[实用新型]一种电磁协同电渗析处理废水中带电离子的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水处理的装置，特别是一种电渗析污水处理系统和电磁协同强化带电离子分离的处理装置，属于环保技术领域。

背景技术

重金属废水是对环境污染最严重和对人体危害极大的工业废水之一。而重金属废水主要来自矿山坑道排水、废石场淋滤水、选矿场尾矿排水、有色金属冶炼厂除尘排水、有色金属加工厂酸洗废水、电镀厂镀件洗涤水、钢铁厂酸洗排水及电解、农药、医药、油漆、染料等各种工业废水，不仅来源广、而且水量大。它的成分非常复杂，除含氰(CN^-)废水和酸碱废水外，根据重金属废水中所含重金属元素进行分类，一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等。如何采取经济高效的技术方法来处理重金属废水，以减少或消除其在环境中的风险，成为目前普遍研究的重点。

传统的重金属废水处理方法很多，如化学法、蒸发浓缩法、离子交换法等。但这些处理方法仍存在很多弊端，如化学法需要消耗大量的化学试剂，容易对环境造成二次污染。而随着膜技术的发展，由于其对金属离子的分离效率高、能耗低、操作简便、无二次污染、自动化程度高等优点，进而衍生出一系列以膜为基础的处理重金属废水的技术方法，主要包括微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等。

电渗析法在重金属废水处理中具有技术可靠，操作费用低，占地面积小，不产生废渣的优点，已大规模用于Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺和Cr²⁺等重金属废水的处理，但电渗析通常只用于初级脱盐，由于浓差极化，脱盐率低（仅在45%～90%之间），影响重金属的浓缩率。

公告号为CN1521127A的申请中提到一种电磁式污水处理装置，主要对污水进行浓缩、净化。但该发明中需要利用高速运动的磁场对污水进行处理，从节约能源角度，成本会略高。公告号为CN2505476的申请提到一种电磁式水处理器处理室内被磁化的磁性体，从而对水起过滤作用，能解决水质中红锈水的现象。但该发明中虽然采用了电磁铁对废水中的离子进行磁化，但并不能增大离子运动速度以及延长磁性体的实际停留时间，净化效率还有待提高。

公告号CN1526654A的申请提到采用磁电渗析来脱除水中的盐分，但该发明中采用永磁铁为整个设备提供磁场，在处理重金属废水中，磁场无法根据所处理水质的波动，而进行相应的强度调整，以配合特定强度电场下金属离子的迁移轨迹调整的需要；再加上该发明中的装置仍采用传统的平行板式布置极板和离子交换膜，使得当重金属在偏转迁移过程，离子交换膜的单位面积利用效率太低，进而造成不必要的能耗和材质的损耗。

发明内容

针对现有电渗析技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电磁协同电渗析处理废水中带电离子的装置，它具有高效、环保、安全、经济等优点。

本实用新型结合现有电渗析技术的优点，在电渗析装置离子交换膜之间的直流电场空间内，增加一个分别与水流方向和电场方向均垂直的磁场，使具有一定流速的金属废水在电场和磁场双重作用下的迁移动力和效率得到提高，强化带电离子的分离，其中磁场的强弱根据电渗析过程中电磁铁电流的大小进行相应的调控。

本实用新型装置包括电源1、流量计2、无回路式电渗析装置3、磁场发生器4，电源1和流量计2与无回路式电渗析装置3连接，磁场发生器4设置在其产生的磁场与无回路式电渗析装置3产生的电场相垂直的位置。

本实用新型所述无回路式电渗析装置3包括堆膜5，电极6、外壳7、进水口8、出水口，堆膜和电极设置在外壳内，电极设置在堆膜外侧，进水口和出水口设置在装置外侧。

本实用新型所述堆膜5包括两对以上的膜对，膜对由一阳离子单极膜和一阴离子单极膜或者一双极膜和一单极膜构成，其中电极和阴、阳离子单极膜将无回路式电渗析装置分隔为阴极室、浓缩室、淡化室、浓缩室、阳极室，电极和双极膜以及单极膜将无回路式电渗析装置分隔为阳极室、稀酸室、淡化室、稀碱室、阴极室；在电渗析装置的不同室中设置有各自的进水口和出水口。

本实用新型所述阴阳离子单极膜设置在与电极呈10~25°角的位置，双极膜与电极平行。

本实用新型中装置磁感应强度控制为0.05T~1T，可通过调节电流大小来控制磁感应场强度。