[发明专利]高回收率反渗透系统电解设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理设备，具体地说是一种高回收率反渗透系统电解设备。    

背景技术

反渗透技术是20世纪60年代初发展起来的以压力为驱动力的膜分离技术，该技术是从海水，苦咸水淡化发展起来的，由于反渗透技术具有无相变、组件化、流程简单，操作方便，占地面积小，投资省、耗电低等优点，发展十分迅速。

随着制膜技术的改进，能量回收系统的开发，预处理技术的优化以及对高低盐度进水的广泛适用性，反渗透脱盐成本逐年明显下降，反渗透工艺在经济、技术上的竞争力不断增强。目前反渗透装置占领着水处理产业的绝大部分市场份额。反渗透装置一般浓缩倍数为3-5倍，净水为原液的70-80%，浓缩液占20-30%。若继续提高回收率，溶液中的成垢离子由于浓度饱和，阻垢剂已不能将其维持在不结垢状态，它们只能在膜上结垢析出。在反渗透系统长时间运行中，膜的结垢是一个十分棘手的问题，它的出现造成了反渗透装置产水量的大幅度下降，限制了该技术的更广泛的应用。为了克服膜结垢的问题，一般反渗透系统在运行时都在进水中添加阻垢剂，以将成垢离子维持在较高的过饱和状态而不结垢。以此方法来提高水的回收率，主要性能指标达到以下标准：（1）残垢离子快速沉积，诱导时间性控制在20-30分钟；（2）反渗透浓缩液回收率7-10%；（3）造水成本降低25%左右；（4）LSI值降至0.3-0.4。

对于反渗透浓缩液后处理，一般采取地面直接排放、深井注射、喷灌、热蒸发、曝晒蒸发等方式，不能增加产水回收率，而浪费了经过严格预处理的反渗透进水。

发明内容

本发明的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种利用溶液过饱和亚稳态原理而采用电解回收技术将反渗透浓缩液回用的高回收率反渗透系统电解设备，实现了反渗透技术领域的资源化。      

本发明根据电化学氧化的原理，利用该电化学过程原位产生的二价铁离子（Fe2+）和双氧水（H2O2）反应生成的强氧化剂—氢氧自由基（OH·）来氧化破坏掉反渗透排放液中的阻垢剂，使溶液中高过饱和度的成垢离子失稳，然后通过溶液混凝，使排放液中的成垢盐类如CaCO3等析出，此时经过处理的浓缩液中的结垢离子浓度大大下降，即结垢趋势大大下降了。将此浓缩液进行回用，不会引起反渗透膜的结垢。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

高回收率反渗透系统电解设备，对含有阻垢剂的反渗透浓缩液进行电解处理，包括一内电解反应器，内电解反应器的底部设置有浓缩液进口，内电解反应器的上端部设置有浓缩液出口，内电解反应器的阳极采用铁板，阴极采用密度松散的石墨，并利用空气泵吸入空气，反渗透浓缩液在搅拌下进行电解，电解后加入硫酸铝进行搅拌混凝，混凝结束后将溶液过滤，实现浓缩液作为进水重新利用。

上述内电解反应器的底部设置有与空气泵相连接的曝气头，空气的通入可以强化内电解过程。            

        本发明的高回收率反渗透系统电解设备与现有技术相比，所产生的有益效果是：

1）本发明制造成本较低，因此可以很容易地被集成于现有反渗透脱盐装置中，可使反渗透产水成本降低25％左右，经济效益显著。

2）本发明的产业化开发，可较好的解决遍布全国的电厂、大型锅炉补给水及各种工业用水，民用反渗透装置的浓水回用，全国年反渗透处理水量约4000万吨，使项目产品可节约40万吨，直接经济效益近亿元，降低了生产成本。提高了水资源的回收率，社会经济效益显著，获利前景广阔。

3）反渗透装置的生产涉及到自动控制、机械加工、化工等，该反渗透装置的应用涉及到海水淡化、苦咸水淡化、浓水、中水、纯净水处理。

4）主要技术性能指标：

（1）反渗透浓缩液经研发的电解设备处理后，其朗格利尔指数（LSI）降至0.3-0.4左右；

（2）处理时间在20-30分钟以内；

（3）将反渗透总回收率提高7－10％而不结垢；与传统过程相比，造水成本降低25％左右。

附图说明　

附图1为本发明的电解设备原理图；

附图2为本发明的生产工艺流程图。　　

图中，1、内电解反应器，2、脱气，3、泵，4、高压泵，5、换热器，6、反渗透膜组件，7、冷却水。    

具体实施方式

下面结合附图1、2对本发明的高回收率反渗透系统电解设备作以下详细地说明。