煤化工高盐废水的多级多段双极膜电渗析装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种煤化工高盐废水的多级多段双极膜电渗析装置，包括：预处理系统、浓盐水箱、双极膜电渗析系统、缓冲水箱和回用水箱；预处理系统的出口连接浓盐水箱的入口，浓盐水箱的出口连接双极膜电渗析系统的入口，双极膜电渗析系统的出口连接缓冲水箱的入口。本实用新型专利技术的有益效果是：设置用于调节废水pH值的缓冲水箱；多段膜堆组件并联，有效缩短了反应时间、减少了反应能耗；多级双极膜装置共用酸液箱和碱液箱，有效解决了目前存在的产酸碱浓度低的问题；设有电导率仪，提高处理效率，降低能耗和处理成本；双极膜装置的出水口连接酸碱箱补充液入口，显著提高酸碱的应用范围。显著提高酸碱的应用范围。显著提高酸碱的应用范围。

Multistage multistage bipolar membrane electrodialysis device for high salt wastewater from coal chemical industry

【技术实现步骤摘要】
煤化工高盐废水的多级多段双极膜电渗析装置


[0001]本技术属于高盐废水处理
，尤其涉及一种煤化工高盐废水的多级多段双极膜电渗析装置。

技术介绍

[0002]煤化工生产过程会产生大量高含盐废水，其主要特点是化学成分复杂、水质多变，含有较高的Na
+
、Cl
‑
、SO
42
‑
、Ca
2+
、Mg
2+
、F
‑
等离子；该类废水处理难度大，常规的物理化学处理无法使出水盐分达到排放标准；同时由于在水处理过程中添加化学药剂，盐分在废水中不断累积，进一步加大了高盐废水处理难度。
[0003]目前高盐废水零排放处理技术以蒸发结晶为主，但所得到的结晶盐为混盐，难以被再利用或处理处置。因此，目前煤化工高盐废水的处理亟需解决的问题有：处理难度大、处理成本及能耗高和生成副产物利用价值低等。
[0004]双极膜电渗析技术可在不引入新组分的情况下，将废水中的盐分转化为酸和碱，从而实现高盐废水的资源化利用。例如技术专利(CN111170421A)公开了一种特制的双极膜电渗析系统，在处理废水的同时回收其中的酸、碱；技术专利(CN208617376U)公开了一种废盐的再利用装置，将煤化工氯化钠废盐渣进行除杂后，利用双极膜装置电解得到氢氧化钠和盐酸。
[0005]但是，现有技术中的双极膜电渗析处理系统尚存在一些缺陷，主要有：(1)由于现有双极膜系统的效率偏低，导致煤化工高盐废水经过预处理后，往往需要进行膜浓缩提浓后再进入双极膜装置；但浓缩过程中Ca
2+
、Mg
2+
等离子浓度也随之倍数升高，由于双极膜对进水水质要求极高，导致了浓缩后需要再次进行软化预处理，使得处理成本升高；(2)由于现有双极膜系统在低浓度进料时的产酸和产碱浓度低，导致酸碱的后续应用受到限制；而若要进一步提高酸碱浓度，则会导致反应时间延长，系统能耗剧增；(3)现有双极膜系统处理后残留的盐分仍达3％或以上，淡盐水的后续处理困难。因此，迫切需要对现有双极膜电渗析的处理系统进行进一步提升。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种煤化工高盐废水的多级多段双极膜电渗析装置。
[0007]这种煤化工高盐废水的多级多段双极膜电渗析装置，包括：预处理系统、浓盐水箱、双极膜电渗析系统、缓冲水箱和回用水箱；预处理系统的出口连接浓盐水箱的入口，浓盐水箱的出口连接双极膜电渗析系统的入口，双极膜电渗析系统的出口连接缓冲水箱的入口；缓冲水箱的出口分两路分别连接反渗透系统的入口和回用水箱的入口；缓冲水箱和回用水箱之间的连接管道上设有阀门A；缓冲水箱和缓冲水箱之间的连接管道上设有阀门B；反渗透系统的出口连接预处理系统的入口；
[0008]预处理系统包括除杂装置、除硬除硅装置和有机物脱除装置中的至少一种装置；
[0009]双极膜电渗析系统包括多级双极膜装置、酸液箱、碱液箱和多级淡盐水箱，其中双极膜装置与淡盐水箱的级数相同；浓盐水箱的出口分为多路，每路分别连接多级双极膜装置的盐室进口，每级双极膜装置的盐室出口连接该级的淡盐水箱进口；酸液箱与每级双极膜装置的酸室相连，形成多向连接；碱液箱与每级双极膜装置的碱室相连，形成多向连接；多级淡盐水箱的出口均接入缓冲水箱的进口；
[0010]每级双极膜装置均至少包括1段膜堆组件；酸液箱上设有酸液回用出口，酸液回用出口通过管道连接至预处理系统上的酸液回用入口；碱液箱上设有碱液回用出口，碱液回用出口通过管道连接至预处理系统上的碱液回用入口；回用水箱上设有淡水回用出口，淡水回用出口通过管道连接至碱液箱和酸液箱上设置的淡水回用入口。
[0011]作为优选，双极膜电渗析系统包括一级双极膜装置、二级双极膜装置、酸液箱、碱液箱、一级淡盐水箱和二级淡盐水箱；浓盐水箱的出口分为两路，分别连接一级双极膜装置的盐室进口和二级双极膜装置的盐室进口；一级双极膜装置的盐室出口连接一级淡盐水箱的进口，二级双极膜装置的盐室出口连接二级淡盐水箱的进口；酸液箱分别与一级双极膜装置的酸室和二级双极膜装置的酸室双向连接；碱液箱分别一级双极膜装置的碱室和二级双极膜装置的碱室双向连接；一级淡盐水箱的出口和二级淡盐水箱的出口均连接缓冲水箱的进口。
[0012]作为优选，一级双极膜装置和二级双极膜装置均包含2段膜堆组件；双极膜电渗析系统为一级1段、一级2段、二级2段、二级3段或二级4段中的至少一种。
[0013]作为优选，废水管道通过浓盐水入口连接一级双极膜装置的膜堆组件A和膜堆组件B；一级双极膜装置的淡盐水出口连接一级淡盐水箱，一级双极膜装置的酸液出口接入酸液箱，一级双极膜装置的碱液出口接入碱液箱；酸液箱和碱液箱分别连接二级双极膜装置的酸室和碱室。
[0014]作为优选，每段膜堆组件包括阳极板、阴极板和位于两个极板之间的膜堆；阳极板和阴极板分别与外接电源导通；膜堆为BP
‑
A
‑
C
‑
BP型三隔室构型，以双极膜为起始和终止；起始双极膜和终止双极膜中间由至少1组重复单元构成，每组重复单元由1张阴离子交换膜、1张阳离子交换膜和1张双极膜依次排列形成，相邻的两张离子交换膜之间，以及阳极板、阴极板和膜堆之间均通过流道隔板隔开；阳极板与膜堆中双极膜的阴面一侧相邻排列，膜堆中双极膜的阳面一侧朝向阴极板；双极膜与阴离子交换膜之间形成酸室，阴离子交换膜与阳离子交换膜之间形成盐室，阳离子交换膜与双极膜之间形成碱室。
[0015]作为优选，浓盐水箱、酸液箱、碱液箱、一级淡盐水箱、二级淡盐水箱、缓冲水箱和回用水箱内均设有液位计、电导率仪和pH在线监测仪；废水处理系统的所有管路上均安装有流量计和流量调节阀；酸液箱上设有分支管路，分支管路连接酸液回用出口和酸液回用入口；碱液箱上也设有分支管路，分支管路连接碱液回用出口和碱液回用入口。
[0016]本技术的有益效果是：设置用于调节废水pH值的缓冲水箱；多段膜堆组件并联，有效缩短了反应时间、减少了反应能耗；多级双极膜装置共用酸液箱和碱液箱，有效解决了目前存在的产酸碱浓度低的问题；设有电导率仪，提高处理效率，降低能耗和处理成本；双极膜装置的出水口连接酸碱箱补充液入口，显著提高酸碱的应用范围。
附图说明
[0017]图1为本技术多级多段双极膜(二级双极膜装置)电渗析的废水处理系统的示意图；
[0018]图2为图1中任一二级双极膜装置的示意图；
[0019]图3为煤化工高盐废水预处理系统示意图。
[0020]附图标记说明：预处理系统1；除杂装置101；除硬除硅装置102；有机物脱除装置103；浓盐水箱2；浓盐水入口201；双极膜电渗析系统3；一级双极膜装置4；膜堆组件A401；膜堆组件B402；淡盐水出口403；酸液出口404；碱液出口405；二级双极膜装置5；酸液箱6；酸液回用出口601；酸液回用入口602；碱液箱7；碱液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.煤化工高盐废水的多级多段双极膜电渗析装置，其特征在于，包括：预处理系统(1)、浓盐水箱(2)、双极膜电渗析系统(3)、缓冲水箱(10)和回用水箱(12)；预处理系统(1)的出口连接浓盐水箱(2)的入口，浓盐水箱(2)的出口连接双极膜电渗析系统(3)的入口，双极膜电渗析系统(3)的出口连接缓冲水箱(10)的入口；缓冲水箱(10)的出口分两路分别连接反渗透系统(13)的入口和回用水箱(12)的入口；缓冲水箱(10)和回用水箱(12)之间的连接管道上设有阀门A(11)；缓冲水箱(10)和缓冲水箱(10)之间的连接管道上设有阀门B(14)；反渗透系统(13)的出口连接预处理系统(1)的入口；预处理系统(1)包括除杂装置(101)、除硬除硅装置(102)和有机物脱除装置(103)中的至少一种装置；双极膜电渗析系统(3)包括多级双极膜装置、酸液箱(6)、碱液箱(7)和多级淡盐水箱，其中双极膜装置与淡盐水箱的级数相同；浓盐水箱(2)的出口分为多路，每路分别连接多级双极膜装置的盐室进口，每级双极膜装置的盐室出口连接该级的淡盐水箱进口；酸液箱(6)与每级双极膜装置的酸室相连，形成多向连接；碱液箱(7)与每级双极膜装置的碱室相连，形成多向连接；多级淡盐水箱的出口均接入缓冲水箱(10)的进口；每级双极膜装置均至少包括1段膜堆组件；酸液箱(6)上设有酸液回用出口(601)，酸液回用出口(601)通过管道连接至预处理系统(1)上的酸液回用入口(602)；碱液箱(7)上设有碱液回用出口(701)，碱液回用出口(701)通过管道连接至预处理系统(1)上的碱液回用入口(702)；回用水箱(12)上设有淡水回用出口(1201)，淡水回用出口(1201)通过管道连接至碱液箱(7)和酸液箱(6)上设置的淡水回用入口(1202)。2.根据权利要求1所述煤化工高盐废水的多级多段双极膜电渗析装置，其特征在于：双极膜电渗析系统(3)包括一级双极膜装置(4)、二级双极膜装置(5)、酸液箱(6)、碱液箱(7)、一级淡盐水箱(8)和二级淡盐水箱(9)；浓盐水箱(2)的出口分为两路，分别连接一级双极膜装置(4)的盐室进口和二级双极膜装置(5)的盐室进口；一级双极膜装置(4)的盐室出口连接一级淡盐水箱(8)的进口，二级双极膜装置(5)的盐室出口连接二级淡盐水箱(9)的进口；酸液箱(6)分别与一级双极膜装置(4)的酸室和二级双极膜装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：董隽，薛上峰，刘春红，祁志福，高强生，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：