述雜質在電吸附設備中易附著於吸附電極上影響電吸附效果。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種高鹽廢水電吸附組件，其能夠有效保護吸附電極，電吸附效果好。

本發明的另一目的在於提供一種高鹽廢水電吸附系統，其對吸附電極的再生效果優良，同時其採用上述高鹽廢水電吸附組件進行電吸附操作，電吸附除鹽的效果優良。

本發明的實施例是這樣實現的：

一種高鹽廢水電吸附組件，其包括依次連通的第一吸附池、過濾單元及第二吸附池，第一吸附池開設有第一進料口和第一出料口，第二吸附池開設有第二進料口和第二出料口，過濾單元包括第一過濾裝置及第二過濾裝置，第一進料口通過第一出料閥與第一過濾裝置連通，第一出料口通過第二進料閥與第二過濾裝置連通，第二進料口通過第二出料閥與第二過濾裝置連通，第二出料口通過第一進料閥與第一過濾裝置連通，第一進料閥與第一過濾裝置之間設置有第一進料管，第二進料閥與第二過濾裝置之間設置有第二進料管，第一出料口與第二進料閥之間設置有第一出料管，第二出料口與第一進料閥之間設置有第二出料管。

一種高鹽廢水電吸附系統，其包括原料池、淨水池、再生池以及上述的高鹽廢水電吸附組件，原料池及再生池均選擇性與第一進料管及第二進料管連通，第一出料管及第二出料管均選擇性與淨水池及再生池連通。

本發明實施例的有益效果是：

本發明提供的高鹽廢水電吸附組件，串連設置第一吸附池和第二吸附池供高鹽廢水依次通過，用於提高電吸附的反應程度及反應速度。由於高鹽廢水中存在凝膠及懸浮物等且易在吸附池內結垢，於第一吸附池和第二吸附池之間設置過濾單元對高鹽廢水進行過濾，沿廢水流經方向對吸附電極進行逐級保護，使電吸附組件能夠對高鹽廢水進行深層的吸附。為了避免汙染吸附電極，在對吸附電極進行再生時串連設置的吸附池內的再生水的流動方向需同電吸附過程中水流方向相反。由於電吸附過程中會積留大量雜質於吸附池之間的濾網處，為了避免濾網處的雜質在再生過程中被衝下對吸附電極進行汙染，本發明於過濾單元設置第一過濾裝置和第二過濾裝置，使兩個吸附池順逆流時流經不同的過濾裝置，防止汙染。常規設置中，在電吸附和再生階段分別僅有一個過濾裝置處於工作狀態，另一個過濾裝置處於閒置狀態。而高鹽廢水在進入該電吸附組件前需進行過濾操作，將高鹽廢水的進料管與過濾單元連通，可以充分利用閒置的過濾裝置進行過濾操作，同時無需另行設置過濾裝置，節省設備。

本發明提供的高鹽廢水電吸附系統，原料池和再生池與上述過濾單元的兩個過濾裝置選擇性連通，在電吸附過程和再生過程中，兩個吸附池間的液流方向相反，其對吸附電極的再生效果好。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明實施例1提供的高鹽廢水電吸附系統的流程圖；

圖2為本發明實施例1提供的高鹽廢水電吸附組件的示意圖；

圖3為本發明實施例1提供的高鹽廢水電吸附系統的示意圖；

圖4為本發明實施例2提供的高鹽廢水電吸附系統的示意圖。

圖標：100-高鹽廢水電吸附系統；110-原料池；111-原料進料閥；120-高鹽廢水電吸附組件；130-第一吸附池；131-第一進料口；132-第一出料口；140-第二吸附池；141-第二進料口；142-第二出料口；150-過濾單元；151-第一過濾裝置；152-第一進料閥；153-第一出料閥；154-第二過濾裝置；155-第二進料閥；156-第二出料閥；160-進料總管；161-第一進料管；162-第一進料管閥；163-第二進料管；164-第二進料管閥；170-出料總管；171-第一出料管；172-第一出料管閥；173-第二出料管；174-第二出料管閥；180-淨水池；181-淨水進料閥；182-第一淨水出料閥；183-第二淨水出料閥；184-第一過濾器；190-再生池；191-第一再生出料閥；192-第二再生出料閥；193-再生進料閥；194-第一蠕動泵；200-高鹽廢水電吸附系統；210-結晶池；211-第二過濾器；212-第二蠕動泵；213-固體出口。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語「第一」、「第二」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

術語「前」、「後」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「設置」、「安裝」、「相連」、「連接」等應做廣義理解。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

實施例1

請參閱圖1，本實施例提供一種高鹽廢水電吸附系統100，包括原料池110、高鹽廢水電吸附組件120、淨水池180及再生池190。

高鹽廢水電吸附組件120的進口設置進料總管160，高鹽廢水電吸附組件120的出口設置出料總管170。

原料池110的出口和進料總管160之間設置有原料進料閥111，原料池110和進料總管160之間通過原料進料閥111實現連通和斷開。高鹽廢水原料通過該原料進料閥111間歇性地從原料池110通過進料總管160進入高鹽廢水電吸附組件120進行電吸附處理。

淨水池180的入口與出料總管170之間設置淨水進料閥181，淨水池180通過該淨水進料閥181與出料總管170之間實現連通和斷開。在高鹽廢水電吸附組件120內電吸附淨化後的淨化水通過該淨水進料閥181間歇性地從高鹽廢水電吸附組件120通過出料總管170進入淨水池180。淨水池180和淨水進料閥181之間設置第一過濾器184，用於對通過出料總管170進入淨水池180的淨化水進行過濾，進一步提高淨化水的潔淨度。

淨水池180的出口並聯設置有第一淨水出料閥182和第二淨水出料閥183。第一淨水出料閥182與淨水池180連通，用於將淨水池180內的淨化水排出，重複應用於工業化生產中。第二淨水出料閥183與再生池190的入口連通，淨化水可通過第二淨水出料閥183進入再生池190用作電極的再生。利用高鹽廢水淨化後產生的淨化水作再生液，無需向內部引入自來水，避免引入其他雜質；同時節約用水，因大工業化生產中用水量極大，該設置方式在大工業化生產中具有極大的經濟效益。

再生池190的出口並聯設置有第一再生出料閥191和第二再生出料閥192。第一再生出料閥191用於將進行電極再生後的再生液排出該高鹽廢水電吸附系統100。第二再生出料閥192連通於再生池190的出口和高鹽廢水電吸附組件120的進料總管160之間，第二再生出料閥192和再生池190的出料口之間還設置有第一蠕動泵194，使再生液能夠進入高鹽廢水電吸附組件120進行吸附電極的再生。

需要說明的是，在本發明其他的實施例中，該第一蠕動泵194也可以在第二再生出料閥192和進料總管160之間，此外再生池190的出口和進料總管160之間也可以採用只設置第一蠕動泵194的形式，只要能夠實現將再生池190內的再生液通過進料總管160通入高鹽廢水電吸附組件120即可。

再生池190的入口和出料總管170之間還設置有再生進料閥193，便於高鹽廢水電吸附組件120內的再生液通過再生進料閥193流回再生池190內，實現再生池190和高鹽廢水電吸附組件120在再生過程中的內循環。由於吸附電極在進行再生操作前，其表面離子的濃度為電吸附處理時的高鹽廢水中離子濃度的成百上千倍，上述的循環設置，便於將吸附電極表面的粒子富集於再生液內，節約再生液的用量，減少外排量。

在本實施例中，再生池190還開設有接料口(圖未示)，接料口的設置用於對再生池190內的再生液進行取樣，便於對再生情況進行及時監控及調節。

請參閱圖2，高鹽廢水電吸附組件120包括第一吸附池130、過濾單元150及第二吸附池140，第一吸附池130開設有第一進料口131和第一出料口132，第二吸附池140開設有第二進料口141和第二出料口142。

過濾單元150包括第一過濾裝置151及第二過濾裝置154。

第一過濾裝置151的進口設置有第一進料閥152，第一進料閥152連通於第一過濾裝置151和第二出料口142之間；第一過濾裝置151的出口設置有第一出料閥153，第一出料閥153連通於第一過濾裝置151和第一進料口131之間。

第二過濾裝置154的進料口設置有第二進料閥155，第二進料閥155連通於第二過濾裝置154和第一出料口132之間；第二過濾裝置154的出料口設置有第二出料閥156，第二出料閥156連通於第二過濾裝置154和第二進料口141之間。

第一進料閥152和第一過濾裝置151的進口之間設置有通過第一進料管閥162實現開閉的第一進料管161，第一進料管161與進料總管160連通。第二進料閥155和第二過濾裝置154的進口之間設置有通過第二進料管閥164實現開閉的第二進料管163，第二進料管163與進料總管160連通。

第一出料口132和第二進料閥155之間設置有通過第一出料管閥172實現開閉的第一出料管171，第一出料管171與出料總管170連通。第二出料口142和第一進料閥152之間設置有通過第二出料管閥174實現開閉的第二出料管173，第二出料管173與出料總管170連通。

請一併參閱圖1、圖2及圖3。原料池110的出口及再生池190的出口均選擇性與進料總管160連通，且出料總管170選擇性與淨水池180的入口或再生池190的入口連通。

當進行電吸附處理時，原料進料閥111打開，原料池110的出口與進料總管160連通；第二再生出料閥192關閉，再生池190的出口與進料總管160斷開。高鹽廢水從原料池110進入高鹽廢水電吸附組件120進行電吸附處理。

淨水進料閥181打開，出料總管170與淨水池180的進口連通。再生進料閥193關閉，出料總管170與再生池190的進口斷開。高鹽廢水電吸附組件120內的淨化水通過出料總管170進入淨水池180。

打開第一進料管閥162，關閉第二進料管閥164和第一進料閥152，高鹽廢水從第一進料管161流經第一過濾裝置151進行第一次過濾，過濾後通過第一出料閥153進入第一吸附池130。第一吸附池130吸附完成後，打開第二進料閥155，關閉第一出料管閥172，高鹽廢水通過第二過濾裝置154從第一吸附池130進入第二吸附池140。第二吸附池140完成吸附後，打開第二出料管閥174，淨化水通過第二出料管173進入淨水池180，完成吸附。

當進行吸附電極再生處理時，原料進料閥111關閉，原料池110的出口與進料總管160斷開；第二再生出料閥192打開，再生池190的出口與進料總管160連通。再生液通過進料總管160進入高鹽廢水電吸附組件120進行吸附電極的再生。

淨水進料閥181斷開，出料總管170與淨水池180的進口斷開。再生進料閥193打開，出料總管170與再生池190的進口連通。高鹽廢水電吸附組件120內的再生液通過出料總管170進入再生池190。

打開第二進料管閥164，關閉第一進料管閥162和第二進料閥155，淨化水從第二進料管163流經第二過濾裝置154後通過第二出料閥156進入第二吸附池140。第二吸附池140再生完成後，打開第一進料閥152，關閉第二出料管閥174，再生液通過第一過濾裝置151從第二吸附池140進入第一吸附池130。第二吸附池140完成再生後，打開第一出料管閥172，淨化水通過第一出料管171進入再生池190，完成再生。

吸附處理時，第一吸附池130和第二吸附池140通過第二過濾裝置154串連，高鹽廢水依次經過第一吸附池130和第二吸附池140，其吸附速度快，效果好。再生處理時，第二吸附池140和第一吸附池130通過第一過濾裝置151串連，再生液依次經過第二吸附池140和第一吸附池130，由於第一吸附池130內的吸附電極表面粒子濃度遠遠高於第二吸附池140內吸附電極表面粒子濃度，該逆流能夠提高電極的再生效果。

若第一過濾裝置151和第二過濾裝置154僅用於第一吸附池130和第二吸附池140之間的高鹽廢水和再生液的過濾，則由於電吸附操作和再生操作不能同時進行，進而第一過濾裝置151和第二過濾裝置154不能同時進行工作，其中一個過濾裝置處於閒置狀態。而高鹽廢水原料在進入吸附池內進行電吸附操作時，通常單獨設置過濾裝置對其進行過濾的預處理操作。本實施的上述設置中，利用未連通於第一吸附池130和第二吸附池140之間的過濾裝置進行預處理操作，能夠充分利用過濾單元150的過濾裝置，此外，無需再另行設置過濾預處理操作的過濾裝置，設備節省，工藝節省。

而由於電吸附操作和再生操作中，液體在第一吸附池130和第二吸附池140之間的液體流動方向相反，若第一吸附池130和第二吸附池140之間僅設置一個過濾裝置，則逆流過程中會將過濾裝置過濾網上的雜質衝回吸附池，進而對電極造成汙染。

上述設置中，電吸附處理和再生操作中，液體在第一過濾裝置151內的流向始終為第一進料閥152到第一出料閥153的方向，液體在第二過濾裝置154內的流向始終為第二進料閥155到第二出料閥156的方向。能夠防對電極的汙染。

進一步的，在本實施例中，第一出料閥153和第二出料閥156均設置為單向閥，第一出料閥153的進水口與第一過濾裝置151的出口連通，第二出料閥156的進水口與第二過濾裝置154的出口連通。該設置方式無需對第一出料閥153和第二出料閥156進行開閉，操作簡單；同時能夠防止誤操作打開第一出料閥153和第二出料閥156造成液體反衝。

實施例2

情參閱圖4，本實施提供一種高鹽廢水電吸附系統200，其與實施例1提供的高鹽廢水電吸附系統100的不同之處在於，還包括結晶池210。

結晶池210的入口與第一再生出料閥191連通，結晶池210的出口與原料池110的入口連通，結晶池210還開設有固體出口213。

由於對電極再生後再生液內富集了大量鹽分，將結晶池210與再生池190連通，使再生液能夠進入結晶池210進行結晶處理。結晶處理後，上清液通過第二蠕動泵212進入原料池110，由於上清液中含有部分晶體，在蠕動泵和結晶池210的出口之間設置第二過濾器211；固體出口213取出。

由於再生後的高鹽廢水濃度大，其直接排除系統還需進行後處理操作。上述設置方式，能夠避免像系統外部排放液體，將鹽分結晶為固體便於處理，同時還可對結晶鹽進行回收利用。

綜上，本發明提供的高鹽廢水電吸附組件，將第一吸附池和第二吸附池串連設置，電吸附速度快，反應程度高。第一吸附池和第二吸附池之間設置過濾單元，用於對吸附池內的吸附電極進行保護。過濾單元設置第一過濾裝置和第二過濾裝置，防止電吸附操作和再生操作過程中液體在同一過濾裝置中順逆流導致過濾裝置內雜質對吸附電極進行汙染。此外，利用過濾單元與進料管連通用於對高鹽廢水或再生液進行過濾預處理，避免不同操作階段過濾單元內過濾裝置的閒置，對過濾單元利用充分；同時簡省過濾預處理的過濾裝置，節約成本和工藝。

本發明提供的高鹽廢水電吸附系統，原料池和再生池與上述過濾單元的兩個過濾裝置選擇性連通，在電吸附過程和再生過程中，兩個吸附池間的液流方向相反，其對吸附電極的再生效果好。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。