一种镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合装置及其使用方法制造方法及图纸

一种镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合装置及其使用方法，属于污水处理技术领域。本发明专利技术解决了现有的常规碱性含盐有机废水处理流程长、药剂消耗量大、资源回收能效低的问题。进水箱内装有碱性含盐有机废水，进水箱通过进水泵及管路连接至阴极室顶部，阳极液储备箱通过注液泵及管路连接至阳极室顶部，阳极室底部通过管路连接至浓水箱，阳极室底部通过清洗泵及管路分别连接至第一陶瓷膜滤内室底部及第二陶瓷膜滤内室底部，第一陶瓷膜滤内室顶部及第二陶瓷膜滤内室顶部分别通过管路连接至阳极室顶部，阴极室底部通过管路分别连接至第一陶瓷膜滤内室底部及第二陶瓷膜滤内室底部。有效去除废水中有机物，降低反渗透处理工艺的脱盐负荷，提高回用水的回收率。提高回用水的回收率。提高回用水的回收率。

【技术实现步骤摘要】
一种镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及一种镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合装置及其使用方法，属于污水处理


技术介绍

[0002]我国工业进入了高质量、可持续的发展阶段，产业门类齐全，水平稳步提升，然而工业中客观存在大量的碱性含盐有机废水，例如草甘膦工业制造中的母液废水，碱法制浆造纸过程的黑液，印染工业的退浆、煮练、丝光等工艺的废水，制革工业的石灰脱毛废水以及部分石化废水等。
[0003]以印染为代表，印染废水约占全国废水排放的11％，其中多数印染工艺都需要用热碱进行处理，所产生的印染废水pH达到12
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13，而且废水中还含有残留的染料、助剂等有机物，色泽深，毒性大。碱性含盐有机废水的处理主要有酸碱中和法、絮凝法、化学沉淀法、结晶法、生物法等。通常首先调节pH至近中性，而后进行生物降解，不仅浪费了碱液，而且调节pH值会导致水中盐度增大，增加了后续的处理工序和处理难度。传统的物理、化学方法处理碱性废水效果快，但是传统物化方法处理要反应罐、储槽，并消耗大量药剂。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了解决现有的常规碱性含盐有机废水处理流程长、药剂消耗量大、资源回收能效低的问题，进而提供了一种镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合装置及其使用方法。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合装置，包括进水箱、阳极液储备箱、浓水箱、产水箱、镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合单元、进水泵、注液泵、清洗泵及反洗泵，其中所述镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合单元包括阳极室、阴极室、阳极板、阴极板、第一陶瓷膜滤内室、第一陶瓷膜滤外室、第二陶瓷膜滤内室及第二陶瓷膜滤外室，
[0007]阳极室顶部设置有第一排气阀，第一陶瓷膜滤内室顶部设置有第二排气阀，第二陶瓷膜滤内室顶部设置有第三排气阀，
[0008]所述进水箱内装有碱性含盐有机废水，进水箱通过进水泵及管路连接至阴极室顶部，
[0009]所述阳极液储备箱通过注液泵及管路连接至阳极室顶部，阳极室底部通过管路连接至浓水箱，同时阳极室底部通过清洗泵及管路分别连接至第一陶瓷膜滤内室底部及第二陶瓷膜滤内室底部，第一陶瓷膜滤内室顶部及第二陶瓷膜滤内室顶部分别通过管路连接至阳极室顶部，
[0010]阴极室底部通过管路分别连接至第一陶瓷膜滤内室底部及第二陶瓷膜滤内室底部，
[0011]第一陶瓷膜滤外室底部及第二陶瓷膜滤外室底部分别通过管路连接至产水箱底部，
[0012]产水箱底部通过反洗泵及管路分别连接至第一陶瓷膜滤外室及第二陶瓷膜滤外室，
[0013]阳极板插设在阳极室内，阴极板插设在阴极室内，
[0014]阳极室与阴极室之间设置有阳离子交换膜，
[0015]阳极室与第一陶瓷膜滤内室之间以及阴极室与第二陶瓷膜滤内室之间分别通过膜电解槽隔板分隔设置，
[0016]第一陶瓷膜滤内室与第一陶瓷膜滤外室之间设置有第一陶瓷膜，
[0017]第二陶瓷膜滤内室与第二陶瓷膜滤外室之间设置有第二陶瓷膜，
[0018]镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合单元的两端分别通过端部固定板封闭设置。
[0019]进一步地，阳极室、阴极室、第一陶瓷膜滤内室、第一陶瓷膜滤外室、第二陶瓷膜滤内室及第二陶瓷膜滤外室均设置有放空口。
[0020]进一步地，所述阴极室内部由上到下交叉布置有若干挡水板，且若干挡水板均水平固装在阴极室内壁。
[0021]进一步地，膜电解槽隔板与阳极板之间以及膜电解槽隔板与阴极板之间分别固设有树脂板。
[0022]进一步地，阳极室内嵌装有阳极室支撑网，且所述阳极室支撑网靠近阳离子交换膜设置。
[0023]进一步地，两个端部固定板之间通过若干螺栓固接，且若干所述螺栓沿镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合单元周向布置。
[0024]进一步地，端部固定板底端以及膜电解槽隔板底端分别一体固接有底座。
[0025]一种上述镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合装置的使用方法，包括如下步骤：
[0026]步骤一、装置启动：检测实际碱性含盐有机废水的电导率，在进水箱中使用工厂加工用水加入工业盐达到相同的电导率，制得阴极室启动液，启动进水泵向阴极室连续注入阴极室启动液，阳极液储备箱中的镁盐储备液通过注液泵向阳极室连续注入，注满后采用碱性含盐有机废水替代阴极室启动液，通电运行；
[0027]步骤二、阳极室镁离子溶解跨膜：阳极室中阳极板使水发生电解，氧气通过第一排气阀排出，氢离子使阳极室形成酸性溶液环境，使镁盐快速溶解，在电势下镁离子迁移到阳离子交换膜附近并跨膜进入阴极室；
[0028]步骤三、阴极室纳米吸附：碱性含盐有机废水通过启动进水泵向阴极室连续注入，阴极板使水发生电解，氢氧根离子使阴极室形成碱性溶液环境，在设定电流密度和水力停留时间条件下，溶液pH值为11～12，镁离子形成无定型氢氧化镁纳米颗粒，纳米颗粒吸附有机物，氢气在湍流状态下与水、纳米颗粒完全混合推流流入第一陶瓷膜滤内室；
[0029]步骤四、陶瓷膜滤分离：氢气、水及纳米颗粒的混合液在第一陶瓷膜滤内室中进行三相分离，氢气通过第二排气阀排出，部分纳米颗粒沉积于第一陶瓷膜滤内室底部，溶液在第一陶瓷膜滤内室的压力下透过第一陶瓷膜进入第一陶瓷膜滤外室，获得清澈的碱液流入产水箱，另一部分纳米颗粒沉积于第一陶瓷膜滤内室的第一陶瓷膜表面；
[0030]步骤五、陶瓷膜滤切换：当第一陶瓷膜滤内室的压力上升至设定压力时，控制阀门启闭使阴极室的出水进入第二陶瓷膜滤内室，停止进入第一陶瓷膜滤内室，溶液在第二陶瓷膜滤内室的压力下进行陶瓷膜滤分离；
[0031]步骤六、陶瓷膜滤清洗：产水箱的水通过反洗泵进入第一陶瓷膜滤外室，碱液在第一陶瓷膜滤外室的压力下透过第一陶瓷膜进入第一陶瓷膜滤内室，使第一陶瓷膜表面的纳米颗粒脱离进入溶液中，一段时间后停止反洗泵，酸性的阳极室溶液通过清洗泵进入第一陶瓷膜滤内室，清洗后的废液通过管道返回至阳极室，第一陶瓷膜滤的清洗过程完成，待第二陶瓷膜滤内室的压力上升至设定压力时，切换陶瓷膜滤，进行第二陶瓷膜滤清洗；
[0032]步骤七、阳极室闭环处理：清洗后的废液在阳极室的酸性环境下充分溶解，镁离子重复步骤一过程，有机物在阳极板的电解作用下被降解，阳极室的溶液定时定量排出至浓水箱，阳极液储备箱中的镁盐储备液定时定量注入，维持阳极室中的离子浓度和有机物负荷。
[0033]进一步地，第一陶瓷膜滤内室及第二陶瓷膜滤内室中分别设置有曝气擦洗装置。
[0034]进一步地，第一陶瓷膜滤内室和第二陶瓷膜滤内室中分别设置有三相分离器。
[0035]本专利技术与现有技术相比具有以下效果：
[0036]本申请采用无定型氢氧化镁纳米颗粒吸附处理碱性含盐有机废水，解决了现有常用吸附剂在盐分高的溶液中吸附效率差的问题，采用膜电解控制无定型氢氧化镁纳米颗粒的析出与溶解，实现吸附剂的循环再生利用，减少了吸附剂投量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合装置，其特征在于：包括进水箱(1)、阳极液储备箱(2)、浓水箱(3)、产水箱(4)、镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合单元(5)、进水泵(6)、注液泵(7)、清洗泵(8)及反洗泵(9)，其中所述镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合单元(5)包括阳极室(5
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1)、阴极室(5
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2)、阳极板(5
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3)、阴极板(5
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4)、第一陶瓷膜滤内室(5
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5)、第一陶瓷膜滤外室(5
‑
6)、第二陶瓷膜滤内室(5
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7)及第二陶瓷膜滤外室(5
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8)，阳极室(5
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1)顶部设置有第一排气阀(5
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9)，第一陶瓷膜滤内室(5
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5)顶部设置有第二排气阀(5
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10)，第二陶瓷膜滤内室(5
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7)顶部设置有第三排气阀(5
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11)，所述进水箱(1)内装有碱性含盐有机废水，进水箱(1)通过进水泵(6)及管路连接至阴极室(5
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2)顶部，所述阳极液储备箱(2)通过注液泵(7)及管路连接至阳极室(5
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1)顶部，阳极室(5
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1)底部通过管路连接至浓水箱(3)，同时阳极室(5
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1)底部通过清洗泵(8)及管路分别连接至第一陶瓷膜滤内室(5
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5)底部及第二陶瓷膜滤内室(5
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7)底部，第一陶瓷膜滤内室(5
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5)顶部及第二陶瓷膜滤内室(5
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7)顶部分别通过管路连接至阳极室(5
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1)顶部，阴极室(5
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2)底部通过管路分别连接至第一陶瓷膜滤内室(5
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5)底部及第二陶瓷膜滤内室(5
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7)底部，第一陶瓷膜滤外室(5
‑
6)底部及第二陶瓷膜滤外室(5
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8)底部分别通过管路连接至产水箱(4)底部，产水箱(4)底部通过反洗泵(9)及管路分别连接至第一陶瓷膜滤外室(5
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6)及第二陶瓷膜滤外室(5
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8)，阳极板(5
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3)插设在阳极室(5
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1)内，阴极板(5
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4)插设在阴极室(5
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2)内，阳极室(5
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1)与阴极室(5
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2)之间设置有阳离子交换膜(5
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12)，阳极室(5
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1)与第一陶瓷膜滤内室(5
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5)之间以及阴极室(5
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2)与第二陶瓷膜滤内室(5
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7)之间分别通过膜电解槽隔板(5
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13)分隔设置，第一陶瓷膜滤内室(5
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5)与第一陶瓷膜滤外室(5
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6)之间设置有第一陶瓷膜(5
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14)，第二陶瓷膜滤内室(5
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7)与第二陶瓷膜滤外室(5
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8)之间设置有第二陶瓷膜(5
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15)，镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合单元(5)的两端分别通过端部固定板(5
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16)封闭设置。2.根据权利要求1所述的一种镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合装置，其特征在于：阳极室(5
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1)、阴极室(5
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2)、第一陶瓷膜滤内室(5
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5)、第一陶瓷膜滤外室(5
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6)、第二陶瓷膜滤内室(5
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7)及第二陶瓷膜滤外室(5
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8)均设置有放空口。3.根据权利要求1所述的一种镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合装置，其特征在于：所述阴极室(5
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2)内部由上到下交叉布置有若干挡水板(5
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21)，且若干挡水板(5
‑
21)均水平固装在阴极室(5
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2)内壁。4.根据权利要求1、2或3所述的一种镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合装置，其特征在于：膜电解槽隔板(5
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13)与阳极板(5
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3)之间以及膜电解槽隔板(5
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13)与阴极板(5
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4)之间分别固设有树脂板。5.根据权利要求1所述的一种镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合装置，其特征在于：阳极室(5
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1)内嵌装有阳极室支撑网(5
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17)，且所述阳极室支撑网(5
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17)靠近阳离子交换膜(5
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12)设置。6.根据权利要求1、2、3或5所述的一种镁循环膜电解/陶瓷膜滤耦合装置，其特征在于：
两个端部固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁恒，王金龙，程诺，胡龙凤，戴高鑫，费兆轩，李加淇，唐小斌，张晗，田禹，李圭白，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：