一种基于新能源储能的含盐废水处理工艺和装置的制作方法

    专利查询2026-07-23  14


    本发明涉及含盐废水处理设备,具体是一种基于新能源储能的含盐废水处理工艺和装置。


    背景技术:

    1、传统的含盐废水的处理方式为:预处理+高缴氧化+蒸发脱盐后,回收的盐需要进一步纯化处理,达到工业盐标准后,才能作为工业副产品进入市场;否则,只能作为工业废物或危险废物处理;此种工艺固定资产投资大、运行成本高。在化工生产过程大多数采用化学反应制备相应的产品,在化工生产过程对于酸碱溶液的利用是非常普遍的,同时在生产过程会产生大量的含盐废水,含盐废水具备腐蚀性,同时需要处理后才能向外界排放,因此对含盐废水进行处理同时对酸溶液和碱溶液进行循环使用就显得尤为重要。同时在我国西北地区光照强度比较大,同时风能也十分丰富,同时相对应的生态多样性差,因此在西北地区对化工生产的废水进行处理亟待处理,同时在在我国西北部对太阳能、风能发电能力很高,将太阳能、风能发的电应用于化工生产中,就应运而生。

    2、在申请号为cn202410654265.7的中国专利公开了一种双极膜电渗析处理系统及废水处理方法,上述专利采用的协同处理工艺处理效果好、投资节省、工艺简单、操作方便,同时可实现酸的回收利用,具有良好的环境效益和经济效益。装置具有运行稳定、占地体积小、维护方便、建设周期短等优点,适用于工业大规模应用。

    3、申请号为cn202323137851.4的中国专利公开了一种回收利用硫酸盐废水高效制备酸碱的装置,本技术通过所达到的有益效果是:无污染:通过清洁生产新工艺,使用双极膜电渗析回收硫酸盐废水制备酸碱,可以替代传统的生物和物理处理硫酸盐废水的工艺,不会造成二次污染;可回收:通过双极膜电渗析制备的酸碱,能再次回用于生产工艺中,减少了生产成本;制备的酸碱因纯度高可以直接回用生产,根据现场需要能再进行浓缩,使废水处理回收成为有经济效益的行为;高质量:相比于同类电渗析产品,采用全新研制的脱酸专用均相膜、隔板,其使用寿命更长,耐酸性更强。高性能材料使装置运行稳定性更好,生产出的产品质量更高,不需要二次加工处理;更高效:该装置操作简单,且能实现自动化,不需要过多的人力进行操作,节约人工成本。酸碱制备整个过程都是自动完成,各个环节都实现自动化中控,无需人工盯守,降低人力成本提升企业效率。但是在实际应用中仍存在以下问题,具体的:

    4、1、现有在对含盐废水处理的过程通过微废处理或者高温碳化处理,或者电渗析设备进行处理,不能有效地去除含盐废水中的有机物,有机物的残留直接影响后续的使用,甚至影响化工生产质量;

    5、2、传统的电解是将产流电转换成直流电,成本高,且转换过程中会造成电能损耗;

    6、3、不能根据西北地区的特点对太阳能、风能发电直接利用,大多数采用传统供电,同时传统的新能源发电利用模式是将太阳能或风能产生的直流电转换成交流电,上网输送再利用,效率低、损耗大,且这种直流电电流电压极不稳定,利用难度大;

    7、4、在通过电渗析装置进行处理后,溶液会直接收集或者排向外界,循环利用率低,同时不能对阴离子交换膜、阳离子交换膜进行定期的清洗,进而导致阴离子交换膜、阳离子交换膜的通透率降低,影响电渗析效率。

    8、因此,本发明提供一种基于新能源储能的含盐废水处理工艺和装置来解决上述问题。


    技术实现思路

    1、针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本发明提供一种基于新能源储能的含盐废水处理工艺和装置,有效地解决了对我国西北地区丰富的太阳能、风能发电的利用,不能有效去除含盐废液中的有机物成分以及对电渗析后的酸溶液、碱溶液的循环利用以及对电渗析系统进行清洗的问题。

    2、本发明包括新能源供电系统、膜分离系统和电渗析系统,所述的新能源供电系统实现对所述的电渗析系统的供电,所述的膜分离系统实现对有机物和无机物的分离,所述的电渗析系统实现对废水中正负离子的分离得到对应的酸性溶液和碱性溶液;

    3、所述的膜分离系统包括分离筒,所述的分离筒内部置有碳化硅膜构件和陶瓷钠滤膜构件,通过碳化硅膜构件、陶瓷钠滤膜构件实现对有机物和无机物的有效分离,所述的分离筒上端固定连接有进液管,所述的进液管用于向所述的分离筒内部输送含盐废水,经过分离后的无机物溶液输送至电渗析系统,所述的分离筒下端固定连接有排液管,所述的排液管和外界收集系统相连,将分离后的有机物溶液输送至外界;

    4、所述的电渗析系统包括电渗析箱,所述的电渗析箱内部包括混合液仓,分别位于所述的混合液仓两侧的酸液仓和碱液仓,所述的酸液仓和混合液仓之间置于两组间隙设置的阴离子交换膜,所述的碱液仓和混合液仓之间置有两组间隙设置的阳离子交换膜,所述的酸液仓、碱液仓下端均固定连接有循环管,所述的循环管内部均连接有排液电磁阀,所述的循环管和外界化工设备相连,实现含盐废水的循环利用;

    5、所述的酸液仓远离所述的阴离子交换膜一侧置有阳极板,所述的碱液仓远离所述的阳离子交换膜一侧置有阴极板,所述的阳极板和阴极板均和所述的新能源供电系统相连。

    6、优选地,所述的碳化硅膜构件上端同轴固定连接有锥形导流环,所述的锥形导流环和所述的分离筒内壁相贴合,所述的碳化硅膜构件下端同轴固定连接有锥形排液管,所述的锥形排液管外壁同轴固定连接有和所述的分离筒内壁相贴合的分层圆环板,所述的分层圆环板上端置有上排液管,所述的锥形排液管下端同轴固定连接有倒锥形输液管,所述的倒锥形输液管下端和所述的陶瓷钠滤膜构件的上端固定连接,所述的陶瓷钠滤膜构件下端外壁固定连接有和所述的分离筒内壁相贴合的隔板,所述的隔板上端置有下排液管,所述的上排液管、下排液管分别和电渗析系统相连,所述的陶瓷钠滤膜构件下端和所述的排液管相连通,使含盐废水经过碳化硅膜构件、陶瓷钠滤膜构件的分离后的有机物溶液通过所述的排液管排向外界收集系统。

    7、优选地,所述的分离筒和所述的电渗析箱之间连接有中转筒,所述的中转筒内部固定连接有液位传感器,所述的中转筒和所述的电渗析箱之间连接有通液电磁阀,所述的通液电磁阀、排液电磁阀和所述的液位传感器相连,所述的通液电磁阀和液位传感器均外接电源。

    8、优选地,所述的混合液仓内部上下滑动连接有升降框,所述的升降框靠近左右两侧均固定连接有供液筒,所述的供液筒均连接有导管,所述的导管和连接在所述的电渗析箱上端的供液泵相连,所述的供液泵和外界供水系统相连;

    9、所述的混合液仓内部转动连接有升降往复丝杆,所述的升降往复丝杆和所述的升降框螺纹连接,所述的混合液仓内部连接有和所述的升降框上下滑动连接的限位杆,所述的升降往复丝杠和连接在所述的电渗析箱上端的驱动电机相连;

    10、所述的供液筒正对所述的阴离子交换膜、阳离子交换膜一侧固定连接有若干等间距分布的高压喷头,通过所述的高压喷头实现对阴离子交换膜、阳离子交换膜的表面进行清洗。

    11、优选地,所述的酸液仓和混合液仓、碱液仓和混合液仓之间均置有升降轨道,所述的升降轨道内部上下滑动连接有升降闸板,通过所述的升降闸板实现对酸液仓和混合液仓、碱液仓和混合液仓之间启闭,所述的电渗析箱上端均固定连通有和所述的电渗析箱相连通的收纳盒,所述的升降闸板内部开设有收纳圆轨,所述的收纳圆轨内部连接有复位弹簧,所述的复位弹簧另一端和所述的收纳盒相连,所述的升降闸板中间位置开设有调节圆轨,所述的调节圆轨内壁开设有升降螺旋轨道,所述的调节圆轨内部转动连接有调节杆,所述的调节杆上固定连接有和所述的升降螺旋轨道相配合的限位销,所述的调节杆上端贯穿所述的收纳盒,两个所述的调节杆通过链条传动机构相连,其中一个所述的调节杆和外界驱动装置相连。

    12、优选地,所述的升降框上转动连接有两个对称分布的转动轴,所述的转动轴上同轴固定连接有若干等间距分布的搅拌桨叶,所述的转动轴上同轴固定连接有转动齿轮,所述的转动齿轮和连接在所述的混合液仓内部的限位齿条相啮合。

    13、优选地,所述的混合液仓下端固定连通有锥形废液管,所述的锥形废液管内部上下滑动连接有和所述的锥形废液管相配合的升降锥形活塞,所述的升降锥形活塞上端同轴固定连接有升降丝杆,所述的升降丝杆外围套设有螺纹调节套,所述的螺纹调节套外为套设有和所述的电渗析箱内部转动连接的驱动套管,所述的驱动套管和所述的升降往复丝杆通过链条传动机构相连;

    14、所述的驱动套管内部开设有若干等圆周分布的限位槽轨,所述的限位槽轨内部固定连接有电磁铁,所述的限位槽轨内部滑动链接有弧形限位块,所述的弧形限位块和所述的限位槽轨通过弹簧相连,所述的螺纹调节套外壁开设有和所述的弧形限位块相配合的限位轨,所述的电磁铁外接电源;

    15、所述的中转筒和所述的电渗析箱之间连接有倒锥形进液管,所述的倒锥形进液管内部上下滑动连接有锥形密封塞,所述的锥形密封塞下端和所述的升降丝杆固定连接,所述的锥形密封塞上端同轴固定连接有弹性密封环板。

    16、优选地,所述的新能源供电系统为太阳能发电系统,所述的太阳能发电系统直接和所述的电渗析系统相连。

    17、优选地,所述的新能源供电系统为风力发电系统,所述的风力发电系统直接和所述的电渗析系统相连。

    18、一种基于新能源储能的含盐废水处理装置的工艺方法,包括以下步骤:

    19、步骤一:启动新能源供电系统对所述的电渗析系统进行供电;

    20、步骤二:通过外界输送设备将化工生产过程中的含盐废液通入所述的膜分离系统;

    21、步骤三:经过膜分离系统分离后得到有机物和无机物溶液,所述的有机物排向外界收集系统,所述的无机物溶液输送至中转筒;

    22、步骤四:所述的中转筒内部的溶液高度达到液位传感器设定的上限值,所述的排液电磁阀打开,将经过电渗析得到的酸液和碱液分别通过相对应的循环管进入化工生产中进行循环使用;

    23、步骤五:电渗析系统内的溶液排放完成后,所述的液位传感器控制所述的排液电磁阀关闭的同时所述的通液电磁阀打开将无机物溶液输送至所述的电渗析系统;

    24、步骤六:所述的无机物溶液进入所述的混合液仓,同时通过所述的新能源储能系统对所述的阴极板、阳极板进行供电,实现对无机物溶液的电渗析处理;

    25、步骤七:循环步骤四到六的循环操作。

    26、本发明针对现有的含盐废水处理设备进行改进,具备以下有益效果:

    27、1、通过设置新能源供电系统、膜分离系统、电渗析系统等结构,有效地实现了对西北地区的太阳能、风能发电的直接利用,减少能源消耗,同时实现对含盐废水内部有机物分离,便于对电渗析后的溶液进行利用的问题;

    28、2、通过设置升降框、供液筒、高压喷头、升降往复丝杆、转动轴、搅拌桨叶等结构有效解决了对含盐废水中的杂质进行清理,避免所述的阴离子交换膜、阳离子交换膜出现堵塞,通透性差的问题;

    29、3、通过设置升降轨道、升降闸板、收纳盒、调节杆、升降螺旋轨道等结构,有效地解决了对混合液仓和酸液仓、碱液仓进行启闭连通的问题;

    30、4、通过设置锥形废液管、升降锥形活塞、升降丝杠、螺纹调节套、驱动套管、倒锥形进液管和锥形密封塞等结构有效地解决了对混合液仓清洗过程保持混合液仓处于排液状态,同时中转筒始终处于封闭状态的问题。


    技术特征:

    1.一种基于新能源储能的含盐废水处理装置,其特征在于,包括新能源供电系统、膜分离系统和电渗析系统,所述的新能源供电系统实现对所述的电渗析系统的供电,所述的膜分离系统实现对有机物和无机物的分离,所述的电渗析系统实现对废水中正负离子的分离得到对应的酸性溶液和碱性溶液;

    2.根据权利要求1所述的一种基于新能源储能的含盐废水处理装置,其特征在于,所述的碳化硅膜构件(2)上端同轴固定连接有锥形导流环(16),所述的锥形导流环(16)和所述的分离筒(1)内壁相贴合,所述的碳化硅膜构件(2)下端同轴固定连接有锥形排液管(17),所述的锥形排液管(17)外壁同轴固定连接有和所述的分离筒(1)内壁相贴合的分层圆环板(18),所述的分层圆环板(18)上端置有上排液管(19),所述的锥形排液管(17)下端同轴固定连接有倒锥形输液管(20),所述的倒锥形输液管(20)下端和所述的陶瓷钠滤膜构件(3)的上端固定连接,所述的陶瓷钠滤膜构件(3)下端外壁固定连接有和所述的分离筒(1)内壁相贴合的隔板(21),所述的隔板(21)上端置有下排液管(22),所述的上排液管(19)、下排液管(22)分别和电渗析系统相连,所述的陶瓷钠滤膜构件(3)下端和所述的排液管(6)相连通,使含盐废水经过碳化硅膜构件2、陶瓷钠滤膜构件(3)的分离后的有机物溶液通过所述的排液管(6)排向外界收集系统。

    3.根据权利要求2所述的一种基于新能源储能的含盐废水处理装置,其特征在于,所述的分离筒(1)和所述的电渗析箱(7)之间连接有中转筒(23),所述的中转筒(23)内部固定连接有液位传感器(24),所述的中转筒(23)和所述的电渗析箱(7)之间连接有通液电磁阀,所述的通液电磁阀、排液电磁阀和所述的液位传感器(24)相连,所述的通液电磁阀和液位传感器(24)均外接电源。

    4.根据权利要求3所述的一种基于新能源储能的含盐废水处理装置,其特征在于,所述的混合液仓(8)内部上下滑动连接有升降框(25),所述的升降框(25)靠近左右两侧均固定连接有供液筒(26),所述的供液筒(26)均连接有导管,所述的导管和连接在所述的电渗析箱(7)上端的供液泵相连,所述的供液泵和外界供水系统相连;

    5.根据权利要求4所述的一种基于新能源储能的含盐废水处理装置,其特征在于,所述的酸液仓(9)和混合液仓8、碱液仓(10)和混合液仓(8)之间均置有升降轨道(31),所述的升降轨道(31)内部上下滑动连接有升降闸板(32),通过所述的升降闸板(32)实现对酸液仓(9)和混合液仓(8)、碱液仓(10)和混合液仓(8)之间启闭,所述的电渗析箱(7)上端均固定连通有和所述的电渗析箱(7)相连通的收纳盒(33),所述的升降闸板(32)内部开设有收纳圆轨(34),所述的收纳圆轨(34)内部连接有复位弹簧(35),所述的复位弹簧(35)另一端和所述的收纳盒(33)相连,所述的升降闸板(32)中间位置开设有调节圆轨(36),所述的调节圆轨(36)内壁开设有升降螺旋轨道(37),所述的调节圆轨(36)内部转动连接有调节杆(38),所述的调节杆(38)上固定连接有和所述的升降螺旋轨道(37)相配合的限位销,所述的调节杆(38)上端贯穿所述的收纳盒(33),两个所述的调节杆(38)通过链条传动机构相连,其中一个所述的调节杆(38)和外界驱动装置相连。

    6.根据权利要求4所述的一种基于新能源储能的含盐废水处理装置,其特征在于,所述的升降框(25)上转动连接有两个对称分布的转动轴(39),所述的转动轴(39)上同轴固定连接有若干等间距分布的搅拌桨叶(40),所述的转动轴(39)上同轴固定连接有转动齿轮(41),所述的转动齿轮(41)和连接在所述的混合液仓(8)内部的限位齿条(42)相啮合。

    7.根据权利要求6所述的一种基于新能源储能的含盐废水处理装置,其特征在于,所述的混合液仓(8)下端固定连通有锥形废液管(43),所述的锥形废液管(43)内部上下滑动连接有和所述的锥形废液管(43)相配合的升降锥形活塞(44),所述的升降锥形活塞(44)上端同轴固定连接有升降丝杆(45),所述的升降丝杆(45)外围套设有螺纹调节套(46),所述的螺纹调节套(46)外围套设有和所述的电渗析箱(7)内部转动连接的驱动套管(47),所述的驱动套管(47)和所述的升降往复丝杆(27)通过链条传动机构相连;

    8.根据权利要求1所述的一种基于新能源储能的含盐废水处理装置,其特征在于,所述的新能源供电系统为太阳能发电系统,所述的太阳能发电系统直接和所述的电渗析系统相连。

    9.根据权利要求1所述的一种基于新能源储能的含盐废水处理装置,其特征在于,所述的新能源供电系统为风力发电系统,所述的风力发电系统直接和所述的电渗析系统相连。

    10.一种基于新能源储能的含盐废水处理装置及分离方法的使用方法,其特征在于,使用权利要求6所述的一种基于新能源储能的含盐废水处理装置及分离方法,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明属于涉及含盐废水处理设备技术领域,且公开了一种基于新能源储能的含盐废水处理工艺和装置,包括新能源供电系统、膜分离系统和电渗析系统,新能源供电系统实现对电渗析系统的供电,膜分离系统实现对有机物和无机物的分离,电渗析系统实现对废水中正负离子的分离得到对应的酸性溶液和碱性溶液,膜分离系统包括分离筒,分离筒内部置有碳化硅膜构件和陶瓷钠滤膜构件,通过碳化硅膜构件、陶瓷钠滤膜构件实现对有机物和无机物的有效分离,分离筒上端固定连接有进液管,进液管用于向分离筒内部输送含盐废水;且实用性强。

    技术研发人员:徐先金,王桂书,王利华,洪晓冬,杜端,赵恢琼,张智,孔凡灯,段军,夏梦,张中立
    受保护的技术使用者:河南嘉颖生物科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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