一种电解海水生产次氯酸钠消毒液的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电解海水生产次氯酸钠消毒液的方法及装置，该方法包括如下步骤：步骤1，对海水进行预处理，以去除海水中的悬浮物及胶体，降低海水中的钙镁离子浓度；步骤2，使预处理后的海水及淡化海水依靠重力自流至离子膜电解槽内进行海水电解，制取次氯酸钠消毒液。本发明专利技术实现了利用海水生产次氯酸钠消毒液，不需额外添加化学药剂，适用于沿海地区水厂现场制取次氯酸钠消毒液。

A method and device for producing sodium hypochlorite disinfectant by electrolysing seawater

【技术实现步骤摘要】
一种电解海水生产次氯酸钠消毒液的方法及装置
本专利技术属于液氯消毒
，具体涉及一种电解海水生产次氯酸钠消毒液的方法及装置。
技术介绍
液氯消毒是最成熟的饮用水消毒技术，但使用前需经公安部门审批备案，且水厂必须配备漏氯吸收装置，运输、使用和存储安全性较差。而采用次氯酸钠溶液消毒则是一种安全性较高的消毒方法，尽管水厂可购置商品次氯酸钠溶液用于消毒，但采用商品次氯酸钠溶液消毒存在成本高、pH值高，投加时易堵塞和腐蚀投加泵等问题，且部分地区水厂购置次氯酸钠溶液不方便。因此，需要采用现场发生生产次氯酸钠溶液的装置(即次氯酸钠发生器)。现有次氯酸钠发生器普遍存在盐耗较高的问题，在沿海地区，海水资源丰富，如何利用海水(海水含有盐)生产氯酸钠溶液是亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电解海水生产次氯酸钠消毒液的方法及装置，采用离子膜电解槽电解海水制取次氯酸钠消毒液，以降低盐耗。本专利技术提供了一种电解海水生产次氯酸钠消毒液的方法，包括如下步骤：步骤1，对海水进行预处理，以去除海水中的悬浮物及胶体，降低海水中的钙镁离子浓度；步骤2，使预处理后的海水及淡化海水依靠重力自流至离子膜电解槽内进行海水电解，制取次氯酸钠消毒液。进一步地，步骤1包括：对海水进行混凝处理，使海水中的较大悬浮物、有机胶体形成沉淀；通过陶瓷膜组件对混凝沉淀后的海水上清液进行二次净化处理，去除海水中的细小胶体物质；通过钙镁离子吸附树脂对二次净化后的海水进行处理，降低海水中的钙镁离子浓度。进一步地，步骤2包括：通过提升泵将预处理后的海水送至高位海水水箱中，利用高位海水水箱与离子膜电解槽之间的高差，使预处理后的海水自流进入离子膜电解槽阳极室；通过提升泵将淡化海水送至高位淡化海水水箱中，利用高位淡化海水水箱与离子膜电解槽之间的高差，使淡化海水自流进入离子膜电解槽阴极室；在阳极室将海水中的氯离子电解生成氯气，在阴极室将淡化海水电解生成氢气及氢氧根离子，使阳极室内海水中的钠离子穿过离子膜进入阴极室与氢氧根离子结合生成氢氧化钠溶液；将阳极室中电解生成的氯气和利用后的淡化海水导出，通过氯气分离装置将氯气从淡化海水中脱除，通过排氢装置将阴极室电解生成的氢气排出；将脱除的氯气与氢氧化钠溶液在次氯酸钠反应装置进行反应生成次氯酸钠消毒液。进一步地，通过设于氯气分离装置内部的格栅网格隔板挤压含有氯气的淡化海水，使氯气从淡化海水中脱除。进一步地，通过设于次氯酸钠反应装置内部的曝气装置促使氯气与氢氧化钠溶液充分接触并反应。本专利技术还提供了一种电解海水生产次氯酸钠消毒液的装置，包括混凝反应箱、陶瓷膜组件、钙镁离子吸附树脂罐、高位海水水箱、高位淡化海水水箱、离子膜电解槽、氯气分离装置、排氢装置、次氯酸钠反应装置及次氯酸钠储罐；混凝反应箱、陶瓷膜组件、钙镁离子吸附树脂罐依次连接，用于对海水进行预处理，其中，混凝反应箱用于对海水进行混凝处理，使海水中的较大悬浮物、有机胶体形成沉淀；陶瓷膜组件用于对混凝沉淀后的海水上清液进行二次净化处理，以去除海水中的细小胶体物质；钙镁离子吸附树脂罐用于对二次净化后的海水进行处理，以降低海水中的钙镁离子浓度；离子膜电解槽包括阳极、阴极及离子膜；离子膜设于阳极及阴极之间，将离子膜电解槽分隔成阳极室及阴极室；阳极及阴极为网状结构；高位海水水箱进水口与预处理后的海水输送管路连接，高位海水水箱出水口与阳极室连接，用于利用高位海水水箱与离子膜电解槽之间的高差，使预处理后的海水自流进入阳极室电解生成氯气；高位淡化海水水箱出水口与阴极室连接，用于利用高位淡化海水水箱与离子膜电解槽之间的高差，使淡化海水自流进入阴极室电解生成氢气及氢氧根离子，以使氢氧根离子与穿过离子膜由所述阳极室进入阴极室的钠离子结合生成氢氧化钠溶液，所述排氢装置用于排出阳极室电解生成的氢气；氯气分离装置与阳极室连接，用于将氯气从海水在阳极室电解后生成的淡化海水中脱除；次氯酸钠反应装置与氯气分离装置及阴极室连接，用于将脱除的氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠消毒液；次氯酸钠储罐与次氯酸钠反应装置连接，用于贮存次氯酸钠消毒液。进一步地，氯气分离装置内部设有格栅网格隔板，用于通过隔板上的格栅网状结构挤压含有氯气的淡化海水，以使氯气从淡化海水中脱除。进一步地，次氯酸钠反应装置设有曝气装置，通过增加氯气与氢氧化钠接触面积，延长反应时间，用于促使氯气与氢氧化钠溶液充分反应。进一步地，曝气装置为聚四氟乙烯管制成的蚊香盘管形结构。进一步地，离子膜电解槽网状阳极一侧设有支撑筋，支撑筋固定于阳极导电板上，用于在电解槽运行中，使离子膜紧贴阳极，以减少离子膜振动。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：实现了利用海水生产次氯酸钠消毒液，降低了盐耗，适用于沿海水厂现场制取次氯酸钠消毒液，具体技术效果包括：(1)本专利技术采用陶瓷膜作为海水的预处理工艺，陶瓷膜具有化学稳定性好、机械强度好、抗微生物性、孔径分布窄、分离性能好和使用寿命长等优点，对海水中的杂质去除效果较好，水质更加稳定。(2)本专利技术采用依靠重力的自然循环方式，能够避免采用计量泵泵入电解液的强制循环电解液循环方式引起的离子膜振动，有效避免膜损伤，延长膜的使用寿命。(3)本专利技术采用带有格栅网格隔板的氯气分离装置，隔板上的格栅网状结构能够挤压含有氯气的淡化海水，使氯气从淡化海水中脱除。现有技术一般依靠气液比重不同进行气液分离，分离效果不彻底，电解后的阴极液中大量未被分离的氯气。相比现有技术，本专利技术采用带有格栅网格隔板的氯气分离装置能够使分离效果更加彻底。(4)本专利技术采用带有曝气装置的次氯酸钠反应装置，能够减少氯气气泡的大小，增加气泡的数量，增大氯气与碱液的接触面积，提高碱液的紊流程度，延长氯气与碱液的接触时间，进而达到充分反应的效果。现有技术中，氯气吸收方法一般是在次氯酸钠溶液罐中通入单根氯气管，氯气无法均匀分布在碱液中，反应效率低且在氯气管出口附近因氯气浓度高极易出现局部过氯化导致生成的次氯酸钠再次分解。相比现有技术，本专利技术采用采用带有曝气装置的次氯酸钠反应装置能够提高反应效率，并使反应更加充分。附图说明图1是本专利技术一种电解海水生产次氯酸钠消毒液的方法的流程图；图2是本专利技术一种电解海水生产次氯酸钠消毒液的装置的结构示意图；图3是本专利技术氯气分离装置的外观图；图4是本专利技术氯气分离装置的内部结构示意图；图5是本专利技术曝气装置的结构示意图；图6是本专利技术离子膜电解槽网状阳极支撑筋布置俯视图；图7是本专利技术离子膜电解槽网状阳极支撑筋布置主视图；图8是本专利技术离子膜电解槽网状阳极支撑筋布置侧视图。图中标号：11-混凝反应箱；12-陶瓷膜组件；13-钙镁离子吸附树脂；14-高位海水水箱；15-阳极室；16-离子膜；17-氯气分离装置；171-格栅网格隔板；18-支撑筋；19-阳极导电板；21-高位淡化海水水箱；22-阴极室；23-排氢装置；3-次氯酸钠反应装置；31-曝气装置；曝气孔311；4-次氯酸钠储罐。具体实施方式下面结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。参图1所示，本实施例提供了一种电解海水生产次氯酸钠消毒液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解海水生产次氯酸钠消毒液的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，对海水进行预处理，以去除海水中的悬浮物及胶体，降低海水中的钙镁离子浓度；步骤2，使预处理后的海水及淡化海水依靠重力自流至离子膜电解槽内进行海水电解，制取次氯酸钠消毒液。

【技术特征摘要】
1.一种电解海水生产次氯酸钠消毒液的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，对海水进行预处理，以去除海水中的悬浮物及胶体，降低海水中的钙镁离子浓度；步骤2，使预处理后的海水及淡化海水依靠重力自流至离子膜电解槽内进行海水电解，制取次氯酸钠消毒液。2.根据权利要求1所述的电解海水生产次氯酸钠消毒液的方法，其特征在于，所述步骤1包括：对海水进行混凝处理，使海水中的较大悬浮物、有机胶体形成沉淀；通过陶瓷膜组件对混凝沉淀后的海水上清液进行二次净化处理，去除海水中的细小胶体物质；通过钙镁离子吸附树脂对二次净化后的海水进行处理，降低海水中的钙镁离子浓度。3.根据权利要求1所述的电解海水生产次氯酸钠消毒液的方法，其特征在于，所述步骤2包括：通过提升泵将预处理后的海水送至高位海水水箱中，利用高位海水水箱与离子膜电解槽之间的高差，使预处理后的海水自流进入离子膜电解槽阳极室；通过提升泵将淡化海水送至高位淡化海水水箱中，利用高位淡化海水水箱与离子膜电解槽之间的高差，使淡化海水自流进入离子膜电解槽阴极室；在阳极室将海水中的氯离子电解生成氯气，在阴极室将淡化海水电解生成氢气及氢氧根离子，使阳极室内海水中的钠离子穿过离子膜进入阴极室与氢氧根离子结合生成氢氧化钠溶液；将阳极室中电解生成的氯气和利用后的淡化海水导出，通过氯气分离装置将氯气从淡化海水中脱除，通过排氢装置将阴极室电解生成的氢气排出；将脱除的氯气与氢氧化钠溶液在次氯酸钠反应装置进行反应生成次氯酸钠消毒液。4.根据权利要求3所述的电解海水生产次氯酸钠消毒液的方法，其特征在于，通过设于氯气分离装置内部的格栅网格隔板挤压含有氯气的淡化海水，使氯气从淡化海水中脱除。5.根据权利要求3所述的电解海水生产次氯酸钠消毒液的方法，其特征在于，通过设于次氯酸钠反应装置内部的曝气装置促使氯气与氢氧化钠溶液充分接触并反应。6.一种电解海水生产次氯酸钠消毒液的装置，其特征在于，包括混凝反应箱、陶瓷膜组件、钙镁离子吸附树脂罐、高位海水水箱、高位淡化海水水箱、离子膜电解槽、氯气分离装置、排氢装置、次氯酸钠反应装置及次氯酸钠储罐；所述混凝反应箱、陶瓷膜组件、钙镁离子吸附树脂罐依次连接，用于对海水进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾燕南，李晓琴，谢薇，刘行刚，宋卫坤，邬晓梅，赵翠，陈铮，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11